專利名稱：垃圾滲濾液同步反硝化產(chǎn)甲烷與自養(yǎng)脫氮組合裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種垃圾滲濾液同步反硝化產(chǎn)甲烷與自養(yǎng)脫氮組合裝置與方法，屬于低碳氮(C/N)比高濃度氨氮廢水生物脫氮技術(shù)領(lǐng)域，適用于早期與中期垃圾滲濾液等低C/ N比的高氨氮廢水的生物脫氮。
背景技術(shù)：
隨著城市垃圾產(chǎn)量的不斷增加和垃圾衛(wèi)生填埋的推廣應(yīng)用，城市垃圾滲濾液對(duì)環(huán)境構(gòu)成了日益嚴(yán)重的威脅。但現(xiàn)有的滲濾液處理技術(shù)存在效率低、成本高等問題，研究開發(fā)經(jīng)濟(jì)高效的滲濾液處理技術(shù)具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
污水生物脫氮通過硝化將NH/-N轉(zhuǎn)化為NO3--N,再通過反硝化將NO3--N轉(zhuǎn)化為氮?dú)鈴乃幸莩?。反硝化階段以NO3--N為電子受體，有機(jī)物作為電子供體，將氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)馔瓿缮锩摰?。但?duì)于高NH/-N中期垃圾滲濾液脫氮而言，其COD濃度較高因而難于直接處理，但同時(shí)其C/N比并不高，相對(duì)而言有機(jī)碳源不足，導(dǎo)致傳統(tǒng)生物脫氮效率不高。
而厭氧氨氧化具有如下優(yōu)點(diǎn)由于厭氧氨氧化菌是自養(yǎng)菌，碳酸鹽/ 二氧化碳是其生長(zhǎng)所需的無(wú)機(jī)碳源，所以氨氮的氧化無(wú)需分子氧參與，同時(shí)亞硝態(tài)氮的還原也無(wú)需有機(jī)碳源，這將大大降低污水好氧生物脫氮的運(yùn)行費(fèi)用；Anammox微生物的增長(zhǎng)率(倍增時(shí)間為lid)與產(chǎn)率(0. llg[VSS]/g[NH4+])是非常低的，故污泥產(chǎn)量低，然而氮的轉(zhuǎn)化率卻為 0. 25mg[N]/(mg[SS] · d)，與傳統(tǒng)的好氧硝化旗鼓相當(dāng)；在不投加任何化學(xué)藥品的條件下， 既能降低污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用，又能夠?qū)崿F(xiàn)氮的高效去除。對(duì)低C/N比高氨氮的垃圾滲濾液而言，實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化反應(yīng)是其脫氮的最佳途徑，同時(shí)也是與其水質(zhì)特點(diǎn)最為適合的脫氮技術(shù)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提出了一種垃圾滲濾液同步反硝化產(chǎn)甲烷與自養(yǎng)脫氮組合裝置與方法，即首先實(shí)現(xiàn)城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液中高濃度COD與部分總氮的去除，而后進(jìn)行高濃度NH/-N的短程硝化反應(yīng)，再實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化反應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的垃圾滲濾液自養(yǎng)脫氮的裝置。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的
—種垃圾滲濾液同步反硝化產(chǎn)甲烷與自養(yǎng)脫氮組合裝置，其特征在于所述裝置包括一體化水箱、同步反硝化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器、A/0短程硝化反應(yīng)器、沉淀池以及厭氧氨氧化反應(yīng)器；一體化水箱包括滲濾液原水箱、加熱水箱及溫控加熱裝置；滲濾液原水箱與同步甲烷化反硝化反應(yīng)器底部通過第一進(jìn)水管與第一蠕動(dòng)泵相連通；同步甲烷化反硝化反應(yīng)器通過第一出水管和第四蠕動(dòng)泵與A/0短程硝化反應(yīng)器的作為缺氧區(qū)的第1格室相連通，該格室安裝有攪拌器，A/0短程硝化反應(yīng)器用上下交錯(cuò)設(shè)置過水孔的隔板分成為4-8個(gè)格室， 每個(gè)格室底部設(shè)有曝氣頭，每個(gè)格室上部設(shè)有空氣調(diào)節(jié)閥，空氣調(diào)節(jié)閥與曝氣頭連通并連接設(shè)置有曝氣泵以及氣體流量計(jì)；A/0短程硝化反應(yīng)器通過第三出水管與沉淀池連通，沉淀池底部通過第三回流管和第六蠕動(dòng)泵與A/0短程硝化反應(yīng)器缺氧區(qū)即第1格室連通，沉淀池設(shè)有中心管，在中心管下方設(shè)有錐形反射板；沉淀池自上而下設(shè)置數(shù)個(gè)第二取樣閥，沉淀池上部通過第四出水管和第七蠕動(dòng)泵與厭氧氨氧化反應(yīng)器底部連通，同步反硝化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器通過第二出水管和第五蠕動(dòng)泵與厭氧氨氧化反應(yīng)器底部相連通；
