公布日：2023.10.27
申請(qǐng)日：2023.07.20
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F11/121(2019.01)I;C02F11/02(2006.01)I;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F3/12(2023.01)N;
C02F3/28(2023.01)N;C02F3/02(2023.01)N
摘要
一種秸稈濕式發(fā)酵沼液處理方法和裝置，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。主要由沼液儲(chǔ)存池、混凝沉淀單元、碳源捕捉單元、短程硝化-厭氧氨氧化單元、兩級(jí)AO-MBR深度脫氮單元、污泥內(nèi)碳源開發(fā)單元和出水池組成。沼液首先進(jìn)入混凝沉淀單元完成對(duì)大部分懸浮顆粒物的去除，其次進(jìn)入碳源捕捉單元通過(guò)生物吸附作用回收污水中的大部分有機(jī)物，而后進(jìn)入短程硝化-厭氧氨氧化單元進(jìn)行總氮去除，最后進(jìn)入兩級(jí)AO-MBR深度脫氮單元，利用污泥內(nèi)碳源開發(fā)單元剩余污泥發(fā)酵產(chǎn)生的小分子有機(jī)物作為碳源進(jìn)行反硝化深度脫氮，同時(shí)進(jìn)一步去除有機(jī)物和懸浮顆粒物，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。本發(fā)明具有操作簡(jiǎn)便，運(yùn)行成本低，污泥產(chǎn)量少，出水水質(zhì)好的特點(diǎn)。
權(quán)利要求書
1.一種秸稈濕式發(fā)酵沼液處理裝置，其裝置特征在于：包括依次連通的沼液儲(chǔ)存池(1)、混凝沉淀單元(2)、中間水池I(3)、碳源捕捉單元(4)、中間水池II(5)、短程硝化-厭氧氨氧化單元(6)、中間水池III(7)、兩級(jí)AO-MBR深度脫氮單元(8)、污泥內(nèi)碳源開發(fā)單元(9)和出水池(10)；混凝沉淀單元(2)設(shè)置污水提升泵I(2.1)、混合池I(2.2)、混合池II(2.3)、絮凝池(2.4)、沉淀池I(2.5)、攪拌器I(2.7)、攪拌器II(2.8)、攪拌器III(2.9)、聚合氯化鋁投加系統(tǒng)(2.10)、聚丙烯酰胺投加系統(tǒng)(2.11)；碳源捕捉單元(4)設(shè)置污水提升泵II(4.1)、碳源捕捉池(4.2)、沉淀池II(4.3)、風(fēng)機(jī)(4.4)、污泥回流泵I(4.5)、微孔曝氣頭I(4.6)、排泥泵II(4.7)；短程硝化-厭氧氨氧化單元(6)設(shè)置污水提升泵III(6.1)、短程硝化-厭氧氨氧化池(6.2)、沉淀池III(6.3)，污泥回流泵II(6.4)、懸浮填料(6.5)、微孔曝氣頭II(6.6)、排泥泵III(6.7)；兩級(jí)AO-MBR深度脫氮單元(8)設(shè)置污水提升泵IV(8.1)、兩級(jí)AO-MBR脫氮池(8.2)、MBR膜單元(8.3)、微孔曝氣頭III(8.4)、攪拌器IV(8.5)、攪拌器V(8.6)、污泥回流泵III(8.7)、產(chǎn)水泵(8.8)、排泥泵IV(8.9)；污泥內(nèi)碳源開發(fā)單元(9)設(shè)置污泥濃縮池(9.1)、污泥泵(9.2)、污泥發(fā)酵罐(9.3)、NaOH投加系統(tǒng)(9.4)、發(fā)酵污泥投加泵I(9.5)、發(fā)酵污泥投加泵II(9.6)、污泥濃縮池上清液回流泵(9.7)；沼液儲(chǔ)存池(1)通過(guò)污水提升泵I(2.1)與混合池I(2.2)進(jìn)水口連接，混合池I(2.2)依次與混合池II(2.3)、絮凝池(2.4)連通連接，絮凝池(2.4)與沉淀池I(2.5)的進(jìn)水口連接；沉淀池I(2.5)出水口與中間水池I(3)連接；混合池I(2.2)、混合池II(2.3)、絮凝池(2.4)中依次對(duì)應(yīng)設(shè)有攪拌器I(2.7)、攪拌器II(2.8)、攪拌器III(2.9)，混合池I(2.2)配有聚合氯化鋁投加系統(tǒng)(2.10)，混合