公布日：2023.10.27
申请日：2023.07.20
分类号：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
一种秸秆湿式发酵沼液处理方法和装置，属于污水处理技术领域。主要由沼液储存池、混凝沉淀单元、碳源捕捉单元、短程硝化-厌氧氨氧化单元、两级AO-MBR深度脱氮单元、污泥内碳源开发单元和出水池组成。沼液首先进入混凝沉淀单元完成对大部分悬浮颗粒物的去除，其次进入碳源捕捉单元通过生物吸附作用回收污水中的大部分有机物，而后进入短程硝化-厌氧氨氧化单元进行总氮去除，最后进入两级AO-MBR深度脱氮单元，利用污泥内碳源开发单元剩余污泥发酵产生的小分子有机物作为碳源进行反硝化深度脱氮，同时进一步去除有机物和悬浮颗粒物，实现达标排放。本发明具有操作简便，运行成本低，污泥产量少，出水水质好的特点。
权利要求书
1.一种秸秆湿式发酵沼液处理装置，其装置特征在于：包括依次连通的沼液储存池(1)、混凝沉淀单元(2)、中间水池I(3)、碳源捕捉单元(4)、中间水池II(5)、短程硝化-厌氧氨氧化单元(6)、中间水池III(7)、两级AO-MBR深度脱氮单元(8)、污泥内碳源开发单元(9)和出水池(10)；混凝沉淀单元(2)设置污水提升泵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)、搅拌器I(2.7)、搅拌器II(2.8)、搅拌器III(2.9)、聚合氯化铝投加系统(2.10)、聚丙烯酰胺投加系统(2.11)；碳源捕捉单元(4)设置污水提升泵II(4.1)、碳源捕捉池(4.2)、沉淀池II(4.3)、风机(4.4)、污泥回流泵I(4.5)、微孔曝气头I(4.6)、排泥泵II(4.7)；短程硝化-厌氧氨氧化单元(6)设置污水提升泵III(6.1)、短程硝化-厌氧氨氧化池(6.2)、沉淀池III(6.3)，污泥回流泵II(6.4)、悬浮填料(6.5)、微孔曝气头II(6.6)、排泥泵III(6.7)；两级AO-MBR深度脱氮单元(8)设置污水提升泵IV(8.1)、两级AO-MBR脱氮池(8.2)、MBR膜单元(8.3)、微孔曝气头III(8.4)、搅拌器IV(8.5)、搅拌器V(8.6)、污泥回流泵III(8.7)、产水泵(8.8)、排泥泵IV(8.9)；污泥内碳源开发单元(9)设置污泥浓缩池(9.1)、污泥泵(9.2)、污泥发酵罐(9.3)、NaOH投加系统(9.4)、发酵污泥投加泵I(9.5)、发酵污泥投加泵II(9.6)、污泥浓缩池上清液回流泵(9.7)；沼液储存池(1)通过污水提升泵I(2.1)与混合池I(2.2)进水口连接，混合池I(2.2)依次与混合池II(2.3)、絮凝池(2.4)连通连接，絮凝池(2.4)与沉淀池I(2.5)的进水口连接；沉淀池I(2.5)出水口与中间水池I(3)连接；混合池I(2.2)、混合池II(2.3)、絮凝池(2.4)中依次对应设有搅拌器I(2.7)、搅拌器II(2.8)、搅拌器III(2.9)，混合池I(2.2)配有聚合氯化铝投加系统(2.10)，混合池II(2.3)配有聚丙烯酰胺投加系统(2.11)；中间水池I(3)通过污水提升泵II(4.1)与碳源捕捉池(4.2)进水口连接，碳源捕捉池(4.2)出水口与沉淀池II(4.3)进水口连接，沉淀池II(4.3)出水口与中间水池II(5)连接；沉淀池II(4.3)污泥出口端通过污泥回流泵I(4.5)与碳源捕捉池(4.2)连接，用于污泥回流；碳源捕捉池(4.2)底部设有微孔曝气头I(4.6)，微孔曝气头I(4.6)与风机(4.4)连接；同时沉淀池II(4.3)污泥出口端通过排泥泵II(4.7)