一種節(jié)能高效的城市污水自養(yǎng)脫氮生物處理方法及裝置制造方法
【專利摘要】一種節(jié)能高效的城市污水自養(yǎng)脫氮生物處理方法及裝置，屬于污水生物處理【技術(shù)領(lǐng)域】。裝置設(shè)有城市污水原水水箱、生物除碳反應(yīng)器、中間水箱和一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器。生物除碳反應(yīng)器主要用于去除污水中有機(jī)物，其剩余污泥可用于厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷。一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器中主要存在兩種菌：以絮體形式存在的氨氧化菌和以生物膜形式存在的厭氧氨氧化菌。城市污水首先進(jìn)入生物除碳反應(yīng)器，通過活性污泥吸附作用將水中的大量有機(jī)物吸附至活性污泥，而后經(jīng)過中間水箱進(jìn)入一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器，通過控制溶解氧濃度在0.5mg/L以下，實(shí)現(xiàn)短程硝化-厭氧氨氧化。本發(fā)明脫氮過程中采取低氧曝氣，且無需投加外加碳源，節(jié)約能耗。另外，生物除碳反應(yīng)器利用活性污泥吸附作用去除污水中有機(jī)物，使污水中有機(jī)物盡可能多的用于厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷，實(shí)現(xiàn)了城市污水能量的高效回收。
【專利說明】一種節(jié)能高效的城市污水自養(yǎng)脫氮生物處理方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種節(jié)能高效的城市污水自養(yǎng)脫氮生物處理方法及裝置，屬于污水生 物處理【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市化進(jìn)程的不斷加快和環(huán)境保護(hù)要求的逐漸提高，城市污水處理廠數(shù)量 越來越多，污水處理率也越來越高。但是污水處理屬能耗密集型行業(yè)，高能耗一方面導(dǎo)致 污水處理成本升高，在一定程度上加劇了我國當(dāng)前的能源危機(jī)，另一方面高能耗造成的高 處理成本，致使一些中小型污水處理廠難以正常運(yùn)行，污水處理廠的減排效益得不到正常 發(fā)揮。因此，經(jīng)濟(jì)高效的脫氮技術(shù)也隨即成為環(huán)境工程界追逐的目標(biāo)。
[0003] 傳統(tǒng)的脫氮工藝主要為是硝化一反硝化脫氮，且需要外加碳源（如甲醇），這樣不 但增加了額外設(shè)施和處理成本，還會造成出水的C0D升高，難以保證低碳源廢水脫氮效率。 因此，如何降低成本和提高總氮去除率成為處理低碳源污水所面臨的主要問題。近年來，隨 著新的生物脫氮途徑的發(fā)現(xiàn)，厭氧氨氧化技術(shù)作為高效低耗的生物脫氮工藝之一漸漸進(jìn)入 人們的視線，在實(shí)踐應(yīng)用方面也取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展。與傳統(tǒng)的硝化一反硝化工藝相比，半短 程硝化一厭氧氨氧化城市污水一體化自養(yǎng)脫氮技術(shù)具有節(jié)省50%的氧耗和100%的外加碳 源，且污泥產(chǎn)量少的優(yōu)點(diǎn)。另外，由于厭氧氨氧化反應(yīng)無需有機(jī)物，可使污水中有機(jī)物盡可 能多的用于厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷，從而大大提高了城市污水的能量回收率。
[0004] 但由于厭氧氨氧化菌屬于自養(yǎng)菌，細(xì)胞產(chǎn)率低，不容易在短時間內(nèi)富集，且在反應(yīng) 器運(yùn)行初期污泥容易流失，導(dǎo)致厭氧氨氧化菌的順利富集和穩(wěn)定運(yùn)行較為困難。試驗(yàn)表明， 新型生物膜技術(shù)可強(qiáng)化污泥持留和富集的能力，在系統(tǒng)內(nèi)投加填料可一定程度上縮短厭氧 氨氧化工藝的啟動時間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有城市污水處理能耗高、出水穩(wěn)定性差的問題，提出了 一種節(jié)能高效的城市污水自養(yǎng)脫氮生物處理方法及裝置，該方法和裝置首先將污水中的有 機(jī)物通過生物吸附作用富集至污泥，再將該污泥進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷以提高污水中能量回 收率；而后，污水進(jìn)入一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器進(jìn)行自養(yǎng)脫氮。該一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器在 懸浮污泥和生物膜上分別富集短程硝化菌和厭氧氨氧化菌，從而增強(qiáng)了厭氧氨氧化菌的持 留富集能力，顯著提高了系統(tǒng)的處理能力和運(yùn)行穩(wěn)定性。