一种餐厨厌氧沼液的短程硝化反硝化反应器及运行方法与流程

1.本发明涉及餐厨垃圾处理技术领域，尤其涉及一种餐厨厌氧沼液的短程硝化反硝化反应器及运行方法。


背景技术：

2.餐厨垃圾中温厌氧发酵是在35-38℃的厌氧环境下，利用有机物产沼气的一种有机质资源化过程。该工艺实施过程中，同时产出大量高氨氮(nh4-n≥2500mg/l)低有机物(bod5≤5000mg/l)的餐厨厌氧沼液，传统a/o脱氮工艺处理此类废水时，为保证生化系统的正常运行，需要消耗大量的外加碳源。
3.短程硝化反硝化工艺可以将氨氮的氧化产物控制为亚硝态氮，亚硝态氮的反硝化过程相较传统硝态氮反硝化可减少约40％的碳源需求，该工艺稳定需要保证30-35℃的微生物生长温度条件，短程硝化反硝化活性污泥的培养及生长环境较为苛刻。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提出一种餐厨厌氧沼液的短程硝化反硝化反应器，利用餐厨厌氧沼液进水因上一步温厌氧发酵过程自带的余热，在反应筒外部包裹隔温棉，可在无外热源工况下维持30℃，满足适合培育短程硝化反硝化活性污泥的温度条件，同时还提供了餐厨厌氧沼液的短程硝化反硝化反应器的运行方法，接种传统垃圾渗滤液处理系统剩余污泥，通过两阶段的污泥驯化，富集短程硝化反硝化活性污泥，并最终实现对餐厨厌氧沼液的长期稳定处理。
5.为达此目的，本发明采用以下技术方案。
6.一种餐厨厌氧沼液的短程硝化反硝化反应器，包括反应筒、进水泵、排水泵、排泥泵、微孔曝气系统、搅拌器、液位计、温度计、溶氧仪，所述反应筒外部包裹隔温棉。
7.本发明还提供餐厨厌氧沼液的短程硝化反硝化反应器的运行方法，包括以下步骤。
8.s1，污泥接种阶段，往反应器中接种传统垃圾渗滤液处理系统剩余污泥，使反应器中污泥浓度维持在6000-7000mg/l之间，经所述搅拌器搅拌均匀后，静置使污泥沉降，控制交换比为15％，启动所述排水泵，排出反应器上清液至低液位，然后启动所述进水泵将餐厨厌氧沼液输送至反应器中，由于有所述隔温棉，反应器中温度可在无外热源工况下维持30℃。
9.s2，污泥驯化一阶段，在所述步骤s1创造的环境基础下，利用所述进水泵、液位计、排水泵、搅拌器及微孔曝气系统周期重复执行进水、搅拌曝气、静置沉降及排水步骤，利用所述溶氧仪控制溶解氧浓度维持在1.0mg/l，每两小时采集反应器水样检测氨氮、亚硝态氮及硝态氮指标，直至反应器中氨氮完全转化后，停止所述微孔曝气系统。
10.s3，污泥驯化二阶段，在所述步骤s2创造的环境基础下，维持反应器交换比为15％，利用所述进水泵、液位计、排水泵、搅拌器及微孔曝气系统周期重复执行进水、缺氧搅
拌、搅拌曝气、静置沉降及排水步骤，利用所述溶氧仪控制溶解氧浓度维持在1.0mg/l，每两小时采集反应器水样检测氨氮、亚硝态氮及硝态氮指标，计算亚硝态氮积累率、活性污泥氨氮负荷，调试至反应器中亚硝态氮积累率逐渐提高至90％以上，活性污泥氨氮负荷逐渐提高至0.10kgn/(kgmlss.d)。
11.s4，运行阶段，在所述步骤s3创造的环境基础下，可实现餐厨厌氧沼液的长期稳定处理，利用所述进水泵、液位计、排水泵、搅拌器及微孔曝气系统、排泥泵周期重复执行进水、缺氧搅拌、搅拌曝气、静置沉降、排泥及排水步骤，运行周期固定为进水、缺氧搅拌4小时、搅拌曝气11-15小时、静置沉降3小时、排泥、排水。
12.本发明的有益效果为。
13.1、通过充分利用餐厨厌氧沼液进水因上一步温厌氧发酵过程自带的余热，在反应筒外部包裹隔温棉，可在无外热源工况下维持30℃，满足适合培育短程硝化反硝化活性污泥的的温度条件。
