[发明专利]一种一体化部分亚硝化澄清装置及控制方法

说明书

本发明提供了一种一体化部分亚硝化澄清装置及控制方法。该一体化部分亚硝化澄清装置包括加药单元、反应单元、曝气单元、进水单元和在线监控单元；加药单元包括加药箱、加药泵和第一电磁流量计；反应单元为澄清反应器；曝气单元包括空压机、第二电磁流量计和穿孔曝气管；进水单元包括原水箱、进水泵和第三电磁流量计；在线监控单元包括PLC控制柜、pH在线监测仪、DO在线监测仪、ORP在线监测仪和液位计。该一体化部分亚硝化澄清装置结构紧凑，占地面积小，自动化程度高，操作控制方便，反应效果可控性强，工程启动快，具有较好的推广前景；将其应用于低碳氮比高氨氮废水生物脱氮，可作为短程硝化反硝化或部分亚硝化‑厌氧氨氧化工艺的前段设施。

技术领域

本发明属于废水生物处理领域，具体涉及一种一体化部分亚硝化澄清装置及控制方法。

背景技术

氮素污染是导致水体富营养化的主要因素之一，因此，最新颁布实施的《水污染防治计划》中明确要求“选择对水环境质量有突出影响的总氮等污染物，研究纳入流域、区域污染物排放总量控制约束性指标体系”。根据新增的约束性指标，如何高效经济实现氨氮减排的目标还需在实践中探索。

生物脱氮是利用微生物的新陈代谢作用降解转化废水中氮素的技术，处理成本低，多年来形成了以A/O工艺、A²O工艺、SBR工艺、生物膜工艺及氧化沟等传统技术，并在工业废水脱氮领域得到了广泛应用。但随着总氮脱除要求的提高，各类技术均暴露出一定的应用限制，控制条件要求过于精细、抗冲击能力差、水质适用范围窄等问题，严重限制了传统脱氮技术工艺脱除总氮效率的进一步提高。比如，A/O工艺对氮的去除不完全，出水含有一定浓度的硝酸盐，在沉淀池内易发生反硝化反应，引起污泥上浮；另外，为了获得较高的氮去除率，废水内循环比和污泥的回流比较高，不但增加了回流能耗，而且反硝化段难以保持理想的缺氧状态，脱氮效率很难进一步提高。

在A/O工艺的基础上发展了很多新的工艺形式，如Bardenpho、Phoredox(A²/O)、UCT、JBH、AAA工艺等，这些都是典型的分容器分级传统硝化－反硝化工艺。但是，无论工艺形式怎样改变，它们所利用的生物原理都是硝化和反硝化两个传统的微生物学代谢过程，存在以下几点先天性的不足之处：

①氮完全硝化需消耗大量的氧，硝化液回流需要耗费电力，动力消耗大；

②对C/N比低的废水，需外加有机碳源，运行费用高；

③由于硝化菌群生长速率低，且难以维持较高的生物浓度，特别是在低温冬季，造成系统的HRT较长，增大了曝气池容积，增加了投资和运行费用；

④会产生少量NO、N₂O等副产物，对大气环境造成二次污染；

⑤工艺流程长，占地面积大，基建投资高；

⑥对于高氨氮浓度的废水硝化过程中产生的酸度需要投加碱度来维持系统中适宜的pH水平，不仅增加了处理费用，而且还有可能造成二次污染等；

⑦系统为了维持较高的生物浓度及获得良好的脱氮效果，必须同时进行污泥和硝化液的回流，增加了动力消耗和运行费用。

近年来随着技术手段的进步和研究的深入，短程硝化反硝化、同步硝化反硝化、厌氧氨氧化技术等新型脱氮技术已经逐步进入了工业化试验的研究阶段，并取得了突破性进展，生物脱氮技术在工业污水深度脱氮处理领域展现出了良好的发展态势，为工业污水生物脱氮处理领域开拓了新的思路。