同時，合理的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和水力流 態(tài)為反應(yīng)器中主要富集的兩種菌提供了適宜的生長環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了城市污水一體化自養(yǎng)脫氮 工藝的快速啟動，并提高了系統(tǒng)的脫氮效率及工藝穩(wěn)定性。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過以下解決方案來解決的：一種節(jié)能高效的城市污水自養(yǎng)脫氮 生物處理裝置，其特征在于，由城市污水原水水箱（1)、生物除碳反應(yīng)器（2)、中間水箱（3) 和一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器（4)串聯(lián)而成；
[0007] 城市污水原水水箱（1)設(shè)有原水水箱溢流管（1. 1)和原水水箱放空閥（1. 2);城市 污水原水水箱（1)通過生物除碳反應(yīng)器進(jìn)水泵（1. 3)與生物除碳反應(yīng)器（2)相連；生物除碳 反應(yīng)器（2)設(shè)有生物除碳反應(yīng)器空壓機(jī)（2. 1)、生物除碳反應(yīng)器氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)（2. 2)、生 物除碳反應(yīng)器黏砂塊曝氣頭（2. 3)、攪拌器（2. 4)、生物除碳反應(yīng)器pH和DO測定儀（2. 5)、 生物除碳反應(yīng)器放空閥（2. 6)和生物除碳反應(yīng)器出水閥（2. 7);生物除碳反應(yīng)器出水閥 (2. 7)通過出水管與中間水箱（3)相連；中間水箱（3)設(shè)有中間水箱溢流管（3. 1)、中間水箱 放空閥（3.2);中間水箱（3)通過一體化反應(yīng)器進(jìn)水泵（3. 3)與一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器（4) 進(jìn)水閥相連；一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器（4)設(shè)有一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器空壓機(jī)（4. 1)、一體化 自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)（4. 2)、一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器黏砂塊曝氣頭（4. 3)、一體 化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器放空閥（4. 4)、海綿填料（4. 5)、一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器pH和DO測定儀 (4. 6)及一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器出水閥（4. 7);其中，海綿填料（4. 5)為邊長約為1. 5cm的 立方體物質(zhì)，并固定在一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器（4)中，其填充比為5%-10%。
[0008] 城市污水在此裝置中的處理流程為：城市污水進(jìn)入城市污水原水水箱，通過進(jìn)水 泵將原水泵入生物除碳反應(yīng)器，在此之前，該反應(yīng)器進(jìn)行好氧曝氣l〇min以恢復(fù)活性污泥 的吸附功能，污水進(jìn)入生物除碳反應(yīng)器后在好氧條件下利用活性污泥吸附作用將水中的有 機(jī)物吸附至活性污泥，從而達(dá)到在污泥中富集有機(jī)物的目的；生物除碳反應(yīng)器出水進(jìn)入中 間水箱，該中間水箱起到調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量的作用；除碳后污水經(jīng)一體化反應(yīng)器進(jìn)水泵進(jìn)入 一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器，控制溶解氧濃度在〇. 5mg/L以下，反應(yīng)器中氨氧化菌將氨氮氧化 為亞硝酸鹽的同時厭氧氨氧化菌利用氨氮和亞硝酸鹽反應(yīng)生成氮?dú)?。通過上述過程最終達(dá) 到將有機(jī)物和氮污染物從污水中高效去除的目的。
[0009] 利用上述裝置進(jìn)行節(jié)能高效的城市污水自養(yǎng)脫氮生物處理方法，其特征在于，具 體啟動與調(diào)控的步驟如下：
[0010] 1)系統(tǒng)啟動階段：
