一种在低温下强化羟胺抑制NOB实现短程硝化的辅助系统

本发明涉及一种在低温下强化羟胺抑制nob实现短程硝化的辅助系统，属于城市污水处理领域。

背景技术：

1、氮、磷是造成水体富营养化现象的主要原因，尤其是当大量的含氮污染物进入水体，将会引起大量的藻类生物繁殖，超过水体自净能力，水体中的溶解氧含量下降，鱼类及其他生物大量死亡，最终导致水华、黑臭水体等水生态环境破坏的环境事件，严重危害人类健康、经济。

2、当前我国主要的生物处理工艺大部分为传统硝化反硝化工艺，其脱氮效率较低。短程硝化作为厌氧氨氧化的重要前置工艺被广泛研究。传统全程硝化工艺是向氨氮氧化为硝酸盐氮，而短程硝化则将氨氮控制在产生亚硝酸盐态，与其组合的短程硝化/反硝化技术，相比传统工艺理论可以节约25％的曝气量和40％的碳源消耗，而短程硝化/厌氧氨氧化技术，则可以节省25％的曝气量和100％的碳源消耗，且其产泥量更少，是近年来生物脱氮的研究热点。亚硝酸盐做为两先进工艺的重要底物，需要短程硝化技术稳定供给亚硝酸盐。其通过氨氧化菌将氨氮氧化为亚硝态氮。但是，由于主流城市污水水温、水质波动大，稳定的短程硝化维持一直是低氨氮污水生物处理的研究难点、重点。本专利利用盐酸羟胺对亚硝酸盐氧化细菌的活性由抑制作用，根据实验研究发现：抑制效果随温度、羟胺浓度、污泥浓度的变化而变化，形成了自动的逻辑控制系统，可以在多工况下完成全程硝化到短程硝化的转变以及短程硝化在冬季的稳定维持。

技术实现思路

1、针对主流城市污水水温、水质波动大，短程硝化难以稳定维持的问题。本发明提供了一种易于添加在各类主流污水处理工艺的提升亚硝酸盐积累率及低温羟胺抑制效果以实现全水温主流短程硝化的辅助装置和方法。本方法主要是通过将浓缩污泥进行测流盐酸羟胺的处理，并且根据水温动态调整反应器内水温、停留时间、药剂浓度等，可以使常见市政主流全程硝化污水处理厂，向短程硝化工艺转变，且可以实现短程硝化在全温度段的稳定维持。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种在低温下强化羟胺抑制nob实现短程硝化的辅助系统，其特征在于：所需装置包含抑制反应器(1)，羟胺溶液储存箱(2)，plc控制柜(3)，计算机(4)，加热模块(5)；通过进泥泵(1.1)将沉淀、浓缩过的主流城市污水处理厂的活性污泥连续打入抑制反应器内(1)；污泥浓度在线监测探头(1.3)和水温在线检测探头(1.4)的数据实时输出给plc控制柜，plc控制柜将数据输出给计算机，计算机(4)根据获得的温度、污泥浓度数据，控制水泵变频器(2.3)控制给药泵(2.1)达到控制反应器内盐酸羟胺浓度的目的，以及加热模块(5)启停；进泥泵(1.1)、搅拌器(1.5)、计算机(4)、加热模块(5)与plc控制柜(3)相连接。

