本发明专利技术提出了新型连续流大循环厌氧氨氧化工艺反应装置能够实现连续运行，结构简单，操作方便，无搅拌混合设备，维护成本低。采用上述装置的实时控制方法，能够实现高达20~200倍的循环量和5~30m/h的上升流速；能够解决载体生物膜厌氧氨氧化工艺混合传质效果差的难题，实现厌氧氨氧化载体生物膜与污水的充分混合传质；促使池内呈悬浮态的微生物快速的颗粒化，本发明专利技术反应装置中微生物以颗粒污泥为主，抗水质、水量冲击负荷能力强，沉降性能好、能够有效持留在反应器内。本发明专利技术将短程反硝化/厌氧氨氧化与短程硝化/厌氧氨氧化结合，在同一系统中实现，充分发挥厌氧氨氧化工艺优势，为厌氧氨氧化工艺的工程化提供了一种新的实施方案。方案。方案。
【技术实现步骤摘要】
新型连续流大循环厌氧氨氧化工艺反应装置及实时控制方法
[0001]本专利技术涉及一种污水生化处理装置与方法，属于污水生物处理
，尤其涉及新型连续流大循环厌氧氨氧化工艺反应装置及实时控制方法。
技术介绍
[0002]目前，厌氧氨氧化工艺的应用主要以载体生物膜和颗粒污泥两种形式为主，其中，载体生物膜能够实现良好的挂膜效果、实现厌氧氨氧化菌持留在反应装置中，但其主要应用以一体式厌氧氨氧化工艺为主，其在二段式厌氧氨氧化工艺中的应用，受限于没有较好的搅拌形式，导致污水中的污染物质与载体生物膜上的功能菌种难以充分有效的接触，得不到较好的混合效果，引起污泥堆积在载体生物膜表面，继而严重影响处理效果，限制了二段式厌氧氨氧化工艺的大规模应用；其次，工程启动应用载体生物膜作为接种污泥，在制作、运输、储存、安装、接种等各方面均存在较大困难，成本较高。
[0003]颗粒污泥厌氧氨氧化工艺无需载体，颗粒污泥状的厌氧氨氧化菌沉降性能好、能够有效持留在反应器内、抗冲击负荷能力高，可作为工程启动接种的优选污泥，但其培养困难，世界上第一个颗粒污泥厌氧氨氧化工程启动时间长达2.5年之久；在目前的颗粒污泥厌氧氨氧化工艺中，颗粒污泥的形成，主要是靠曝气和大比例液体的回流提供剪切力，消耗大量电能，且控制条件难度大。
[0004]厌氧氨氧化工艺是目前公认最经济高效的污水脱氮技术，但上述2个方面的问题：（1）生物膜工艺难以获得良好的混合传质效果、工程接种难度大、成本高，（2）颗粒污泥难以快速的启动、动力消耗大、控制条件难度大，严重制约厌氧氨氧化工艺的工程化进程。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是为了解决上述技术问题，提出新型连续流大循环厌氧氨氧化工艺反应装置及实时控制方法，本专利技术反应装置能够实现连续运行，结构简单，操作方便，无搅拌混合设备，维护成本低，系统中的循环量高达20~200倍、上升流速达5~30m/h，有效的实现了厌氧氨氧化载体生物膜与污水的充分混合传质、促使池内呈悬浮态的微生物快速的颗粒化。
[0006]本专利技术第一方面提供了新型连续流大循环厌氧氨氧化工艺反应装置，其结构见附图1，其特征在于：所述反应装置包括PDA反应池、曝气池、PNA反应池、在线DO监测仪Ⅰ、在线DO监测仪Ⅱ、在线DO监测仪Ⅲ、在线氨氮监测仪、在线硝氮监测仪、鼓风机、气体调节流量计、曝气器、布水管、进水管、连接管Ⅰ、连接管Ⅱ、连接管Ⅲ、出水管和控制箱。
[0007]其中，PDA反应池、曝气池、PNA反应池依次设置，底部均设置布水管；PDA反应池与曝气池之间通过连接管Ⅰ相连，曝气池与PNA反应池之间通过连接管Ⅱ相连；PNA反应池通过连接管Ⅲ与PDA反应池前端的进水管相连；曝气池连接鼓风机，通过曝气器和气量调节流量计对曝气池进行曝气调节；PNA反应池与出水管相连。