[0011] 生物除碳反應(yīng)器（2)接種城市污水廠二沉池回流污泥，使得污泥濃度在 2000-4000mg/L ;-體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器（4)接種處理生活污水SBR反應(yīng)器中穩(wěn)定運(yùn)行的短 程硝化污泥，使得污泥濃度在2000-4000mg/L，并從穩(wěn)定運(yùn)行的高氨氮廢水厭氧氨氧化反應(yīng) 器中內(nèi)取適量的生物膜填料進(jìn)行接種，生物膜填料填充比為5%-10% ;接種的硝化污泥優(yōu)選 處理生活污水的中試規(guī)模SBR反應(yīng)器中穩(wěn)定運(yùn)行的短程硝化污泥；
[0012] 2)正常運(yùn)行階段：
[0013] ①生物除碳反應(yīng)器（2)運(yùn)行方式為：生物除碳反應(yīng)器（2)進(jìn)水前厭氧攪拌lOmin， 以恢復(fù)活性污泥的吸附能力，然后邊攪拌邊進(jìn)水l〇min，再進(jìn)行好氧曝氣20-40min，在此過 程中，主要通過活性污泥的吸附作用去除有機(jī)物；反應(yīng)結(jié)束后沉淀30-40min，排水進(jìn)入中 間水箱，生物除碳反應(yīng)器（2)溶解氧濃度控制在0. 5-2mg/L，污泥齡控制在1-3天；
[0014] ②一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器（4)運(yùn)行方式為：中間水箱（3)的水進(jìn)入一體化自養(yǎng)脫 氮反應(yīng)器（4)，通過一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)調(diào)整曝氣量，使一體化自養(yǎng)脫氮 反應(yīng)器溶解氧濃度控制在〇. 2-0. 5mg/L，由于一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器高徑比較大，可通過曝 氣保證反應(yīng)器中污泥處于充分懸浮狀態(tài)，控制曝氣時間使總氮低于15mg/L，之后開始沉淀， 一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器出水通過一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器排出；一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器水力 停留時間為5-10h，優(yōu)選6. 7h。
[0015] 進(jìn)一步地，一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定后，根據(jù)出水中氨氮濃度及時調(diào)整曝 氣時間。例如，反應(yīng)器出水氨氮濃度高于5mg/L，則適當(dāng)增長系統(tǒng)曝氣時間；同理，當(dāng)反應(yīng)器 出水氨氮濃度低于5mg/L時，則應(yīng)適當(dāng)減少曝氣時間，以避免反應(yīng)過程中會出現(xiàn)過曝氣現(xiàn) 象，影響一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器的穩(wěn)定性。
[0016] 本發(fā)明專利具有以下優(yōu)勢：
[0017] 1)本發(fā)明將污水的除有機(jī)物和脫氮分別在兩個獨(dú)立的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，有利于優(yōu)勢 菌種的培養(yǎng)，避免了異養(yǎng)菌、氨氧化菌及厭氧氨氧化菌在溶解氧濃度和污泥齡上的矛盾，提 高了各功能微生物的活性及相應(yīng)的污染物去除效率。
[0018] 2)本發(fā)明生物除碳反應(yīng)器污泥齡較短（l-3d)，成功淘洗氨氧化菌和亞硝酸鹽氧化 菌，不能發(fā)生硝化作用，節(jié)省能源。同時，通過活性污泥吸附作用將污水中有機(jī)物去除，在 污泥中盡可能多的富集有機(jī)物用于厭氧發(fā)酵產(chǎn)生能源物質(zhì)甲烷，從而提高污水的能量回收 率。
[0019] 3 )本發(fā)明通過向一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器投加固定海綿填料，為氨氧化菌和厭氧氨 氧化菌分別提供適宜的生長條件。利用溶解氧在絮體污泥中易于擴(kuò)散、生物膜中存在溶解 氧濃度梯度的特點(diǎn)，分別在絮體污泥和生物膜中富集氨氧化菌和厭氧氨氧化菌，避免了兩 種菌在溶解氧上的矛盾，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0020] 4)本發(fā)明采用的一體化自養(yǎng)脫氮工藝以無機(jī)碳作為碳源，且厭氧氨氧化菌在代謝 過程中無N20生成，因此本工藝溫室氣體排放少。
[0021] 5)本發(fā)明采用的城市污水一體化自養(yǎng)脫氮技術(shù)運(yùn)行能耗低，操作簡單。低氧一體 化自養(yǎng)脫氮技術(shù)處理城市污水，可節(jié)省60%的曝氣量，且完全無需外加碳源；采用高徑比較 大的SBR反應(yīng)器，并將固定填料生物膜和懸浮污泥相結(jié)合，只需低氧曝氣即可保證反應(yīng)器 中懸浮污泥有效混合，不需攪拌裝置，有效降低了能耗，同時也提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
