本發(fā)明相關(guān)的投加羥胺實(shí)現(xiàn)部分短程硝化-厭氧氨氧化的裝置與方法，屬于污水生物處理領(lǐng)域，尤其適用于C/N較低的城市生活污水脫氮。
背景技術(shù)：
：針對(duì)城市污水處理，傳統(tǒng)的硝化/反硝化脫氮技術(shù)存在著碳源不足的瓶頸問(wèn)題，厭氧氨氧化技術(shù)的發(fā)現(xiàn)與證實(shí)為污水脫氮翻開(kāi)了新的篇章。厭氧氨氧化過(guò)程為氨氮和亞硝酸鹽在厭氧的條件下生成氮?dú)?，亞硝酸鹽的穩(wěn)定來(lái)源是該技術(shù)一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。傳統(tǒng)的硝化過(guò)程是分兩步進(jìn)行的，首先污水中的氨氮在氨氧化菌(AOB)的作用下氧化為亞硝酸鹽，然后亞硝酸鹽在亞硝酸氧化菌(NOB)的作用下氧化為硝態(tài)氮，全程硝化過(guò)程由此結(jié)束。很多研究學(xué)者對(duì)如何淘洗NOB實(shí)現(xiàn)短程硝化做了大量的研究，探究了很多實(shí)現(xiàn)方法。1、溫度：研究表明，在適宜的溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，能夠加快AOB的生長(zhǎng)速率，并擴(kuò)大AOB和NOB生長(zhǎng)速率的差距，同時(shí)，通過(guò)控制污泥齡在AOB和NOB的時(shí)代周期之間，由此實(shí)現(xiàn)NOB的淘洗。2、DO：AOB和NOB均為好氧菌，但二者的氧飽和系數(shù)不同，AOB的氧飽和系數(shù)為0.2-0.4mg/L，NOB的氧飽和系數(shù)為1.2-1.5mg/L。氧飽和系數(shù)代表該菌對(duì)溶解氧的親和力，所以在DO<0.5mg/L時(shí)，可以有效的實(shí)現(xiàn)AOB的持留，實(shí)現(xiàn)亞硝酸鹽的積累。3、pH：pH的影響主要有兩個(gè)原因，一方面是硝化菌對(duì)環(huán)境中的pH值有一定要求，即AOB和NOB有各自最佳的生長(zhǎng)環(huán)境；另一方面，pH值對(duì)游離氨及亞硝酸的濃度有很大影響，因?yàn)閺U水中氨氮隨pH值不同分別以分子態(tài)和離子態(tài)形式存在，分子態(tài)游離氨氮對(duì)NOB的抑制要強(qiáng)于AOB。因此，通過(guò)控制pH值可實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化生物脫氮工藝。4、FN和FNA：NOB比AOB對(duì)于FN和FNA的抑制更敏感，可以利用這種抑制的差異實(shí)現(xiàn)短程硝化。但是這些方法具有一定的局限性：(1)對(duì)于較大水量的城市污水通過(guò)高溫實(shí)現(xiàn)短程比較耗能；(2)如果控制低DO會(huì)降低硝化速率，而且活性污泥易發(fā)生污泥膨脹；(3)對(duì)于pH的影響來(lái)說(shuō),在硝化過(guò)程中，pH在不斷降低，必須通過(guò)不斷的加堿使系統(tǒng)維持較高的pH。(4)有研究表明，F(xiàn)N和FNA的抑制作用具有適應(yīng)性。相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，通過(guò)投加NOB的抑制劑(氯、氯酸鹽、硫化物、羥胺、乙酸)可以實(shí)現(xiàn)短程硝化。本方法采用羥胺實(shí)現(xiàn)短程硝化：1.羥胺是氨氧化過(guò)程的中間產(chǎn)物，在硝化過(guò)程中起著“承上啟下”的關(guān)鍵作用，投加羥胺可以有效的刺激AOB的生長(zhǎng)，加快氨氧化速率，同時(shí)抑制NOB的毒性，實(shí)現(xiàn)短程的效果明顯。2.