CN107902765A - 一种多级部分亚硝化启动与控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多级部分亚硝化启动与控制方法，属于污水处理领域，其解决了以往亚硝化工艺中的不易启动、亚硝酸盐积累效果不稳定等问题。本发明方法包括硝化启动、间歇曝气启动，亚硝酸盐积累率调控，氨氧化率调控、亚硝化稳定运行控制等，最终氨氮氧化率稳定在55%‑60%，亚硝酸盐积累率稳定≥92%，氨氮去除表面负荷≥0.60gN/(m2·d)，满足后续厌氧氨氧化对氮素的要求。本发明的部分亚硝化效果稳定，氨氮氧化负荷高，节约占地，操作简单，运行可靠；相比传统工艺，可实现微生物的选择与淘汰，防止长期运行失稳；氧利用率高，曝气流化能耗低。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种多级部分亚硝化启动与控制方法。
背景技术
厌氧氨氧化（Anaerobic Ammonium Oxidation，简称ANAMMOX），是以NO2 --N为电子受体，CO2为无机碳源，在厌氧条件下，将NH4 +-N氧化成N2的生物过程。ANAMMOX工艺相比较传统硝化-反硝化工艺具有节约50%的曝气量和100%的有机碳源等优点，所以一经发现就引起了众多研究者的广泛兴趣。
由于厌氧氨氧化过程需要比例为1:1.31的氨氮与亚硝酸盐氮作为底物，所以需预处理工艺，将氨氮部分氧化为亚硝酸盐氮，且不生成硝酸盐氮，即部分亚硝化工艺，又称亚硝化工艺，短程硝化工艺。部分亚硝化工艺直接决定了厌氧氨氧化过程能否成功实现。
部分亚硝化工艺的控制要点有两个，第一，将硝化过程控制在NO2 -阶段，阻止NO2 -进一步氧化为NO3 -，即富集AOB（氨氧化菌），抑制NOB（亚硝酸盐氧化菌）；第二，保证出水氨氮与亚硝酸盐氮的比例在厌氧氨氧化理论系数1.31附近，一般为1:1.2-1.35。
目前，已有研究中，主要控制手段包括pH、T、FA、DO等。但对于常温低基质污水，调控DO手段更符合工程实际状况；对于高温高基质污水，仅通过T、FA调控，长期运行，***容易逐步失稳，向全程硝化方向转化。所以，部分亚硝化过程，DO的调控处于核心地位，国内外进行了大量相关研究。
DO调控中，传统方法通过采用限氧方式进行，利用AOB与NOB氧饱和常数不同，对NOB进行抑制。研究表明，在单一DO或FA条件下，NOB虽在短时间内受到抑制，但长期运行后，NOB可逐渐适应相应条件，而提供变化的梯度DO，是防止NOB适应性富集的有效手段。具体的梯度DO调控方式研究较多，各有优点，也存在一定问题。
张立成等采用2h曝气/1h停曝的间歇曝气控制方式实现了亚硝化工艺的启动以及运行（张立成.SBR快速实现短程硝化及影响因素.环境工程学报,2015,9(5):2272-2276）；苏东霞等采取的间歇曝气方式为曝气/停曝时间为30min/10min（苏东霞.不同曝气方式SBR短程硝化试验研究.中南大学学报(自然科学版),2014,45(6):2120-2129）；李亚峰等以曝停时间比为1:1，曝气时间分别为5min、15min、30min和45min，的方式控制间歇曝气，研究曝气频率对NO2 --N积累效果的影响，确定当控制曝气频率为曝气15min/停曝15min时，可以恰当地将停曝时间点控制在亚硝化反应刚好完成而硝化反应尚未开始，使得亚硝化成为主导反应，进而最大限度地实现NO2 --N积累（李亚峰.不同曝气方式下SBR亚硝化的实现及NO2 --N积累效果.环境工程学报,2014,8(11)：4561-4567）；李亚峰等在曝停时间比为1:1的条件下研究不同曝气频率对短程硝化的影响（李亚峰.