与污泥浓缩池(9.1)连接；中间水池II(5)通过污水提升泵III(6.1)与短程硝化-厌氧氨氧化池(6.2)进水口连接，短程硝化-厌氧氨氧化池(6.2)出水口与沉淀池III(6.3)进水口连接，沉淀池III(6.3)出水口与中间水池III(7)连接；短程硝化-厌氧氨氧化池(6.2)内装有悬浮填料(6.5)，同时短程硝化-厌氧氨氧化池(6.2)底部设有微孔曝气头II(6.6)；沉淀池III(6.3)污泥出口端通过污泥回流泵II(6.4)与短程硝化-厌氧氨氧化池(6.2)连接，用于污泥回流，同时沉淀池III(6.3)污泥出口端通过排泥泵III(6.7)与污泥浓缩池(9.1)连接；中间水池III(7)通过污水提升泵(8.1)与两级AO-MBR脱氮池(8.2)进水口连接，两级AO-MBR脱氮池(8.2)出水口通过产水泵(8.8)与出水池(10)连接；两级AO-MBR脱氮池(8.2)为依次连通的缺氧1段、好氧1段、缺氧2段、好氧2段，缺氧1段、缺氧2段分别依次对应配有搅拌器IV(8.5)、搅拌器V(8.6)，好氧1段底部、好氧2段底部均设有微孔曝气头III(8.4)，好氧2段内设有MBR膜单元(8.3)，MBR膜单元(8.3)的清水出口作为两级AO-MBR脱氮池(8.2)出水口与产水泵(8.8)连接；好氧2段通过污泥回流泵III(8.7)与缺氧1段连接；好氧2段通过排泥泵IV(8.9)与污泥浓缩池(9.1)连接；污泥内碳源开发单元(9)中污泥浓缩池(9.1)分别通过排泥泵II(4.7)、排泥泵III(6.7)、排泥泵IV(8.9)对应依次与沉淀池II(4.3)、沉淀池III(6.3)与好氧2段的排泥口连接，从而接收污泥；污泥浓缩池(9.1)通过污泥浓缩池上清液回流泵(9.7)与中间水池III(7)连接；污泥浓缩池(9.1)通过污泥泵(9.2)与污泥发酵罐(9.3)连接，污泥发酵罐(9.3)分别通过发酵污泥投加泵I(9.5)、发酵污泥投加泵II(9.6)对应与两级AO-MBR脱氮池(8.2)缺氧1段、缺氧2段连接；污泥发酵罐(9.3)还配有NaOH投加系统(9.4)。
2.按照权利要求1所述的一种秸秆湿式发酵沼液处理装置，其装置特征在于：碳源捕捉单元(4)、短程硝化-厌氧氨氧化单元(6)、两级AO-MBR深度脱氮单元(8)中对应的微孔曝气头通过气体管路与风机(4.4)连接。
3.按照权利要求1所述的一种秸秆湿式发酵沼液处理装置，其装置特征在于：沉淀池I(2.5)的下端污泥端口对应设有排泥泵I(2.6)。
4.采用权利要求1-3任一项所述的采装置实现秸秆湿式发酵沼液处理的方法，其特征在于，包含以下过程：1)混凝沉淀单元启动和运行：启动期间，进行烧杯试验，聚合氯化铝混凝剂采用2000、2500、3000mg/L3个浓度梯度，聚丙烯酰胺助凝剂采用70、75、80mg/L3个梯度，进行正交试验，沼液中首先投加聚合氯化铝混合1min后投加聚丙烯酰胺再混合1min，混合速度采用300rpm，而后在搅拌速度35rpm的条件下反应15min，反应结束后沉淀1h，测量前后COD和SS去除率，以确定最佳的混凝剂和助凝剂的浓度；最佳浓度确定后，混凝沉淀单元依据此试验结果开始运行，沼液储存池中的沼液经由污水提升泵I提升进入混凝沉淀单元，聚合氯化铝投加系统和聚丙烯酰胺投加系统分别向混合池I和混合池II投加2000-3000mg/L聚合氯化铝和70-80mg/L聚丙烯酰胺；搅拌器I和搅拌器II的搅拌速度均为200-300rpm，混合池I和混合池II的水力停留时间均为1-2min；絮凝池搅拌速度为20-50rpm，水力停留时间为15-20min；沉淀池的停留时间为1-1.5h，沉淀池出水进入中间水池I，沉淀池I产生的