同步反硝化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器設(shè)有第一溫控加熱帶裝置，其上部設(shè)有第一三相分離器和第一頂部密封板，該第一三相分離器的上部通過第一排氣管與第一堿液瓶及第一氣體流量計(jì)連通；同步反硝化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器上部上清液通過第三蠕動(dòng)泵與第二回流管進(jìn)入其底部進(jìn)行自循環(huán)；同時(shí)甲烷化反硝化反應(yīng)器出水一部分通過第一出水管和第四蠕動(dòng)泵流入A/0 短程硝化反應(yīng)器第1格室，一部分通過第二出水管與第五蠕動(dòng)泵流入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器； 同步反硝化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器上下設(shè)置有數(shù)個(gè)第一取樣閥；
厭氧氨氧化反應(yīng)器設(shè)有第二溫控加熱帶裝置其上部設(shè)有第二三相分離器和第二頂部密封板，該第二三相分離器的上部通過第二排氣管與第二堿液瓶及第二氣體流量計(jì)連通；厭氧氨氧化反應(yīng)器上部上清液通過第四回流管和第八蠕動(dòng)泵回流到其底部進(jìn)行自循環(huán)；沉淀池通過第四出水管和第七蠕動(dòng)泵與厭氧氨氧化反應(yīng)器底部連通，厭氧氨氧化反應(yīng)器出水一部分通過第一回流管與第二蠕動(dòng)泵回流到同步甲烷化反硝化反應(yīng)器底部，一部分通過第五出水管排放；厭氧氨氧化反應(yīng)器外部上下設(shè)有數(shù)個(gè)第三取樣閥。
利用上述裝置實(shí)現(xiàn)垃圾滲濾液同步反硝化產(chǎn)甲烷、短程硝化與厭氧氨氧化組合脫氮的方法，其特征在于包括以下步驟
步驟一啟動(dòng)同步甲烷化反硝化反應(yīng)器將取自垃圾填埋場(chǎng)反應(yīng)器的厭氧污泥為種泥，注入同步甲烷化反硝化反應(yīng)器中；將取自垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液用自來(lái)水稀釋，并加入適當(dāng)濃度為300mg/L的亞硝態(tài)氮，將該混合液注入滲濾液原水箱，開啟第一蠕動(dòng)泵，通過第一溫控加熱帶裝置使得溫度控制在35°C，在接種污泥初期，通過調(diào)節(jié)第三蠕動(dòng)泵加大循環(huán)流量盡量保證泥水完全混合，當(dāng)污泥適應(yīng)垃圾滲濾液水質(zhì)，產(chǎn)氣量逐漸加大以后，即可減小內(nèi)循環(huán)流量，當(dāng)混合液COD去除率達(dá)到70%，亞硝態(tài)氮去除率達(dá)到90%以上時(shí)，此時(shí)同步甲烷化反硝化反應(yīng)器啟動(dòng)成功；
步驟二 啟動(dòng)A/0短程硝化反應(yīng)器:A/0短程硝化反應(yīng)器接種污泥來(lái)自城市污水處理廠，其污泥濃度為5000kg MLSS/m3左右，將滲濾液原液用自來(lái)水稀釋使其氨氮濃度調(diào)節(jié)為200mg/L，并且通過則投加NaHCO3調(diào)節(jié)pH值使其維持在7. 8左右后注入A/0短程硝化反應(yīng)器，隨后啟動(dòng)由曝氣頭、曝氣泵、氣體流量計(jì)以及空氣調(diào)節(jié)閥組成的曝氣系統(tǒng)對(duì)流入A/ 0短程硝化反應(yīng)器的垃圾滲濾液進(jìn)行硝化，反應(yīng)過程維持溶解氧DO為ang/L，同時(shí)維持進(jìn)水 NH/-N負(fù)荷ALR = 0. 5kgNH4+-N/m3d,通過保持pH值和ALR在上述值，使A/0短程硝化反應(yīng)器中的平均游離氨FA濃度在3mg/L左右，在上述條件下運(yùn)行A/0短程硝化反應(yīng)器，當(dāng)出水亞硝酸氮Ν02_-Ν累積率大于95%以上時(shí)，A/0短程硝化得以實(shí)現(xiàn)和維持，具備了厭氧氨氧化反應(yīng)器的進(jìn)水水質(zhì)要求；
