[发明专利]连续流悬浮填料实现污泥消化液短程硝化的装置和方法

权利要求书

1.连续流悬浮填料实现污泥消化液短程硝化的装置，其特征在于：设有原水箱(1)、反硝化滤柱(2)、悬浮填料反应器(3)、二沉池(4)、出水箱(5)，所述原水箱为一开口箱体，设有溢水管(1.1)和排水管(1.2)；反硝化滤柱为一圆柱形管状体，自下而上设置取样阀门(2.0)，该反硝化滤柱内填充有立方体悬浮海绵填料(2.1)，该悬浮海绵填料规格为15×15×15mm，比表面积300m²/m³，填料的投配比为40％，在反硝化滤柱上端设有三相分离器(2.2)，通过气体收集管(2.3)、气阀(2.4)、气管(2.5)与一碱液瓶(2.6)连通，该碱液瓶上部设有出气管(2.7)；所述悬浮填料反应器为一开口池体，其内腔分成数个格室(3.1)，按照水流方向上下交错设置孔径为15mm的过流孔，格室内按照有效容积的30％～40％填充立方体海绵填料(3.2)，并设有气泵(3.3)、气体流量计(3.4)和曝气管(3.5)，在格室底部设有穿孔曝气管(3.6)，通向每个格室的曝气管上设有调节阀(3.7)；所述二沉池为一竖筒形，自下而上设有取样口(4.0)，池中间设有中心管(4.1)；所述出水箱为一个开口箱体，上部设有溢水口(5.1)、排水口(5.2)和排污口(5.3)；

原水箱通过进水泵(6.1)与反硝化滤柱底部的进水阀(2.8)相连接；出水箱通过出水回流泵(6.2)、出水回流管路(6.3)与反硝化滤柱底部连接；反硝化滤柱出水通过回流管路(6.4)、循环泵(6.5)、循环阀门(6.6)与反硝化滤柱底部连接；反硝化滤柱出水管(6.7)与悬浮填料反应器的首端连接；悬浮填料反应器出水通过其出水管(6.8)与二沉池的中心管(4.1)连接，二沉池中的沉积污泥通过阀门(6.9)、污泥回流泵(6.10)、污泥回流管(6.11)与悬浮填料反应器的首端连接；二沉池上部设有出水阀门(4.2)，出水阀门通过出水管(4.3)与出水箱相连接。

2.利用权利要求1所述的短程消化的装置实现在悬浮填料反应器中实现污泥消化液短程硝化的方法，其特征在于包括如下步骤：

1)启动系统：首先将海绵填料分别加入到反硝化滤柱和悬浮填料反应器中，填充率分别为有效容积的80％与40％，将从城市污水厂曝气池取得的活性污泥分别投加到反硝化滤柱和悬浮填料反应器中，投加后两个反应器的污泥浓度MLSS分别为1000mg/L与4000mg/L；

2)运行时调节操作如下：

(1)根据原水及悬浮填料反应器中混合液的pH值及温度，通过在0.2～0.9KgNH₄⁺-N/m³·d的范围内，调整进水NH₄⁺-N负荷，即调整原水和消化液的进水量，当游离氨FA浓度高时，减少消化液量，增加原水量，使推流式悬浮填料反应器沿流程的游离氨FA浓度从进水端到出水端在20-1mg/L的范围内逐渐降低；

(2)在步骤(1)基础上，保持悬浮填料反应器出水端FA＞1mg/L的综合策略如下：从出水箱回流到反硝化滤柱的出水回流比为进水的50％～200％，应保证反硝化滤柱出水NO_x^--N浓度在5～10mg/L的范围内，同时维持反应器的气水比＞20∶1，使得反应器混合液pH＞7.8，进而保持悬浮填料反应器出水端FA＞1mg/L；

(3)当亚硝化提前结束时，在满足填料流化和高于90％硝化率的前提下，通过降低曝气量，或减少水力停留时间HRT，使亚硝化在悬浮填料反应器的末端结束；

(4)当反应器末端的NO₂^--N氧化菌得不到有效抑制时，即大部分NO₂^--N在末端被氧化为NO₃^--N时，通过调换进出水的位置，改变悬浮填料反应器中的水流方向，进而改变反应器中FA浓度的变化趋势恢复高效的短程硝化。