[0022] 綜上所述，利用本發(fā)明處理城市污水，具有污水能量回收率高，操作簡單，運(yùn)行能 耗低，產(chǎn)生溫室氣體少，系統(tǒng)處理效果穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1是城市污水一體化自養(yǎng)脫氮裝置示意圖。
[0024] 圖1中：1--城市污水原水水箱、2--生物除碳反應(yīng)器、3--中間水箱、4-- 一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器；1. 1-原水水箱溢流管、1. 2-原水水箱放空閥、1. 3-生物 除碳反應(yīng)器進(jìn)水泵、2. 1--生物除碳反應(yīng)器空壓機(jī)、2. 2--生物除碳反應(yīng)器氣體轉(zhuǎn)子 流量計(jì)、2. 3--生物除碳反應(yīng)器黏砂塊曝氣頭、2. 4--生物除碳反應(yīng)器攪拌器、2. 5-- 生物除碳反應(yīng)器pH和D0測定儀、2. 6--生物除碳反應(yīng)器放空閥、2. 7--生物除碳反應(yīng) 器出水閥、3. 1--中間水箱溢流管、3. 2--中間水箱放空閥、3. 3--一體化反應(yīng)器進(jìn)水 泵、4. 1--一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器空壓機(jī)、4. 2--一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器氣體轉(zhuǎn)子流量 計(jì)、4. 3--一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器黏砂塊曝氣頭、4. 4--一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器放空閥、 4.5--海綿填料、4. 6--一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器pH和D0測定儀、4. 7--一體化自養(yǎng)脫 氮反應(yīng)器出水閥。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 如圖1所示，一種節(jié)能高效的城市污水自養(yǎng)脫氮生物處理裝置由城市污水原水水 箱1、生物除碳反應(yīng)器2、中間水箱3和一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器4串聯(lián)而成；城市污水原水水 箱1設(shè)有原水水箱溢流管1. 1和原水水箱放空閥1. 2 ;城市污水原水水箱1通過生物除碳 反應(yīng)器進(jìn)水泵1. 3與生物除碳反應(yīng)器2進(jìn)水管相連；生物除碳反應(yīng)器2設(shè)有生物除碳反應(yīng) 器空壓機(jī)2. 1、生物除碳反應(yīng)器氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)2. 2、生物除碳反應(yīng)器黏砂塊曝氣頭2. 3、生 物除碳反應(yīng)器攪拌器2. 4、生物除碳反應(yīng)器pH和D0測定儀2. 5、生物除碳反應(yīng)器放空閥2. 6 和生物除碳反應(yīng)器出水閥2. 7 ;生物除碳反應(yīng)器出水閥2. 7通過出水管與中間水箱3相連； 中間水箱3設(shè)有中間水箱溢流管3. 1、中間水箱放空閥3. 2 ;中間水箱3通過一體化反應(yīng)器 進(jìn)水泵3. 3與一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器4進(jìn)水閥相連；一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器4設(shè)有一體化 自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器空壓機(jī)4. 1、一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)4. 2、一體化自養(yǎng)脫氮 反應(yīng)器黏砂塊曝氣頭4. 3、一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器放空閥4. 4、海綿填料4. 5、一體化自養(yǎng)脫 氮反應(yīng)器pH和D0測定儀4. 6及一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器出水閥4. 7 ;其中，海綿填料4. 5為 邊長約為1. 5cm的立方體物質(zhì)，并固定在一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器4中，其填充比為5%-10%。
[0028] 實(shí)驗(yàn)采用北京工業(yè)大學(xué)家屬區(qū)生活污水作為原水，具體水質(zhì)如下：C0D濃度為 120-230mg/L ;NH+4-N 濃度 58-87mg/L，Ν(Γ2-Ν 彡 0· 5mg/L，N(T3-N 彡 0, 5mg/L。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖 1所示，各反應(yīng)器均采用有機(jī)玻璃制成，生物除碳反應(yīng)器總體積12L，其中有效體積為10L ; 一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器總體積11L，其中有效體積為10L。