步驟三啟動(dòng)厭氧氨氧化反應(yīng)器將取自某個(gè)中試厭氧氨氧化反應(yīng)器的具有一定厭氧氨氧化活性的污泥投加到厭氧氨氧化反應(yīng)器，其污泥濃度為^g MLSS/m3 ；厭氧氨氧化反應(yīng)器通過第二溫控加熱帶裝置使得溫度控制在35°C，將A/0短程硝化反應(yīng)器出水氨氮濃度用自來(lái)水稀釋到100mg/L，，并按照NH4+-N/N02_-N比例為1 1. 32混合入滲濾液原液，同時(shí)將將稀釋后的上述混合水按照30L/d的流量泵入到厭氧氨氧化反應(yīng)器，同時(shí)開啟厭氧氨氧化反應(yīng)器的第八蠕動(dòng)泵使其回流比為3 1 ；當(dāng)厭氧氨氧化反應(yīng)器出水NH4+-N與Ν02_-Ν 濃度均小于15mg/L時(shí)，厭氧氨氧化反應(yīng)得以實(shí)現(xiàn)和維持；
步驟四同步甲烷化反硝化反應(yīng)器、A/0短程硝化反應(yīng)器與厭氧氨氧化反應(yīng)器分別完成啟動(dòng)后，將其串聯(lián)運(yùn)行將垃圾滲濾液注入滲濾液原水箱并通過第一進(jìn)水管與第一蠕動(dòng)泵泵入同步甲烷化反硝化反應(yīng)器，厭氧氨氧化反應(yīng)器出水通過第一回流管和第二蠕動(dòng)泵泵入同步甲烷化反硝化反應(yīng)器，同步甲烷化反硝化反應(yīng)器出水通過第一出水管和第四蠕動(dòng)泵泵入到A/0短程硝化反應(yīng)器的缺氧區(qū)，A/0短程硝化反應(yīng)器中混合液進(jìn)入到沉淀池中進(jìn)行泥水分離，同時(shí)沉淀池中的污泥通過污泥通過第三回流管和第六蠕動(dòng)泵按照100%的比例回流到缺氧區(qū)，沉淀池上清液通過第四出水管和第七蠕動(dòng)泵泵入到厭氧氨氧化反應(yīng)器底端，當(dāng)NH4+-N/N02_-N比例偏離1 1.32時(shí)，通過控制第一蠕動(dòng)泵調(diào)節(jié)滲濾液原水箱進(jìn)入同步甲烷化反硝化反應(yīng)器的流量大??；同步甲烷化反硝化反應(yīng)器部分出水通過第二出水管與第五蠕動(dòng)泵泵入到厭氧氨氧化反應(yīng)器與來(lái)自沉淀池的硝化液混合從而進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)；當(dāng)厭氧氨氧化反應(yīng)器總氮負(fù)荷達(dá)到Ikg TN/m3d以上，并且出水NH4+-N與Ν02__Ν去除率大于90%時(shí)，則完成了垃圾滲濾液的全程自養(yǎng)脫氮過程。
有益效果
本發(fā)明的一種垃圾滲濾液同步反硝化產(chǎn)甲烷與自養(yǎng)脫氮組合裝置與方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有下列優(yōu)點(diǎn)
1)在不投加外加碳源的條件下，實(shí)現(xiàn)垃圾滲濾液的高效生物脫氮，解決了高濃度氨氮，低碳氮比的滲濾液的處理難題，大大降低了運(yùn)行和建設(shè)費(fèi)用。
2)在同時(shí)甲烷化反硝化UASB中，厭氧反應(yīng)降解COD回收能源的同時(shí)，因?yàn)樘幚硭亓鞯街蟹聪趸苫厥諌A度，此堿度可以彌補(bǔ)好氧反應(yīng)器中硝化所消耗的堿度，同時(shí)提高系統(tǒng)的PH，促進(jìn)了短程硝化反硝化的發(fā)生。
3)短程硝化的實(shí)現(xiàn)，使得氨氮的轉(zhuǎn)化方式有別于傳統(tǒng)硝化方式，降低了能耗，提高了效率，減少了污泥產(chǎn)量。
4)厭氧氨氧化反應(yīng)器總氮容積負(fù)荷可以達(dá)到0. 8kg TN/m3d以上，不需要消耗堿度，進(jìn)一步減少了運(yùn)行費(fèi)用。
5)該技術(shù)成熟運(yùn)行后，不需要添加外加藥劑，并且不需要外加水源稀釋原液，簡(jiǎn)化了管理流程，可以直接處理高氨氮濃度的晚期滲濾液。


圖1為本發(fā)明的垃圾滲濾液同步反硝化產(chǎn)甲烷與自養(yǎng)脫氮組合裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1-滲濾液原水箱；2-加熱水箱；3-溫控加熱裝置；4-第一取樣閥；5-第一溫控加熱帶裝置；6-第一三相分離器；7-同步反硝化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器；8-第一頂部密封板； 9-第一排氣管；10-第四蠕動(dòng)泵；11-第一出水管；12-第一堿液瓶；13-第一氣體流量計(jì)； 