利用间歇曝气实现短程硝化的影响因素.沈阳建筑大学学报(自然科学版),2013,29(6):1104-1108）；苏东霞等研究了不同曝停时间比(3:1、3:2、3:3)，分别为30min/10min、30min/20min、30min/30min对亚硝酸盐氮积累、亚硝化稳定性（苏东霞.曝停时间比对间歇曝气SBR短程硝化的影响.中国环境科学2014,34(5)：1152~1158）；张辉等在SBR工艺及进水pH值8.2-8.5的基础上分别采用多种控制手段，实现短程硝化，包括，5min曝气-5min停曝，不控制曝气量；5min曝气-15min停曝，不控制曝气量；15min曝气-15min停曝，不控制曝气量；5min曝气-5min停曝，限制溶解氧的方式（张辉.间歇曝气短程硝化控制新途径的初步试验研究.新疆环境保护2005,27(4):28-32）；李亚峰等以曝气45min/停曝45min的方式在挂膜成功后富集亚硝化细菌（李亚峰.间歇曝气条件下短程硝化的实现及影响因素研究.环境工程学报，2011，5(7):1518-1521）。
以上研究均采用活性污泥法，且在间歇流***中，实施间歇曝气手段以获得DO梯度控制，实现亚硝化。间歇流过程中，间歇曝气仅影响了曝气时间，可以通过延长HRT，满足氨氧化率的需求。同时，研究中均固定了曝气和停止曝气的时间，并作出分析比较，所得结果均在特定条件及特定水质下获得，无普遍性，且并未给出曝气时间、停止曝气时间的调控方法与依据；且未能控制出水氨氮与亚硝酸盐氮的比例，出水无法直接用于厌氧氨氧化工艺，需进行调配。但工程中，更适合采用连续流，如何在连续流中实施间歇曝气控制，同时能够保证氨氧化率（55-60%）与亚硝酸盐积累率（>90%），则并未阐述。连续流中，由于停止曝气时依然进水，其间歇曝气方式需在时间控制方式上与间歇流有所区别，既能提供梯度DO，同时对于出水效果影响小，并且需保证处理能力不显著下降。
马勇等应用A/O生物脱氮中试试验装置处理实际生活污水，发现长期控制低DO浓度（0.3-0.7mg/L)可以导致亚硝酸盐氧化菌(NOB)的淘洗,从而实现稳定的亚硝酸盐积累率,试验获得平均亚硝酸氮积累率为85%,有时甚至超过95%（马勇.A/O生物脱氮工艺处理生活污水中试(一)短程硝化反硝化的研究[J].环境科学学报,2006,26(5):703–709）；易鹏等常温(20-29℃)限氧条件下(DO<0.2mg/L)，以城市污水A/O除磷工艺处理出水为原水，在推流式好氧反应器中，以好氧/缺氧交替内循环的运行方式实现并维持亚硝化（易鹏,张树军,孟春霖,等.2010.城市污水连续流半亚硝化实现维持机理与工艺创新研究[J].环境科学学报,30(8):1608-1614）；马斌以连续流A/O反应器作为短程硝化反应器，研究发现将溶解氧控制在0.2mg/L以下可以维持短程硝化，并且可通过曝气量将出水中NO2 --N与NH4 +-N比例控制在1左右（马斌.城市污水连续流短程硝化厌氧氨氧化脱氮工艺与技术.博士学位论文,哈尔滨工业大学,2012）；张亮以某污水处理厂实际污泥消化液为主要研究对象，以连续A/O工艺考察了短程硝化的启动和稳定的影响因素及作用机理（张亮.高氨氮污泥消化液生物脱氮工艺与优化控制.博士学位论文,哈尔滨工业大学,2013.）；张昭等采用由4个格室组成的推流式反应器，用过控制每个格室不同的曝气量，使DO在0.1-0.6mg/L之间，实现部分亚硝化（张昭.常温下低氨氮污水的短程硝化启动研究.中国给水排水，2012,28,（9）：35-39）。
