本發(fā)明涉及污水生物脫氮，具體涉及一種基于功能生物膜移植的固定生物膜-活性污泥（ifas）短程硝化-厭氧氨氧化（pn/a）快速啟動的工藝與裝置。
背景技術(shù)：
1、隨著城市污水處理標準的不斷提高，傳統(tǒng)硝化-反硝化工藝在曝氣能耗高、外加碳源需求大和污泥產(chǎn)量高等方面的不足日益顯現(xiàn)。短程硝化-厭氧氨氧化（pn/a）工藝因其能耗低、無需外加碳源、污泥產(chǎn)量少而受到廣泛關(guān)注。
2、然而，在主流城市污水條件下，由于進水氨氮濃度低、c/n?比低以及運行工況波動等因素，pn/a?工藝普遍存在啟動周期長、功能菌群難以快速富集、系統(tǒng)運行穩(wěn)定性不足的問題，限制了其工程化應用。
3、因此，有必要開發(fā)一種能夠在主流城市污水條件下實現(xiàn)?pn/a?工藝快速啟動和穩(wěn)定運行的新型工藝與裝置。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于解決主流城市污水條件下?pn/a?工藝啟動緩慢和運行不穩(wěn)定的問題，提供一種基于功能生物膜移植的?ifas-pn/a?快速啟動的工藝與裝置。1.?一種基于功能生物膜移植的ifas-pn/a快速啟動裝置，其特征在于，包括第一固定生物膜-活性污泥反應器r1和第二固定生物膜-活性污泥反應器r2；所述r1和r2均包括進水裝置、反應池、曝氣裝置、攪拌裝置、生物膜載體模塊安裝結(jié)構(gòu)、出水裝置以及污泥回流裝置；所述r1的反應池內(nèi)設(shè)置纖維繩索型生物膜載體模塊，所述纖維繩索型生物膜載體模塊固定于反應池內(nèi)的支撐結(jié)構(gòu)上；所述r2的反應池內(nèi)設(shè)置多孔海綿型生物膜載體模塊，所述多孔海綿型生物膜載體模塊固定于反應池內(nèi)的支撐結(jié)構(gòu)上；所述纖維繩索型生物膜載體模塊和多孔海綿型生物膜載體模塊均為可整體抽取式結(jié)構(gòu)，能夠在r1與r2之間進行等體積互換，以實現(xiàn)功能生物膜的移植。
2、所述生物膜載體模塊在反應池中的填充體積為反應器有效容積的10%～25%。
3、所述生物膜載體模塊通過頂部懸掛結(jié)構(gòu)或框架結(jié)構(gòu)固定于反應池內(nèi)，并能夠在不停運行而整體取出和安裝。
4、利用所述裝置的ifas-pn/a快速啟動方法，其特征在于，包括如下步驟：（1）向r1中投加短程硝化污泥，使氨氧化菌在纖維繩索型生物膜載體模塊表面形成生物膜；向r2中投加厭氧氨氧化污泥，使厭氧氨氧化菌在多孔海綿型生物膜載體模塊內(nèi)部形成生物膜；（2）控制r1內(nèi)溶解氧為0.5～2.0?mg/l，控制r2內(nèi)溶解氧為0.2～1.0?mg/l；控制r1和r2的水力停留時間均為4～9?h，控制r1和r2的污泥齡均為3～10?d；（3）當r1與r2的載體生物膜厚度達到100～300?μm時，將r1與r2中的等體積生物膜載體模塊進行互換，使氨氧化菌與厭氧氨氧化菌在同一反應器內(nèi)形成空間耦合結(jié)構(gòu)，從而建立短程硝化-厭氧氨氧化反應體系。
5、所述生物膜載體模塊按1:1的等體積比例互換。互換后進入pn/a耦合運行階段，r1和r2的進水為不額外添加亞硝酸鹽的含氨進水。
6、在反應器運行過程中，通過污泥回流和生物膜脫落形成由生物膜、顆粒污泥和絮體污泥構(gòu)成的協(xié)同脫氮體系。
7、所述污泥回流裝置分別將r1沉淀污泥回流至r1進水端入口、將r2沉淀污泥回流至r2進水端入口，回流比為50%～200%。
8、所述r1與r2反應器初始懸浮污泥濃度（vss）為100～200?mg·l?1。
9、所述pn/a耦合運行階段的進水nh4?-n為40～80?mg·l?1；載體互換完成后的啟動初期為0～10?d，在所述啟動初期進水nh4?-n提高至100～200?mg·l?1，并在啟動初期結(jié)束后以每3～7?d降低10%～20%的梯度逐步降低至40～80?mg·l?1。
