CN100534928C - 城市垃圾渗滤液短程深度生物脱氮方法 - Google Patents
城市垃圾渗滤液短程深度生物脱氮方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100534928C CN100534928C CNB2006100891232A CN200610089123A CN100534928C CN 100534928 C CN100534928 C CN 100534928C CN B2006100891232 A CNB2006100891232 A CN B2006100891232A CN 200610089123 A CN200610089123 A CN 200610089123A CN 100534928 C CN100534928 C CN 100534928C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- reactor
- uasb
- short
- denitrification
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 title claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 120
- 238000009280 upflow anaerobic sludge blanket technology Methods 0.000 claims abstract description 101
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 claims description 39
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 13
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 3
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 19
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 16
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 abstract description 11
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 15
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 6
- 230000007954 hypoxia Effects 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 5
- 206010027336 Menstruation delayed Diseases 0.000 description 4
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 4
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 4
- 238000005325 percolation Methods 0.000 description 4
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 3
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- 241001495402 Nitrococcus Species 0.000 description 2
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001546 nitrifying effect Effects 0.000 description 2
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 2
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000605159 Nitrobacter Species 0.000 description 1
- 241000605122 Nitrosomonas Species 0.000 description 1
- JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N ON=O.ON=O.ON=O.N Chemical compound ON=O.ON=O.ON=O.N JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001651 autotrophic effect Effects 0.000 description 1