以上研究均采用活性污泥法，在连续流A/O反应器中，使污泥流经好氧区和缺氧区，获得DO梯度控制，实现亚硝化；也有研究在连续流中，以不同曝气分区，分别控制DO水平，实现梯度DO控制，抑制NOB，实现亚硝化；且实验条件上，多处于高温、高氨氮，其条件本身即有利于亚硝酸盐积累，方法不具有普遍性。
虽然活性污泥法可以实现亚硝化，但在实际运行中发现，***中污泥浓度逐步下降，最终***崩溃，难以长期稳定运行。分析主要原因是亚硝化***中，功能菌群AOB为自养菌，比生长速率小，生长缓慢，且其沉降性能不佳，容易随出水流失，故对于自养***更适合采用生物膜法。
传统生物膜法，由于需要反冲洗，且生物膜泥龄难以控制，不易实现亚硝化。而MBBR工艺，由于填料呈悬浮态，且随曝气流化，兼具活性污泥法与生物膜法特点，可获得较好的亚硝化效果。
MBBR(Moving Bed Biofilm Reactor，移动床生物膜反应器)是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率，悬浮填料密度接近水，在挂膜前后与水体密度相近，使其可在水中悬浮，相比流化床工艺，流化动力低，通过少量曝气，就可实现填料完全流化，实现高效处理。
MBBR工艺的主要特点如下：
1)比表面积大。悬浮填料通过采用内部空心的结构方式，设置多道凹槽和网架，大大增加了填料的比表面积。通常悬浮填料的比表面积在450m2/m3以上，比表面积的增加，使填料表面附着的生物膜数量和浓度也大为增加；
2)反应形态好。悬浮填料在反应器内处于流化状态，其反应形态类似于完全混合反应器，填料与气、水接触比较充分，提高了填料上的生物膜与水中营养物质的传质作用，与其它固定床填料相比，悬浮填料层基本没有水头损失，有利于布水、布气的均匀性。另外，在流化状态下，老化的生物膜可通过水力冲刷自动脱落，促进了生物膜的更新；
3)氧利用率高。通过填料层分割作用以及填料不断与水流和气流的接触，可以大大提高氧的利用率。对不同填料投加率时穿孔曝气***的充氧性能进行了比较，发现在填料的投配率条件下，曝气***的氧传递系数可由不加填料时的4.4%增加为9.7%；
4)生物选择性好。由于填料的结构，给了微生物不同梯度溶解氧的微环境，在溶液溶解氧较高时，仍能维持较好的短程硝化效果，有利于提高反应速率，提高处理负荷，减少占地；且流化促进生物膜更新，控制生物膜泥龄，防止亚硝酸盐氧化菌的富集；
5) 另外，悬浮填料可以直接投加在水池中，不需任何支架及安装工程，投加和更新也十分方便。在实际运行中，悬浮填料在流化过程中不易出现结团和堵塞现象，不需要反冲洗设施，管理和维护工作也比较简单。
MBBR法研究中，邓嫔采用自制的连续理想混合CSTR(Continuous Stired TankReactor) 反应器培养富集亚硝酸菌，通过人工分流，将50％废水实现完全亚硝化转化，另外50％废水直接引流与前段工艺的出水结合再进行厌氧氨氧化反应，反应器的DO控制在在1.5-2.0mg/L（移动床生物膜反应器中完全亚硝化自养生物膜的研究. 硕士论文，湖南大学，2007）；杜月等采用好氧MBBR对经过厌氧脱碳处理的垃圾渗滤液进行了深度短程硝化研究，结果认为DO浓度为2mg/L为最佳的工艺条件（杜月.移动床生物膜反应器对垃圾渗滤液短程硝化研究. 环境科学，2007，28(5):1039-1043）；遇光禄等采用MBBR对城市垃圾渗滤液进行 SHARON工艺研究，反应器中填料填充比为60%，通过控制合适的DO，反应器可以很稳定地实现部分亚硝化（遇光禄.移动床生物膜反应器SHARON工艺半亚硝化特性.化工学报，2008，59（1）：201-208.）。以上研究，虽在连续流MBBR工艺中，实现亚硝化，但研究多处于较为有利的条件，如较高的T、pH、FA等，本身容易实现亚硝化，且DO仍属于单一控制，长期运行面临失去稳定的风险。