化学污泥通过排泥泵I排放；2)碳源捕捉单元的启动和运行：启动期间，接种市政污水处理厂活性污泥于碳源捕捉池中，活性污泥浓度为3000-4000mg/L，闷曝2-3d后开始进水，根据混凝沉淀单元出水BOD5浓度，逐渐增加进水流量，按照0.5、1、2、3kgBOD5/(kgMLSS.d)4个污泥负荷梯度逐步提升，溶解氧控制在0.5-1mg/L，污泥回流比50-60％，当前污泥负荷下COD去除率达到60％以上并稳定运行7d以上，提升至下一个污泥负荷梯度，直至污泥负荷达到3kgBOD5/(kgMLSS.d)，且该污泥负荷下COD去除率达到60％以上并稳定运行7d以上，系统启动成功；运行期间，中间水池I中的污水经由污水提升泵II进入碳源捕捉池，碳源捕捉池中活性污泥浓度为3000-4000mg/L，溶解氧浓度0.5-1mg/L，污泥负荷2-3kgBOD5/(kgMLSS.d)，污泥泥龄0.5-1d，污泥回流比50-60％，污水中有机污染物被活性污泥吸附净化后进入沉淀池II，沉淀时间1h，净化后的污水进入中间水池II，剩余污泥通过排泥泵II排入污泥浓缩池；3)短程硝化-厌氧氨氧化单元启动和运行：短程硝化-厌氧氨氧化池接种短程硝化-厌氧氨氧化工艺处理高氨氮废水工程中的填料，填料填充比30-40％；首先采用自来水配置的含氮废水进行启动，废水中氨氮浓度100mg/L，亚硝态氮130mg/L，水力停留时间48h，不曝气，当TN去除率达到70％以上并维持7d以上后进入下一阶段；其次，依次采用自来水配置氨氮浓度200、400、600、800mg/L的浓度梯度变化的废水进行启动，对短程硝化-厌氧氨氧化池进行曝气，溶解氧控制在1mg/l左右，水力停留时间48h，对应氨氮容积负荷分别为0.1、0.2、0.3、0.4kg/(m3.d)，污泥回流比100％，当TN去除率达到70％以上并维持7d以上后进入下一浓度，直至完成800mg/L的浓度；再次，将配置水和碳源捕捉单元沼液出水依次按体积比为2:1、1:1、1:2、0:1比例混合配置进水对系统进行启动，配置水中氨氮浓度为800mg/L，沼液出水氨氮浓度为600-800mg/L，系统水力停留时间48h，溶解氧控制在1mg/l左右，污泥回流比100-200％，当TN去除率达到70％以上并稳定运行7d后逐步提升沼液在进水中的比例，直至进水全部为沼液后单元的TN去除率达到70％以上并稳定7d，系统启动成功；运行期间，中间水池II中的污水经由污水提升泵III进入硝化-厌氧氨氧化池，硝化-厌氧氨氧化池水力停留时间40-50h，溶解氧浓度1-1.5mg/L，污泥泥龄30-40d，沉淀池III沉淀时间1-1.5h，污泥回流比100-200％；沉淀池III出水进入中间水池III，剩余污泥通过排泥泵III污泥浓缩池；4)两级AO-MBR深度脱氮单元启动和运行：启动期间，接种市政污水处理厂活性污泥于两级AO-MBR脱氮池中，活性污泥浓度为6000-7000mg/L，添加短程硝化-厌氧氨氧化单元出水闷曝2-3d后，开始进水，根据短程硝化-厌氧氨氧化单元出水氨氮浓度，逐渐增加进水流量，按照0.01、0.02、0.03、0.04kgTN/(kgMLSS.d)4个污泥负荷梯度逐步提升，溶解氧控制在2-3mg/L，污泥回流比50-60％，当前污泥负荷下氨氮去除率达到80％以上并稳定运行7d以上，提升至下一个污泥负荷梯度，直至污泥负荷达到0.04kgTN/kg(MLSS)，且该污泥负荷下氨氮去除率达到80％以上并稳定运行7d以上，两级AO-MBR脱氮池启动成功。