[0029] 具體運(yùn)行操作如下：
[0030] 1)系統(tǒng)啟動階段：生物除碳反應(yīng)器反應(yīng)器接種城市污水廠二沉池回流污泥，使得 污泥濃度在4000mg/L左右；一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器接種處理生活污水的中試規(guī)模SBR反應(yīng) 器中穩(wěn)定運(yùn)行的短程污泥，使得污泥濃度為2500mg/L，并從穩(wěn)定運(yùn)行的高氨氮廢水厭氧氨 氧化反應(yīng)器中內(nèi)取適量的生物膜填料進(jìn)行接種，生物膜填料填充比約為8%。
[0031] 2)正常運(yùn)行階段：
[0032] ①生物除碳反應(yīng)器2運(yùn)行方式為：反應(yīng)器進(jìn)水前厭氧攪拌lOmin，以恢復(fù)活性污泥 的吸附能力，然后邊攪拌邊進(jìn)水l〇min，進(jìn)水量為5L。隨后進(jìn)行好氧曝氣35min，在此過程 中，主要通過活性污泥的吸附作用去除有機(jī)物。反應(yīng)結(jié)束后沉淀30min，排水進(jìn)入中間水箱。 該反應(yīng)器溶解氧濃度控制在0. 5-2mg/L，污泥齡控制在1-3天。
[0033] ②一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器運(yùn)行方式為：利用一體化反應(yīng)器進(jìn)水泵將5L中間水箱 的水泵入一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器，進(jìn)水時間為5min，通過氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)調(diào)整曝氣量，使反 應(yīng)器溶解氧濃度控制在〇. 2-0. 5mg/L，由于反應(yīng)器高徑比較大（高徑比為5. 2)，可通過曝氣 保證反應(yīng)器中污泥處于充分懸浮狀態(tài)。曝氣200min后靜沉20-30min，最終通過排水閥排水 5L〇
[0034] 進(jìn)一步地，一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定后，根據(jù)出水中氨氮濃度及時調(diào)整曝 氣時間。例如，反應(yīng)器出水氨氮濃度高于5mg/L，則適當(dāng)增長系統(tǒng)曝氣時間；同理，當(dāng)反應(yīng)器 出水氨氮濃度低于5mg/L時，則應(yīng)適當(dāng)減少曝氣時間，以避免反應(yīng)過程中會出現(xiàn)過曝氣現(xiàn) 象，影響一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器的穩(wěn)定性。
[0035] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，運(yùn)行穩(wěn)定后，生物除碳反應(yīng)器出水C0D濃度為45-65mg/L，NH+4-N濃 度為 43-75mg/L，，N〇-2-N 濃度為 0· l-2mg/L，N〇-3-N 濃度為 0· 1-1. 5mg/L ; - 體化自養(yǎng)脫氮 反應(yīng)器出水 COD 濃度為 40-60mg/L，NH+4-N 濃度為 0· 5-7. 8mg/L，，N〇-2-N 濃度為 0-0· 7mg/L， Ν(Γ3-Ν 濃度為 3· 3-7. 8mg/L，出水 TN 低于 15mg/L。
【權(quán)利要求】
1. 一種節(jié)能高效的城市污水自養(yǎng)脫氮生物處理裝置，其特征在于，由城市污水原水水 箱（1)、生物除碳反應(yīng)器（2)、中間水箱（3)和一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器（4)串聯(lián)而成； 城市污水原水水箱（1)設(shè)有原水水箱溢流管（1. 1)和原水水箱放空閥（1. 2);城市污水 原水水箱（1)通過生物除碳反應(yīng)器進(jìn)水泵（1. 3)與生物除碳反應(yīng)器（2)相連；生物除碳反 應(yīng)器（2)設(shè)有生物除碳反應(yīng)器空壓機(jī)（2. 1)、生物除碳反應(yīng)器氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)（2. 2)、生物 除碳反應(yīng)器黏砂塊曝氣頭（2. 3)、攪拌器（2. 4)、生物除碳反應(yīng)器pH和DO測定儀（2. 5)、生 物除碳反應(yīng)器放空閥（2. 6)和生物除碳反應(yīng)器出水閥（2. 7);生物除碳反應(yīng)器出水閥（2. 7) 通過出水管與中間水箱（3)相連；中間水箱（3)設(shè)有中間水箱溢流管（3. 1)、中間水箱放空 閥（3. 2 );中間水箱（3 )通過一體化反應(yīng)器進(jìn)水泵（3. 