4、一种在低温下强化羟胺抑制nob实现短程硝化的辅助系统，主要包括以下几个步骤：

5、1)当主流短程硝化污水处理厂的亚硝酸盐积累率降低至80％以下，水温高于15℃时，该辅助装置启动，此时污水处理厂的活性污泥亚硝酸盐积累率较差，污泥在浓缩至10000-30000mg/l后，通过进泥泵(1.1)连续进入抑制反应器(1)，搅拌器(1.5)持续运行，保持抑制反应器中活性污泥均匀分布，反应器的有效停留时间设置为20分钟，反应器进泥流量为十分之一污水厂污泥回流量，出泥流量与进泥流量相同。污泥浓度在线监测探头(1.3)和水温在线检测探头(1.4)将数据实时输出给plc控制柜(3)，控制柜(3)将数据输出给计算机(4)，计算机根据反应器内活性污泥的浓度，控制内部盐酸羟胺浓度为30-60mg/l，当污泥浓度为10000mg/l时，盐酸羟胺浓度为30mg/l,当污泥浓度为30000mg/l时，其内部盐酸羟胺浓度为60mg/l，盐酸羟胺的浓度随着活性污泥的浓度增加线性增加。羟胺溶液储存箱(2)内的盐酸羟胺浓度为800g/l，变频器(2.3)根据抑制器进水流量来控制羟胺溶液储存箱(2)给药流量，维持抑制反应器(1)内部盐酸羟胺浓度为30-60mg/l。当污水处理厂的亚硝酸盐积累率上升至95％时，辅助系统关闭，完成将全程硝化污泥或半全程硝化污泥向短程硝化污泥的转化。

6、2)当主流短程硝化污水处理厂的亚硝酸盐积累率降低至80％以下，且水温低于15℃时，此时污水处理厂的活性污泥亚硝酸盐积累率较差，且盐酸羟胺抑制nob的效率降低，该辅助装置的水温加热模块(5)启动。水温加热模块(5)控制反应器内水温在15摄氏度以上。于此同时，污泥的进泥流量降低至反应器的有效停留时间延长为40分钟，其他与步骤1相同。当亚硝酸盐积累率高于95％时，辅助系统停止工作，完成将全程硝化污泥或半全程硝化污泥向短程硝化污泥的转化，提升在低温条件下盐酸羟胺对nob的抑制能力。

7、3)当主流短程硝化污水处理厂的亚硝酸盐积累率高于80％，装置不工作，降低盐酸羟胺和电力消耗。

8、一种在低温下强化羟胺抑制nob实现短程硝化的辅助系统，主要有以下优点：

9、1)适应性广，可以在多种工况下进行安装；

10、2)结构简单，价格低廉，易于维护；

11、3)工艺先进、能耗低，短程硝化以及其后端厌氧氨氧化工艺可以节省大量电能、药剂。

技术特征：

1.一种在低温下强化羟胺抑制nob实现短程硝化的辅助系统，其特征在于：所需装置包含抑制反应器(1)，羟胺溶液储存箱(2)，plc控制柜(3)，计算机(4)，加热模块(5)；通过进泥泵(1.1)将沉淀、浓缩过的主流城市污水处理厂的活性污泥连续打入抑制反应器内(1)；污泥浓度在线监测探头(1.3)和水温在线检测探头(1.4)的数据实时输出给plc控制柜，plc控制柜将数据输出给计算机，计算机(4)根据获得的温度、污泥浓度数据，控制水泵变频器(2.3)控制给药泵(2.1)达到控制反应器内盐酸羟胺浓度的目的，以及加热模块(5)启停；进泥泵(1.1)、搅拌器(1.5)、计算机(4)、加热模块(5)与plc控制柜(3)相连接。

2.应用如权利要求1所述的一种在低温下强化羟胺抑制nob实现短程硝化的辅助系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
一种在低温下强化羟胺抑制NOB实现短程硝化的辅助系统，属于城市污水处理领域。该装置主要由浓缩污泥箱、羟胺溶液储存箱、抑制反应器、升温模组组成。当水温持续下降时，装置启动，盐酸羟胺对浓缩污泥中的NOB发生抑制作用，继而防止水温下降带来的短程硝化破坏。当水温低于十五摄氏度时，升温模组启动，抑制反应器内水温上升，提高羟胺抑制效果。本发明控制简单，运行便捷，停留时间短，反应器体积小，可以应用于多种主流全程硝化污水厂的短程硝化改造。

技术研发人员：彭永臻,周文韬,张亮,王淑莹
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13