公布日：2023.10.27
申請日：2023.07.20
分類號：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
一種秸稈濕式發酵沼液處理方法和裝置，屬于污水處理技術領域。主要由沼液儲存池、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AO-MBR深度脫氮單元、污泥內碳源開發單元和出水池組成。沼液首先進入混凝沉淀單元完成對大部分懸浮顆粒物的去除，其次進入碳源捕捉單元通過生物吸附作用回收污水中的大部分有機物，而后進入短程硝化-厭氧氨氧化單元進行總氮去除，最后進入兩級AO-MBR深度脫氮單元，利用污泥內碳源開發單元剩余污泥發酵產生的小分子有機物作為碳源進行反硝化深度脫氮，同時進一步去除有機物和懸浮顆粒物，實現達標排放。本發明具有操作簡便，運行成本低，污泥產量少，出水水質好的特點。
權利要求書
1.一種秸稈濕式發酵沼液處理裝置，其裝置特征在于：包括依次連通的沼液儲存池(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AO-MBR深度脫氮單元(8)、污泥內碳源開發單元(9)和出水池(10)；混凝沉淀單元(2)設置污水提升泵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(2.10)、聚丙烯酰胺投加系統(2.11)；碳源捕捉單元(4)設置污水提升泵II(4.1)、碳源捕捉池(4.2)、沉淀池II(4.3)、風機(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AO-MBR深度脫氮單元(8)設置污水提升泵IV(8.1)、兩級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)、產水泵(8.8)、排泥泵IV(8.9)；污泥內碳源開發單元(9)設置污泥濃縮池(9.1)、污泥泵(9.2)、污泥發酵罐(9.3)、NaOH投加系統(9.4)、發酵污泥投加泵I(9.5)、發酵污泥投加泵II(9.6)、污泥濃縮池上清液回流泵(9.7)；沼液儲存池(1)通過污水提升泵I(2.1)與混合池I(2.2)進水口連接，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)中依次對應設有攪拌器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(2.10)，混合池II(2.3)配有聚丙烯酰胺投加系統(2.11)；中間水池I(3)通過污水提升泵II(4.1)與碳源捕捉池(4.2)進水口連接，碳源捕捉池(4.2)出水口與沉淀池II(4.3)進水口連接，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)底部設有微孔曝氣頭I(4.6)，微孔曝氣頭I(4.6)與風機(4.4)連接；同時沉淀池II(4.3)污泥出口端通過排泥泵II(4.7)與污泥濃縮池(9.1)連接；中間水池II(5)通過污水提升泵III(6.1)與短程硝化-厭氧氨氧化池(6.2)進水口連接，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)內裝有懸浮填料(6.5)，同時短程硝化-厭氧氨氧化池(6.2)底部設有微孔曝氣頭II(6.6)；沉淀池III(6.3)污泥出口端通過污泥回流泵II(6.4)與短程硝化-厭氧氨氧化池(6.2)連接，用于污泥回流，同時沉淀池III(6.3)污泥出口端通過排泥泵III(6.7)與污泥濃縮池(9.1)連接；中間水池III(7)通過污水提升泵(8.1)與兩級AO-MBR脫氮池(8.2)進水口連接，兩級AO-MBR脫氮池(8.2)出水口通過產水泵(8.8)與出水池(10)連接；兩級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段分別依次對應配有攪拌器IV(8.5)、攪拌器V(8.6)，好氧1段底部、好氧2段底部均設有微孔曝氣頭III(8.4)，好氧2段內設有MBR膜單元(8.3)，MBR膜單元(8.3)的清水出口作為兩級AO-MBR脫氮池(8.2)出水口與產水泵(8.8)連接；好氧2段通過污泥回流泵III(8.7)與缺氧1段連接；好氧2段通過排泥泵IV(8.9)與污泥濃縮池(9.1)連接；污泥內碳源開發單元(9)中污泥濃縮池(9.1)分別通過排泥泵II(4.7)、排泥泵III(6.7)、排泥泵IV(8.9)對應依次與沉淀池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)通過污泥泵(9.2)與污泥發酵罐(9.3)連接，污泥發酵罐(9.3)分別通過發酵污泥投加泵I(9.5)、發酵污泥投加泵II(9.6)對應與兩級AO-MBR脫氮池(8.2)缺氧1段、缺氧2段連接；污泥發酵罐(9.3)還配有NaOH投加系統(9.4)。