3 )與一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器（4)進(jìn)水 閥相連；一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器（4)設(shè)有一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器空壓機(jī)（4. 1)、一體化自養(yǎng) 脫氮反應(yīng)器氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)（4. 2)、一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器黏砂塊曝氣頭（4. 3)、一體化自 養(yǎng)脫氮反應(yīng)器放空閥（4. 4)、海綿填料（4. 5 )、一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器pH和DO測定儀（4. 6 ) 及一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器出水閥（4. 7);其中，海綿填料（4. 5)為邊長為1. 5cm的立方體物 質(zhì)，并固定在一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器（4)中，其填充比為5%-10%。
2. 利用權(quán)利要求1的裝置進(jìn)行節(jié)能高效的城市污水自養(yǎng)脫氮生物處理方法，其特征在 于，具體啟動與調(diào)控的步驟包括如下： 1) 系統(tǒng)啟動階段： 生物除碳反應(yīng)器（2)接種城市污水廠二沉池回流污泥，使得污泥濃度在2000-4000mg/ L ;一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器（4)接種處理生活污水SBR反應(yīng)器中穩(wěn)定運(yùn)行的短程硝化污泥， 使得污泥濃度在2000-4000mg/L，并從穩(wěn)定運(yùn)行的高氨氮廢水厭氧氨氧化反應(yīng)器中內(nèi)取適 量的生物膜填料進(jìn)行接種，生物膜填料填充比為5%-10% ; 2) 正常運(yùn)行階段： ① 生物除碳反應(yīng)器（2)運(yùn)行方式為：生物除碳反應(yīng)器（2)進(jìn)水前厭氧攪拌lOmin，以 恢復(fù)活性污泥的吸附能力，然后邊攪拌邊進(jìn)水l〇min，再進(jìn)行好氧曝氣20-40min，在此過程 中，主要通過活性污泥的吸附作用去除有機(jī)物；反應(yīng)結(jié)束后沉淀30-40min，排水進(jìn)入中間 水箱，生物除碳反應(yīng)器（2)溶解氧濃度控制在0. 5-2mg/L，污泥齡控制在1-3天； ② 一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器（4)運(yùn)行方式為：中間水箱（3)的水進(jìn)入一體化自養(yǎng)脫氮反 應(yīng)器（4)，通過一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)調(diào)整曝氣量，使一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng) 器溶解氧濃度控制在〇. 2-0. 5mg/L，通過曝氣保證反應(yīng)器中污泥處于充分懸浮狀態(tài)，控制曝 氣時間使總氮低于15mg/L，之后開始沉淀，一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器出水通過一體化自養(yǎng)脫 氮反應(yīng)器排出；一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器水力停留時間為5-10h。
3. 按照權(quán)利要求2的方法，其特征在于，一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器接種的硝化污泥優(yōu)選 處理生活污水的中試規(guī)模SBR反應(yīng)器中穩(wěn)定運(yùn)行的短程硝化污泥。
4. 按照權(quán)利要求2的方法，其特征在于，一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器水力停留時間為6. 7h。
5. 按照權(quán)利要求2的方法，其特征在于，一體化自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定后，根據(jù)出水 中氨氮濃度及時調(diào)整曝氣時間，反應(yīng)器出水氨氮濃度高于5mg/L，則適當(dāng)增長系統(tǒng)曝氣時 間；同理，當(dāng)反應(yīng)器出水氨氮濃度低于5mg/L時，則應(yīng)適當(dāng)減少曝氣時間，以避免反應(yīng)過程 中會出現(xiàn)過曝氣現(xiàn)象。
【文檔編號】C02F9/14GK104058551SQ201410149307
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月12日
【發(fā)明者】彭永臻, 苗圓圓, 馬斌, 劉文龍, 王淑瑩 申請人:北京工業(yè)大學(xué)