[0008]所述进水管的污水与连接管Ⅲ中回流的液体混合，通过布水管，一同进入到PDA反应池的底部区域；PDA反应池上部出水流经连接管Ⅰ通过布水管，一同进入到曝气池的底部区域；曝气池上部出水流经连接管Ⅱ通过布水管，一同进入到PNA反应池的底部区域；PNA反应池上部循环液体流经连接管Ⅲ与进水管的污水混合，出水由出水管排放；所述反应装置设置实时控制系统，所述PNA反应池中设置在线DO监测仪Ⅰ、在线DO监测仪Ⅱ、在线DO监测仪Ⅲ、在线氨氮监测仪、在线硝氮监测仪，由控制箱收集在线监测仪的数据，并根据控制程序反馈至气体调节流量计，实现曝气量的调节。
[0009]优选的，所述PDA反应池、曝气池、PNA反应池的池体形状可以为立方体、圆柱体或者椭圆形柱体等，还包括根据本专利技术专利所阐述的方法进行改进的其他形体。
[0010]优选的，所述布水管上设置有一根或者多根布水干管和支管，以管中平面为基准，仅在管道某一侧的同一水平面上，均匀开有斜向40~50度的布水孔，布水孔的孔径和数量要根据实际情况进行设置。
[0011]优选的，所述在线DO监测仪Ⅰ、在线DO监测仪Ⅱ、在线DO监测仪Ⅲ分别位于PNA反应池侧壁的下部、中部和上部，其设置点位分别于池体纵向高度1/6~1/4处、1/2处和3/4处。
[0012]本专利技术第二方面提供了新型连续流大循环厌氧氨氧化工艺实时控制方法，该方法采用所述的新型连续流大循环厌氧氨氧化工艺反应装置，包括如下步骤：1）接种污泥：PDA反应池接种性能稳定的短程反硝化絮体污泥和已培养好的厌氧氨氧化絮体污泥或载体生物膜，体积比1:1，使得池内混合污泥浓度在4~8g/L；PNA反应池接种性能稳定的短程硝化絮体污泥和已培养好的厌氧氨氧化絮体污泥或载体生物膜，体积比1:1，使得池内混合污泥浓度在4~8g/L；2）进水管的污水与连接管Ⅲ中回流的液体混合，通过布水孔方向朝下安装的布水管，一同均匀的进入到PDA反应池的底部区域，平均污泥浓度4~8g/L；短程反硝化菌利用污水中的有机物将连接管Ⅲ中回流的液体中的硝酸盐氮还原为亚硝酸盐氮，新生成的亚硝酸盐氮和污水中的氨氮在厌氧氨氧化菌的作用下反应生成氮气，排到空气中；3）PDA反应池上部出水流经连接管Ⅰ通过布水孔方向朝上安装的布水管，一同进入到曝气池的底部区域，曝气量为2
‑
20 L/(m2·
s)；4）曝气池上部出水流经连接管Ⅱ通过布水孔方向朝下安装的布水管，一同进入到PNA反应池的底部区域；平均污泥浓度4~8g/L；短程硝化菌将污水中的污染物氨氮部分氧化为亚硝酸盐氮，新生成的亚硝酸盐氮和污水中剩余的氨氮在厌氧氨氧化菌的作用下反应生成氮气，排到空气中；5）PNA反应池上部循环液体流经连接管Ⅲ与进水管的污水混合，均匀的进入到PDA反应池的底部区域；出水由出水管排放。
[0013]优选的，所述PNA反应池上部循环液体的循环倍数为20~200倍。
[0014]优选的，所述布水管上布水孔的流速控制在60~300m/h；所述PDA反应池与PNA反应池内的液体上升流速为5~30m/h，池内呈悬浮态的微生物中位径为50~800μm。
[0015]优选的，所述PNA反应池内溶解氧为0.1~0.5 mg/L。
[0016]优选的，所述PDA反应池、曝气池、PNA反应池体积比为1:0.1~1:0.5~1.5，水力停留时间为0.5~16 h。
[0017]优选的，所述控制箱收集在线监测仪的数据，并根据控制程序反馈至气体调节流
量计，实现曝气量的调节。具体控制程序设置如下：a)当PNA反应池中在线DO监测仪Ⅰ、在线DO监测仪Ⅱ、在线DO监测仪Ⅲ任何一个检测仪表显示溶解氧＞0.5 mg/L时，降低鼓风机的工作频率或者是降低气体调节流量计的开度，直至检测溶解氧为0.1~0.5 mg/L，恢复调节设备至初始状态。