14.2、以传统垃圾渗滤液处理系统剩余污泥为接种污泥，利用亚硝化菌为自养菌的生物特性，短程硝化反硝化活性污泥培养驯服期不实施排泥，可快速提高污泥中亚硝化菌的丰度，提高污泥驯化效率，缩短调试周期。
15.3、餐厨厌氧沼液属于典型的高氨氮低有机物废水，短程硝化反硝化工艺可大幅度降低该种废水脱氮过程中的碳源需求及系统能耗，本发明可为该工艺的实现提供可靠高效的短程硝化反硝化活性污泥。
附图说明
16.图1是本发明餐厨厌氧沼液的短程硝化反硝化反应器的一个实施例的结构示意图。
17.其中，反应筒1、进水泵2、排水泵3、排泥泵4、微孔曝气系统5、搅拌器6、液位计7、温度计8、溶氧仪9、隔温棉10。
具体实施方式
18.下面结合附图及具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。
19.一种餐厨厌氧沼液的短程硝化反硝化反应器，包括反应筒1、进水泵2、排水泵3、排泥泵4、微孔曝气系统5、搅拌器6、液位计7、温度计8、溶氧仪9，所述反应筒1外部包裹隔温棉10。
20.短程硝化反硝化工艺需要保证30-35℃的微生物生长温度条件，现有的短程硝化反硝化反应器需添加外热源以维持温度以保证短程硝化反硝化活性污泥的驯化，因餐厨厌氧沼液进水上一步温厌氧发酵过程自带有余热，在反应筒1外部包裹隔温棉10可利用余热在反应器不添加外热源即可满足温度条件，降低能耗。
21.本发明还提供餐厨厌氧沼液的短程硝化反硝化反应器的运行方法，包括以下步骤。
22.s1，污泥接种阶段，往反应器中接种传统垃圾渗滤液处理系统剩余污泥，使反应器中污泥浓度维持在6000-7000mg/l之间，经所述搅拌器6搅拌均匀后，静置使污泥沉降，控制交换比为15％，启动所述排水泵3，排出反应器上清液至低液位，然后启动所述进水泵2将餐
厨厌氧沼液输送至反应器中，由于有所述隔温棉10，反应器中温度可在无外热源工况下维持30℃。
23.s2，污泥驯化一阶段，在所述步骤s1创造的环境基础下，利用所述进水泵2、液位计7、排水泵3、搅拌器6及微孔曝气系统5周期重复执行进水、搅拌曝气、静置沉降及排水步骤，利用所述溶氧仪9控制溶解氧浓度维持在1.0mg/l，每两小时采集反应器水样检测氨氮、亚硝态氮及硝态氮指标，直至反应器中氨氮完全转化后，停止所述微孔曝气系统5。
24.s3，污泥驯化二阶段，在所述步骤s2创造的环境基础下，维持反应器交换比为15％，利用所述进水泵2、液位计7、排水泵3、搅拌器6及微孔曝气系统5周期重复执行进水、缺氧搅拌、搅拌曝气、静置沉降及排水步骤，利用所述溶氧仪9控制溶解氧浓度维持在1.0mg/l，每两小时采集反应器水样检测氨氮、亚硝态氮及硝态氮指标，计算亚硝态氮积累率、活性污泥氨氮负荷，调试至反应器中亚硝态氮积累率逐渐提高至90％以上，活性污泥氨氮负荷逐渐提高至0.10kgn/(kgmlss.d)。
25.反应器交换比设置主要出于以下两点考虑：调试结束后系统进入长周期稳定运行阶段，为便于实际工程运行，需确保系统一天内完成一个周期，基于活性污泥氨氮负荷控制，应保证反应器进水后系统氨氮浓度不高于400mg/l；调试及长周期运行阶段均设有好氧曝气过程，为充分发挥氨氮水解产生的游离氨对硝化菌群的抑制作用，应保证反应器进水后氨氮浓度不低于300mg/l。
26.反应器处理餐厨厌氧沼液时，交换比设置为15％，反应器进水后系统内氨氮浓度维持在300-400mg/l之间，此举一方面可以缩短短程硝化反硝化污泥富集过程，进水后系统初始游离氨浓度维持在42.6-56.7mg/l，硝化菌群活性得以有效抑制，硝化菌群在调试期间失活消亡并随排水离开系统，短程硝化反硝化污泥即可在不排泥情况下完成快速富集，系统亚硝化率在3-5个周期内即可达到80％以上；另一方面，活性污泥氨氮负荷在调试过程中逐渐提高至0.10kgn/(kgmlss.d)，可保证每个周期内系统出水氨氮均得以完全转化，确保出水水质达标。