- CMLMFNACXHHYRY-UHFFFAOYSA-N azanylidynetin Chemical compound [N].[Sn] CMLMFNACXHHYRY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009615 deamination Effects 0.000 description 1
- 238000006481 deamination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007901 in situ hybridization Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
一种城市垃圾渗滤液短程深度生物脱氮方法，属于污水处理技术领域，现有技术无法实现稳定高效的短程硝化反硝化。本发明采用两级UASB+A/O工艺通过短程硝化反硝化实现城市垃圾渗滤液生物脱氮。通过处理水回流短程反硝化首先在一级UASB II中进行，在二级UASBIII进行产甲烷反应，在A/O反应器IV通过短程硝化去除氨氮。实现短程硝化途径：根据进水碳氮比，调整出水回流比和污泥回流比，使A/O反应器IV缺氧区游离氨FA＝30-70mg/L，只抑制NO2 --N氧化菌，但不抑制NH4 +-N氧化菌，90-99%的NH4 +-N被氧化为NO2 --N；通过“氨谷”有效准确的控制曝气时间维持稳定的短程硝化。而后分别通过处理水回流和污泥回流完成短程生物脱氮。本发明的短程硝化反硝化可节省25%供氧量；节约40%反硝化所需碳源；减少污泥生成量。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过稳定高效的短程硝化反硝化去除高氨氮有机废水中可生化有机物和高氨氮方法，属于生化法污水生物处理技术领域，适用于城市生活垃圾渗滤液及其它诸如污泥厌氧消化液、养殖废水等高氨氮有机工业废水处理。
背景技术
我国目前垃圾年总量达2.4亿吨，近几年城市生活垃圾的年增长率均在8％～10％以上。目前我国有90％左右的垃圾是用填埋法处理的，而填埋会产生大量的垃圾渗滤液。垃圾渗滤液是一种成分复杂的高氨氮有机废水，全国渗滤液的污染排放量约占年总排污量的1.6‰，以化学耗氧量核算却占到5.27％。渗滤液处理是卫生填埋场的最后一道环节，处理不当对周围环境带来不可估量的污染和危害，而且对人体健康带来威胁，同时也使卫生填埋丧失原有的意义。
由于对渗滤液水质及变化规律了解不足，盲目的将城市污水的处理工艺和设计参数照搬到渗滤液处理工艺上，不仅处理费用昂贵，而且出水根本无法达标。现在普遍的观点认为高氨氮的渗滤液会抑制微生物的活性，所以在生化之前，必须采用吹脱等物化工艺进行预处理。我们的试验证明这一观点是不符合渗滤液的水质特点及其变化规律的，应用于实践势必造成设计的失误和建设资金的浪费。放弃探索经济高效的渗滤液处理技术，简单盲目地使用费用极高的反渗透处理技术，使得渗滤液的处理由于费用昂贵而难以为继，因此氮的去除是污水深度处理的难点和重点，只有利用生物脱氮技术才能彻底解决这一难题。
生物脱氮过程通过硝化作用将氨氮转化为硝酸盐氮，再通过反硝化作用将硝酸盐氮转化为氮气从水中逸出。在硝化阶段，氨氮被转化成硝酸盐是由两类独立的细菌完成的两个不同反应，首先由亚硝化菌(Nitrosomonas)将氨氮转化为亚硝酸盐(NO2-N)，然后由硝化菌(Nitrobacter)将亚硝酸盐转化为硝酸盐(NO3-N)。传统生物脱氮过程中硝化作用的最终产物是硝酸盐，反硝化作用以NO3-N为电子受体。对于反硝化菌，无论是亚硝酸盐还是硝酸盐均可以作为最终受氢体，因而整个生物脱氮过程也可以经NH4-N→NO2-N→N2这样的途径完成，即短程硝化反硝化生物脱氮工艺。短程硝化反硝化比全程硝化反硝化减少两步：节省25％供氧量；节约40％反硝化所需碳源；减少污泥生成量；减少硝化过程的投碱量；缩短反应时间，相应地减少了反应器容积30％～40％。
与物化脱氨相比，生物脱氮不仅费用低，而且没用二次污染.与全程硝化脱氮相比短程硝化可以进一步降低高氨氮的垃圾渗滤液脱氮费用，根本解决其脱氮难题。但由于影响NO2-N积累的控制因素比较复杂，并且硝酸菌能够迅速地将NO2-N转化为NO3-N，因此，造成已经实现的短程硝化脱氮工艺又恢复为全程硝化过程。所以高氨氮渗滤液短程生物脱氮至今没有在理论和实践中取得突破。
现有的渗滤液装置见附图1，主要由水箱I、UASB II、A/O反应器IV、二沉池V及其它附属设备和管路组成。水箱通过进水泵9与UASB II底部的进水口17相连接；UASB II顶部设有出水管29与A/O反应器IV的缺氧反应区相连接，A/O反应器IV分为缺氧反应区和好氧反应区。好氧反应区与二沉池V的底部通过污泥回流泵63相连接，二沉池V上部设有出水阀84。
它的工作过程是：利用进水泵9将原渗滤液从水箱I泵入UASB II底部的进水口17，在UASB II中自下而上进行产甲烷反应，上清液经过UASB II顶部设置的出水管29进入A/O反应器IV的缺氧反应区，与回流混合液进行反硝化，缺氧反应完成后进入好氧反应区进行硝化反应，硝化反应结束后，混合液通过内循环泵92回流到缺氧区，同时部分混合液进入二沉池V进行泥水分离，分离后的上清液由出水阀排出***，底部的污泥通过污泥回流泵63进入A/O反应器IV的好氧反应区进行循环利用。