[0018]b)当PNA反应池出水氨氮浓度＞4.5mg/L时，增大鼓风机的工作频率或者是增大气体调节流量计的开度，直至检测氨氮浓度＜4.5mg/L，恢复调节设备至初始状态。
[0019]c)当PNA反应池出水硝态氮浓度＞10mg/L时，降低鼓风机的工作频率或者是降低气体本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.新型连续流大循环厌氧氨氧化工艺反应装置，其特征在于：所述反应装置包括依次设置的PDA反应池（1）、曝气池（2）、PNA反应池（3），底部均设置布水管（5）；PDA反应池（1）与曝气池（2）之间通过连接管Ⅰ（7）相连，曝气池（2）与PNA反应池（3）之间通过连接管Ⅱ（8）相连；PNA反应池（3）通过连接管Ⅲ（9）与PDA反应池（1）前端的进水管（6）相连；曝气池（2）连接鼓风机（4），通过曝气器（4.2）和气量调节流量计（4.1）对曝气池（2）进行曝气调节；PNA反应池（3）与出水管（10）相连；所述进水管（6）的污水与连接管Ⅲ（9）中回流的液体混合，通过布水管（5），一同进入到PDA反应池（1）的底部区域；PDA反应池（1）上部出水流经连接管Ⅰ（7）通过布水管（5），一同进入到曝气池（2）的底部区域；曝气池（2）上部出水流经连接管Ⅱ（8）通过布水管（5），一同进入到PNA反应池（3）的底部区域；PNA反应池（3）上部循环液体流经连接管Ⅲ（9）与进水管（6）的污水混合，出水由出水管（10）排放；所述反应装置设置实时控制系统，所述PNA反应池（3）中设置在线DO监测仪Ⅰ（3.1）、在线DO监测仪Ⅱ（3.2）、在线DO监测仪Ⅲ（3.3）、在线氨氮监测仪（3.4）、在线硝氮监测仪（3.5），由控制箱（11）收集在线监测仪的数据，并根据控制程序反馈至气体调节流量计（4.1），实现曝气量的调节。2.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述PDA反应池（1）、曝气池（2）、PNA反应池（3）的池体形状为立方体、圆柱体或者椭圆形柱体；所述PDA反应池（1）、曝气池（2）、PNA反应池（3）体积比为1:0.1~1:0.5~1.5。3.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述布水管（5）上设置有一根或者多根布水干管和支管，以管中平面为基准，仅在管道某一侧的同一水平面上，均匀开有斜向40~50度的布水孔，布水孔的孔径和数量要根据实际情况进行设置。4.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述在线DO监测仪Ⅰ（3.1）、在线DO监测仪Ⅱ（3.2）、在线DO监测仪Ⅲ（3.3）分别位于PNA反应池（3）侧壁的下部、中部和上部，其设置点位分别于池体纵向高度1/6~1/4处、1/2处和3/4处。5.新型连续流大循环厌氧氨氧化工艺反应的实时控制方法，其特征在于：1）接种污泥：PDA反应池（1）接种性能稳定的短程反硝化絮体污泥和已培养好的厌氧氨氧化絮体污泥或载体生物膜，体积比1:1，使得池内混合污泥浓度在4~8g/L；PNA反应池（3）接种性能稳定的短程硝化絮体污泥和已培养好的厌氧氨氧化絮体污泥或载体生物膜，体积比1:1，使得池内混合污泥浓度在4~8g/L；2）进水管（6）的污水与连接管Ⅲ（...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭永臻，王聪，张树军，戚伟康，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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