MBBR***中，虽然运行方式与活性污泥法类似，但本质区别在于，活性污泥法中，微生物完全混合，经历反应器起始端到末端，然后回流，运行至各个区域，可通过设置不同分格，分别为好氧或缺氧段，实现梯度DO控制；MBBR中，微生物固定于填料上，仅在固定区域内流化，不能运行至各个区域，活性污泥法的梯度DO控制手段，在MBBR上无效。
闫锴焘以填料填充率约为50%，反应器全天连续运行，对***亚硝化性能进行了较多研究，包括采用高、低曝气量间歇运行方式，分别设置DO<0.5mg/L、0.5-1.0mg/L、1.0-2.0mg/L，>2.0mg/L，研究最佳的亚硝化DO浓度，亚硝酸盐氮积累率达到了75.94%，基本实现了短程硝化脱氮（闫锴焘.移动床生物膜反应器短程硝化反硝化脱氮的研究.硕士论文，湖南大学，2011）；柯水洲也进行了类似研究（柯水洲.MBBR工艺短程硝化影响因素研究. 给水排水，2015，41(1)：124-128）。但可以看出，该研究亚硝酸盐积累率较低，无法满足亚硝化要求；所指的间歇曝气方式为DO水平观察，非控制手段，整个周期长达30d，也为给出调控方法；研究历时短，无法表明***稳定性。
在已有专利中，一种基于MBBR的短程硝化工艺启动与运行方法，采用连续曝气的方法，虽属于MBBR连续流运行，同时给出了DO控制在1.2-3.5mg/L的范围，但仍属于单一DO***，可能面临长期运行失稳的风险；同时，未能控制出水氨氮与亚硝酸盐氮的比例，出水无法直接用于厌氧氨氧化工艺，需进行调配。一种基于MBBR的厌氧氨氧化工艺预处理方法中，虽然给出了如何调控出水氨氮与亚硝酸盐氮的比例，但控制方法上仍属于单一DO***，无法避免长期运行逐步失去稳定性的问题。AOB对DO波动适应能力强，而NOB对DO波动适应能力差，尤其在低温、低氨氮时，DO波动对于AOB、NOB的筛选更为有效。
综上所述，对于亚硝化已有研究中，对于间歇流活性污泥***，采用间歇曝气可有效控制亚硝化；对于连续流活性污泥***中，可通过设置交替的好氧、缺氧段，实现梯度DO的供给，抑制NOB，但长期运行污泥浓度逐步降低，***崩溃；生物膜法中，MBBR均采用恒定DO方式，***长期运行面临失稳风险；同时，研究中的亚硝化多未以为厌氧氨氧化提供氮素比例适宜的进水未目标，出水难以用于厌氧氨氧化进水。正式由于这些技术问题与技术缺陷，需进行改进与优化。
亚硝化效果通常用亚硝酸盐积累率来评价。亚硝酸盐积累率是指反应过程中亚硝酸盐氮生成量与亚硝酸盐氮和硝酸盐氮生成量之和的比值，即（出水亚硝酸盐氮-进水亚硝酸盐氮）/(出水亚硝酸盐氮-进水亚硝酸盐氮+出水硝酸盐氮-进水硝酸盐氮),一般认为，亚硝酸盐积累率>90%时，亚硝化效果良好。
氨氧化率，是指反应中氧化的氨氮占进水氨氮的比值，即（进水氨氮-出水氨氮）/进水氨氮，对于厌氧氨氧化，最佳的氨氧化率是55-60%。
生化***处理能力采用负荷衡量，依据反应器类型不同，负荷分为容积负荷、污泥负荷与表面负荷。容积负荷以单位体积反应器处理能力为评价标准；污泥负荷以单位质量污泥处理能力为评价标准；表面负荷以单位生物膜面积处理能力为评价标准。由于MBBR工艺为生物膜***，以表面负荷衡量更为科学准确。
氨氮进水表面负荷，即单位生物膜面积，每天承受的进入***氨氮的质量，单位为gN/（m2·d），等于***每日进入氨氮质量/***内生物膜总面积。
氨氮去除表面负荷，即单位生物膜面积，每天去除的氨氮的质量，单位为gN/（m2·d），等于***每日去除氨氮质量/***内生物膜总面积；氨氮去除表面负荷与氨氮进水表面负荷的比值，即为氨氧化率。