池II(2.3)配有聚丙烯酰胺投加系統(tǒng)(2.11)；中間水池I(3)通過(guò)污水提升泵II(4.1)與碳源捕捉池(4.2)進(jìn)水口連接，碳源捕捉池(4.2)出水口與沉淀池II(4.3)進(jìn)水口連接，沉淀池II(4.3)出水口與中間水池II(5)連接；沉淀池II(4.3)污泥出口端通過(guò)污泥回流泵I(4.5)與碳源捕捉池(4.2)連接，用于污泥回流；碳源捕捉池(4.2)底部設(shè)有微孔曝氣頭I(4.6)，微孔曝氣頭I(4.6)與風(fēng)機(jī)(4.4)連接；同時(shí)沉淀池II(4.3)污泥出口端通過(guò)排泥泵II(4.7)與污泥濃縮池(9.1)連接；中間水池II(5)通過(guò)污水提升泵III(6.1)與短程硝化-厭氧氨氧化池(6.2)進(jìn)水口連接，短程硝化-厭氧氨氧化池(6.2)出水口與沉淀池III(6.3)進(jìn)水口連接，沉淀池III(6.3)出水口與中間水池III(7)連接；短程硝化-厭氧氨氧化池(6.2)內(nèi)裝有懸浮填料(6.5)，同時(shí)短程硝化-厭氧氨氧化池(6.2)底部設(shè)有微孔曝氣頭II(6.6)；沉淀池III(6.3)污泥出口端通過(guò)污泥回流泵II(6.4)與短程硝化-厭氧氨氧化池(6.2)連接，用于污泥回流，同時(shí)沉淀池III(6.3)污泥出口端通過(guò)排泥泵III(6.7)與污泥濃縮池(9.1)連接；中間水池III(7)通過(guò)污水提升泵(8.1)與兩級(jí)AO-MBR脫氮池(8.2)進(jìn)水口連接，兩級(jí)AO-MBR脫氮池(8.2)出水口通過(guò)產(chǎn)水泵(8.8)與出水池(10)連接；兩級(jí)AO-MBR脫氮池(8.2)為依次連通的缺氧1段、好氧1段、缺氧2段、好氧2段，缺氧1段、缺氧2段分別依次對(duì)應(yīng)配有攪拌器IV(8.5)、攪拌器V(8.6)，好氧1段底部、好氧2段底部均設(shè)有微孔曝氣頭III(8.4)，好氧2段內(nèi)設(shè)有MBR膜單元(8.3)，MBR膜單元(8.3)的清水出口作為兩級(jí)AO-MBR脫氮池(8.2)出水口與產(chǎn)水泵(8.8)連接；好氧2段通過(guò)污泥回流泵III(8.7)與缺氧1段連接；好氧2段通過(guò)排泥泵IV(8.9)與污泥濃縮池(9.1)連接；污泥內(nèi)碳源開發(fā)單元(9)中污泥濃縮池(9.1)分別通過(guò)排泥泵II(4.7)、排泥泵III(6.7)、排泥泵IV(8.9)對(duì)應(yīng)依次與沉淀池II(4.3)、沉淀池III(6.3)與好氧2段的排泥口連接，從而接收污泥；污泥濃縮池(9.1)通過(guò)污泥濃縮池上清液回流泵(9.7)與中間水池III(7)連接；污泥濃縮池(9.1)通過(guò)污泥泵(9.2)與污泥發(fā)酵罐(9.3)連接，污泥發(fā)酵罐(9.3)分別通過(guò)發(fā)酵污泥投加泵I(9.5)、發(fā)酵污泥投加泵II(9.6)對(duì)應(yīng)與兩級(jí)AO-MBR脫氮池(8.2)缺氧1段、缺氧2段連接；污泥發(fā)酵罐(9.3)還配有NaOH投加系統(tǒng)(9.4)。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種秸稈濕式發(fā)酵沼液處理裝置，其裝置特征在于：碳源捕捉單元(4)、短程硝化-厭氧氨氧化單元(6)、兩級(jí)AO-MBR深度脫氮單元(8)中對(duì)應(yīng)的微孔曝氣頭通過(guò)氣體管路與風(fēng)機(jī)(4.4)連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種秸稈濕式發(fā)酵沼液處理裝置，其裝置特征在于：沉淀池I(2.5)的下端污泥端口對(duì)應(yīng)設(shè)有排泥泵I(2.6)。