运行阶段，中间水池III中的污水由污水提升泵IV进入两级AO-MBR脱氮池，在缺氧1段中活性污泥利用中间水池III中污水和回流污泥中的硝态氮，以及发酵污泥中的碳源进行反硝化脱氮，而后污水进入好氧1段进行好氧反应进一步去除氨氮和有机物，好氧1段出水中的硝态氮进入缺氧2段中被活性污泥利用发酵污泥中的碳源反硝化去除，最终进入好氧2段进一步去除氨氮和有机物后，由MBR膜单元过滤后进入出水池排放。两级AO-MBR脱氮池活性污泥浓度为6000-10000mg/L，溶解氧浓度2-3mg/L，水力停留时间为12-24h，其中缺氧段水力停留时间5-10h，好氧段水力停留时间7-14h，污泥泥龄20-25d，污泥回流比50-100％，MBR膜通量为40-50L/m2.h；5)污泥内碳源开发单元启动和运行：启动期间，将污水厂剩余污泥浓缩后由污泥泵注入污泥发酵罐中直至注满，浓缩污泥的浓度为10000-15000mg/L，由NaOH投加系统向污泥发酵罐投加NaOH控制发酵pH值在10±0.5，污泥密闭发酵6-8d，然后每天排放污泥发酵罐1/8～1/6体积的发酵污泥，同时进入相同体积的浓缩污泥，同时发酵pH值控制在10±0.5，当污泥的产酸量达到200-300mg(COD)/g(VSS)并稳定7-10d后，系统启动成功。在运行期间，碳源捕捉单元，短程硝化-厌氧氨氧化单元和两级AO-MBR深度脱氮单元排放的剩余污泥进入污泥浓缩池浓缩12-24h，浓缩池上清液由污泥浓缩池上清液回流泵回流至中间水池III，发酵污泥投加泵I和发酵污泥投加泵II每天从污泥发酵罐中连续抽取污泥发酵罐发酵污泥送入两级AO-MBR脱氮池的缺氧1段和缺氧2段，而后将浓缩后的剩余污泥由污泥泵一次送入污泥发酵罐，污泥停留时间为6-8d，同时由NaOH投加系统向污泥发酵罐投加NaOH控制发酵pH值在10±0.5。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种秸秆湿式发酵沼液处理方法和装置，能够高效低耗地对沼液进行处理。
本发明的技术方案是：
一种秸秆湿式发酵沼液处理装置，其装置特征在于：包括依次连通的沼液储存池(1)、混凝沉淀单元(2)、中间水池I(3)、碳源捕捉单元(4)、中间水池II(5)、短程硝化-厌氧氨氧化单元(6)、中间水池III(7)、两级AO-MBR深度脱氮单元(8)、污泥内碳源开发单元(9)和出水池(10)；
混凝沉淀单元(2)设置污水提升泵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)、搅拌器I(2.7)、搅拌器II(2.8)、搅拌器III(2.9)、聚合氯化铝投加系统(2.10)、聚丙烯酰胺投加系统(2.11)；
碳源捕捉单元(4)设置污水提升泵II(4.1)、碳源捕捉池(4.2)、沉淀池II(4.3)、风机(4.4)、污泥回流泵I(4.5)、微孔曝气头I(4.6)、排泥泵II(4.7)；
短程硝化-厌氧氨氧化单元(6)设置污水提升泵III(6.1)、短程硝化-厌氧氨氧化池(6.2)、沉淀池III(6.3)，污泥回流泵II(6.4)、悬浮填料(6.5)、微孔曝气头II(6.6)、排泥泵III(6.7)；
两级AO-MBR深度脱氮单元(8)设置污水提升泵IV(8.1)、两级AO-MBR脱氮池(8.2)、MBR膜单元(8.3)、微孔曝气头III(8.4)、搅拌器IV(8.5)、搅拌器V(8.6)、污泥回流泵III(8.7)、产水泵(8.8)、排泥泵IV(8.9)；
污泥内碳源开发单元(9)设置污泥浓缩池(9.1)、污泥泵(9.2)、污泥发酵罐(9.3)、NaOH投加系统(9.4)、发酵污泥投加泵I(9.5)、发酵污泥投加泵II(9.6)、污泥浓缩池上清液回流泵(9.7)；