为防止偶然性数据影响***判定，亚硝酸盐积累率按连续3日平均值，5d内升高幅度确定。例如，1-3d亚硝酸盐积累率分别为9%、11%、10%，则第3d亚硝酸盐积累率的3日平均值为10%；5-7d亚硝酸盐积累率分别为18%、20%、22%，则第7d亚硝酸盐积累率的3日平均值为20%；从第3d到第7d，5天内亚硝酸盐积累率升高10%。
发明内容
为了解决现有技术中在亚硝化工艺难以连续流运行，出水氮素比例不稳定，长期运行容易向全程硝化转化，污泥浓度难以维系等问题，本发明提出了一种多级部分亚硝化启动与控制方法，采用该、多级部分亚硝化启动与控制方法具有连续运行、处理效果稳定、可保证长期运行稳定性、出水氮素比例控制精确、管理维护方便等优点。
一种多级部分亚硝化启动与控制方法，其特征在于，进水连续通过多级装填生物填料反应器，采用间歇曝气方式，实现部分亚硝化，具体包括以下步骤：
1)硝化启动，反应器内装填生物填料，填充率为20%-70%，闷曝初步挂膜后开始进水连续流运行，控制DO>3mg/L，保持氨氧化率>70%,逐步增加氨氮进水表面负荷，直到氨氮去除表面负荷≥0.80gN/(m2·d)；
2)间歇曝气启动，按间歇曝气方式运行，初始曝气时间为15-40min，控制氨氧化率>70%,逐步增加氨氮进水表面负荷，直到氨氮去除表面负荷≥0.70gN/(m2·d)，固定此HRT运行；
3)亚硝酸盐积累率调控，按间歇曝气方式运行，调整搅拌时间，若亚硝酸盐积累率连续3日平均值，5d内升高≥10%，按此方式运行；若亚硝酸盐积累率连续3日平均值，5d内升高<10%，延长各组曝气及停止曝气并搅拌时间，每次延长15-20%；调整间隔不少于5d；直到氨氮去除表面负荷≥0.60gN/(m2·d)，亚硝酸盐积累率≥92%；
4)氨氧化率调控，按间歇曝气方式运行，调整DO，当氨氧化率>60%，降低DO，每次降低0.1-0.2mg/L；当氨氧化率<55%，提高DO，每次提高0.1-0.2mg/L；调整间隔不少于5d；直到氨氮去除表面负荷≥0.60gN/(m2·d)，氨氧化率在55-60%；
5)亚硝化稳定运行控制，按步骤3）及步骤4）调整，控制氨氮去除表面负荷≥0.60gN/(m2·d)，亚硝酸盐积累率≥92%，氨氧化率在55-60%。
为本行业的人所熟知的，闷曝即采用间歇流运行，可向反应器内接种污水厂曝气池活性污泥3-4g/L，按照进水、曝气、沉淀、排水周期运行，加快填料挂膜速度，填料表面出现一薄层生物膜后，排空反应器内污泥，开始连续流运行；或直接接种已挂膜生物填料，加快启动速度。
优选的，所述进水，BOD:TN<0.2，SS<50mg/L。
为本行业的人所熟知的，一般污水通过预处理进行脱碳，可达到所述进水要求，预处理包括生物处理或物化处理。
优选的，所述生物填料，比表面积为450-1600m2/m3，挂膜前填料的比重为0.93-0.99，孔隙率≥90%。
优选的，所述反应器，由2-8级反应器串联而成，从进水端到出水端连续编号为1#-8#；各级反应器，最大容积与最小容积的比值为1-1.5；内部悬浮态污泥浓度≤1.0g/L，反应器连续进水、出水，反应器内水温>12℃。
为本行业的人所熟知的，反应器不设置污泥回流，即不进行活性污泥持留，微生物主要以附着态（悬浮填料生物膜）为主体，但反应器内仍会有脱落的生物膜，通过排泥控制此部分悬浮态浓度。
优选的，所述间歇曝气方式，按曝气阶段、停止曝气并搅拌阶段交替运行，曝气时间不大于HRT的1/5；各组反应器曝气时间与搅拌时间均相同；奇数序号反应器开始曝气时，偶数序号反应器停止曝气并搅拌；奇数序号反应器停止曝气并搅拌时，偶数序号反应器停止搅拌并曝气。