4.采用權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的采裝置實(shí)現(xiàn)秸稈濕式發(fā)酵沼液處理的方法，其特征在于，包含以下過(guò)程：1)混凝沉淀單元啟動(dòng)和運(yùn)行：?jiǎn)?dòng)期間，進(jìn)行燒杯試驗(yàn)，聚合氯化鋁混凝劑采用2000、2500、3000mg/L3個(gè)濃度梯度，聚丙烯酰胺助凝劑采用70、75、80mg/L3個(gè)梯度，進(jìn)行正交試驗(yàn)，沼液中首先投加聚合氯化鋁混合1min后投加聚丙烯酰胺再混合1min，混合速度采用300rpm，而后在攪拌速度35rpm的條件下反應(yīng)15min，反應(yīng)結(jié)束后沉淀1h，測(cè)量前后COD和SS去除率，以確定最佳的混凝劑和助凝劑的濃度；最佳濃度確定后，混凝沉淀單元依據(jù)此試驗(yàn)結(jié)果開始運(yùn)行，沼液儲(chǔ)存池中的沼液經(jīng)由污水提升泵I提升進(jìn)入混凝沉淀單元，聚合氯化鋁投加系統(tǒng)和聚丙烯酰胺投加系統(tǒng)分別向混合池I和混合池II投加2000-3000mg/L聚合氯化鋁和70-80mg/L聚丙烯酰胺；攪拌器I和攪拌器II的攪拌速度均為200-300rpm，混合池I和混合池II的水力停留時(shí)間均為1-2min；絮凝池?cái)嚢杷俣葹?/span>20-50rpm，水力停留時(shí)間為15-20min；沉淀池的停留時(shí)間為1-1.5h，沉淀池出水進(jìn)入中間水池I，沉淀池I產(chǎn)生的化學(xué)污泥通過(guò)排泥泵I排放；2)碳源捕捉單元的啟動(dòng)和運(yùn)行：?jiǎn)?dòng)期間，接種市政污水處理廠活性污泥于碳源捕捉池中，活性污泥濃度為3000-4000mg/L，悶曝2-3d后開始進(jìn)水，根據(jù)混凝沉淀單元出水BOD5濃度，逐漸增加進(jìn)水流量，按照0.5、1、2、3kgBOD5/(kgMLSS.d)4個(gè)污泥負(fù)荷梯度逐步提升，溶解氧控制在0.5-1mg/L，污泥回流比50-60％，當(dāng)前污泥負(fù)荷下COD去除率達(dá)到60％以上并穩(wěn)定運(yùn)行7d以上，提升至下一個(gè)污泥負(fù)荷梯度，直至污泥負(fù)荷達(dá)到3kgBOD5/(kgMLSS.d)，且該污泥負(fù)荷下COD去除率達(dá)到60％以上并穩(wěn)定運(yùn)行7d以上，系統(tǒng)啟動(dòng)成功；運(yùn)行期間，中間水池I中的污水經(jīng)由污水提升泵II進(jìn)入碳源捕捉池，碳源捕捉池中活性污泥濃度為3000-4000mg/L，溶解氧濃度0.5-1mg/L，污泥負(fù)荷2-3kgBOD5/(kgMLSS.d)，污泥泥齡0.5-1d，污泥回流比50-60％，污水中有機(jī)污染物被活性污泥吸附凈化后進(jìn)入沉淀池II，沉淀時(shí)間1h，凈化后的污水進(jìn)入中間水池II，剩余污泥通過(guò)排泥泵II排入污泥濃縮池；3)短程硝化-厭氧氨氧化單元啟動(dòng)和運(yùn)行：短程硝化-厭氧氨氧化池接種短程硝化-厭氧氨氧化工藝處理高氨氮廢水工程中的填料，填料填充比30-40％；首先采用自來(lái)水配置的含氮廢水進(jìn)行啟動(dòng)，廢水中氨氮濃度100mg/L，亞硝態(tài)氮130mg/L，水力停留時(shí)間48h，不曝氣，當(dāng)TN去除率達(dá)到70％以上并維持7d以上后進(jìn)入下一階段；其次，依次采用自來(lái)水配置氨氮濃度200、400、600、800mg/L的濃度梯度變化的廢水進(jìn)行啟動(dòng)，對(duì)短程硝化-厭氧氨氧化池進(jìn)行曝氣，溶解氧控制在1mg/l左右，水力停留時(shí)間48h，對(duì)應(yīng)氨氮容積負(fù)荷分別為0.1、0.2、0.3、0.4kg/(m3.d)，污泥回流比100％，當(dāng)TN去除率達(dá)到70％以上并維持7d以上后進(jìn)入下一濃度，直至完成800mg/L的濃度；再次，將配置水和碳源捕捉單元沼液出水依次按體積比為2:1、1:1、1:2、0:1比例混合配置進(jìn)水對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行啟動(dòng)，配置水中氨氮濃度為800mg/L，沼液出水氨氮濃度為600-800mg/L，系統(tǒng)水力停留時(shí)間48h，溶解氧控制在1mg/l左右，污泥回流比100-200％，當(dāng)TN去除率達(dá)到70％以上并穩(wěn)定運(yùn)行7d后逐步提升沼液在進(jìn)水中的比例，直至進(jìn)水全部為沼液后單元的TN去除率達(dá)到70％以上并穩(wěn)定7d，系統(tǒng)啟動(dòng)成功；運(yùn)行期間，中間水池II中的污水經(jīng)由污水提升泵III進(jìn)入硝化-厭氧氨氧化池，硝化-厭氧氨氧化池水力停留時(shí)間40-50h，溶解氧濃度1-1.5mg/L，污泥泥齡30-40d，沉淀池III沉淀時(shí)間1-1.5h，污泥回流比100-200％；沉淀池III出水進(jìn)入中間水池III，剩余污泥通過(guò)排泥泵III污泥濃縮池；4)兩級(jí)AO-MBR深度脫氮單元啟動(dòng)和運(yùn)行：?jiǎn)?dòng)期間，接種市政污水處理廠活性污泥于兩級(jí)AO-MBR脫氮池中，活性污泥濃度為6000-7000mg/L，添加短程硝化-厭氧氨氧化單元出水悶曝2-3d后，開始進(jìn)水，根據(jù)短程硝化-厭氧氨氧化單元出水氨氮濃度，逐漸增加進(jìn)水流量，按照0.01、0.02、0.03、0.04kgTN/(kgMLSS.d)4個(gè)污泥負(fù)荷梯度逐步提升，溶解氧控制在2-3mg/L，污泥回流比50-60％，當(dāng)前污泥負(fù)荷下氨氮去除率達(dá)到80％以上并穩(wěn)定運(yùn)行7d以上，提升至下一個(gè)污泥負(fù)荷梯度，直至污泥負(fù)荷達(dá)到0.04kgTN/kg(MLSS)，且該污泥負(fù)荷下氨氮去除率達(dá)到80％以上并穩(wěn)定運(yùn)行7d以上，兩級(jí)AO-MBR脫氮池啟動(dòng)成功。運(yùn)行階段，中間水池III中的污水由污水提升泵IV進(jìn)入兩級(jí)AO-MBR脫氮池，在缺氧1段中活性污泥利用中間水池III中污水和回流污泥中的硝態(tài)氮，以及發(fā)酵污泥中的碳源進(jìn)行反硝化脫氮，而后污水進(jìn)入好氧1段進(jìn)行好氧反應(yīng)進(jìn)一步去除氨氮和有機(jī)物，好氧1段出水中的硝態(tài)氮進(jìn)入缺氧2段中被活性污泥利用發(fā)酵污泥中的碳源反硝化去除，最終進(jìn)入好氧2段進(jìn)一步去除氨氮和有機(jī)物后，由MBR膜單元過(guò)濾后進(jìn)入出水池排放。兩級(jí)AO-MBR脫氮池活性污泥濃度為6000-10000mg/L，溶解氧濃度2-3mg/L，水力停留時(shí)間為12-24h，其中缺氧段水力停留時(shí)間5-10h，好氧段水力停留時(shí)間7-14h，污泥泥齡20-25d，污泥回流比50-100％，MBR膜通量為40-50L/m2.h；5)污泥內(nèi)碳源開發(fā)單元啟動(dòng)和運(yùn)行：?jiǎn)?dòng)期間，將污水廠剩余污泥濃縮后由污泥泵注入污泥發(fā)酵罐中直至注滿，濃縮污泥的濃度為10000-15000mg/L，由NaOH投加系統(tǒng)向污泥發(fā)酵罐投加NaOH控制發(fā)酵pH值在10±0.5，污泥密閉發(fā)酵6-8d，然后每天排放污泥發(fā)酵罐1/8～1/6體積的發(fā)酵污泥，同時(shí)進(jìn)入相同體積的濃縮污泥，同時(shí)發(fā)酵pH值控制在10±0.5，當(dāng)污泥的產(chǎn)酸量達(dá)到200-300mg(COD)/g(VSS)并穩(wěn)定7-10d后，系統(tǒng)啟動(dòng)成功。在運(yùn)行期間，碳源捕捉單元，短程硝化-厭氧氨氧化單元和兩級(jí)AO-MBR深度脫氮單元排放的剩余污泥進(jìn)入污泥濃縮池濃縮12-24h，濃縮池上清液由污泥濃縮池上清液回流泵回流至中間水池III，發(fā)酵污泥投加泵I和發(fā)酵污泥投加泵II每天從污泥發(fā)酵罐中連續(xù)抽取污泥發(fā)酵罐發(fā)酵污泥送入兩級(jí)AO-MBR脫氮池的缺氧1段和缺氧2段，而后將濃縮后的剩余污泥由污泥泵一次送入污泥發(fā)酵罐，污泥停留時(shí)間為6-8d，同時(shí)由NaOH投加系統(tǒng)向污泥發(fā)酵罐投加NaOH控制發(fā)酵pH值在10±0.5。