[发明专利]连续流工艺中快速实现并稳定维持短程硝化的装置和方法

权利要求书

1.一种连续流工艺中快速实现并稳定维持短程硝化的方法，其特征在于：所述连续流工艺中快速实现并稳定维持短程硝化的装置，按照从进水端至出水端的顺序，依次设置进水箱（1）、曝气系统（2）和沉淀系统（3），其特征在于：所述进水箱（1）经进水泵（6）连通完全混合式反应池（7），完全混合式反应池（7）上方的出水口经管道连通沉淀池（14），沉淀池（14）的上部连有系统出水口（15），沉淀池（14）内设置挡泥板（16），沉淀池（14）的底部连接剩余污泥口（17），沉淀池（14）的底部还经污泥回流管（4）和污泥回流泵（18）与完全混合式反应池（7）连通；

完全混合式反应池（7）内设有DO探头（12）、pH探头（13）和曝气头（8），DO探头（12）、pH探头（13）经DO/pH在线检测仪表（11）将采集的DO和pH数据通过数据线传送至PLC控制系统（5）的信号输入端，所述PLC控制系统（5）的信号输出端与空气压缩机（9）的控制开关连接，经气体流量计（10）与各曝气头（8）连接，并调节完全混合式反应池（7）内的曝气量；

所述的完全混合式反应池（7）和沉淀池（14）通过拆卸管道连通或断开；

在间歇启动阶段，当氨氮降解快接近完全时，所述PLC控制系统（5）能根据DO/pH在线检测仪表（11）实时监测的DO和pH数值变化特征，及时关闭空气压缩机（9）的开关；

在连续运行阶段，所述PLC控制系统（5）能根据DO/pH在线检测仪表（11）实时监测的DO浓度值的大小，调整空气压缩机（9）的开度，控制完全混合式反应池（7）内的DO浓度维持在0.8-1.5mg/L之间；

所述沉淀池（14）为中心进水、周边出水的辐流式沉淀池，其进水管在中心，出水堰在周边；

所述连续流工艺中快速实现并稳定维持短程硝化的方法，步骤如下：

步骤一，首先不要将完全混合式反应池（7）和沉淀池（14）连接，将含有硝化菌的活性污泥添加到完全混合式反应池（7）内，进行菌种的间歇驯化和培养；

步骤二，在完全混合式反应池内设置pH探头（13）和DO探头（12），将原污水快速添加至完全混合式反应池（7）内并与活性污泥充分混合；

步骤三，打开空气压缩机(9)向完全混合式反应池通入空气，每周期用泵快速投加相应体积的污水，并由PLC控制系统（5）实时监测曝气硝化过程中pH和DO浓度值的变化曲线；

步骤四，在pH变化曲线出现氨谷即pH由降低变上升的点，DO浓度值变化曲线出现DO突跃点时即DO曲线斜率快速上升的点，PLC控制系统（5）向空气压缩机（9）输出关闭控制信号，使各曝气头（8）及时停止曝气，促成NO₂^--N的积累，将硝化过程控制在亚硝酸盐氮（NO₂^--N）阶段；

步骤五，排除完全混合式反应池内溢出的混合液，防止下一周期亚硝酸盐氮（NO₂^--N）进一步转化为硝酸盐氮NO₃^--N； 

步骤六，控制完全混合式反应池内的污泥龄在20天之内，将亚硝酸盐氧化菌从完全混合式反应池内逐渐淘洗出去；重复步骤一至步骤五所述的操作过程，使NO₂^--N的积累率上升至90%以上，并使氨氧化菌成为完全混合式反应池内的优势硝化菌； 

步骤七，当通过间歇培养结合实时控制的方法实现亚硝酸盐的稳定积累和氨氧化菌的优势积累后，将完全混合式反应池和沉淀池连接，使其成连续流工艺，改每周期间歇进水为每天连续进水；

步骤八，通过进水泵将原污水从进水箱泵至完全混合式反应池，在曝气作用下与50%-100%的回流污泥混合，控制空气压缩机的转速，调整完全混合式反应池内的DO浓度，保证出水氨氮达标的情况下，防止延时曝气造成NO₂^--N向NO₃^--N的过渡和转化；

步骤九，连续运行阶段，每天监测出水中的NH₄⁺-N、NO₂^--N和NO₃^--N浓度，由PLC控制系统根据进水NH₄⁺-N浓度和进水流量的变化，调节空气压缩机的转速或开度，控制合适的DO浓度来维持完全混合式反应池内的短程硝化效果；

不同的水力停留时间下对应的DO浓度不同，通过试验找出适合稳定维持短程硝化的水力停留时间和对应的DO浓度值；

DO控制器的设定值由反应池内DO测定值，出水氨氮控制器和亚硝积累率控制器的输出值共同来决定，保证出水氨氮浓度达标，又稳定维持较高的亚硝积累率，处理城市生活污水时，一般设定DO浓度设定在0.8-1.5mg/L范围内；

步骤十，从完全混合式反应池中溢流出的被处理水进入沉淀池进行泥水分离，上清液从系统出水口(15)排出，部分污泥经污泥回流泵(18)回流至完全混合式反应池，其余污泥经剩余污泥口(17)排出。