10、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過在不同類型載體上分別富集氨氧化菌和厭氧氨氧化菌，并在生物膜生長至適當階段后實施生物膜載體的互換，使兩類功能菌在同一反應器內(nèi)形成穩(wěn)定的空間耦合結(jié)構(gòu)，從而快速建立短程硝化-厭氧氨氧化反應體系。
1.一種基于功能生物膜移植的ifas-pn/a快速啟動裝置，其特征在于，包括第一固定生物膜-活性污泥反應器r1和第二固定生物膜-活性污泥反應器r2；所述r1和r2均包括進水裝置、反應池、曝氣裝置、攪拌裝置、生物膜載體模塊安裝結(jié)構(gòu)、出水裝置以及污泥回流裝置；所述r1的反應池內(nèi)設(shè)置纖維繩索型生物膜載體模塊，所述纖維繩索型生物膜載體模塊固定于反應池內(nèi)的支撐結(jié)構(gòu)上；所述r2的反應池內(nèi)設(shè)置多孔海綿型生物膜載體模塊，所述多孔海綿型生物膜載體模塊固定于反應池內(nèi)的支撐結(jié)構(gòu)上；所述纖維繩索型生物膜載體模塊和多孔海綿型生物膜載體模塊均為可整體抽取式結(jié)構(gòu)，能夠在r1與r2之間進行等體積互換，以實現(xiàn)功能生物膜的移植。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述生物膜載體模塊在反應池中的填充體積為反應器有效容積的10%～25%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述生物膜載體模塊通過頂部懸掛結(jié)構(gòu)或框架結(jié)構(gòu)固定于反應池內(nèi)，并能夠在不停運行而整體取出和安裝。
4.一種利用權(quán)利要求1～3任一項所述裝置的ifas-pn/a快速啟動方法，其特征在于，包括如下步驟：（1）向r1中投加短程硝化污泥，使氨氧化菌在纖維繩索型生物膜載體模塊表面形成生物膜；向r2中投加厭氧氨氧化污泥，使厭氧氨氧化菌在多孔海綿型生物膜載體模塊內(nèi)部形成生物膜；（2）控制r1內(nèi)溶解氧為0.5～2.0?mg/l，控制r2內(nèi)溶解氧為0.2～1.0?mg/l；控制r1和r2的水力停留時間均為4～9?h，控制r1和r2的污泥齡均為3～10?d；（3）當r1與r2的載體生物膜厚度達到100～300?μm時，將r1與r2中的等體積生物膜載體模塊進行互換，使氨氧化菌與厭氧氨氧化菌在同一反應器內(nèi)形成空間耦合結(jié)構(gòu)，從而建立短程硝化-厭氧氨氧化反應體系。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述生物膜載體模塊按1:1的等體積比例互換。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，互換后進入pn/a耦合運行階段，r1和r2的進水為不額外添加亞硝酸鹽的含氨進水。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在反應器運行過程中，通過污泥回流和生物膜脫落形成由生物膜、顆粒污泥和絮體污泥構(gòu)成的協(xié)同脫氮體系。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述污泥回流裝置分別將r1沉淀污泥回流至r1進水端入口、將r2沉淀污泥回流至r2進水端入口，回流比為50%～200%。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述r1與r2反應器初始懸浮污泥濃度（vss）為100～200?mg·l?1。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述pn/a耦合運行階段的進水nh4?-n為40～80?mg·l?1；載體互換完成后的啟動初期為0～10?d，在所述啟動初期進水nh4?-n提高至100～200?mg·l?1，并在啟動初期結(jié)束后以每3～7?d降低10%～20%的梯度逐步降低至40～80?mg·l?1。