[发明专利]复合式生物膜自养脱氮的装置及运行方法

权利要求书

1.一种复合式生物膜自养脱氮的装置，其特征是：设有依序连通的用以储存高氨氮浓度的消化污泥脱水液的进水水箱(1)、缺氧反应器(3)、第一好氧反应器(4)、第二好氧反应器(5)、第三好氧反应器(6)、第四好氧反应器(7)和沉淀池(8)；所述进水水箱的进水口与污水处理厂的消化污泥脱水液连通，进水水箱的出水口通过进水泵(2)与缺氧反应器(3)的进水口连通；所述沉淀池(8)设有排泥管和阀门(9)，该排泥管并通过污泥回流泵(10)经污泥回流管路与缺氧反应器(3)连通；缺氧反应器(3)内设有搅拌器(11)；所述第一、二、三、四好氧反应器中设有边长为0.5-1.5cm的正立方体形固定填料(15)，该四个好氧反应器底部均设有与空气压缩机(12)连通的曝气头，每个好氧反应器的曝气头与空气压缩机之间的曝气管路上设有气体流量计(14)，好氧反应器中均设有溶解氧监测仪(13)；所述沉淀池上部设有清水溢流口(81)。

2.根据权利要求1所述的复合式生物膜自养脱氮的装置，其特征是：所述曝气管路上的气体流量计为在线气体流量计，所述好氧反应器的溶解氧监测仪为在线溶解氧监测仪，在所述缺氧反应器中和沉淀池的清水溢流口处设有在线氨氮浓度监测仪；所述缺氧反应器的进水泵和搅拌器电机、好氧反应器的空气压缩机、污泥回流泵均设有可控变频器，并设有PLC控制器，该PLC控制器与所述在线溶解氧监测仪和在线氨氮浓度监测仪、在线气体流量计进行信号连接，并与所述进水泵和空气压缩机、污泥回流泵、搅拌器电机进行控制连接。

3.根据权利要求1或2所述的复合生物膜自养脱氮的装置的运行方法，其特征是包括以下步骤：

1)接种污泥培养，进行活性污泥适应期：将污水处理厂排放的高氨氮浓度的消化污泥脱水液通入进水水箱，开启进水泵，使进水水箱中的脱水液进入缺氧反应器，并从污水处理厂回流污泥管道中取活性污泥混合液注入到缺氧反应器中，并使缺氧反应器中污泥浓度达到3000-5000mg/L；打开好氧反应器，启动好氧反应器的曝气系统，氨氮的硝化反应开始进行，污泥脱水液中的氨氮开始去除；当整个装置的氨氮去除负荷到达污水处理厂设计负荷，即0.1kg/(m³·d)时，此时既可确认活性污泥适应期结束，进行下一步骤；

2)启动短程硝化反应：保持开启进水泵，从进水水箱中连续进水到缺氧反应器，保持缺氧反应池中的污泥脱水液的氨氮浓度低于350-450mg/L，如进水氨氮浓度高于该标准，可通过引入城市污水进行稀释；保持开启曝气系统，调整曝气管路的阀门控制好氧反应区的溶解氧浓度在1.0mg/L；调整污泥回流泵的流量，使得缺氧反应器中的氨氮浓度不低于100mg/L；通过控制曝气和搅拌的强度，保证悬浮污泥在缺氧、好氧反应区充分混合，不出现短流和死区；调整缺氧反应区的进水水量，控制各反应器中水力停留时间为24h，监测沉淀池清水溢流口出水中的氨氮浓度，当出水浓度低于50mg/L时，提高缺氧反应池的进水量，并调整曝气系统曝气强度和调整搅拌器的搅拌强度，以保证各反应器中泥水充分混合；同时通过在线溶解氧检测系统和相应的曝气管路空气流量的控制，保持溶解氧的基本稳定为0.8-1.2mg/L；每日定时从反应区排出混合污泥，保持污泥泥龄在5-7天；在上述条件下运行，测定进沉淀池清水溢流口出水中的氨氮、亚硝和硝酸盐浓度；当反应器的氨氮去除负荷达到≥0.5kg/(m³d)，并且出水中亚硝酸盐占总氮的比例超过85％时，确定短程硝化启动结束进入下一步；

3)启动厌氧氨氧化过程：短程硝化顺利启动后，在好氧反应器内安装的固定填料为厌氧氨氧化菌的生长提供了附着载体，此时通过调整曝气管路的阀门，将第一好氧反应器的溶解氧浓度维持在1.0mg/L，其余的好氧反应器溶解氧浓度降低为0.5mg/L，并监测好氧反应器中的溶解氧浓度，避免出现过曝气或充氧不足的现象；定期监测沉淀池出水中的亚硝酸盐浓度和硝酸盐浓度，调整每日剩余污泥排放的量在系统污泥总量的10％-15％；在连续运行过程中通过增加调节储水池，避免进水水质和水量大范围的波动，以防止系统处理效果的下降和污泥的流失；在上述条件下运行，当反应器的氨氮去除负荷达到1.0kg/(m³·d)，同时总氮去除率超过75％时，确定厌氧氨氧化过程启动结束，进入下一步；

4)短程硝化-厌氧氨氧化平稳运行期：厌氧氨氧化过程成功启动后，系统调试结束，进入到正常运行期。