使用羥胺作為抑制劑不會(huì)引入新的污染物質(zhì)。3.羥胺經(jīng)濟(jì)易得。在本方法中，通過(guò)投加羥胺實(shí)現(xiàn)較高DO下的部分短程硝化，然后與厭氧氨氧化反應(yīng)器相連接。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：短程硝化-厭氧氨氧化技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的硝化/反硝化工藝節(jié)約曝氣量，節(jié)省碳源，是一種資源節(jié)約型環(huán)境友好型的脫氮工藝。但短程硝化的快速啟動(dòng)及穩(wěn)定運(yùn)行是一個(gè)難題，本發(fā)明提供了一種通過(guò)投加羥胺快速在較高DO條件下快速啟動(dòng)和穩(wěn)定維持部分短程硝化-厭氧氨氧化的方法，該方法啟動(dòng)部分短程硝化耗時(shí)短，效果好，操作簡(jiǎn)單易行，并且可以獲得較高的氨氧化速率，為厭氧氨氧化反應(yīng)器提供穩(wěn)定的亞硝來(lái)源。本方法可以為部分短程硝化-厭氧氨氧化的工程應(yīng)用提供參考。一種通過(guò)投加羥胺實(shí)現(xiàn)部分短程硝化-厭氧氨氧化的裝置與方法，其特征在于,該系統(tǒng)主要由進(jìn)水箱(1)，部分短程硝化SBR反應(yīng)器(2),中間水箱(3)，厭氧氨氧化反應(yīng)器(4)依次連接而成。首先生活污水通過(guò)第一進(jìn)水泵(14)和第一進(jìn)水閥(19)泵入部分短程硝化SBR反應(yīng)器(2)，部分短程硝化SBR反應(yīng)器(2)出水由第一電動(dòng)排水閥(21)排入中間水箱(3),再由第二進(jìn)水泵(15)和第二進(jìn)水閥(20)泵入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器(4)，最后厭氧氨氧化反應(yīng)器(4)出水由第二電動(dòng)排水閥(22)排出。通過(guò)第一排泥閥(23)和第二排泥閥(24)排泥。所述部分短程硝化SBR反應(yīng)器(2)設(shè)有曝氣泵(16)，流量計(jì)(17)，曝氣頭(18)，第一攪拌器(12)，第一加熱棒(25)，第一DO傳感器(8)，第一pH傳感器(9)，第一DO/pH測(cè)定儀(5)。所述厭氧氨氧化反應(yīng)器(4)設(shè)有第二攪拌器(13)，第二加熱棒(26)，第二DO傳感器(10)，第二pH傳感器(11)，第二DO/pH測(cè)定儀(6)。第一DO/pH測(cè)定儀(5)和第二DO/pH測(cè)定儀(6)與自控平臺(tái)(7)相連接。投加羥胺實(shí)現(xiàn)部分短程硝化-厭氧氨氧化的裝置與方法，其特征在于,包括以下內(nèi)容：周期運(yùn)行操作步驟如下：1)首先接種污泥：部分短程硝化SBR反應(yīng)器(2)接種污泥為某城市污水處理廠A2/O二沉池回流污泥，使反應(yīng)器中污泥濃度為2500-3500mg/L；厭氧氨氧化反應(yīng)器(4)接種厭氧氨氧化顆粒污泥；2)在常溫下運(yùn)行部分短程硝化SBR反應(yīng)器(2)，控制DO＝3mg/L，在氨氮負(fù)荷為0.21-0.24kg·m3·d-1的條件下恢復(fù)部分短程硝化SBR反應(yīng)器(2)中全程硝化活性污泥的活性，當(dāng)連續(xù)數(shù)天檢測(cè)出水氨氮去除率為95％-100％，認(rèn)為活性恢復(fù)；3)將生活污水由進(jìn)水箱(1)通過(guò)第一進(jìn)水泵(14)和第一進(jìn)水閥(19)泵入部分短程硝化SBR反應(yīng)器(2)中，進(jìn)水10min；通過(guò)第一加熱棒(25)控制部分短程硝化SBR反應(yīng)器(2)溫度25℃；進(jìn)水結(jié)束后，向部分短程硝化SBR反應(yīng)器(2)中投加鹽酸羥胺，使部分短程硝化SBR反應(yīng)器(2)中的濃度為10mg/L；4)部分短程硝化SBR反應(yīng)器(2)中的第一攪拌器(12)開(kāi)啟，缺氧攪拌30min，利用進(jìn)水中的碳源反硝化上一周期的亞硝態(tài)氮；缺氧30min后曝氣泵(16)開(kāi)啟，使部分短程硝化SBR反應(yīng)器(2)內(nèi)為好氧環(huán)境，曝氣過(guò)程中通過(guò)調(diào)節(jié)流量計(jì)(17)控制曝氣量，通過(guò)第一DO傳感器(8)將信號(hào)傳給自控平臺(tái)(7)并維持DO＝3mg/L，通過(guò)調(diào)節(jié)控制曝氣120min～150min，通過(guò)第一pH傳感器(9)將pH信號(hào)傳給自控平臺(tái)(7)；曝氣結(jié)束后曝氣泵(16)關(guān)閉，第一攪拌器(12)關(guān)閉，靜置部分短程硝化SBR反應(yīng)器(2)30min，泥水分離；5)第一電動(dòng)排水閥(21)開(kāi)啟，排水5min，使上清液進(jìn)入中間水箱(3)，排水比為0.5；部分短程硝化SBR反應(yīng)器(2)閑置15min，為下一周期運(yùn)行做準(zhǔn)備；6)中間水箱(3)中的水通過(guò)第二進(jìn)水泵(15)和第二進(jìn)水閥(20)泵入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器(4)，進(jìn)水10min；通過(guò)第二加熱棒(26)控制厭氧氨氧化反應(yīng)器(4)溫度30℃；第二攪拌器(13)開(kāi)啟，厭氧攪拌180min，進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)；隨后第二攪拌器(13)關(guān)閉，靜置反應(yīng)器30min，泥水分離；7)第二電動(dòng)排水閥(22)開(kāi)啟，排水5min，排水比為0.5；厭氧氨氧化反應(yīng)器(4)閑置15min，為下一周期運(yùn)行做準(zhǔn)備；而后系統(tǒng)進(jìn)入下一周期，重復(fù)以上步驟。自控平臺(tái)(7)控制運(yùn)行中反應(yīng)器的進(jìn)水，攪拌，曝氣，排水，并實(shí)現(xiàn)部分短程硝化SBR反應(yīng)器(2)的恒定溶解氧；本發(fā)明為投加羥胺實(shí)現(xiàn)部分短程硝化-厭氧氨氧化的裝置與方法。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)本工藝采用厭氧氨氧化脫氮過(guò)程，解決的傳統(tǒng)硝化反硝化工藝碳源不足的嚴(yán)重問(wèn)題，無(wú)需外加碳源；2)反應(yīng)器為SBR反應(yīng)器具有序批式反應(yīng)器應(yīng)有的優(yōu)勢(shì):工藝簡(jiǎn)單，運(yùn)行靈活，反應(yīng)推動(dòng)力大，沉淀排水效果好，無(wú)污泥膨脹，耐沖擊負(fù)荷，適合自動(dòng)化操作；3)系統(tǒng)可以快速啟動(dòng)短程硝化，約20天后，亞硝積累大于90％；4)在較高DO的情況下啟動(dòng)短程硝化，獲得高的硝化速率，而且在較高DO下不易發(fā)生污泥膨脹，污泥不易解體；附圖說(shuō)明圖1為部分短程硝化-厭氧氨氧化的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖1：1-進(jìn)水箱；2-部分短程硝化SBR反應(yīng)器；3-中間水箱；4-厭氧氨氧化反應(yīng)器；5-第一DO/pH測(cè)定儀；6-第二DO/pH測(cè)定儀；7-自控平臺(tái)；8-第一DO傳感器；9-第一pH傳感器；10-第二DO傳感器；11-第二pH傳感器；12-第一攪拌器；13-第二攪拌器；14-第一進(jìn)水泵；15-第二進(jìn)水泵；16-曝氣泵；17-流量計(jì)；18-曝氣頭；19-第一進(jìn)水閥；20-第二進(jìn)水閥；21-第一電動(dòng)排水閥；22-第二電動(dòng)排水閥；23-第一排泥閥；24-第二排泥閥；25-第一加熱棒；26-第二加熱棒。