14-攪拌器；15-A/0短程硝化反應(yīng)器；16-曝氣頭；17-第三出水管；18-沉淀池；19-第二取樣閥；20-第二氣體流量計(jì)；21-第二堿液瓶；22-第二排氣管；23-第二三相分離器；24-第二頂部密封板；25-第一進(jìn)水管；26-—體化水箱；27-第一蠕動(dòng)泵；28-第二蠕動(dòng)泵；29-第一回流管；30-第二回流管；31-第三蠕動(dòng)泵；32-第二出水管；33-第五蠕動(dòng)泵；34-氣體流量計(jì)；35-曝氣泵；36-第三回流管；37-第六蠕動(dòng)泵；38-第四出水管；39-第七蠕動(dòng)泵；-第四回流管；41-第八蠕動(dòng)泵；42-第二溫控加熱帶裝置；43-厭氧氨氧化反應(yīng)器；44-第五出水管；45-第三取樣閥；46-空氣調(diào)節(jié)閥；47-中心管；48-錐形反射板；具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)專利作進(jìn)一步的說(shuō)明如圖1所示，一種垃圾滲濾液同步反硝化產(chǎn)甲烷與自養(yǎng)脫氮組合裝置，包括一體化水箱26、同步反硝化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器7、A/0短程硝化反應(yīng)器15、沉淀池18以及厭氧氨氧化反應(yīng)器43 ；—體化水箱沈包括滲濾液原水箱1、加熱水箱2及溫控加熱裝置3 ；滲濾液原水箱1與同步甲烷化反硝化反應(yīng)器 7底部通過第一進(jìn)水管25與第一蠕動(dòng)泵27相連通；同步甲烷化反硝化反應(yīng)器7通過第一出水管11和第四蠕動(dòng)泵10與A/0短程硝化反應(yīng)器15的作為缺氧區(qū)的第1格室相連通，該格室安裝有攪拌器14，A/0短程硝化反應(yīng)器15用上下交錯(cuò)設(shè)置過水孔的隔板分成為4-8個(gè)格室，每個(gè)格室底部設(shè)有曝氣頭16，每個(gè)格室上部設(shè)有空氣調(diào)節(jié)閥46，空氣調(diào)節(jié)閥46與曝氣頭16連通并連接設(shè)置有曝氣泵35以及氣體流量計(jì)34 ；A/0短程硝化反應(yīng)器15通過第三出水管17與沉淀池18連通，沉淀池18底部通過第三回流管36和第六蠕動(dòng)泵37與A/0短程硝化反應(yīng)器15缺氧區(qū)即第1格室連通，沉淀池18設(shè)有中心管47，在中心管47下方設(shè)有錐形反射板48 ；沉淀池18自上而下設(shè)置數(shù)個(gè)第二取樣閥19，沉淀池18上部通過第四出水管38和第七蠕動(dòng)泵39與厭氧氨氧化反應(yīng)器43底部連通，同步反硝化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器7通過第二出水管32和第五蠕動(dòng)泵33與厭氧氨氧化反應(yīng)器43底部相連通；
同步反硝化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器7設(shè)有第一溫控加熱帶裝置5，其上部設(shè)有第一三相分離器6和第一頂部密封板8，該第一三相分離器6的上部通過第一排氣管9與第一堿液瓶 12及第一氣體流量計(jì)13連通；同步反硝化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器7上部上清液通過第三蠕動(dòng)泵31 與第二回流管30進(jìn)入其底部進(jìn)行自循環(huán)；同時(shí)甲烷化反硝化反應(yīng)器7出水一部分通過第一出水管11和第四蠕動(dòng)泵10流入A/0短程硝化反應(yīng)器15第1格室，一部分通過第二出水管 32與第五蠕動(dòng)泵33流入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器43 ；同步反硝化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器7上下設(shè)置有數(shù)個(gè)第一取樣閥4;
厭氧氨氧化反應(yīng)器43設(shè)有第二溫控加熱帶裝置42其上部設(shè)有第二三相分離器23 和第二頂部密封板24，該第二三相分離器23的上部通過第二排氣管22與第二堿液瓶21及第二氣體流量計(jì)20連通；厭氧氨氧化反應(yīng)器43上部上清液通過第四回流管40和第八蠕動(dòng)泵41回流到其底部進(jìn)行自循環(huán)；沉淀池18通過第四出水管38和第七蠕動(dòng)泵39與厭氧氨氧化反應(yīng)器43底部連通，厭氧氨氧化反應(yīng)器43出水一部分通過第一回流管四與第二蠕動(dòng)泵觀回流到同步甲烷化反硝化反應(yīng)器7底部，一部分通過第五出水管44排放；厭氧氨氧化反應(yīng)器43外部上下設(shè)有數(shù)個(gè)第三取樣閥45。