27.污泥驯化二阶段于污泥驯化一阶段基础上增设缺氧搅拌，反应器进水结束后，活性污泥利用餐厨厌氧沼液中的有机物反硝化上一周期反应器中残余的亚硝态氮，该过程可降低系统出水总氮，同时为后续搅拌曝气段中氨氮的亚硝化过程补充碱度。
28.s4，运行阶段，在所述步骤s3创造的环境基础下，可实现餐厨厌氧沼液的长期稳定处理，利用所述进水泵2、液位计7、排水泵3、搅拌器6及微孔曝气系统5、排泥泵周期重复执行进水、缺氧搅拌、搅拌曝气、静置沉降、排泥及排水步骤，运行周期固定为进水、缺氧搅拌4小时、搅拌曝气11-15小时、静置沉降3小时、排泥、排水。
29.以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种餐厨厌氧沼液的短程硝化反硝化反应器，包括反应筒、进水泵、排水泵、排泥泵、微孔曝气系统、搅拌器、液位计、温度计、溶氧仪，其特征在于，所述反应筒外部包裹隔温棉。2.一种使用权利要求1所述的餐厨厌氧沼液的短程硝化反硝化反应器的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，污泥接种阶段，往反应器中接种传统垃圾渗滤液处理系统剩余污泥，使反应器中污泥浓度维持在6000-7000mg/l之间，经所述搅拌器搅拌均匀后，静置使污泥沉降，控制交换比为15％，启动所述排水泵，排出反应器上清液至低液位，然后启动所述进水泵将餐厨厌氧沼液输送至反应器中，由于有所述隔温棉，反应器中温度可在无外热源工况下维持30℃；s2，污泥驯化一阶段，在所述步骤s1创造的环境基础下，利用所述进水泵、液位计、排水泵、搅拌器及微孔曝气系统周期重复执行进水、搅拌曝气、静置沉降及排水步骤，利用所述溶氧仪控制溶解氧浓度维持在1.0mg/l，每两小时采集反应器水样检测氨氮、亚硝态氮及硝态氮指标，直至反应器中氨氮完全转化后，停止所述微孔曝气系统；s3，污泥驯化二阶段，在所述步骤s2创造的环境基础下，维持反应器交换比为15％，利用所述进水泵、液位计、排水泵、搅拌器及微孔曝气系统周期重复执行进水、缺氧搅拌、搅拌曝气、静置沉降及排水步骤，利用所述溶氧仪控制溶解氧浓度维持在1.0mg/l，每两小时采集反应器水样检测氨氮、亚硝态氮及硝态氮指标，计算亚硝态氮积累率、活性污泥氨氮负荷，调试至反应器中亚硝态氮积累率逐渐提高至90％以上，活性污泥氨氮负荷逐渐提高至0.10kgn/(kgmlss.d)；s4，运行阶段，在所述步骤s3创造的环境基础下，可实现餐厨厌氧沼液的长期稳定处理，利用所述进水泵、液位计、排水泵、搅拌器及微孔曝气系统、排泥泵周期重复执行进水、缺氧搅拌、搅拌曝气、静置沉降、排泥及排水步骤，运行周期固定为进水、缺氧搅拌4小时、搅拌曝气11-15小时、静置沉降3小时、排泥、排水。

技术总结
本发明涉及餐厨垃圾处理技术领域，尤其涉及一种餐厨厌氧沼液的短程硝化反硝化反应器，利用餐厨厌氧沼液进水因上一步温厌氧发酵过程自带的余热，在反应筒外部包裹隔温棉，可在无外热源工况下维持30℃，满足适合培育短程硝化反硝化活性污泥的的温度条件，同时还提供了餐厨厌氧沼液的短程硝化反硝化反应器的运行方法，接种传统垃圾渗滤液处理系统剩余污泥，通过两阶段的污泥驯化，富集短程硝化反硝化活性污泥，并最终实现对餐厨厌氧沼液的长期稳定处理。处理。处理。


技术研发人员：陈嘉健 余富尧 杨研通 王旭
受保护的技术使用者：瀚蓝生物环保科技有限公司
技术研发日：2023.04.13
技术公布日：2023/7/25