圖2為部分短程硝化SBR反應(yīng)器的運(yùn)行時(shí)序圖；圖3為厭氧氨氧化SBR反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)序圖。具體實(shí)施方式本方法采用的反應(yīng)器均為SBR，由有機(jī)玻璃制成，有效容積10L。部分短程硝化反應(yīng)器底部安裝有曝氣裝置，可通過(guò)調(diào)節(jié)流量計(jì)和DO在線反饋控制恒定的溶解氧。部分短程硝化SBR反應(yīng)器和厭氧氨氧化SBR反應(yīng)器內(nèi)均置攪拌器，保證泥水混合均勻。由蠕動(dòng)泵進(jìn)水，電動(dòng)排水閥出水，進(jìn)出水時(shí)間由在線平臺(tái)控制。實(shí)驗(yàn)期間進(jìn)水水質(zhì)具體情況如下表：項(xiàng)目COD(mg/L)NH4+-N(mg/L)NO3-N(mg/L)NO2-N(mg/L)C/N范圍135.28～360.5558.79～80.220～1.210～0.31.68～6.13均值208.6166.030.460.463.58該系統(tǒng)運(yùn)行期間，污水處理流程如下：首先生活污水通過(guò)第一進(jìn)水泵(14)和第一進(jìn)水閥(19)泵入部分短程硝化SBR反應(yīng)器(2)，進(jìn)行短程硝化反應(yīng)，曝氣攪拌，沉淀，排水。出水含有氨氮和亞硝，比例為1：1.32。部分短程硝化出水由第一電動(dòng)排水閥(21)排入中間水箱(3),再由第二進(jìn)水泵(15)和第二進(jìn)水閥(20)泵入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器(4)，進(jìn)行厭氧攪拌，氨氮和亞硝反應(yīng)生成氮?dú)?。最后厭氧氨氧化反?yīng)器(4)出水由第二電動(dòng)排水閥(22)排出。完成整個(gè)周期。具體運(yùn)行參數(shù)如下：部分短程硝化反應(yīng)器：SBR反應(yīng)器由有機(jī)玻璃制成，有效容積10L。進(jìn)水為生活污水，排水比為0.5，每周期進(jìn)5L生活污水。T＝4h:進(jìn)水10min；缺氧30min；好氧曝氣120min～150min；沉淀30min；排水5min；閑置15min。污泥濃度2500-3500mg/L。厭氧氨氧化反應(yīng)器：SBR反應(yīng)器由有機(jī)玻璃制成，有效容積10L。進(jìn)水為中間水箱的短程出水，排水比為0.5，每周期進(jìn)5L水。T＝4h：進(jìn)水10min；厭氧攪拌180min；沉淀30min；排水5min；閑置15min。接種污泥濃度3500-4000mg/L。實(shí)驗(yàn)運(yùn)行期間，對(duì)溶解氧有一定的控制要求，部分短程硝化SBR反應(yīng)器的DO控制為3mg/L，溫度為25℃，厭氧氨氧化SBR反應(yīng)器DO控制接近0mg/L，溫度為30℃。反應(yīng)器中pH也不刻意控制(原水pH在7.2-7.8之間)。實(shí)驗(yàn)運(yùn)行期間，出水的平均COD，NH4+-N，NO3--N，NO2--N，TN濃度分別如下：37.06mg/L，1.02mg/L，7.28mg/L，0.68mg/L，8.56mg/L,上述出水指標(biāo)穩(wěn)定且均達(dá)到國(guó)家一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3