一體化水箱沈內(nèi)徑為40cm，高度為60cm，總?cè)莘e為50L。同步甲烷化反硝化反應(yīng)器7由上、下兩部分組成，上部分的內(nèi)徑、外徑和高度分別為8、9、45cm，下部分的內(nèi)徑、外徑和高度分別為6、7、145cm，上、下兩部分由圓臺(tái)形有機(jī)玻璃管連接，有效容積為5. 5L。A/0短程硝化反應(yīng)器15與厭氧氨氧化反應(yīng)器43的有效容積分別為10L，11. 5L，沉淀池的有效容積為20L，A/0短程硝化反應(yīng)器15的尺寸為L(zhǎng)XBXH = 50cmX IOcmX 30cm，平均分為8個(gè)格室，第1格室為缺氧攪拌區(qū)。厭氧氨氧化反應(yīng)器43由上、下兩部分組成，上部分的內(nèi)徑、外徑和高度分別為12、13、50cm，下部分的內(nèi)徑、外徑和高度分別為8、9、140cm，上、下兩部分由圓臺(tái)形有機(jī)玻璃管連接，有效容積為11. 5L。
取北京市某填垃圾埋場(chǎng)場(chǎng)的滲濾液，其氨氮濃度高達(dá)1900mg/L，C0D/NH4+_N = 3. 5，為典型晚期垃圾滲濾液。
具體實(shí)現(xiàn)方法為
步驟一啟動(dòng)同步甲烷化反硝化反應(yīng)器7 將取自垃圾填埋場(chǎng)反應(yīng)器的厭氧污泥為種泥，注入同步甲烷化反硝化反應(yīng)器7中；將取自垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液用自來(lái)水稀釋，并加入適當(dāng)濃度為300mg/L的亞硝態(tài)氮，將該混合液注入滲濾液原水箱1，開啟第一蠕動(dòng)泵 27，通過第一溫控加熱帶裝置5使得溫度控制在35°C，在接種污泥初期，通過調(diào)節(jié)第三蠕動(dòng)泵31加大循環(huán)流量盡量保證泥水完全混合，當(dāng)污泥適應(yīng)垃圾滲濾液水質(zhì)，產(chǎn)氣量逐漸加大以后，即可減小內(nèi)循環(huán)流量，當(dāng)混合液COD去除率達(dá)到70%，亞硝態(tài)氮去除率達(dá)到90%以上時(shí)，此時(shí)同步甲烷化反硝化反應(yīng)器7啟動(dòng)成功；
步驟二 啟動(dòng)A/0短程硝化反應(yīng)器15 :A/0短程硝化反應(yīng)器15接種污泥來(lái)自城市污水處理廠，其污泥濃度為5000kg MLSS/m3左右，將滲濾液原液用自來(lái)水稀釋使其氨氮濃度調(diào)節(jié)為200mg/L，并且通過則投加NaHCO3調(diào)節(jié)pH值使其維持在7. 8左右后注入A/0短程硝化反應(yīng)器15，隨后啟動(dòng)由曝氣頭16、曝氣泵35、氣體流量計(jì)34以及空氣調(diào)節(jié)閥46組成的曝氣系統(tǒng)對(duì)流入A/0短程硝化反應(yīng)器15的垃圾滲濾液進(jìn)行硝化，反應(yīng)過程維持溶解氧DO 為ang/L，同時(shí)維持進(jìn)水NH4+-N負(fù)荷ALR = 0. 5kgNH4+-N/m3d,通過保持pH值和ALR在上述值，使A/0短程硝化反應(yīng)器15中的平均游離氨FA濃度在3mg/L左右，在上述條件下運(yùn)行A/ 0短程硝化反應(yīng)器15，當(dāng)出水亞硝酸氮Ν02_-Ν累積率大于95%以上時(shí)，A/0短程硝化得以實(shí)現(xiàn)和維持，具備了厭氧氨氧化反應(yīng)器43的進(jìn)水水質(zhì)要求；
步驟三啟動(dòng)厭氧氨氧化反應(yīng)器43 將取自某個(gè)中試厭氧氨氧化反應(yīng)器的具有一定厭氧氨氧化活性的污泥投加到厭氧氨氧化反應(yīng)器43，其污泥濃度為^g MLSS/m3 ；厭氧氨氧化反應(yīng)器43通過第二溫控加熱帶裝置42使得溫度控制在35°C，將A/0短程硝化反應(yīng)器15出水氨氮濃度用自來(lái)水稀釋到100mg/L，，并按照NH4+-N/N02_-N比例為1 1. 32混合入滲濾液原液，同時(shí)將將稀釋后的上述混合水按照30L/d的流量泵入到厭氧氨氧化反應(yīng)器 43，同時(shí)開啟厭氧氨氧化反應(yīng)器43的第八蠕動(dòng)泵41使其回流比為3 1;當(dāng)厭氧氨氧化反應(yīng)器43出水NH4+-N與Ν02_-Ν濃度均小于15mg/L時(shí)，厭氧氨氧化反應(yīng)得以實(shí)現(xiàn)和維持；
