[发明专利]用于季节性菌种保藏恢复的废水厌氧生物处理系统及应用

说明书

一种用于季节性菌种保藏恢复的废水厌氧生物处理系统及应用，该废水厌氧生物处理系统，包括进水装置，其输入待处理废水；厌氧生物处理装置，用于对待处理废水厌氧生物处理；后续处理装置，将经过厌氧生物处理装置的废水进一步处理；监测装置，用于监测厌氧生物处理装置中混合液的参数并输出，以及控制装置，基于所述监测装置输出的包含参数值的信号来控制所述厌氧生物处理装置中的伺服部件，从而调节对应的参数。本工艺反应器构造简单便于维护，操作逻辑简洁，运行操作与维护简单，人工要求少，易于实现自动化控制。

技术领域

本发明属于污水生物处理技术领域，特别涉及一种用于季节性菌种保藏恢复的废水厌氧生物处理系统及应用。

背景技术

厌氧消化能够有效地从高浓度有机废水中实现同步回收能源和污染物去除，是一种绿色的污水资源化技术，在高浓度有机废水处理和资源化领域极具潜力。我国巨大的工业体量形成的工业废水排放，随着污染源在线连续监测能力的迅速提升，日益受到公众广泛关注；农副食品加工业等由于原材料限制形成的季节性间歇污水排放源，近来也加速纳入排放监管和排污许可证管理体系中，对季节性间歇污水稳定达标的要求迅速提高。同时，不断延长和相互依存的产业链、周期性过剩的局部产能等宏观经济发展和产业链升级中的阵痛，也使工业废水间歇排放问题日益突出，直接影响废水处理系统的稳定达标排放和环境法规监管，使季节性间歇排放废水的稳定达标已经不仅是传统农副食品加工业废水的局部问题，甚至成为制约产业发展的全局环境约束问题。环境和产业形势的快速变化，对季节性废水厌氧生物处理装置的菌种保藏形成极大挑战。厌氧消化是一种极具潜力的污水生物处理技术，区别于正常运行阶段，季节性废水间歇排放阶段的厌氧生物处理的重要目标是菌种保藏而不是达标处理和污泥减量，因而能够迅速适应环境和产业形势的变化，是季节性间歇排放废水稳定达标的关键技术。

菌种保存阶段由于不同于达标运行阶段的工艺目标，其运行策略亟需针对菌种保藏目标进行优化。以稳定达标和高效污染物去除为目标的达标运行技术在污水处理中已经有明确的运行策略和经验值，但是在菌种保藏阶段中仍不清楚，影响季节性间歇排水污水处理系统的持续运行，造成系统崩溃、重新接种和达标率降低等问题。污水降解过程中的污泥增殖曲线分为四个时期：停滞期(适应期)、对数增殖期、减数增殖期(稳定期)和内源呼吸期(衰亡期)，表现为对应的动力学阶段：滞后期、零级反应阶段、一级反应阶段和难降解底物限速阶段。通常季节性废水采用长期低负荷策略维持系统运行，导致厌氧污泥长期处于内源呼吸期，不可避免的使大量厌氧菌休眠和衰亡，导致菌种无法保藏。根据厌氧微生物总量变化的四阶段特征，如果能够适当地控制系统的进水负荷，通过间歇进水给予冲击负荷，间歇使菌种保藏在增殖期-内源呼吸期交替、避免厌氧污泥长期处于内源呼吸期而不断衰亡，那么季节性废水厌氧生物处理装置的菌种就能够得到有效的保藏，实现季节性废水厌氧生物处理装置的持续稳定运行。

进水负荷可以有效地控制厌氧消化的动力学阶段。季节性间歇废水负荷调控较为突出的难点是总的负荷受到进水量的制约，难以保持在厌氧微生物增殖期。例如，正常运行处于厌氧污泥增殖期的厌氧反应器运行负荷应稳定在(1～8kg COD m^-3d^-1)，但间歇排放时负荷不足导致厌氧菌种处于内源呼吸期而衰亡。现有研究表明该动力学过程受到进水负荷的影响，包括：进水量、进水COD和进水策略等。其中，进水COD取决于来水情况调节难度和成本较高；进水量受来水情况影响较大，在调节池运行范围内可以进行一定的调节；如果与进水策略相结合，调节范围及其对运行负荷和动力学阶段的调控能力可以进一步有效扩大。因此，有必要对间歇废水厌氧处理进水策略的负荷控制系统进行研究和提出专利方法。