优选的，所述间歇曝气方式，曝气阶段， 1#反应器DO 控制在1.0-3.0mg/L，数值上为氨氮进水表面负荷1.5-2.5倍，最后一级反应器DO控制在1.0-1.2mg/L；中间各级反应器，DO为[1#反应器DO均值-（1#反应器DO均值-最后一级反应器DO均值）/(最后一级反应器序号-1)×(该级反应器序号-1)]±0.1mg/L；各级反应器内曝气气水比≥5。
为本行业的人所熟知的，***内DO根据反应进程不断变化，所述曝气阶段DO，为曝气开始3min后，曝气运行阶段平均值；曝气气水比，即反应器内气量与水量的比值，用以保证填料流化及生物膜更新，防止泥龄过长造成NOB积累；当曝气气水比达到最低限制5时，可通过改换曝气装置方式，不降低气水比的情况下，进一步降低DO。
[1#反应器DO均值-（1#反应器DO均值-最后一级反应器DO均值）/(最后一级反应器序号-1)×(该级反应器序号-1)]，即使中间各级反应器DO控制与始末端相比呈线性关系。
本发明所带来的有益技术效果：
1）本发明的亚硝化工艺可实现亚硝酸盐氮的稳定积累，尤其针对低温、低氨氮情况，启动成功后，亚硝酸盐积累率始终稳定>92%；
2）本发明的亚硝化工艺处理负荷高，氨氮去除表面负荷超过0.6gN/(m2·d)，氨氮去除容积负荷超过0.17kgN/(m3·d)，远高于活性污泥法；
3）本发明的亚硝化工艺，相比活性污泥工艺，可以实现长期稳定运行，运行超过500d，仍能够保持高负荷及高效率运行，无衰减；
4）本发明的亚硝化工艺，相比固定床工艺，无滋生红虫、无布水不均匀易形成死区等问题；相比流化床工艺，氧利用率高，曝气流化能耗低；具有污泥龄的选择功能，通过间歇曝气方式，实现单一功能区的好氧、缺氧交替运行，不影响出水水质；
5）本发明的亚硝化工艺，具有容积负荷可调等优点，通过悬浮填料的补充，实现容积负荷的增加，可增加30-200%；
6）本发明的亚硝化工艺，既可采用新启动模式运行，也可基于已启动的硝化***进行。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步清楚、完整的说明：
图1亚硝化过程进出水氮素浓度及HRT图；
图2亚硝化过程氨氧化率、亚硝酸盐积累率、负荷图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案以及优点更清楚、明确，以下将结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
本发明在连续流条件下，通过采用悬浮填料作为微生物附着载体，与活性污泥法形态不同，微生物为固定态，更利于AOB（氨氧化菌）的持留；同时，与固定床生物膜反应器不同，载体为流化，在流化过程中实现生物膜的更新，通过气水比控制，防止泥龄过长积累NOB（亚硝酸盐氧化菌）；同时，通过间歇曝气方式，为AOB富集和NOB的排除，创造更有利的条件。低温、低氨氮条件更不利于AOB富集及NOB淘汰。本发明，结合图1至图2所示，包括以下步骤。
实施例1：
反应器池容为10m3，采用比表面积为700m2/m3悬浮载体，悬浮载体挂膜前比重0.965，空隙率>95%；反应器分为8级，各级反应器池容相等，填充率相同，不设置污泥回流，连续流运行过程中反应器内悬浮态污泥浓度始终<0.5g/L；进水采用生活污水脱碳后的污水，进水BOD为10±3mg/L，TN为55±6mg/L，氨氮为50±5mg/L，BOD:TN<0.2，进水SS<20mg/L，水温为14±2℃；