步驟四同步甲烷化反硝化反應(yīng)器7、A/0短程硝化反應(yīng)器15與厭氧氨氧化反應(yīng)器 43分別完成啟動(dòng)后，將其串聯(lián)運(yùn)行將垃圾滲濾液注入滲濾液原水箱1并通過第一進(jìn)水管 25與第一蠕動(dòng)泵27泵入同步甲烷化反硝化反應(yīng)器7，厭氧氨氧化反應(yīng)器43出水通過第一回流管四和第二蠕動(dòng)泵觀泵入同步甲烷化反硝化反應(yīng)器7。同步甲烷化反硝化反應(yīng)器7 出水通過第一出水管11和第四蠕動(dòng)泵10泵入到A/0短程硝化反應(yīng)器15的缺氧區(qū)，A/0短程硝化反應(yīng)器15中混合液進(jìn)入到沉淀池18中進(jìn)行泥水分離，同時(shí)沉淀池18中的污泥通過污泥通過第三回流管36和第六蠕動(dòng)泵37按照100%的比例回流到缺氧區(qū)，沉淀池18上清液通過第四出水管38和第七蠕動(dòng)泵39泵入到厭氧氨氧化反應(yīng)器43底端，當(dāng)NH4+-N/N02_-N 比例偏離1 1.32時(shí)，通過控制第一蠕動(dòng)泵27調(diào)節(jié)滲濾液原水箱1進(jìn)入同步甲烷化反硝化反應(yīng)器7的流量大??；同步甲烷化反硝化反應(yīng)器7部分出水通過第二出水管32與第五蠕動(dòng)泵33泵入到厭氧氨氧化反應(yīng)器43與來(lái)自沉淀池18的硝化液混合從而進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)；當(dāng)厭氧氨氧化反應(yīng)器43總氮負(fù)荷達(dá)到Ikg TN/m3d以上，并且出水NH/-N與Ν02__Ν去除率大于90%時(shí)，則完成了垃圾滲濾液的全程自養(yǎng)脫氮過程。
A/0短程硝化反應(yīng)器15在室溫下20_30°C，厭氧氨氧化反應(yīng)器43的運(yùn)行溫度為 35°C，A/0短程硝化反應(yīng)器15的污泥濃度MLSS為3. ^g/m3，垃圾滲濾液平均氨氮濃度為 1900mg/L, C0D/NH4+N = 3. 5的條件下，穩(wěn)定運(yùn)行的試驗(yàn)結(jié)果表明A/0反應(yīng)器短程硝化反應(yīng)器NO2--N累積率為95%以上，系統(tǒng)出水的總氮TN < 45mg/L, TN去除率大于85%，同時(shí)甲烷化反硝化反應(yīng)器中COD去除率大于70%，出水NH4+-N與Ν02_-Ν均小于Hmg/L，厭氧氨氧化反應(yīng)器的總氮負(fù)荷為0. 8Kg TN/m3左右。
以上是本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，本發(fā)明的實(shí)施不限于此。
權(quán)利要求
1.一種垃圾滲濾液同步反硝化產(chǎn)甲烷與自養(yǎng)脫氮組合裝置，其特征在于所述裝置包括一體化水箱(26)、同步反硝化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器(7)、A/0短程硝化反應(yīng)器(15)、沉淀池(18) 以及厭氧氨氧化反應(yīng)器；—體化水箱06)包括滲濾液原水箱(1)、加熱水箱( 及溫控加熱裝置(3)；滲濾液原水箱(1)與同步甲烷化反硝化反應(yīng)器(7)底部通過第一進(jìn)水管 (25)與第一蠕動(dòng)泵(XT)相連通；同步甲烷化反硝化反應(yīng)器(7)通過第一出水管(11)和第四蠕動(dòng)泵(10)與A/0短程硝化反應(yīng)器(15)的作為缺氧區(qū)的第1格室相連通，該格室安裝有攪拌器(14)，A/0短程硝化反應(yīng)器(1 用上下交錯(cuò)設(shè)置過水孔的隔板分成為4-8個(gè)格室，每個(gè)格室底部設(shè)有曝氣頭(16)，每個(gè)格室上部設(shè)有空氣調(diào)節(jié)閥(46)，空氣調(diào)節(jié)閥06) 與曝氣頭(16)連通并連接設(shè)置有曝氣泵(3 以及氣體流量計(jì)(34) ；A/0短程硝化反應(yīng)器 (15)通過第三出水管(17)與沉淀池(18)連通，沉淀池(18)底部通過第三回流管(36)和第六蠕動(dòng)泵(37)與A/0短程硝化反應(yīng)器(1 缺氧區(qū)即第1格室連通，沉淀池(18)設(shè)有中心管(47)，在中心管07)下方設(shè)有錐形反射板G8)；沉淀池(18)自上而下設(shè)置數(shù)個(gè)第二取樣閥(19)，沉淀池(18)上部通過第四出水管(38)和第七蠕動(dòng)泵(39)與厭氧氨氧化反應(yīng)器底部連通，同步反硝化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器(7)通過第二出水管(3 和第五蠕動(dòng)泵(33) 