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種秸稈濕式發(fā)酵沼液處理方法和裝置，能夠高效低耗地對(duì)沼液進(jìn)行處理。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種秸稈濕式發(fā)酵沼液處理裝置，其裝置特征在于：包括依次連通的沼液儲(chǔ)存池(1)、混凝沉淀單元(2)、中間水池I(3)、碳源捕捉單元(4)、中間水池II(5)、短程硝化-厭氧氨氧化單元(6)、中間水池III(7)、兩級(jí)AO-MBR深度脫氮單元(8)、污泥內(nèi)碳源開發(fā)單元(9)和出水池(10)；
混凝沉淀單元(2)設(shè)置污水提升泵I(2.1)、混合池I(2.2)、混合池II(2.3)、絮凝池(2.4)、沉淀池I(2.5)、排泥泵I(2.6)、攪拌器I(2.7)、攪拌器II(2.8)、攪拌器III(2.9)、聚合氯化鋁投加系統(tǒng)(2.10)、聚丙烯酰胺投加系統(tǒng)(2.11)；
碳源捕捉單元(4)設(shè)置污水提升泵II(4.1)、碳源捕捉池(4.2)、沉淀池II(4.3)、風(fēng)機(jī)(4.4)、污泥回流泵I(4.5)、微孔曝氣頭I(4.6)、排泥泵II(4.7)；
短程硝化-厭氧氨氧化單元(6)設(shè)置污水提升泵III(6.1)、短程硝化-厭氧氨氧化池(6.2)、沉淀池III(6.3)，污泥回流泵II(6.4)、懸浮填料(6.5)、微孔曝氣頭II(6.6)、排泥泵III(6.7)；
兩級(jí)AO-MBR深度脫氮單元(8)設(shè)置污水提升泵IV(8.1)、兩級(jí)AO-MBR脫氮池(8.2)、MBR膜單元(8.3)、微孔曝氣頭III(8.4)、攪拌器IV(8.5)、攪拌器V(8.6)、污泥回流泵III(8.7)、產(chǎn)水泵(8.8)、排泥泵IV(8.9)；
污泥內(nèi)碳源開發(fā)單元(9)設(shè)置污泥濃縮池(9.1)、污泥泵(9.2)、污泥發(fā)酵罐(9.3)、NaOH投加系統(tǒng)(9.4)、發(fā)酵污泥投加泵I(9.5)、發(fā)酵污泥投加泵II(9.6)、污泥濃縮池上清液回流泵(9.7)；
沼液儲(chǔ)存池(1)通過(guò)污水提升泵I(2.1)與混合池I(2.2)進(jìn)水口連接，混合池I(2.2)依次與混合池II(2.3)、絮凝池(2.4)連通連接，絮凝池(2.4)與沉淀池I(2.5)的進(jìn)水口連接；沉淀池I(2.5)出水口與中間水池I(3)連接；沉淀池I(2.5)的下端污泥端口對(duì)應(yīng)設(shè)有排泥泵I(2.6)，混合池I(2.2)、混合池II(2.3)、絮凝池(2.4)中依次對(duì)應(yīng)設(shè)有攪拌器I(2.7)、攪拌器II(2.8)、攪拌器III(2.9)，混合池I(2.2)配有聚合氯化鋁投加系統(tǒng)(2.10)，混合池II(2.3)配有聚丙烯酰胺投加系統(tǒng)(2.11)；
中間水池I(3)通過(guò)污水提升泵II(4.1)與碳源捕捉池(4.2)進(jìn)水口連接，碳源捕捉池(4.2)出水口與沉淀池II(4.3)進(jìn)水口連接，沉淀池II(4.3)出水口與中間水池II(5)連接；沉淀池II(4.3)污泥出口端通過(guò)污泥回流泵I(4.5)與碳源捕捉池(4.2)連接，用于污泥回流；碳源捕捉池(4.2)底部設(shè)有微孔曝氣頭I(4.6)，微孔曝氣頭I(4.6)與風(fēng)機(jī)(4.4)連接；同時(shí)沉淀池II(4.3)污泥出口端通過(guò)排泥泵II(4.7)與污泥濃縮池(9.1)連接；
中間水池II(5)通過(guò)污水提升泵III(6.1)與短程硝化-厭氧氨氧化池(6.2)進(jìn)水口連接，短程硝化-厭氧氨氧化池(6.2)出水口與沉淀池III(6.3)進(jìn)水口連接，沉淀池III(6.3)出水口與中間水池III(7)連接；短程硝化-厭氧氨氧化池(6.2)內(nèi)裝有懸浮填料(6.5)，同時(shí)短程硝化-厭氧氨氧化池(6.2)底部設(shè)有微孔曝氣頭II(6.6)；沉淀池III(6.3)污泥出口端通過(guò)污泥回流泵II(6.4)與短程硝化-厭氧氨氧化池(6.2)連接，用于污泥回流，同時(shí)沉淀池III(6.3)污泥出口端通過(guò)排泥泵III(6.7)與污泥濃縮池(9.1)連接；