沼液储存池(1)通过污水提升泵I(2.1)与混合池I(2.2)进水口连接，混合池I(2.2)依次与混合池II(2.3)、絮凝池(2.4)连通连接，絮凝池(2.4)与沉淀池I(2.5)的进水口连接；沉淀池I(2.5)出水口与中间水池I(3)连接；沉淀池I(2.5)的下端污泥端口对应设有排泥泵I(2.6)，混合池I(2.2)、混合池II(2.3)、絮凝池(2.4)中依次对应设有搅拌器I(2.7)、搅拌器II(2.8)、搅拌器III(2.9)，混合池I(2.2)配有聚合氯化铝投加系统(2.10)，混合池II(2.3)配有聚丙烯酰胺投加系统(2.11)；
中间水池I(3)通过污水提升泵II(4.1)与碳源捕捉池(4.2)进水口连接，碳源捕捉池(4.2)出水口与沉淀池II(4.3)进水口连接，沉淀池II(4.3)出水口与中间水池II(5)连接；沉淀池II(4.3)污泥出口端通过污泥回流泵I(4.5)与碳源捕捉池(4.2)连接，用于污泥回流；碳源捕捉池(4.2)底部设有微孔曝气头I(4.6)，微孔曝气头I(4.6)与风机(4.4)连接；同时沉淀池II(4.3)污泥出口端通过排泥泵II(4.7)与污泥浓缩池(9.1)连接；
中间水池II(5)通过污水提升泵III(6.1)与短程硝化-厌氧氨氧化池(6.2)进水口连接，短程硝化-厌氧氨氧化池(6.2)出水口与沉淀池III(6.3)进水口连接，沉淀池III(6.3)出水口与中间水池III(7)连接；短程硝化-厌氧氨氧化池(6.2)内装有悬浮填料(6.5)，同时短程硝化-厌氧氨氧化池(6.2)底部设有微孔曝气头II(6.6)；沉淀池III(6.3)污泥出口端通过污泥回流泵II(6.4)与短程硝化-厌氧氨氧化池(6.2)连接，用于污泥回流，同时沉淀池III(6.3)污泥出口端通过排泥泵III(6.7)与污泥浓缩池(9.1)连接；
中间水池III(7)通过污水提升泵(8.1)与两级AO-MBR脱氮池(8.2)进水口连接，两级AO-MBR脱氮池(8.2)出水口通过产水泵(8.8)与出水池(10)连接；两级AO-MBR脱氮池(8.2)为依次连通的缺氧1段、好氧1段、缺氧2段、好氧2段，缺氧1段、缺氧2段分别依次对应配有搅拌器IV(8.5)、搅拌器V(8.6)，好氧1段底部、好氧2段底部均设有微孔曝气头III(8.4)，好氧2段内设有MBR膜单元(8.3)，MBR膜单元(8.3)的清水出口作为两级AO-MBR脱氮池(8.2)出水口与产水泵(8.8)连接；好氧2段通过污泥回流泵III(8.7)与缺氧1段连接；好氧2段通过排泥泵IV(8.9)与污泥浓缩池(9.1)连接；
污泥内碳源开发单元(9)中污泥浓缩池(9.1)分别通过排泥泵II(4.7)、排泥泵III(6.7)、排泥泵IV(8.9)对应依次与沉淀池II(4.3)、沉淀池III(6.3)与好氧2段的排泥口连接，从而接收污泥；污泥浓缩池(9.1)通过污泥浓缩池上清液回流泵(9.7)与中间水池III(7)连接；污泥浓缩池(9.1)通过污泥泵(9.2)与污泥发酵罐(9.3)连接，污泥发酵罐(9.3)分别通过发酵污泥投加泵I(9.5)、发酵污泥投加泵II(9.6)对应与两级AO-MBR脱氮池(8.2)缺氧1段、缺氧2段连接；污泥发酵罐(9.3)还配有NaOH投加系统(9.4)。
碳源捕捉单元(4)、短程硝化-厌氧氨氧化单元(6)、两级AO-MBR深度脱氮单元(8)中对应的微孔曝气头通过气体管路与风机(4.4)连接。
采用上述装置实现秸秆湿式发酵沼液处理的方法，包含以下过程：