與厭氧氨氧化反應(yīng)器^幻底部相連通；同步反硝化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器(7)設(shè)有第一溫控加熱帶裝置(5)，其上部設(shè)有第一三相分離器(6)和第一頂部密封板(8)，該第一三相分離器(6)的上部通過第一排氣管(9)與第一堿液瓶(1 及第一氣體流量計(jì)(1 連通；同步反硝化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器(7)上部上清液通過第三蠕動(dòng)泵(31)與第二回流管(30)進(jìn)入其底部進(jìn)行自循環(huán)；同時(shí)甲烷化反硝化反應(yīng)器 (7)出水一部分通過第一出水管(11)和第四蠕動(dòng)泵(10)流入A/0短程硝化反應(yīng)器(15)第 1格室，一部分通過第二出水管(3 與第五蠕動(dòng)泵(3 流入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器；同步反硝化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器(7)上下設(shè)置有數(shù)個(gè)第一取樣閥；厭氧氨氧化反應(yīng)器設(shè)有第二溫控加熱帶裝置0 其上部設(shè)有第二三相分離器 (23)和第二頂部密封板(M)，該第二三相分離器的上部通過第二排氣管0 與第二堿液瓶及第二氣體流量計(jì)OO)連通；厭氧氨氧化反應(yīng)器上部上清液通過第四回流管GO)和第八蠕動(dòng)泵Gl)回流到其底部進(jìn)行自循環(huán)；沉淀池(18)通過第四出水管(38) 和第七蠕動(dòng)泵(39)與厭氧氨氧化反應(yīng)器底部連通，厭氧氨氧化反應(yīng)器出水一部分通過第一回流管09)與第二蠕動(dòng)泵08)回流到同步甲烷化反硝化反應(yīng)器(7)底部， 一部分通過第五出水管G4)排放；厭氧氨氧化反應(yīng)器G3)外部上下設(shè)有數(shù)個(gè)第三取樣閥 05)。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液同步反硝化產(chǎn)甲烷與自養(yǎng)脫氮組合裝置進(jìn)行同步反硝化產(chǎn)甲烷、短程硝化與厭氧氨氧化組合脫氮的方法，其特征在于，包括以下步驟步驟一啟動(dòng)同步甲烷化反硝化反應(yīng)器(7)將取自垃圾填埋場(chǎng)反應(yīng)器的厭氧污泥為種泥，注入同步甲烷化反硝化反應(yīng)器(7)中；將取自垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液用自來(lái)水稀釋，并加入適當(dāng)濃度為300mg/L的亞硝態(tài)氮，將該混合液注入滲濾液原水箱(1)，開啟第一蠕動(dòng)泵 (27)，通過第一溫控加熱帶裝置( 使得溫度控制在35°C，在接種污泥初期，通過調(diào)節(jié)第三蠕動(dòng)泵(31)加大循環(huán)流量盡量保證泥水完全混合，當(dāng)污泥適應(yīng)垃圾滲濾液水質(zhì)，產(chǎn)氣量逐漸加大以后，即可減小內(nèi)循環(huán)流量，當(dāng)混合液COD去除率達(dá)到70%，亞硝態(tài)氮去除率達(dá)到90%以上時(shí)，此時(shí)同步甲烷化反硝化反應(yīng)器(7)啟動(dòng)成功；步驟二 啟動(dòng)A/0短程硝化反應(yīng)器(1 :A/0短程硝化反應(yīng)器(1 接種污泥來(lái)自城市污水處理廠，其污泥濃度為5000kg MLSS/m3左右，將滲濾液原液用自來(lái)水稀釋使其氨氮濃度調(diào)節(jié)為200mg/L，并且通過則投加NaHCO3調(diào)節(jié)pH值使其維持在7. 8左右后注入A/0短程硝化反應(yīng)器(15)，隨后啟動(dòng)由曝氣頭(16)、曝氣泵(35)、氣體流量計(jì)(34)以及空氣調(diào)節(jié)閥 (46)組成的曝氣系統(tǒng)對(duì)流入A/0短程硝化反應(yīng)器(1 的垃圾滲濾液進(jìn)行硝化，反應(yīng)過程維持溶解氧DO為ang/L，同時(shí)維持進(jìn)水NH/-N負(fù)荷ALR = 0. 5kgNH4+-N/m3d,通過保持pH值和 ALR在上述值，使A/0短程硝化反應(yīng)器(1 中的平均游離氨FA濃度在;3mg/L左右，在上述條件下運(yùn)行A/0短程硝化反應(yīng)器(15)，當(dāng)出水亞硝酸氮NO2--N累積率大于95%以上時(shí)，A/ 0短程硝化得以實(shí)現(xiàn)和維持，具備了厭氧氨氧化反應(yīng)器的進(jìn)水水質(zhì)要求；步驟三啟動(dòng)厭氧氨氧化反應(yīng)器將取自某個(gè)中試厭氧氨氧化反應(yīng)器的具有一定厭氧氨氧化活性的污泥投加到厭氧氨氧化反應(yīng)器(43)，其污泥濃度為^g MLSS/m3 ；厭氧氨氧化反應(yīng)器通過第二溫控加熱帶裝置0 使得溫度控制在35°C，將A/0短程硝化反應(yīng)器(15)出水氨氮濃度用自來(lái)水稀釋到100mg/L,，并按照NH4+-N/N02--N比例為1 1. 