中間水池III(7)通過(guò)污水提升泵(8.1)與兩級(jí)AO-MBR脫氮池(8.2)進(jìn)水口連接，兩級(jí)AO-MBR脫氮池(8.2)出水口通過(guò)產(chǎn)水泵(8.8)與出水池(10)連接；兩級(jí)AO-MBR脫氮池(8.2)為依次連通的缺氧1段、好氧1段、缺氧2段、好氧2段，缺氧1段、缺氧2段分別依次對(duì)應(yīng)配有攪拌器IV(8.5)、攪拌器V(8.6)，好氧1段底部、好氧2段底部均設(shè)有微孔曝氣頭III(8.4)，好氧2段內(nèi)設(shè)有MBR膜單元(8.3)，MBR膜單元(8.3)的清水出口作為兩級(jí)AO-MBR脫氮池(8.2)出水口與產(chǎn)水泵(8.8)連接；好氧2段通過(guò)污泥回流泵III(8.7)與缺氧1段連接；好氧2段通過(guò)排泥泵IV(8.9)與污泥濃縮池(9.1)連接；
污泥內(nèi)碳源開發(fā)單元(9)中污泥濃縮池(9.1)分別通過(guò)排泥泵II(4.7)、排泥泵III(6.7)、排泥泵IV(8.9)對(duì)應(yīng)依次與沉淀池II(4.3)、沉淀池III(6.3)與好氧2段的排泥口連接，從而接收污泥；污泥濃縮池(9.1)通過(guò)污泥濃縮池上清液回流泵(9.7)與中間水池III(7)連接；污泥濃縮池(9.1)通過(guò)污泥泵(9.2)與污泥發(fā)酵罐(9.3)連接，污泥發(fā)酵罐(9.3)分別通過(guò)發(fā)酵污泥投加泵I(9.5)、發(fā)酵污泥投加泵II(9.6)對(duì)應(yīng)與兩級(jí)AO-MBR脫氮池(8.2)缺氧1段、缺氧2段連接；污泥發(fā)酵罐(9.3)還配有NaOH投加系統(tǒng)(9.4)。
碳源捕捉單元(4)、短程硝化-厭氧氨氧化單元(6)、兩級(jí)AO-MBR深度脫氮單元(8)中對(duì)應(yīng)的微孔曝氣頭通過(guò)氣體管路與風(fēng)機(jī)(4.4)連接。
采用上述裝置實(shí)現(xiàn)秸稈濕式發(fā)酵沼液處理的方法，包含以下過(guò)程：
1)混凝沉淀單元啟動(dòng)和運(yùn)行：?jiǎn)?dòng)期間，進(jìn)行燒杯試驗(yàn)，聚合氯化鋁混凝劑采用2000、2500、3000mg/L3個(gè)濃度梯度，聚丙烯酰胺助凝劑采用70、75、80mg/L3個(gè)梯度，進(jìn)行正交試驗(yàn)，沼液中首先投加聚合氯化鋁混合1min后投加聚丙烯酰胺再混合1min，混合速度采用300rpm，而后在攪拌速度35rpm的條件下反應(yīng)15min，反應(yīng)結(jié)束后沉淀1h，測(cè)量前后COD和SS去除率，以確定最佳的混凝劑和助凝劑的濃度；最佳濃度確定后，混凝沉淀單元依據(jù)此試驗(yàn)結(jié)果開始運(yùn)行，沼液儲(chǔ)存池中的沼液經(jīng)由污水提升泵I提升進(jìn)入混凝沉淀單元，聚合氯化鋁投加系統(tǒng)和聚丙烯酰胺投加系統(tǒng)分別向混合池I和混合池II投加2000-3000mg/L(最佳濃度)聚合氯化鋁和70-80mg/L(最佳濃度)聚丙烯酰胺；攪拌器I和攪拌器II的攪拌速度均為200-300rpm，混合池I和混合池II的水力停留時(shí)間均為1-2min；絮凝池?cái)嚢杷俣葹?/span>20-50rpm，水力停留時(shí)間為15-20min；沉淀池的停留時(shí)間為1-1.5h，沉淀池出水進(jìn)入中間水池I，沉淀池I產(chǎn)生的化學(xué)污泥通過(guò)排泥泵I排放；
