羟胺和游离亚硝酸盐交替旁侧处理实现短程硝化的启动和维持的装置和方法与流程

1.本发明涉及一种羟胺和亚硝酸盐交替旁侧处理实现短程硝化的启动和维持的装置和方法，属于污水生物处理领域，适用于城市生活污水生物脱氮，尤其是短程硝化相关工艺的应用。


背景技术：

2.在城市生活污水处理的过程中，由于城市生活污水中的碳氮比较低，全程硝化
‑
反硝化技术中碳源不足容易导致反硝化不完全，影响脱氮效率，因此往往需要额外投加碳源，且全程硝化需要长时间的曝气，耗能相对较大，不满足可持续发展的要求。
3.短程硝化是一种很有前途的工艺。短程硝化是只在氨氧化细菌(aob)的作用下，将氧化为的反应，可以达到减少曝气量，节约能耗的目的。而短程硝化产生的可以作为短程反硝化或者厌氧氨氧化反应的基质，能在一定程度上节约资源。
4.但短程硝化的启动和维持都是一个瓶颈，在以往经验中，通过控制污泥龄(srt)、控制溶解氧(do)以及主流投加抑制剂(fa、fna、羟胺等)等均可实现对nob的抑制，从而使亚硝酸盐积累，但是以上方法仍然存在抑制剂毒性对aob产生抑制以及nob对抑制剂产生适应性等问题。因此如何实现短程硝化的启动和维持的是一个有待解决的问题。
5.根据以往的研究，主流投加羟胺和fna分别对nob中的nitrospira和nitrobacter有较强的抑制作用，但由于二者都是可逆抑制，所以单独投加一种无法实现长期维持行。同时羟胺和fna浓度较高时会对aob产生影响，且羟胺成本较高，所以需要一种新的方法来维持短程硝化的运行。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种旁侧投加盐酸羟胺和fna交替旁侧处理的方式，可以有效抑制nob中的主要菌群nitrospira和nitrobacter，实现短程硝化的维持。该方法成本较低，效果好，维持较持久，操作简单，可以为短程硝化的启动和维持提供参考。
7.一种通过投加羟胺和fna交替旁侧处理实现短程硝化启动和维持的装置，其特征在于，该装置包括：原水箱(1)、原水进水泵(1.1)、序批式反应器(sbr)(2)，sbr搅拌器(2.1)、曝气泵(2.2)、流量计(2.3)、曝气盘(2.4)、ph探头(2.5)、溶解氧(do)探头(2.6)、排水阀门(2.7)、排泥阀门(2.8)、储泥装置(3)、储泥装置搅拌器(3.1)、排泥泵(3.2)、羟胺/fna旁侧处理装置(4)、旁侧处理搅拌器(4.1)、污泥回流泵(4.2)、曝气探头(4.3)、羟胺储药桶(5)、加药泵(5.1)、fna储药桶(6)、加药泵(6.1)、出水池(7)、可编程控制系统(8)、计算机(9)；
8.原水箱(1)通过原水进水泵(1.1)与sbr(2)进水端相连接；sbr(2)设置有sbr搅拌器(2.1)、曝气泵(2.2)、流量计(2.3)、曝气盘(2.4)、ph探头(2.5)、do探头(2.6)、排水阀门(2.7)、排泥阀门(2.8)，sbr(2)排水端通过排水阀门(2.7)与出水池(7)的进水端相连接；
sbr(2)排泥端通过排泥阀门(2.8)与储泥装置(3)连接；储泥装置(3)由搅拌器(3.1)和排泥泵(3.2)组成，排泥端通过排泥泵(3.2)和羟胺/fna旁侧处理装置(4)连接；羟胺/fna旁侧处理装置(4)排泥端通过污泥回流泵(4.2)与sbr连接；羟胺/fna旁侧处理装置(4)由旁侧处理搅拌器(4.1)、污泥回流泵(4.2)、曝气探头(4.3)组成，羟胺储药桶(5)通过加药泵(5.1)羟胺/fna旁侧处理装置(4)进水端相连接；fna储药桶(6)通过加药泵(6.1)与羟胺/fna旁侧处理装置(4)进水端相连接；可编程控制系统(8)内置接口分别与原水进水泵(1.2)、sbr搅拌装置(2.1)、曝气泵(2.2)、排水阀门(2.7)、排泥阀门(2.8)、计算机(9)相连接。
9.应用权利要求1所述装置进行一种基于投加羟胺和fna交替旁侧处理实现短程硝化启动和维持的方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.1)全程硝化启动：以实际城市污水处理厂的全程硝化污泥作为接种污泥注入sbr(2)，浓度为3000
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5000mg/l；以人工合成废水作为原水，初始nh
4
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n浓度为40