2.按照權利要求1所述的一種秸稈濕式發酵沼液處理裝置，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AO-MBR深度脫氮單元(8)中對應的微孔曝氣頭通過氣體管路與風機(4.4)連接。
3.按照權利要求1所述的一種秸稈濕式發酵沼液處理裝置，其裝置特征在于：沉淀池I(2.5)的下端污泥端口對應設有排泥泵I(2.6)。
4.采用權利要求1-3任一項所述的采裝置實現秸稈濕式發酵沼液處理的方法，其特征在于，包含以下過程：1)混凝沉淀單元啟動和運行：啟動期間，進行燒杯試驗，聚合氯化鋁混凝劑采用2000、2500、3000mg/L3個濃度梯度，聚丙烯酰胺助凝劑采用70、75、80mg/L3個梯度，進行正交試驗，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15min，反應結束后沉淀1h，測量前后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，混凝沉淀單元依據此試驗結果開始運行，沼液儲存池中的沼液經由污水提升泵I提升進入混凝沉淀單元，聚合氯化鋁投加系統和聚丙烯酰胺投加系統分別向混合池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的水力停留時間均為1-2min；絮凝池攪拌速度為20-50rpm，水力停留時間為15-20min；沉淀池的停留時間為1-1.5h，沉淀池出水進入中間水池I，沉淀池I產生的化學污泥通過排泥泵I排放；2)碳源捕捉單元的啟動和運行：啟動期間，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后開始進水，根據混凝沉淀單元出水BOD5濃度，逐漸增加進水流量，按照0.5、1、2、3kgBOD5/(kgMLSS.d)4個污泥負荷梯度逐步提升，溶解氧控制在0.5-1mg/L，污泥回流比50-60％，當前污泥負荷下COD去除率達到60％以上并穩定運行7d以上，提升至下一個污泥負荷梯度，直至污泥負荷達到3kgBOD5/(kgMLSS.d)，且該污泥負荷下COD去除率達到60％以上并穩定運行7d以上，系統啟動成功；運行期間，中間水池I中的污水經由污水提升泵II進入碳源捕捉池，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，污泥負荷2-3kgBOD5/(kgMLSS.d)，污泥泥齡0.5-1d，污泥回流比50-60％，污水中有機污染物被活性污泥吸附凈化后進入沉淀池II，沉淀時間1h，凈化后的污水進入中間水池II，剩余污泥通過排泥泵II排入污泥濃縮池；3)短程硝化-厭氧氨氧化單元啟動和運行：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％；首先采用自來水配置的含氮廢水進行啟動，廢水中氨氮濃度100mg/L，亞硝態氮130mg/L，水力停留時間48h，不曝氣，當TN去除率達到70％以上并維持7d以上后進入下一階段；其次，依次采用自來水配置氨氮濃度200、400、600、800mg/L的濃度梯度變化的廢水進行啟動，對短程硝化-厭氧氨氧化池進行曝氣，溶解氧控制在1mg/l左右，水力停留時間48h，對應氨氮容積負荷分別為0.1、0.2、0.3、0.4kg/(m3.d)，污泥回流比100％，當TN去除率達到70％以上并維持7d以上后進入下一濃度，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比例混合配置進水對系統進行啟動，配置水中氨氮濃度為800mg/L，沼液出水氨氮濃度為600-800mg/L，系統水力停留時間48h，溶解氧控制在1mg/l左右，污泥回流比100-200％，當TN去除率達到70％以上并穩定運行7d后逐步提升沼液在進水中的比例，直至進水全部為沼液后單元的TN去除率達到70％以上并穩定7d，系統啟動成功；運行期間，中間水池II中的污水經由污水提升泵III進入硝化-厭氧氨氧化池，硝化-厭氧氨氧化池水力停留時間40-50h，溶解氧濃度1-1.5mg/L，污泥泥齡30-40d，沉淀池III沉淀時間1-1.5h，污泥回流比100-200％；沉淀池III出水進入中間水池III，剩余污泥通過排泥泵III污泥濃縮池；4)兩級AO-MBR深度脫氮單元啟動和運行：啟動期間，接種市政污水處理廠活性污泥于兩級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，開始進水，根據短程硝化-厭氧氨氧化單元出水氨氮濃度，逐漸增加進水流量，按照0.01、0.02、0.03、0.04kgTN/(kgMLSS.d)4個污泥負荷梯度逐步提升，溶解氧控制在2-3mg/L，污泥回流比50-60％，當前污泥負荷下氨氮去除率達到80％以上并穩定運行7d以上，提升至下一個污泥負荷梯度，直至污泥負荷達到0.04kgTN/kg(MLSS)，且該污泥負荷下氨氮去除率達到80％以上并穩定運行7d以上，兩級AO-MBR脫氮池啟動成功。