现有的这种工艺为厌氧反应和好氧反应的组合，反硝化在厌氧反应后进行，这使得该工艺的有机物厌氧降解和生物脱氮构成不可协调的矛盾：如果厌氧充分，那么后续的缺氧反硝化就会因为缺少有机碳源而效率低下，必须加入膜工艺等物化工艺进一步脱氮；而如果厌氧处理效果差，好氧反应器的有机负荷过高，导致大量异氧菌生长繁殖，而自养硝化菌的生长繁殖就会受到抑制，无法完成充分的硝化，导致***脱氮失败。而高氨氮对微生物，特别是好氧微生物的抑制作用，使现有工艺必须加入物化预处理，将氨氮降解到较低的水平后，再进行生物处理。现有工艺很难实现氨氮的高效去除，更无法实现稳定的短程硝化与反硝化。
现有的垃圾渗滤液生物脱氮技术均为全程硝化与反硝化，不能实现稳定高效的短程硝化，而由于全程硝化不仅好氧曝气量大，要求反应器具有更大的有效容积，而且其彻底反硝化要求可生化COD/TKN(总凯氏氮)＞4.0。因而，某些垃圾填埋场的渗滤液，特别是晚期垃圾渗滤液的COD/TKN远小于4.0，导致全程硝化脱氮效率低。稳定的短程硝化COD/TKN＞2.4就可以实现高效脱氮，所以通过短程硝化深度脱氮适应渗滤液水质，可以节省建设和运行费用。高氨氮垃圾渗滤液的完全硝化是污水治理的难题，而垃圾渗滤液稳定高效短程生物脱氮更是渗滤液处理的重大突破，现有国内外文献未见报道。
发明内容
本发明的目的是不经任何物化预处理，通过稳定高效的短程生物硝化和反硝化实现99％左右的高氨氮去除，早期渗滤液总氮TN去除率可达96％。处理COD/NH4 +-N＝2～3的晚期垃圾渗滤液时，不外加碳源，总氮TN去除率为70～80％。针对现有垃圾渗滤液处理的技术缺陷和认识上的偏颇，城市垃圾渗滤液短程深度生物脱氮方法。厌氧前反硝化将进水中的有机物首先作为反硝化的碳源被消耗，厌氧产甲烷反应可以彻底进行，从而为后续的短程硝化反应创造适宜的环境条件。由于出水回流稀释了进水氨氮浓度，无需任何物化预处理工艺，而且使得游离氨FA浓度只抑制氨氧化菌(AOB)，但不抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)，从而实现稳定高效短程硝化与反硝化。该发明不仅解决现有工艺的矛盾，而且具有工艺流程简单、适应渗滤液水质和水量的波动、运行灵活、操作简单的特点。应用于实际可大幅度的降低建设和运行费用、无二次污染。
技术原理：
垃圾渗滤液COD高达30000mg/L(城市污水COD浓度为200-500mg/L)，首先采用两级UASB通过反硝化和厌氧产甲烷反应大幅度降解有机物。渗滤液进入到好氧反应器后大部分有机物已经达到降解，这为自养型硝化菌对氨氮的氧化创造了适宜的条件，而好氧反应器中氨氮的彻底硝化，使得出水回流时大大稀释了进水的氨氮浓度，对***中微生物的抑制作用大为减弱，使氨氮的彻底短程硝化和高效率的脱氮成为可能。而在一级UASB中进行反硝化可充分利用原水碳源完成反硝化，同时回收碱度为后续好氧池的硝化反应提供无机碳源，同时维持***较高的pH(＞8.2)，进而维持较高的FA浓度。
通过调整出水回流比和污泥回流比，使好氧反应器的游离氨FA浓度从进水端到出水端在70-1mg/L的范围内逐渐降低，从而只抑制NOB，但不抑制AOB，90-99％的NH4 +-N被亚硝化菌氧化为亚硝态氮NO2 --N，1-10％的NH4 +-N转化为NO3 --N。同时，通过彻底的反硝化回收硝化反应所消耗的大量碱度，维持较高的pH，促进和维持短程硝化。再者，通过“氨谷”(A/O反应器pH曲线的最低点)有效准确的控制曝气时间维持稳定的短程硝化，防止转化为全程硝化。而后分别通过处理水回流和二沉池污泥回流完成反硝化，即反硝化菌利用有机碳源作为电子供体，NOx --N作为电子受体被还原为氮气从渗滤液中逸出完成短程生物脱氮。
采用城市垃圾渗滤液短程深度生物脱氮装置，其特征在于：主要由一体化水箱I、一级UASB II、二级UASB III、A/O反应器IV、二沉池V组成；
一体化水箱I分为原渗滤液水箱1和处理水水箱6两部分，原渗滤液水箱1通过进水泵9与一级UASB II底部的进水口17相连接；处理水水箱6的上部设有排水阀门11，处理水水箱6中部通过管90与二沉池V相连接，处理水水箱6底部通过处理水回流泵15与进水泵9的压力管10相连接；
一级UASB II内置一级UASB三相分离器22和一级UASB导气管23，导气管23与一级UASB碱液瓶26相连接，碱液瓶26与一级UASB湿式气体流量计28相连接，一级UASB II顶部设有一级UASB出水管29与二级UASB III底部的进水口38相连接，一级UASB出水管29上部设有一级UASB内循环出水阀18与一级UASB内循环泵20相连接，内循环泵20通过管路与一级UASB II底部的一级UASB进水口17相连接；
二级UASB III内置二级UASB三相分离器43、二级UASB导气管44，导气管44与二级UASB碱液瓶47相连接，碱液瓶47与二级UASB湿式气体流量计49相连接，二级UASB顶部设有二级UASB出水管50与A/O反应器IV相连接，出水管50上部安装二级UASB内循环出水阀39与二级UASB内循环泵41相连接，内循环泵41通过管路与二级UASB底部的进水口38相连接；
A/O反应器IV分成缺氧反应区和好氧反应区，缺氧反应区内安装搅拌器62，好氧反应区与气泵59相连接，好氧反应区通过污泥回流泵63与二沉池V的底部相连接；
二沉池V上部设有二沉池出水阀门84，出水阀门84通过出水回流管90与处理水水箱6相连接。