2)碳源捕捉單元的啟動(dòng)和運(yùn)行：?jiǎn)?dòng)期間，接種市政污水處理廠活性污泥于碳源捕捉池中，活性污泥濃度為3000-4000mg/L，悶曝2-3d后開始進(jìn)水，根據(jù)混凝沉淀單元出水BOD5濃度，逐漸增加進(jìn)水流量，按照0.5、1、2、3kgBOD5/(kgMLSS.d)4個(gè)污泥負(fù)荷梯度逐步提升，溶解氧控制在0.5-1mg/L，污泥回流比50-60％，當(dāng)前污泥負(fù)荷下COD去除率達(dá)到60％以上并穩(wěn)定運(yùn)行7d以上，提升至下一個(gè)污泥負(fù)荷梯度，直至污泥負(fù)荷達(dá)到3kgBOD5/(kgMLSS.d)，且該污泥負(fù)荷下COD去除率達(dá)到60％以上并穩(wěn)定運(yùn)行7d以上，系統(tǒng)啟動(dòng)成功；運(yùn)行期間，中間水池I中的污水經(jīng)由污水提升泵II進(jìn)入碳源捕捉池，碳源捕捉池中活性污泥濃度為3000-4000mg/L，溶解氧濃度0.5-1mg/L，污泥負(fù)荷2-3kgBOD5/(kgMLSS.d)，污泥泥齡0.5-1d，污泥回流比50-60％，污水中有機(jī)污染物被活性污泥吸附凈化后進(jìn)入沉淀池II，沉淀時(shí)間1h，凈化后的污水進(jìn)入中間水池II，剩余污泥通過(guò)排泥泵II排入污泥濃縮池；
3)短程硝化-厭氧氨氧化單元啟動(dòng)和運(yùn)行：短程硝化-厭氧氨氧化池接種短程硝化-厭氧氨氧化工藝處理高氨氮廢水工程中的填料，填料填充比30-40％；首先采用自來(lái)水配置的含氮廢水進(jìn)行啟動(dòng)，廢水中氨氮濃度100mg/L，亞硝態(tài)氮130mg/L，水力停留時(shí)間48h，不曝氣，當(dāng)TN去除率達(dá)到70％以上并維持7d以上后進(jìn)入下一階段；其次，依次采用自來(lái)水配置氨氮濃度200、400、600、800mg/L的濃度梯度變化的廢水進(jìn)行啟動(dòng)，對(duì)短程硝化-厭氧氨氧化池進(jìn)行曝氣，溶解氧控制在1mg/l左右，水力停留時(shí)間48h，對(duì)應(yīng)氨氮容積負(fù)荷分別為0.1、0.2、0.3、0.4kg/(m3.d)，污泥回流比100％，當(dāng)TN去除率達(dá)到70％以上并維持7d以上后進(jìn)入下一濃度，直至完成800mg/L的濃度；再次，將配置水和碳源捕捉單元沼液出水依次按體積比為2:1、1:1、1:2、0:1比例混合配置進(jìn)水對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行啟動(dòng)，配置水中氨氮濃度為800mg/L，沼液出水氨氮濃度為600-800mg/L，系統(tǒng)水力停留時(shí)間48h，溶解氧控制在1mg/l左右，污泥回流比100-200％，當(dāng)TN去除率達(dá)到70％以上并穩(wěn)定運(yùn)行7d后逐步提升沼液在進(jìn)水中的比例，直至進(jìn)水全部為沼液后單元的TN去除率達(dá)到70％以上并穩(wěn)定7d，系統(tǒng)啟動(dòng)成功；運(yùn)行期間，中間水池II中的污水經(jīng)由污水提升泵III進(jìn)入硝化-厭氧氨氧化池，硝化-厭氧氨氧化池水力停留時(shí)間40-50h，溶解氧濃度1-1.5mg/L，污泥泥齡30-40d，沉淀池III沉淀時(shí)間1-1.5h，污泥回流比100-200％；沉淀池III出水進(jìn)入中間水池III，剩余污泥通過(guò)排泥泵III污泥濃縮池；
4)兩級(jí)AO-MBR深度脫氮單元啟動(dòng)和運(yùn)行：?jiǎn)?dòng)期間，接種市政污水處理廠活性污泥于兩級(jí)AO-MBR脫氮池中，活性污泥濃度為6000-7000mg/L，添加短程硝化-厭氧氨氧化單元出水悶曝2-3d后，開始進(jìn)水，根據(jù)短程硝化-厭氧氨氧化單元出水氨氮濃度，逐漸增加進(jìn)水流量，按照0.01、0.02、0.03、0.04kgTN/(kgMLSS.d)4個(gè)污泥負(fù)荷梯度逐步提升，溶解氧控制在2-3mg/L，污泥回流比50-60％，當(dāng)前污泥負(fù)荷下氨氮去除率達(dá)到80％以上并穩(wěn)定運(yùn)行7d以上，提升至下一個(gè)污泥負(fù)荷梯度，直至污泥負(fù)荷達(dá)到0.04kgTN/kg(MLSS)，且該污泥負(fù)荷下氨氮去除率達(dá)到80％以上并穩(wěn)定運(yùn)行7d以上，兩級(jí)AO-MBR脫氮池啟動(dòng)成功。