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60mg/l，通过原水进水泵(1.2)注入sbr，进水时间为5min；运行sbr搅拌装置(2.1)以实现泥液充分混合，搅拌时间为10min；启动曝气泵(2.2)对生活污水曝气60min，do保持在1
‑
2mg/l，ph值维持在6.5
‑
8.5；之后沉淀30min，进行5min的排水，sbr排水比为0.3
‑
0.5，排出上清液进入出水池(7)；反应器每天运行6个周期，每个周期存在130min的闲置时间；当氨氧化率达到90％以上且维持10日以上时，认为城市生活污水全程硝化在sbr中完成启动；
11.2)短程硝化启动：先启动羟胺旁侧处理,具体如下：在每周期进水5min，搅拌10min，曝气60min，沉淀30min，排水5min，闲置130min的运行方式上，在曝气阶段的最后5min增加排泥处理，每个周期通过排泥装置(2.8)排出sbr中混合液体积的10％
‑
15％进入储泥装置(3)；当天6个周期结束后，排泥装置(2.8)中的污泥浓缩至原体积的50％并泵入羟胺/fna旁侧处理装置(4)；羟胺溶液通过加药泵(5.1)按照一定比例加入羟胺/fna旁侧处理装置(4)，使得投加后混合液中羟胺浓度为5
‑
10mg/l，在旁侧处理搅拌器(4.1)和曝气探头(4.3)的作用下充分混和4
‑
24h；在第二天，羟胺/fna旁侧处理装置(4)中15％体积的混合液在每个周期进水阶段通过污泥回流泵(4.2)和原水同时进入sbr(2)，进行本周期后续反应。直到出水中亚硝酸盐积累率达到80％以上，认为是短程硝化启动成功；
11.3)短程硝化维持：短程硝化启动成功后继续进行羟胺旁侧处理10
‑
15日，停止羟胺旁侧处理，并启动fna旁侧处理，具体如下：在每周期按照进水5min，搅拌10min，曝气60min，沉淀30min，排水5min，闲置130min来运行，在曝气阶段的最后5min进行排泥，每个周期通过排泥装置(2.8)排出sbr中混合液体积的10％
‑
15％进入储泥装置(3)；当天6个周期结束后，排泥装置(2.8)中的污泥浓缩至原体积的50％并泵入羟胺/fna旁侧处理装置(4)；fna溶液通过加药泵(5.1)按照一定比例加入羟胺/fna旁侧处理装置(4)，使得投加后混合液中fna浓度为5
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10mg/l，在旁侧处理搅拌器(4.1)和曝气探头(4.3)的作用下充分混和4
‑
24h；在第二天，羟胺/fna旁侧处理装置(4)中15％体积的混合液在每个周期进水阶段通过污泥回流泵(4.2)和原水同时进入sbr(2)，进行本周期后续反应；后续处理按照羟胺旁侧处理10
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15天，fna旁侧处理10
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15天的方式交替进行。
13.综上所述，提供的基于羟胺和fna污泥旁侧交替处理实现短程硝化启动和维持的装置和方法，其流程如下：污水由进水装置进入sbr，在曝气阶段最后排出部分混合液进入储泥装置，当天6个周期后进入羟胺/fna处理装置，首先通过投加羟胺来抑制nob的繁殖和活性，启动短程硝化，巩固10
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15日后停止羟胺处理，再启动fna旁侧处理，投加fna10
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15日
来维持较高的亚硝酸盐积累率。
14.与现有技术相比，本发明具有以下优势：
15.(1)可以在比较短的时间内建立稳定的短程硝化，且亚硝积累较高；
16.(2)旁侧处理，对反应器内aob的抑制较小，且降低成本；
17.(3)交替处理的方式可以有效抑制nob，维持短程硝化较长时间运行。
附图说明：
18.图1为本发明的装置结构图：
19.1表示原水箱、1.1表示原水进水泵；2表示序批式反应器(sbr)、2.1表示sbr搅拌器、2.2表示曝气泵、2.3表示流量计、2.4表示曝气盘、2.5表示ph探头、2.6表示溶解氧(do)探头、2.7表示排水阀门、2.8表示排泥阀门；3表示储泥装置、3.1表示储泥装置搅拌器、3.2表示排泥泵；4表示羟胺/fna旁侧处理装置、4.1表示旁侧处理搅拌器、4.2表示污泥回流泵、4.3表示曝气探头；5表示羟胺储药桶、5.1表示加药泵；6表示fna储药桶、6.1表示加药泵；7表示出水池；8表示可编程控制系统；9表示计算机。