32 混合入滲濾液原液，同時(shí)將將稀釋后的上述混合水按照30L/d的流量泵入到厭氧氨氧化反應(yīng)器G3)，同時(shí)開啟厭氧氨氧化反應(yīng)器G3)的第八蠕動(dòng)泵Gl)使其回流比為3 1 ；當(dāng)厭氧氨氧化反應(yīng)器^幻出水NH/-N與Ν02_-Ν濃度均小于15mg/L時(shí)，厭氧氨氧化反應(yīng)得以實(shí)現(xiàn)和維持；步驟四同步甲烷化反硝化反應(yīng)器(7)、A/0短程硝化反應(yīng)器(15)與厭氧氨氧化反應(yīng)器 (43)分別完成啟動(dòng)后，將其串聯(lián)運(yùn)行將垃圾滲濾液注入滲濾液原水箱(1)并通過第一進(jìn)水管05)與第一蠕動(dòng)泵(XT)泵入同步甲烷化反硝化反應(yīng)器(7)，厭氧氨氧化反應(yīng)器03) 出水通過第一回流管09)和第二蠕動(dòng)泵08)泵入同步甲烷化反硝化反應(yīng)器(7)，同步甲烷化反硝化反應(yīng)器(7)出水通過第一出水管(11)和第四蠕動(dòng)泵(10)泵入到A/0短程硝化反應(yīng)器(1 的缺氧區(qū)，A/0短程硝化反應(yīng)器(1 中混合液進(jìn)入到沉淀池(18)中進(jìn)行泥水分離，同時(shí)沉淀池(18)中的污泥通過污泥通過第三回流管(36)和第六蠕動(dòng)泵(37)按照 100%的比例回流到缺氧區(qū)，沉淀池(18)上清液通過第四出水管(38)和第七蠕動(dòng)泵(39) 泵入到厭氧氨氧化反應(yīng)器G3)底端，當(dāng)NH4+-N/N02_-N比例偏離1 1. 32時(shí)，通過控制第一蠕動(dòng)泵(XT)調(diào)節(jié)滲濾液原水箱(1)進(jìn)入同步甲烷化反硝化反應(yīng)器(7)的流量大??；同步甲烷化反硝化反應(yīng)器(7)部分出水通過第二出水管(3 與第五蠕動(dòng)泵(3 泵入到厭氧氨氧化反應(yīng)器與來(lái)自沉淀池(1 的硝化液混合從而進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)；當(dāng)厭氧氨氧化反應(yīng)器G3)總氮負(fù)荷達(dá)到Ikg TN/m3d以上，并且出水NH4+-N與Ν02_-Ν去除率大于90%時(shí)， 則完成了垃圾滲濾液的全程自養(yǎng)脫氮過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種垃圾滲濾液同步反硝化產(chǎn)甲烷與自養(yǎng)脫氮組合裝置與方法，該裝置設(shè)有一體化水箱、同步反硝化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器、A/O短程硝化反應(yīng)器、沉淀池、厭氧氨氧化反應(yīng)器；滲濾液原液與厭氧氨氧化反應(yīng)器出水回流液的混合液首先流入同步反硝化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器，而后其出水流入A/O反應(yīng)器進(jìn)行短程硝化與反硝化，沉淀池出水流入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器；同步反硝化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器出水管與厭氧氨氧化反應(yīng)器相連；包括以下步驟啟動(dòng)同步反硝化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器、啟動(dòng)A/O短程硝化反應(yīng)器、啟動(dòng)厭氧氨氧化反應(yīng)器、其三者串聯(lián)運(yùn)行。本發(fā)明的裝置適用于垃圾填埋場(chǎng)的早期與中期垃圾滲濾液的COD與氮的去除，節(jié)能降耗優(yōu)勢(shì)明顯。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102515428SQ20111040916
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者劉牡, 劉甜甜, 彭永臻, 王博, 王淑瑩 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)