本发明提供了一种利用上述装置实现垃圾渗滤液短程生物脱氮的处理工艺，其步骤包括：
一种城市垃圾渗滤液短程深度生物脱氮方法，其特征在于，由以下步骤组成：
1).将好氧硝化污泥投加到A/O反应器IV，接种量使污泥浓度MLSS＝3000-4000mg/L；将稀释10～6倍的渗滤液投加到原水箱1，启动进水泵9，通过超越管97将稀释后的渗滤液打入到A/O反应器IV，提高进水负荷，使A/O反应器IV进水COD＜2500mg/L，NH4 +-N＜300mg/L，A/O反应器IV缺氧区游离氨FA＝30-70mg/L，并通过调整出水回流比和污泥回流比，使A/O反应器IV的游离氨FA浓度从进水端到出水端在70-1mg/L的范围内逐渐降低，同时保证pH变化最低点在A/O反应器IV的末端出现；
2).当A/O反应器IV处理水NH4 +-N＜15mg/L，并且NO2 --N累积率＞90％，完成A/O反应器IV短程硝化的启动；
3).将反硝化污泥填加到一级UASB II，将厌氧颗粒污泥填加到二级UASBIII，启动进水泵9和处理水回流泵15，使原渗滤液和回流的处理水按1∶3-1∶4的流量比例混合进入一级UASB II，同时启动第一内循环泵20，进水和回流处理水负荷使一级UASB II出水NO2 --N＜10mg/L，即完成短程反硝化，NO2 --N转化为N2排出***；
4).一级UASB II出水进入二级UASBIII，当液体充满二级UASBIII时，启动第二内循环泵41，进行产甲烷反应，调整进水负荷和处理水回流比使二级UASBIII出水COD为2500-3500mg/L；
5).二级UASBIII出水进入A/O反应器IV的缺氧区，启动搅拌器62进行回流污泥的反硝化，通过控制A/O反应器IV进水负荷使可生化COD/TKN＞3.0，完成缺氧区的反硝化，同时维持A/O反应器IV缺氧区游离氨FA＝30-70mg/L；而后混合液进入好氧反应区，启动气泵59进行曝气，并通过调整出水回流比和污泥回流比，使A/O反应器IV的游离氨FA浓度从进水端到出水端在70-1mg/L的范围内逐渐降低，保证pH变化最低点在A/O反应器IV的末端出现，通过短程硝化去除高氮，处理水NH4 +-N＜15mg/L，NO2 --N累积率为90％-99％，高效的短程硝化与反硝化结束；
6).短程硝化结束后，混合液进入二沉池V进行泥水分离，泥水分离结束后，开启污泥回流泵63，将活性污泥回流到A/O反应器(IV缺氧区，污泥回流比为50％-100％；二沉池V出水回流到处理水水箱6，进行出水回流或溢流出水。
本发明涉及的两级UASB+A/O工艺处理垃圾渗滤液方法与现有技术相比，具有下列优点：
1)回流处理水不仅可以完成反硝化，在实现脱氮的同时回收碱度，提高***pH，而且可稀释进水高氨氮浓度，使FA浓度只对NOB抑制，但不抑制AOB，从而维持短程硝化；
2)二级UASB将一级UASB出水大部分有机物通过产甲烷反应去除，同时由于pH较高，部分有机碳转化为无机碳，厌氧反应后碱度较大幅度提高。有机物的大幅度降解和碱度的生成为后续好氧反应器高氨氮的短程硝化创造了适宜的基质和环境条件；
3)厌氧出水剩余有机物首先作为回流污泥中NO2 --N反硝化的碳源而缺氧降解。因而，本工艺中的大部分可生化的有机物是在厌氧和缺氧的条件下得到去除的，不仅节省了曝气费用，而且部分作为反硝化碳源被利用，另一部分则转化为甲烷或碱度；
4)进入好氧区后即进行残余有机物的彻底降解和高氨氮的硝化。通过短程硝化利用厌氧出水中的碱度，高氨氮得到彻底的去除，不仅节省25％的曝气量，而且节省40％的反硝化所需碳源，这对碳源缺乏的垃圾渗滤液的脱氮至关重要；
5)在硝化过程中，以pH作为控制参数，以pH值的最低点作为控制点，可以准确有效的指示氨氧化结束点。因而，当pH值的最低点出现后即停止曝气，不仅可以节省曝气量，防止过曝气，节省曝气费用，而且可以维持稳定的短程硝化与反硝化。
附图说明
图1现有的渗滤液处理***示意图；
图2本发明采用的“城市垃圾渗滤液短程深度生物脱氮方法”处理***示意图；
附图标记
I-一体化水箱、II-一级UASB、III-二级UASB、IV-A/O反应器、V-二沉池；
I-一体化水箱：1-原渗滤液水箱、6-处理水水箱、7-吸水管、8-进水阀门、9-进水泵、10-泵9的压力管、11-出水阀门、12-处理水回流阀、13-处理水进水阀、14-处理水进水管、15-处理水回流泵、16-泵15的压力管；
II-一级UASB：17-一级UASB进水口、18-一级UASB内循环阀门、19-一级UASB内循环进水管、20-一级UASB内循环泵、21-一级UASB内循环出水管、22-一级UASB三相分离器、23-一级UASB导气管、24-一级UASB气路清通阀、25-一级UASB生物气排放管、26-一级UASB碱液瓶、27-一级UASB碱液瓶与流量计连接管、28-一级UASB湿式气体流量计、29-一级UASB出水管、30～37-一级UASB取样阀；
III-二级UASB：38-二级UASB进水口、39-二级UASB内循环阀门、40-二级UASB内循环进水管、41-二级UASB内循环泵、42-二级UASB内循环出水管、43-二级UASB三相分离器、44-二级UASB导气管、45-二级UASB气路清通阀、46-二级UASB生物气排放管；47-二级UASB碱液瓶、48-二级UASB碱液瓶与流量计连接管、49-二级UASB湿式气体流量计、50-二级UASB出水管、51～58-二级UASB取样阀；
IV-A/O反应器：59-气泵、60-曝气管、61-气体流量计、62-搅拌器、63-污泥回流泵、64-污泥回流管、65～73-空气调节阀门、74～82-曝气头、83-曝气池出水管；
V-二沉池：84-二沉池出水阀、85～87-取样阀、88-中心管、89-污泥回流泵进泥管、90-出水回流管、91-内循环进水管、92-内循环泵、93-内循环出水管、94-进水阀、95-超越阀、96-二级UASB出水阀、97-超越管。
具体实施方式1(早期垃圾渗滤液的处理)
结合实施例，如图2所示，本发明工艺的运行操作工序：
实验用水取自北京市某垃圾填埋场的调节池，渗滤液呈深黑色，粘稠，有恶臭，该渗滤液水质：COD：7000～25000mg/l；BOD5：3500～14000mg/l；NH4 +-N：1250～2450mg/l；SS：2000～4000mg/l；碱度：8000～11000mg/l；TP：9～15mg/l；pH：7.2～7.9。每两天取样分析一次，试验中采用的分析方法均是国家环保局发布的标准方法。该渗滤液为典型的城市生活垃圾渗滤液，有机物和氨氮浓度高，但重金属含量相对较低。试验***如图1所示，由两级UASB与A/O池组成。UASB1的内径为5cm，高度为210cm，有效容积为4.25L。UASB2的内径为8cm，高度为200cm，有效容积为8.25L。A/O池的有效容积为15L，平均分成十个格室，第一格室为缺氧区。
具体过程如下：
首先将好氧硝化污泥投加到A/O反应器IV，接种量应满足污泥浓度MLSS＝3000-4000mg/L。根据原渗滤液水质情况，将原水稀释10倍后，加入到原水箱1。关闭阀门94、96，开启阀门95、65-73、89，启动进水泵9，气泵59、搅拌器54，回流污泥泵63。进水流量按照3、4、5L/d的梯度逐渐提高进水量，污泥回流量为进水量的50％-100％。应保证进水COD＜2500mg/L，NH4 +-N＜300mg/L。同时保证A/O反应器IV缺氧区游离氨FA＝30-70mg/L，并且“氨谷”(pH变化曲线的最低点)在A/O反应器IV的末端出现。在上述条件下操作运行，当A/O反应器IV出水NH4 +-N＜15mg/L，并且NO2 --N累积率(NO2 --N/NO2 --N+NO3 --N)＞90％，标志着***短程硝化的启动结束，而后进行***联合启动。
将原水箱1装满原渗滤液，处理水水箱6注满***处理水。打开阀门8和13，启动进水泵9和处理水回流泵15，进水泵的流量为5.5L/d，处理水回流泵的流量为原水流量的4倍，即22.0L/d，则一级UASB进水混合液的流量为27.5L/d.同时，打开阀门18，启动内循环泵20进行一级UASB的内循环，循环流量为24L/d。
一级UASB的进水混合液自下而上的经过该反应器，与柱体中的微生物发生生化反应。进水混合液在反应器中首先发生短程反硝化，反硝化菌利用原渗滤液丰富的有机碳源将回流处理水NO2 --N转化为氮气。反硝化结束后，一级UASB中的产甲烷菌将部分剩余有机生物转化为甲烷。产生的氮气和甲烷自下而上的流动，经过三相分离器22的分离，通过导气管23进入到碱液瓶26，在碱液瓶26中生物气中的CO2被碱液吸收，而氮气和甲烷经过湿式气体流量计28计量后排放。通过取样阀30～37从反应器的高度取样分析，污染物在其中的变化规律，同时研究微生物的变化规律。而后经过三相分离器的分离，上清液经过一级UASB的出水管29进入到二级UASB。
经过一级UASB处理后，其出水NO2 --N几乎全部转化为氮气。原渗滤液中的有机物通过反硝化和产甲烷反应得到部分降解。
打开阀门39，启动内循环泵41，一级UASB出水与内循环上清液的混合液一同进入二级UASB的底部进水口。内循环泵41的流量为100L/d.进水混合液自下而上的流动，同时，与反应器中的厌氧菌接触，通过产甲烷反应将进水中的有机物大部分降解转化为甲烷。产生的甲烷自下而上的流动，经过三相分离器43的分离，通过导气管44进入到碱液瓶47，在碱液瓶47中生物气中的CO2被碱液吸收，而甲烷经过湿式气体流量计49计量后排放。反应器中的变化规律可以通过取样阀51～58取样分析获得。二级UASB出水通过出水管50重力流入到A/O反应器IV。
启动搅拌器62对混合液进行搅拌完成回流污泥的反硝化。启动污泥回流泵63将二沉池的污泥回流到A/O反应器IV的进水端。通过搅拌缺氧区(1格室)的反硝化，回流污泥的NOx --N转化为氮气。打开空气调节阀65～73，将气体流量计的流量调整为400L/h，启动气泵59，通过空气管60，经过曝气头74～82对曝气池中的混合液进行曝气。在曝气区(2-10格室)完成剩余有机物的氧化合高氨氮的彻底短程硝化。A/O反应器混合液通过出水管83进入二沉池V的中心管88，在二沉池中均匀配水，而后进行泥水分离。泥水分离后开启出水阀门84，上清液通过出水回流管90进入到处理水水箱6。开启阀门11，最终出水溢流出***。
为维持稳定的短程硝化，在运行过程中定期检测A/O反应器IV好氧区pH，绘制pH变化曲线，确定“氨谷”出现的位置，及氨氮短程硝化的结束点。如果“氨谷”提前出现(例如在第6格室出现)，就相应提高进水泵9的流量，加大***的处理负荷。或者减小气泵59的供气量，降低好氧区的DO浓度，使“氨谷”推迟到第9-10格室出现，从而抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)的生长，阻止破坏短程硝化。如果在好氧区短程硝化没用结束，则可以降低进水泵9流量，或者提高气泵59的供气量。也可以提高出水回流泵15的流量，增大回流比，降低***游离氨FA浓度，同时进一步提高总氮去除率。