1）硝化启动，填装悬浮载体4m3，填充率40%，DO控制在4-5mg/L，接种污水厂活性污泥4g/L闷曝，每个周期运行10h，沉淀后排出上清液，运行10个周期后排空反应器内污泥，开始连续进水并曝气，初始HRT=10h，DO控制在4-5mg/L，到15d，氨氧化率为72%，氨氮去除表面负荷为0.306gN/(m2·d)；逐步缩短HRT，DO控制在4-5mg/L，至30d时，HRT=4h，氨氮去除表面负荷为0.946gN/(m2·d)；
2）间歇曝气启动，开始间歇曝气运行，HRT=4h，进水氨氮表面负荷为1.07±0.12gN/(m2·d)，曝气时1#反应器DO控制在2.5±0.1mg/L，8#反应器DO控制在1.1±0.1mg/L，2#-7#DO分别控制在2.3±0.1、2.1±0.1、1.9±0.1、1.7±0.1、1.5±0.1、1.3±0.1mg/L，曝气时间为30min；然后停止曝气并搅拌，各组曝气时间与停止曝气并搅拌时间相同；然后再按上述曝气、停止曝气并搅拌交替运行，此时氨氮去除表面负荷为0.536gN/(m2·d)；至45d时，氨氮去除表面负荷为0.735gN/(m2·d)，此时亚硝酸盐积累率至63.9%，氨氧化率62%；
3）亚硝酸盐积累率调控，曝气时1#反应器DO控制在2.5±0.1mg/L，8#反应器DO控制在1.1±0.1mg/L，2#-7#DO分别控制在2.3±0.1、2.1±0.1、1.9±0.1、1.7±0.1、1.5±0.1、1.3±0.1mg/L，曝气时间为30min；然后停止曝气并搅拌，各组曝气时间与停止曝气并搅拌时间相同；然后再按上述曝气、停止曝气并搅拌交替运行；由于亚硝酸盐积累率不再提高，延长曝气时间搅拌时间至35min，至63d时亚硝酸盐积累率至92%，氨氮去除表面负荷为0.579gN/(m2·d)，此时氨氧化率56%；
4）氨氧化率调控，曝气时1#反应器DO控制在2.5±0.1mg/L，8#反应器DO控制在1.1±0.1mg/L，2#-7#DO分别控制在2.3±0.1、2.1±0.1、1.9±0.1、1.7±0.1、1.5±0.1、1.3±0.1mg/L，曝气时间为35min；然后停止曝气并搅拌，各组曝气时间与停止曝气并搅拌时间相同；然后再按上述曝气、停止曝气并搅拌交替运行；氨氧化率负荷要求无需调整，按此工况运行，至62d，氨氧化率达到57%，亚硝酸盐积累率达到94.3%，氨氮去除负荷达到0.603 N/(m2·d)；
5）亚硝化稳定运行控制，对于亚硝酸盐积累率调控，按间歇曝气方式运行，调整搅拌时间，若亚硝酸盐积累率连续3日平均值，5d内升高≥10%，按此方式运行；若亚硝酸盐积累率连续3日平均值，5d内升高<10%，延长各组曝气及停止曝气并搅拌时间，每次延长15-20%；调整间隔不少于5d；使得氨氮去除表面负荷≥0.60gN/(m2·d)，亚硝酸盐积累率≥92%；对于氨氧化率调控，按间歇曝气方式运行，调整DO，当氨氧化率>60%，降低DO，每次降低0.1-0.2mg/L；当氨氧化率<55%，提高DO，每次提高0.1-0.2mg/L；调整间隔不少于5d；使得氨氮去除表面负荷≥0.60gN/(m2·d)，氨氧化率在55-60%；反应器已稳定运行超过500d。
上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种多级部分亚硝化启动与控制方法，其特征在于，进水连续通过多级装填生物填料反应器，采用间歇曝气方式，实现部分亚硝化，具体包括以下步骤：
1)硝化启动，反应器内装填生物填料，填充率为20%-70%，闷曝初步挂膜后开始进水连续流运行，控制DO>3mg/L，保持氨氧化率>70%,逐步增加氨氮进水表面负荷，直到氨氮去除表面负荷≥0.80gN/(m2·d)；