具体实施方式：
20.参照图1所示的试验装置，按照如下步骤维持城市污水长期稳定的短程硝化：
21.1)全程硝化启动：以实际城市污水处理厂的全程硝化污泥作为接种污泥注入sbr(2)，浓度为3000
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5000mg/l；以人工合成废水作为原水，初始nh
4
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n浓度为40
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60mg/l，通过原水进水泵(1.2)注入sbr，进水时间为5min；运行sbr搅拌装置(2.1)以实现泥液充分混合，搅拌时间为10min；启动曝气泵(2.2)对生活污水曝气60min，do保持在1
‑
2mg/l，ph值维持在6.5
‑
8.5；之后沉淀30min，进行5min的排水，sbr排水比为0.3
‑
0.5，排出上清液进入出水池(7)；反应器每天运行6个周期，每个周期存在130min的闲置时间；当氨氧化率达到90％以上且维持10日以上时，认为城市生活污水全程硝化在sbr中完成启动；
22.2)短程硝化启动：先启动羟胺旁侧处理,具体如下：在每周期进水5min，搅拌10min，曝气60min，沉淀30min，排水5min，闲置130min的运行方式上，在曝气阶段的最后5min增加排泥处理，每个周期通过排泥装置(2.8)排出sbr中混合液体积的10％
‑
15％进入储泥装置(3)；当天6个周期结束后，排泥装置(2.8)中的污泥浓缩至原体积的50％并泵入羟胺/fna旁侧处理装置(4)；羟胺溶液通过加药泵(5.1)按照一定比例加入羟胺/fna旁侧处理装置(4)，使得投加后混合液中羟胺浓度为5
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10mg/l，在旁侧处理搅拌器(4.1)和曝气探头(4.3)的作用下充分混和4
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24h；在第二天，羟胺/fna旁侧处理装置(4)中15％体积的混合液在每个周期进水阶段通过污泥回流泵(4.2)和原水同时进入sbr(2)，进行本周期后续反应。直到出水中亚硝酸盐积累率达到80％以上，认为是短程硝化启动成功；
23.3)短程硝化维持：短程硝化启动成功后继续进行羟胺旁侧处理10
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15日，停止羟胺旁侧处理，并启动fna旁侧处理，具体如下：在每周期按照进水5min，搅拌10min，曝气60min，沉淀30min，排水5min，闲置130min来运行，在曝气阶段的最后5min进行排泥，每个周期通过排泥装置(2.8)排出sbr中混合液体积的10％
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15％进入储泥装置(3)；当天6个周期结束后，排泥装置(2.8)中的污泥浓缩至原体积的50％并泵入羟胺/fna旁侧处理装置(4)；fna溶液通过加药泵(5.1)按照一定比例加入羟胺/fna旁侧处理装置(4)，使得投加后混合液中fna
浓度为5
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10mg/l，在旁侧处理搅拌器(4.1)和曝气探头(4.3)的作用下充分混和4
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24h；在第二天，羟胺/fna旁侧处理装置(4)中15％体积的混合液在每个周期进水阶段通过污泥回流泵(4.2)和原水同时进入sbr(2)，进行本周期后续反应；后续处理按照羟胺旁侧处理10
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15天，fna旁侧处理10
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15天的方式交替进行。