连续试验结果表明：在UAS B1与UASB2中最大的COD去除速率分别为12.5、8.5Kg COD/m3·d，在UASB1中NOx --N的最大去除速率为3.0KgNOx --N/m3·d。两级UASB的出水COD为2000-3000mg/L，其中50％左右的COD是难于生化的，这为高氨氮在A/O反应器的硝化创造了有利条件。***的COD去除率为80％-92％，出水COD为800-1500mg/l。原渗滤液的NH4 +-N浓度为1100-2000mg/L，A/O池的最大NH4 +-N去除速率为0.68Kg NH4 +-N/m3·d，在17-30℃，NH4 +-N的去除率在99％左右，NO2 --N累积率为90％-99％。出水NH4 +-N浓度低于15mg/L。回流出水和二沉池回流污泥中的NOx --N，分别在UASB1和A/O池的缺氧段实现几乎完全的反硝化，使得***无机氮去除率在80％-92％。
彻底的反硝化为硝化提供了充足的碱度，使得A/O池pH＞8.5，为实现稳定的短程硝化创造必要条件。***中每个反应器的污泥都是独立的，形成了各自的优势菌群，分别完成反硝化、产甲烷和硝化反应。与氨吹脱、反渗透等物化工艺以及传统全程生物脱氮工艺相比，本***经济高效，没有二次污染，同时为渗滤液中高氨氮的短程硝化去除提供了切实可行的技术参数，在较大程度上降低渗滤液处理的建设和运行费用。
具体实施方式2(晚期垃圾渗滤液的处理)
采用“两级UASB+A/O”***处理典型的晚期城市生活垃圾渗滤液，在一级UASB中进行回流处理水反硝化，二级UASB进行产甲烷反应，A/O反应器进行NH4 +-N短程硝化反应。***的有机物去除率＝50％-70％，***出水COD＝1000～1500mg/L。当运行温度为17～29℃时，实现了稳定的NO2 --N累积率为90％-99％的短程硝化。试验期间NH4 +-N负荷ALR＝0.28～0.60kgNH4 +-N·m-3·d-1，NH4 +-N硝化率＝90％～100％。当ALR＜0.45kgNH4 +-N·m-3·d-1，硝化率＞98％，出水NH4 +-N＜15mg·L-1。在进水COD/NH4 +-N＝2～3时，无机氮TIN去除率＝70％～80％。采用荧光原位杂交技术(FISH)对活性污泥进行检测，结果表明，A/O工艺活性污泥中的NH4 +-N氧化菌(AOB)为细菌总数的4％左右，NO2 --N氧化菌(NOB)数量不足细菌总量的0.2％。
Claims (1)
1.一种城市垃圾渗滤液短程深度生物脱氮方法，其特征在于，由以下步骤组成：
1).将好氧硝化污泥投加到A/O反应器(IV)，接种量使污泥浓度MLSS＝3000-4000mg/L；将稀释10～6倍的渗滤液投加到原水箱(1)，启动进水泵(9)，通过超越管(97)将稀释后的渗滤液打入到A/O反应器(IV)，提高进水负荷，使A/O反应器(IV)进水COD＜2500mg/L，NH4 +-N＜300mg/L，A/O反应器(IV)缺氧区游离氨FA＝30-70mg/L，并通过调整出水回流比和污泥回流比，使A/O反应器(IV)的游离氨FA浓度从进水端到出水端在70-1mg/L的范围内逐渐降低，同时保证pH变化最低点在A/O反应器(IV)的末端出现；
2).当A/O反应器(IV)处理水NH4 +-N＜15mg/L，并且NO2 --N累积率＞90％，完成A/O反应器(IV)短程硝化的启动；
3).将反硝化污泥填加到一级UASB(II)，将厌氧颗粒污泥填加到二级UASB(III)，启动进水泵(9)和处理水回流泵(15)，使原渗滤液和回流的处理水按1∶3-1∶4的流量比例混合进入一级UASB(II)，同时启动第一内循环泵(20)，进水和回流处理水负荷使一级UASB(II)出水NO2 --N＜10mg/L，即完成短程反硝化，NO2 --N转化为N2排出***；
4).一级UASB(II)出水进入二级UASB(III)，当液体充满二级UASB(III)时，启动第二内循环泵(41)，进行产甲烷反应，调整进水负荷和处理水回流比使二级UASB(III)出水COD为2500-3500mg/L；
5).二级UASB(III)出水进入A/O反应器(IV)的缺氧区，启动搅拌器(62)进行回流污泥的反硝化，通过控制A/O反应器(IV)进水负荷使可生化COD/TKN＞3.0，完成缺氧区的反硝化，同时维持A/O反应器(IV)缺氧区游离氨FA＝30-70mg/L；而后混合液进入好氧反应区，启动气泵(59)进行曝气，并通过调整出水回流比和污泥回流比，使A/O反应器(IV)的游离氨FA浓度从进水端到出水端在70-1mg/L的范围内逐渐降低，保证pH变化最低点在A/O反应器(IV)的末端出现，通过短程硝化去除高氮，处理水NH4 +-N＜15mg/L，NO2 --N累积率为90％-99％，高效的短程硝化与反硝化结束；