運行階段，中間水池III中的污水由污水提升泵IV進入兩級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氮，以及發酵污泥中的碳源進行反硝化脫氮，而后污水進入好氧1段進行好氧反應進一步去除氨氮和有機物，好氧1段出水中的硝態氮進入缺氧2段中被活性污泥利用發酵污泥中的碳源反硝化去除，最終進入好氧2段進一步去除氨氮和有機物后，由MBR膜單元過濾后進入出水池排放。兩級AO-MBR脫氮池活性污泥濃度為6000-10000mg/L，溶解氧濃度2-3mg/L，水力停留時間為12-24h，其中缺氧段水力停留時間5-10h，好氧段水力停留時間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)污泥內碳源開發單元啟動和運行：啟動期間，將污水廠剩余污泥濃縮后由污泥泵注入污泥發酵罐中直至注滿，濃縮污泥的濃度為10000-15000mg/L，由NaOH投加系統向污泥發酵罐投加NaOH控制發酵pH值在10±0.5，污泥密閉發酵6-8d，然后每天排放污泥發酵罐1/8～1/6體積的發酵污泥，同時進入相同體積的濃縮污泥，同時發酵pH值控制在10±0.5，當污泥的產酸量達到200-300mg(COD)/g(VSS)并穩定7-10d后，系統啟動成功。在運行期間，碳源捕捉單元，短程硝化-厭氧氨氧化單元和兩級AO-MBR深度脫氮單元排放的剩余污泥進入污泥濃縮池濃縮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，發酵污泥投加泵I和發酵污泥投加泵II每天從污泥發酵罐中連續抽取污泥發酵罐發酵污泥送入兩級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酵罐，污泥停留時間為6-8d，同時由NaOH投加系統向污泥發酵罐投加NaOH控制發酵pH值在10±0.5。
發明內容
為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種秸稈濕式發酵沼液處理方法和裝置，能夠高效低耗地對沼液進行處理。
本發明的技術方案是：
一種秸稈濕式發酵沼液處理裝置，其裝置特征在于：包括依次連通的沼液儲存池(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AO-MBR深度脫氮單元(8)、污泥內碳源開發單元(9)和出水池(10)；
混凝沉淀單元(2)設置污水提升泵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(2.10)、聚丙烯酰胺投加系統(2.11)；
碳源捕捉單元(4)設置污水提升泵II(4.1)、碳源捕捉池(4.2)、沉淀池II(4.3)、風機(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AO-MBR深度脫氮單元(8)設置污水提升泵IV(8.1)、兩級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)、產水泵(8.8)、排泥泵IV(8.9)；
污泥內碳源開發單元(9)設置污泥濃縮池(9.1)、污泥泵(9.2)、污泥發酵罐(9.3)、NaOH投加系統(9.4)、發酵污泥投加泵I(9.5)、發酵污泥投加泵II(9.6)、污泥濃縮池上清液回流泵(9.7)；
沼液儲存池(1)通過污水提升泵I(2.1)與混合池I(2.2)進水口連接，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)的下端污泥端口對應設有排泥泵I(2.6)，混合池I(2.2)、混合池II(2.3)、絮凝池(2.4)中依次對應設有攪拌器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(2.10)，混合池II(2.3)配有聚丙烯酰胺投加系統(2.11)；
中間水池I(3)通過污水提升泵II(4.1)與碳源捕捉池(4.2)進水口連接，碳源捕捉池(4.2)出水口與沉淀池II(4.3)進水口連接，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)底部設有微孔曝氣頭I(4.6)，微孔曝氣頭I(4.6)與風機(4.4)連接；同時沉淀池II(4.3)污泥出口端通過排泥泵II(4.7)與污泥濃縮池(9.1)連接；