1)混凝沉淀单元启动和运行：启动期间，进行烧杯试验，聚合氯化铝混凝剂采用2000、2500、3000mg/L3个浓度梯度，聚丙烯酰胺助凝剂采用70、75、80mg/L3个梯度，进行正交试验，沼液中首先投加聚合氯化铝混合1min后投加聚丙烯酰胺再混合1min，混合速度采用300rpm，而后在搅拌速度35rpm的条件下反应15min，反应结束后沉淀1h，测量前后COD和SS去除率，以确定最佳的混凝剂和助凝剂的浓度；最佳浓度确定后，混凝沉淀单元依据此试验结果开始运行，沼液储存池中的沼液经由污水提升泵I提升进入混凝沉淀单元，聚合氯化铝投加系统和聚丙烯酰胺投加系统分别向混合池I和混合池II投加2000-3000mg/L(最佳浓度)聚合氯化铝和70-80mg/L(最佳浓度)聚丙烯酰胺；搅拌器I和搅拌器II的搅拌速度均为200-300rpm，混合池I和混合池II的水力停留时间均为1-2min；絮凝池搅拌速度为20-50rpm，水力停留时间为15-20min；沉淀池的停留时间为1-1.5h，沉淀池出水进入中间水池I，沉淀池I产生的化学污泥通过排泥泵I排放；
2)碳源捕捉单元的启动和运行：启动期间，接种市政污水处理厂活性污泥于碳源捕捉池中，活性污泥浓度为3000-4000mg/L，闷曝2-3d后开始进水，根据混凝沉淀单元出水BOD5浓度，逐渐增加进水流量，按照0.5、1、2、3kgBOD5/(kgMLSS.d)4个污泥负荷梯度逐步提升，溶解氧控制在0.5-1mg/L，污泥回流比50-60％，当前污泥负荷下COD去除率达到60％以上并稳定运行7d以上，提升至下一个污泥负荷梯度，直至污泥负荷达到3kgBOD5/(kgMLSS.d)，且该污泥负荷下COD去除率达到60％以上并稳定运行7d以上，系统启动成功；运行期间，中间水池I中的污水经由污水提升泵II进入碳源捕捉池，碳源捕捉池中活性污泥浓度为3000-4000mg/L，溶解氧浓度0.5-1mg/L，污泥负荷2-3kgBOD5/(kgMLSS.d)，污泥泥龄0.5-1d，污泥回流比50-60％，污水中有机污染物被活性污泥吸附净化后进入沉淀池II，沉淀时间1h，净化后的污水进入中间水池II，剩余污泥通过排泥泵II排入污泥浓缩池；
3)短程硝化-厌氧氨氧化单元启动和运行：短程硝化-厌氧氨氧化池接种短程硝化-厌氧氨氧化工艺处理高氨氮废水工程中的填料，填料填充比30-40％；首先采用自来水配置的含氮废水进行启动，废水中氨氮浓度100mg/L，亚硝态氮130mg/L，水力停留时间48h，不曝气，当TN去除率达到70％以上并维持7d以上后进入下一阶段；其次，依次采用自来水配置氨氮浓度200、400、600、800mg/L的浓度梯度变化的废水进行启动，对短程硝化-厌氧氨氧化池进行曝气，溶解氧控制在1mg/l左右，水力停留时间48h，对应氨氮容积负荷分别为0.1、0.2、0.3、0.4kg/(m3.d)，污泥回流比100％，当TN去除率达到70％以上并维持7d以上后进入下一浓度，直至完成800mg/L的浓度；再次，将配置水和碳源捕捉单元沼液出水依次按体积比为2:1、1:1、1:2、0:1比例混合配置进水对系统进行启动，配置水中氨氮浓度为800mg/L，沼液出水氨氮浓度为600-800mg/L，系统水力停留时间48h，溶解氧控制在1mg/l左右，污泥回流比100-200％，当TN去除率达到70％以上并稳定运行7d后逐步提升沼液在进水中的比例，直至进水全部为沼液后单元的TN去除率达到70％以上并稳定7d，系统启动成功；运行期间，中间水池II中的污水经由污水提升泵III进入硝化-厌氧氨氧化池，硝化-厌氧氨氧化池水力停留时间40-50h，溶解氧浓度1-1.5mg/L，污泥泥龄30-40d，沉淀池III沉淀时间1-1.5h，污泥回流比100-200％；沉淀池III出水进入中间水池III，剩余污泥通过排泥泵III污泥浓缩池；