6).短程硝化结束后，混合液进入二沉池(V)进行泥水分离，泥水分离结束后，开启污泥回流泵(63)，将活性污泥回流到A/O反应器(IV)缺氧区，污泥回流比为50％-100％；二沉池(V)出水回流到处理水水箱(6)，进行出水回流或溢流出水。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2006100891232A CN100534928C (zh) | 2006-08-04 | 2006-08-04 | 城市垃圾渗滤液短程深度生物脱氮方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2006100891232A CN100534928C (zh) | 2006-08-04 | 2006-08-04 | 城市垃圾渗滤液短程深度生物脱氮方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1887740A CN1887740A (zh) | 2007-01-03 |
| CN100534928C true CN100534928C (zh) | 2009-09-02 |
Family
ID=37577020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2006100891232A Active CN100534928C (zh) | 2006-08-04 | 2006-08-04 | 城市垃圾渗滤液短程深度生物脱氮方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100534928C (zh) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101234836B (zh) * | 2008-02-20 | 2010-12-08 | 重庆钢铁集团三峰科技有限公司 | 一种垃圾渗滤液处理工艺 |
| CN101289264B (zh) * | 2008-06-13 | 2010-10-06 | 北京城市排水集团有限责任公司 | 污泥消化液短程硝化与厌氧氨氧化组合脱氮的装置和方法 |
| CN101734790B (zh) * | 2008-11-20 | 2011-07-20 | 中国环境科学研究院 | 臭氧耦合asbr/sbr控氮磷污泥减量化水处理的方法和反应器 |
| CN101805096B (zh) * | 2010-03-26 | 2012-01-25 | 北京工业大学 | 两级uasb+a/o+sbr工艺处理不同时期垃圾渗滤液深度脱氮的方法 |
| CN102001750B (zh) * | 2010-10-15 | 2012-06-13 | 中国科学院生态环境研究中心 | 控制自由氨累积低温下sbr亚硝化-反亚硝化实现方法 |
| CN102432141B (zh) * | 2011-11-04 | 2013-10-02 | 北京工业大学 | 前置厌氧发酵同步反硝化污水脱氮集污泥减量方法 |
| CN102515429B (zh) * | 2011-12-09 | 2013-11-06 | 北京工业大学 | 晚期垃圾渗滤液a/o与厌氧氨氧化组合脱氮装置与方法 |
| CN102515428B (zh) * | 2011-12-09 | 2013-11-06 | 北京工业大学 | 垃圾渗滤液同步反硝化产甲烷与自养脱氮组合装置与方法 |
| CN103663697B (zh) * | 2013-12-23 | 2015-11-18 | 兰州交通大学 | 游离氨（FA）抑制结合pH值快速实现短程生物脱氮的方法 |
| CN103739066B (zh) * | 2013-12-24 | 2015-12-02 | 清华大学 | 低氮比污水自养脱氮同步污泥发酵耦合反硝化的方法 |
| CN104891732A (zh) * | 2015-05-08 | 2015-09-09 | 华南理工大学 | 一种处理疫病动物尸骸废水的***与方法 |
| CN109160673B (zh) * | 2018-08-21 | 2021-05-25 | 海南大学 | 一种天然橡胶加工废水生物脱氮方法 |
| CN109650540B (zh) * | 2018-12-21 | 2021-06-25 | 海南大学 | 一种天然橡胶加工废水深度生物脱氮装置和方法 |
| CN111018238A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-04-17 | 中建科技有限公司 | 一种垃圾转运站压滤液的处理***以及处理方法 |
| CN113264643A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-08-17 | 知和环保科技有限公司 | 一种焚烧厂渗滤液达标排放的处理工艺 |
-
2006
- 2006-08-04 CN CNB2006100891232A patent/CN100534928C/zh active Active
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| 晚期渗滤液脱氮过程中的抑制现象及其消除. 赵宗升，李炳伟，刘鸿亮，赵云霞，陈智均，许其功.中国环境科学，第24卷第4期. 2004 |