運(yùn)行階段，中間水池III中的污水由污水提升泵IV進(jìn)入兩級(jí)AO-MBR脫氮池，在缺氧1段中活性污泥利用中間水池III中污水和回流污泥中的硝態(tài)氮，以及發(fā)酵污泥中的碳源進(jìn)行反硝化脫氮，而后污水進(jìn)入好氧1段進(jìn)行好氧反應(yīng)進(jìn)一步去除氨氮和有機(jī)物，好氧1段出水中的硝態(tài)氮進(jìn)入缺氧2段中被活性污泥利用發(fā)酵污泥中的碳源反硝化去除，最終進(jìn)入好氧2段進(jìn)一步去除氨氮和有機(jī)物后，由MBR膜單元過(guò)濾后進(jìn)入出水池排放。兩級(jí)AO-MBR脫氮池活性污泥濃度為6000-10000mg/L，溶解氧濃度2-3mg/L，水力停留時(shí)間為12-24h，其中缺氧段水力停留時(shí)間5-10h，好氧段水力停留時(shí)間7-14h，污泥泥齡20-25d，污泥回流比50-100％，MBR膜通量為40-50L/m2.h。
5)污泥內(nèi)碳源開發(fā)單元啟動(dòng)和運(yùn)行：?jiǎn)?dòng)期間，將污水廠剩余污泥濃縮后由污泥泵注入污泥發(fā)酵罐中直至注滿，濃縮污泥的濃度為10000-15000mg/L，由NaOH投加系統(tǒng)向污泥發(fā)酵罐投加NaOH控制發(fā)酵pH值在10±0.5，污泥密閉發(fā)酵6-8d，然后每天排放污泥發(fā)酵罐1/8～1/6體積的發(fā)酵污泥，同時(shí)進(jìn)入相同體積的濃縮污泥，同時(shí)發(fā)酵pH值控制在10±0.5，當(dāng)污泥的產(chǎn)酸量達(dá)到200-300mg(COD)/g(VSS)并穩(wěn)定7-10d后，系統(tǒng)啟動(dòng)成功。在運(yùn)行期間，碳源捕捉單元，短程硝化-厭氧氨氧化單元和兩級(jí)AO-MBR深度脫氮單元排放的剩余污泥進(jìn)入污泥濃縮池濃縮12-24h，濃縮池上清液由污泥濃縮池上清液回流泵回流至中間水池III，發(fā)酵污泥投加泵I和發(fā)酵污泥投加泵II每天從污泥發(fā)酵罐中連續(xù)抽取污泥發(fā)酵罐發(fā)酵污泥送入兩級(jí)AO-MBR脫氮池的缺氧1段和缺氧2段，而后將濃縮后的剩余污泥由污泥泵一次送入污泥發(fā)酵罐，污泥停留時(shí)間為6-8d，同時(shí)由NaOH投加系統(tǒng)向污泥發(fā)酵罐投加NaOH控制發(fā)酵pH值在10±0.5。
本發(fā)明將混凝沉淀單元，碳源捕捉單元，短程硝化-厭氧氨氧化單元，兩級(jí)AO-MBR深度脫氮單元，污泥內(nèi)碳源開發(fā)單元耦合在一個(gè)系統(tǒng)里，具有以下有益效果：
1.脫氮主體工藝采用自養(yǎng)短程硝化-厭氧氨氧化工藝進(jìn)行脫氮，兩級(jí)AO-MBR深度脫氮單元采用系統(tǒng)污泥內(nèi)碳源進(jìn)行反硝化深度脫氮，減少了對(duì)外碳源的消耗，降低了能耗和藥劑費(fèi)用，運(yùn)行成本較低。
2.短程硝化-厭氧氨氧化單元和兩級(jí)AO-MBR深度脫氮單元剩余污泥產(chǎn)量低，同時(shí)對(duì)整個(gè)生化系統(tǒng)的剩余污泥進(jìn)行發(fā)酵開發(fā)內(nèi)碳源，因此該工藝污泥產(chǎn)量較低。
3.前端設(shè)置混凝沉淀單元和碳源捕捉單元對(duì)沼液中有機(jī)物和SS的去除，有效保證了自養(yǎng)短程硝化-厭氧氨氧化單元穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)碳源捕捉單元能夠回收進(jìn)水中的有機(jī)物，作為兩級(jí)AO-MBR深度脫氮單元的碳源，實(shí)現(xiàn)了同時(shí)脫氮和除碳。
4.設(shè)置兩級(jí)AO-MBR深度脫氮單元進(jìn)一步對(duì)NH4+-N，TN，COD和SS去除，為出水達(dá)標(biāo)提供了保障。
5.污泥發(fā)酵后直接將發(fā)酵污泥注入深度脫氮系統(tǒng)中，簡(jiǎn)化了上清液分離的步驟，減少了發(fā)酵上清液在分離過(guò)程中的損失，充分利用了污泥發(fā)酵產(chǎn)生的碳源。
（發(fā)明人：蘇高強(qiáng);李運(yùn)良;王建華）