4)两级AO-MBR深度脱氮单元启动和运行：启动期间，接种市政污水处理厂活性污泥于两级AO-MBR脱氮池中，活性污泥浓度为6000-7000mg/L，添加短程硝化-厌氧氨氧化单元出水闷曝2-3d后，开始进水，根据短程硝化-厌氧氨氧化单元出水氨氮浓度，逐渐增加进水流量，按照0.01、0.02、0.03、0.04kgTN/(kgMLSS.d)4个污泥负荷梯度逐步提升，溶解氧控制在2-3mg/L，污泥回流比50-60％，当前污泥负荷下氨氮去除率达到80％以上并稳定运行7d以上，提升至下一个污泥负荷梯度，直至污泥负荷达到0.04kgTN/kg(MLSS)，且该污泥负荷下氨氮去除率达到80％以上并稳定运行7d以上，两级AO-MBR脱氮池启动成功。运行阶段，中间水池III中的污水由污水提升泵IV进入两级AO-MBR脱氮池，在缺氧1段中活性污泥利用中间水池III中污水和回流污泥中的硝态氮，以及发酵污泥中的碳源进行反硝化脱氮，而后污水进入好氧1段进行好氧反应进一步去除氨氮和有机物，好氧1段出水中的硝态氮进入缺氧2段中被活性污泥利用发酵污泥中的碳源反硝化去除，最终进入好氧2段进一步去除氨氮和有机物后，由MBR膜单元过滤后进入出水池排放。两级AO-MBR脱氮池活性污泥浓度为6000-10000mg/L，溶解氧浓度2-3mg/L，水力停留时间为12-24h，其中缺氧段水力停留时间5-10h，好氧段水力停留时间7-14h，污泥泥龄20-25d，污泥回流比50-100％，MBR膜通量为40-50L/m2.h。
5)污泥内碳源开发单元启动和运行：启动期间，将污水厂剩余污泥浓缩后由污泥泵注入污泥发酵罐中直至注满，浓缩污泥的浓度为10000-15000mg/L，由NaOH投加系统向污泥发酵罐投加NaOH控制发酵pH值在10±0.5，污泥密闭发酵6-8d，然后每天排放污泥发酵罐1/8～1/6体积的发酵污泥，同时进入相同体积的浓缩污泥，同时发酵pH值控制在10±0.5，当污泥的产酸量达到200-300mg(COD)/g(VSS)并稳定7-10d后，系统启动成功。在运行期间，碳源捕捉单元，短程硝化-厌氧氨氧化单元和两级AO-MBR深度脱氮单元排放的剩余污泥进入污泥浓缩池浓缩12-24h，浓缩池上清液由污泥浓缩池上清液回流泵回流至中间水池III，发酵污泥投加泵I和发酵污泥投加泵II每天从污泥发酵罐中连续抽取污泥发酵罐发酵污泥送入两级AO-MBR脱氮池的缺氧1段和缺氧2段，而后将浓缩后的剩余污泥由污泥泵一次送入污泥发酵罐，污泥停留时间为6-8d，同时由NaOH投加系统向污泥发酵罐投加NaOH控制发酵pH值在10±0.5。
本发明将混凝沉淀单元，碳源捕捉单元，短程硝化-厌氧氨氧化单元，两级AO-MBR深度脱氮单元，污泥内碳源开发单元耦合在一个系统里，具有以下有益效果：
1.脱氮主体工艺采用自养短程硝化-厌氧氨氧化工艺进行脱氮，两级AO-MBR深度脱氮单元采用系统污泥内碳源进行反硝化深度脱氮，减少了对外碳源的消耗，降低了能耗和药剂费用，运行成本较低。
2.短程硝化-厌氧氨氧化单元和两级AO-MBR深度脱氮单元剩余污泥产量低，同时对整个生化系统的剩余污泥进行发酵开发内碳源，因此该工艺污泥产量较低。
3.前端设置混凝沉淀单元和碳源捕捉单元对沼液中有机物和SS的去除，有效保证了自养短程硝化-厌氧氨氧化单元稳定运行。同时碳源捕捉单元能够回收进水中的有机物，作为两级AO-MBR深度脱氮单元的碳源，实现了同时脱氮和除碳。
4.设置两级AO-MBR深度脱氮单元进一步对NH4+-N，TN，COD和SS去除，为出水达标提供了保障。
5.污泥发酵后直接将发酵污泥注入深度脱氮系统中，简化了上清液分离的步骤，减少了发酵上清液在分离过程中的损失，充分利用了污泥发酵产生的碳源。
（发明人：苏高强;李运良;王建华）