| 晚期渗滤液脱氮过程中的抑制现象及其消除. 赵宗升，李炳伟，刘鸿亮，赵云霞，陈智均，许其功.中国环境科学，第24卷第4期. 2004 * |
| 渗滤液短程硝化反硝化生物脱氮影响因素研究. 许功名，康建雄，孟少魁，熊向阳.工业安全与环保，第32卷第6期. 2006 |
| 渗滤液短程硝化反硝化生物脱氮影响因素研究. 许功名，康建雄，孟少魁，熊向阳.工业安全与环保，第32卷第6期. 2006 * |
| 高氮城市生活垃圾渗滤液短程生物脱氮. 张树军，彭永臻，曾薇，郑淑文，周利.环境科学学报，第26卷第5期. 2006 |
| 高氮城市生活垃圾渗滤液短程生物脱氮. 张树军，彭永臻，曾薇，郑淑文，周利.环境科学学报，第26卷第5期. 2006 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1887740A (zh) | 2007-01-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100534928C (zh) | 城市垃圾渗滤液短程深度生物脱氮方法 | |
| CN100422096C (zh) | 两级uasb+a/o工艺处理城市生活垃圾渗滤液的方法 | |
| CN104761097B (zh) | 一种适用于高浓度、难降解有机废水总氮的处理方法 | |
| CN103011507B (zh) | 短程硝化联合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮处理的控制方法及装置 | |
| CN102126811B (zh) | 用于污水强化脱氮的双缺氧脱氮方法及设备 | |
| CN108046518B (zh) | 一种低碳源污水的强化脱氮除磷的装置和方法 | |
| CN110092536A (zh) | 一种餐厨厌氧消化沼液组合处理工艺 | |
| CN109721157B (zh) | 短程硝化/厌氧氨氧化/短程反硝化-厌氧氨氧化工艺处理晚期垃圾渗滤液的装置与方法 | |
| CN101244880B (zh) | 垃圾渗滤液深度处理的方法 | |
| CN104944689A (zh) | 一种处理高氨氮废水的装置及方法 | |
| CN110642474B (zh) | 一种厌氧-ao-sacr组合式高氨氮污水深度脱氮***及工艺 | |
| CN104860482A (zh) | 上流式厌氧污泥床+缺氧/好氧+厌氧氨氧化反应器工艺处理晚期垃圾渗滤液深度脱氮的方法 | |
| CN104108841A (zh) | 一种基于序批式a/o联动***实现废水深度脱氮的废水处理装置与方法 | |
| CN101811803A (zh) | 一种垃圾渗滤液生物脱氮工艺及装置 | |
| CN106145506A (zh) | 煤化工废水厌氧氨氧化耦合异养反硝化脱氮的装置和方法 | |
| CN104211252B (zh) | 垃圾渗滤液短程硝化反硝化脱氮工艺 | |
| CN101805096B (zh) | 两级uasb+a/o+sbr工艺处理不同时期垃圾渗滤液深度脱氮的方法 | |
| CN108328871A (zh) | 垃圾渗滤液高效脱氮***及其脱氮工艺 | |
| CN110395851A (zh) | 基于氮磷捕获和全程自养脱氮的高海拔城镇污水处理方法 | |
| CN101659502B (zh) | 利用高脱氮合建式奥鲍尔氧化沟处理垃圾渗液的方法 | |
| CN112744912A (zh) | 硫自养反硝化生物滤池、污水处理***及其处理方法 | |
| CN111908618A (zh) | 一种高氨氮废水处理*** | |
| CN104108794A (zh) | 一种实现废水短程硝化的序批式a/o联动***废水处理装置与方法 | |
| CN101863592B (zh) | 一种城镇小型生活垃圾填埋场渗滤液处理方法 | |
| CN105776749B (zh) | 电镀有机废水的催化氧化组合多元生化***及其深度处理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: JIANGSU YULONG E.P. CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: BEIJING INDUSTRY UNIVERSITY Effective date: 20150831 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20150831 Address after: The 214214 Jiangsu Yixing environmental protection industrial park Gaocheng town of Hua Hui Lu No. 6 Patentee after: Jiangsu Yulong Environmental Protection Co., Ltd. Address before: 100022 No. 100 Chaoyang District Ping Tian Park, Beijing Patentee before: Beijing University of Technology |