中間水池II(5)通過污水提升泵III(6.1)與短程硝化-厭氧氨氧化池(6.2)進水口連接，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)內裝有懸浮填料(6.5)，同時短程硝化-厭氧氨氧化池(6.2)底部設有微孔曝氣頭II(6.6)；沉淀池III(6.3)污泥出口端通過污泥回流泵II(6.4)與短程硝化-厭氧氨氧化池(6.2)連接，用于污泥回流，同時沉淀池III(6.3)污泥出口端通過排泥泵III(6.7)與污泥濃縮池(9.1)連接；
中間水池III(7)通過污水提升泵(8.1)與兩級AO-MBR脫氮池(8.2)進水口連接，兩級AO-MBR脫氮池(8.2)出水口通過產水泵(8.8)與出水池(10)連接；兩級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段分別依次對應配有攪拌器IV(8.5)、攪拌器V(8.6)，好氧1段底部、好氧2段底部均設有微孔曝氣頭III(8.4)，好氧2段內設有MBR膜單元(8.3)，MBR膜單元(8.3)的清水出口作為兩級AO-MBR脫氮池(8.2)出水口與產水泵(8.8)連接；好氧2段通過污泥回流泵III(8.7)與缺氧1段連接；好氧2段通過排泥泵IV(8.9)與污泥濃縮池(9.1)連接；
污泥內碳源開發單元(9)中污泥濃縮池(9.1)分別通過排泥泵II(4.7)、排泥泵III(6.7)、排泥泵IV(8.9)對應依次與沉淀池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)通過污泥泵(9.2)與污泥發酵罐(9.3)連接，污泥發酵罐(9.3)分別通過發酵污泥投加泵I(9.5)、發酵污泥投加泵II(9.6)對應與兩級AO-MBR脫氮池(8.2)缺氧1段、缺氧2段連接；污泥發酵罐(9.3)還配有NaOH投加系統(9.4)。
碳源捕捉單元(4)、短程硝化-厭氧氨氧化單元(6)、兩級AO-MBR深度脫氮單元(8)中對應的微孔曝氣頭通過氣體管路與風機(4.4)連接。
采用上述裝置實現秸稈濕式發酵沼液處理的方法，包含以下過程：
1)混凝沉淀單元啟動和運行：啟動期間，進行燒杯試驗，聚合氯化鋁混凝劑采用2000、2500、3000mg/L3個濃度梯度，聚丙烯酰胺助凝劑采用70、75、80mg/L3個梯度，進行正交試驗，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15min，反應結束后沉淀1h，測量前后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，混凝沉淀單元依據此試驗結果開始運行，沼液儲存池中的沼液經由污水提升泵I提升進入混凝沉淀單元，聚合氯化鋁投加系統和聚丙烯酰胺投加系統分別向混合池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的水力停留時間均為1-2min；絮凝池攪拌速度為20-50rpm，水力停留時間為15-20min；沉淀池的停留時間為1-1.5h，沉淀池出水進入中間水池I，沉淀池I產生的化學污泥通過排泥泵I排放；
2)碳源捕捉單元的啟動和運行：啟動期間，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后開始進水，根據混凝沉淀單元出水BOD5濃度，逐漸增加進水流量，按照0.5、1、2、3kgBOD5/(kgMLSS.d)4個污泥負荷梯度逐步提升，溶解氧控制在0.5-1mg/L，污泥回流比50-60％，當前污泥負荷下COD去除率達到60％以上并穩定運行7d以上，提升至下一個污泥負荷梯度，直至污泥負荷達到3kgBOD5/(kgMLSS.d)，且該污泥負荷下COD去除率達到60％以上并穩定運行7d以上，系統啟動成功；運行期間，中間水池I中的污水經由污水提升泵II進入碳源捕捉池，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，污泥負荷2-3kgBOD5/(kgMLSS.d)，污泥泥齡0.5-1d，污泥回流比50-60％，污水中有機污染物被活性污泥吸附凈化后進入沉淀池II，沉淀時間1h，凈化后的污水進入中間水池II，剩余污泥通過排泥泵II排入污泥濃縮池；