2)间歇曝气启动，按间歇曝气方式运行，初始曝气时间为15-40min，控制氨氧化率>70%,逐步增加氨氮进水表面负荷，直到氨氮去除表面负荷≥0.70gN/(m2·d)，固定此HRT运行；
3)亚硝酸盐积累率调控，按间歇曝气方式运行，调整搅拌时间，若亚硝酸盐积累率连续3日平均值，5d内升高≥10%，按此方式运行；若亚硝酸盐积累率连续3日平均值，5d内升高<10%，延长各组曝气及停止曝气并搅拌时间，每次延长15-20%；调整间隔不少于5d；直到氨氮去除表面负荷≥0.60gN/(m2·d)，亚硝酸盐积累率≥92%；
4)氨氧化率调控，按间歇曝气方式运行，调整DO，当氨氧化率>60%，降低DO，每次降低0.1-0.2mg/L；当氨氧化率<55%，提高DO，每次提高0.1-0.2mg/L；调整间隔不少于5d；直到氨氮去除表面负荷≥0.60gN/(m2·d)，氨氧化率在55-60%；
5)亚硝化稳定运行控制，按步骤3）及步骤4）调整，控制氨氮去除表面负荷≥0.60gN/(m2·d)，亚硝酸盐积累率≥92%，氨氧化率在55-60%。
2.根据权利要求1所述的一种多级部分亚硝化启动与控制方法，其特征在于：所述进水，BOD:TN<0.2，SS<50mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种多级部分亚硝化启动与控制方法，其特征在于：所述生物填料，比表面积为450-1600m2/m3，挂膜前填料的比重为0.93-0.99，孔隙率≥90%。
4.根据权利要求1所述的一种多级部分亚硝化启动与控制方法，其特征在于：所述反应器，由2-8级反应器串联而成，从进水端到出水端连续编号为1#-8#；各级反应器，最大容积与最小容积的比值为1-1.5；内部悬浮态污泥浓度≤1.0g/L，反应器连续进水、出水，反应器内水温>12℃。
5.根据权利要求1所述的一种多级部分亚硝化启动与控制方法，其特征在于：所述间歇曝气方式，按曝气阶段、停止曝气并搅拌阶段交替运行，曝气时间不大于HRT的1/5；各组反应器曝气时间与搅拌时间均相同；奇数序号反应器开始曝气时，偶数序号反应器停止曝气并搅拌；奇数序号反应器停止曝气并搅拌时，偶数序号反应器停止搅拌并曝气。
6.根据权利要求1所述的一种多级部分亚硝化启动与控制方法，其特征在于：所述间歇曝气方式，曝气阶段， 1#反应器DO 控制在1.0-3.0mg/L，数值上为氨氮进水表面负荷1.5-2.5倍，最后一级反应器DO控制在1.0-1.2mg/L；中间各级反应器，DO为[1#反应器DO均值-（1#反应器DO均值-最后一级反应器DO均值）/(最后一级反应器序号-1)×(该级反应器序号-1)]±0.1mg/L；各级反应器内曝气气水比≥5。
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| CN109354168A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-02-19 | 青岛思普润水处理股份有限公司 | 一种mbbr全程自养脱氮***的快速启动方法 |
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| CN115536134A (zh) * | 2021-06-29 | 2022-12-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种含油污水的处理方法及装置 |
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