3)短程硝化-厭氧氨氧化單元啟動和運行：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％；首先采用自來水配置的含氮廢水進行啟動，廢水中氨氮濃度100mg/L，亞硝態氮130mg/L，水力停留時間48h，不曝氣，當TN去除率達到70％以上并維持7d以上后進入下一階段；其次，依次采用自來水配置氨氮濃度200、400、600、800mg/L的濃度梯度變化的廢水進行啟動，對短程硝化-厭氧氨氧化池進行曝氣，溶解氧控制在1mg/l左右，水力停留時間48h，對應氨氮容積負荷分別為0.1、0.2、0.3、0.4kg/(m3.d)，污泥回流比100％，當TN去除率達到70％以上并維持7d以上后進入下一濃度，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比例混合配置進水對系統進行啟動，配置水中氨氮濃度為800mg/L，沼液出水氨氮濃度為600-800mg/L，系統水力停留時間48h，溶解氧控制在1mg/l左右，污泥回流比100-200％，當TN去除率達到70％以上并穩定運行7d后逐步提升沼液在進水中的比例，直至進水全部為沼液后單元的TN去除率達到70％以上并穩定7d，系統啟動成功；運行期間，中間水池II中的污水經由污水提升泵III進入硝化-厭氧氨氧化池，硝化-厭氧氨氧化池水力停留時間40-50h，溶解氧濃度1-1.5mg/L，污泥泥齡30-40d，沉淀池III沉淀時間1-1.5h，污泥回流比100-200％；沉淀池III出水進入中間水池III，剩余污泥通過排泥泵III污泥濃縮池；
4)兩級AO-MBR深度脫氮單元啟動和運行：啟動期間，接種市政污水處理廠活性污泥于兩級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，開始進水，根據短程硝化-厭氧氨氧化單元出水氨氮濃度，逐漸增加進水流量，按照0.01、0.02、0.03、0.04kgTN/(kgMLSS.d)4個污泥負荷梯度逐步提升，溶解氧控制在2-3mg/L，污泥回流比50-60％，當前污泥負荷下氨氮去除率達到80％以上并穩定運行7d以上，提升至下一個污泥負荷梯度，直至污泥負荷達到0.04kgTN/kg(MLSS)，且該污泥負荷下氨氮去除率達到80％以上并穩定運行7d以上，兩級AO-MBR脫氮池啟動成功。運行階段，中間水池III中的污水由污水提升泵IV進入兩級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氮，以及發酵污泥中的碳源進行反硝化脫氮，而后污水進入好氧1段進行好氧反應進一步去除氨氮和有機物，好氧1段出水中的硝態氮進入缺氧2段中被活性污泥利用發酵污泥中的碳源反硝化去除，最終進入好氧2段進一步去除氨氮和有機物后，由MBR膜單元過濾后進入出水池排放。兩級AO-MBR脫氮池活性污泥濃度為6000-10000mg/L，溶解氧濃度2-3mg/L，水力停留時間為12-24h，其中缺氧段水力停留時間5-10h，好氧段水力停留時間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)污泥內碳源開發單元啟動和運行：啟動期間，將污水廠剩余污泥濃縮后由污泥泵注入污泥發酵罐中直至注滿，濃縮污泥的濃度為10000-15000mg/L，由NaOH投加系統向污泥發酵罐投加NaOH控制發酵pH值在10±0.5，污泥密閉發酵6-8d，然后每天排放污泥發酵罐1/8～1/6體積的發酵污泥，同時進入相同體積的濃縮污泥，同時發酵pH值控制在10±0.5，當污泥的產酸量達到200-300mg(COD)/g(VSS)并穩定7-10d后，系統啟動成功。在運行期間，碳源捕捉單元，短程硝化-厭氧氨氧化單元和兩級AO-MBR深度脫氮單元排放的剩余污泥進入污泥濃縮池濃縮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，發酵污泥投加泵I和發酵污泥投加泵II每天從污泥發酵罐中連續抽取污泥發酵罐發酵污泥送入兩級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酵罐，污泥停留時間為6-8d，同時由NaOH投加系統向污泥發酵罐投加NaOH控制發酵pH值在10±0.5。
本發明將混凝沉淀單元，碳源捕捉單元，短程硝化-厭氧氨氧化單元，兩級AO-MBR深度脫氮單元，污泥內碳源開發單元耦合在一個系統里，具有以下有益效果：
1.脫氮主體工藝采用自養短程硝化-厭氧氨氧化工藝進行脫氮，兩級AO-MBR深度脫氮單元采用系統污泥內碳源進行反硝化深度脫氮，減少了對外碳源的消耗，降低了能耗和藥劑費用，運行成本較低。
2.短程硝化-厭氧氨氧化單元和兩級AO-MBR深度脫氮單元剩余污泥產量低，同時對整個生化系統的剩余污泥進行發酵開發內碳源，因此該工藝污泥產量較低。
3.前端設置混凝沉淀單元和碳源捕捉單元對沼液中有機物和SS的去除，有效保證了自養短程硝化-厭氧氨氧化單元穩定運行。同時碳源捕捉單元能夠回收進水中的有機物，作為兩級AO-MBR深度脫氮單元的碳源，實現了同時脫氮和除碳。
4.設置兩級AO-MBR深度脫氮單元進一步對NH4+-N，TN，COD和SS去除，為出水達標提供了保障。
5.污泥發酵后直接將發酵污泥注入深度脫氮系統中，簡化了上清液分離的步驟，減少了發酵上清液在分離過程中的損失，充分利用了污泥發酵產生的碳源。
（發明人：蘇高強;李運良;王建華）
