CN102897973A - 一种对垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种对垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的装置及方法，涉及污水生物领域。该装置包括进水水箱、两个中间水箱及三个SBR反应器，在SBR反应器中设有搅拌装置，在第一和第二SBR反应器中设有曝气装置，进水水箱与第一SBR反应器相连通，中间水箱与相邻的两个SBR反应器相连通。应用上述装置的方法分为：原水与ASBR反应器出水的混合液先在第一SBR反应器中进行反硝化反应，再进行有机物的去除，其出水40%~45%进入第二中间水箱，其余出水直接进入第二SBR反应器中进行短程硝化，第一和第二SBR反应器的出水混合后进入ASBR反应器进行厌氧氨氧化反应，排水后65%~70%的出水回流至进水水箱，剩余出水排出。本发明在不添加任何有机碳源的条件下，实现了对垃圾渗滤液进行深度脱氮的目的。

Description

一种对垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的方法及装置

技术领域

本发明涉及污水生物处理领域，尤其是一种对垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的方法及装置。

背景技术

随着我国经济的发展和人们生活水平的提高，我国城市垃圾产量不断增加，而我国绝大部分垃圾采用填埋处理，与此同时产生的垃圾渗滤液严重影响了我国的水环境。垃圾渗滤液含有大量的有机物和氨氮，属于高氨氮难降解废水，如何有效经济地处理渗滤液，一直是我国水处理方面的重点和难点。

厌氧氨氧化现象自1995年报道以来备受关注。由于在厌氧氨氧化过程中，厌氧氨氧化菌能够将氨氮和亚硝态氮转化为氮气，且不需要氧气的参与，整个过程完全属于自养过程。故与传统的硝化反硝化相比，厌氧氨氧化工艺可以节约50%的供氧费，且无需外加碳源，大大减少了污水处理的处理费用和基建费用。然而垃圾渗滤液中含有大量的有机物，会对厌氧氨氧化反应产生不利的影响。不利影响主要有两个方面，一方面是渗滤液中的有机物多为难降解有机物，有些具有毒性，会对厌氧氨氧化菌产生毒害作用，另一方面渗滤液中的有机物有利于异养反硝化菌的生长，与厌氧氨氧化菌竞争亚硝态氮基质，对厌氧氨氧化反应产生抑制作用。因此，如何降低渗滤液中有机物的影响，决定了是厌氧氨氧化反应能否应用于渗滤液深度脱氮。此外，由于厌氧氨氧化反应会产生一定量的硝态氮，故***出水仍还有硝态氮，也会影响***的脱氮效率。

发明内容

针对上述技术的不足之处，本发明提供一种方法及装置，可以解决垃圾渗滤液处理难、深度脱氮难的问题，尤其是解决了渗滤液中有机物对厌氧氨氧化的影响。

为实现上述目的，本发明提供一种对垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的装置。该装置包括三个SBR反应器（序批式反应器）、进水水箱及两个中间水箱，所述SBR反应器的内部都设有搅拌装置，第一SBR反应器和第二SBR反应器内部设有曝气装置。

一种对垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的装置，其特征在于：该装置包括三个SBR反应器、进水水箱及两个中间水箱，三个SBR反应器分别为第一SBR反应器、第二SBR反应器和ASBR反应器，两个中间水箱分别为第一中间水箱和第二中间水箱；

所述SBR反应器的内部都设有搅拌装置和pH计，第一SBR反应器和第二SBR反应器内部设有曝气装置；第二SBR反应器内部还设有DO仪；

进水水箱与第一SBR反应器相连接，第一SBR反应器与第一中间水箱连接；第一中间水箱还分别与第二中间水箱和第二SBR反应器相连接，第二中间水箱还分别与第二SBR反应器和ASBR反应器相连接，ASBR反应器出水通过回流管与进水水箱连接。

应用所述的一种对垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的装置的方法，其特征在于：

原水进入进水水箱，与ASBR反应器的出水在进水水箱中混合，通过进水管注入第一SBR反应器进行反硝化反应，第一SBR反应器中包含有搅拌装置、曝气装置以及pH计；第一SBR反应器的反硝化反应结束后进行有机物的去除，待有机物去除后，出水全部排入第一中间水箱；期间通过pH的变化判断反硝化终点，待pH出现下降拐点后开启曝气装置，反应器中的好氧异养菌在曝气状态下对原水中的有机碳源进行降解，期间通过pH的变化判断反应结束的终点，待pH 出现下降拐点时停止曝气装置和搅拌装置，排水后第一SBR反应器接着进入下一周期；

第一中间水箱中的40%~45%的出水通过出水管排入第二中间水箱，55%~60%的出水通过进水管注入第二SBR反应器进行短程硝化反应；第二SBR反应器包含有搅拌装置、曝气装置以及pH计、DO仪；第二SBR反应器的短程硝化反应结束后的出水通过出水管直接排入第二中间水箱；期间通过pH 和DO的变化来判断短程硝化的终点，待DO和pH 均出现上升时，停止曝气装置和搅拌装置，排水后第二SBR反应器接着进入下一周期；

第一SBR反应器的出水和第二SBR反应器的出水在第二中间水箱中混合后通过进水管注入ASBR反应器进行厌氧氨氧化反应；期间通过pH的变化来判断反应终点，待pH出现下降拐点时，停止搅拌装置；ASBR反应器包含有搅拌装置和pH计；反应后的出水65%~70%通过回流管回流至进水水箱，剩余的出水通过出水管直接排出，ASBR反应器接着进入下一周期。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的处理装置采用三级SBR***，在不添加任何有机碳源的条件下，达到对垃圾渗滤液进行深度脱氮的目的。

本发明提供的处理方法应用厌氧氨氧化技术对垃圾渗滤液进行深度脱氮处理，与传统的硝化反硝化相比，节约了50%的供氧费，且无需外加碳源，大大减少了污水处理的处理费用和基建费用。由于当亚硝态氮浓度大于100mg/L时厌氧氨氧化菌的活性会受到抑制，因此ASBR反应器采用连续进水方式，避免了高浓度亚硝态氮对厌氧氨氧化反应的抑制，同时减少了一次性进水带来的pH 和温度的变化对反应的不利影响。厌氧氨氧化的进水分别来源于第一SBR反应器和第二SBR反应器的出水，通过好氧曝气去除渗滤液中的有机物，抑制了ASBR反应器中反硝化菌的增长，避免了反硝化菌与厌氧氨氧化菌竞争反应基质，从而更有利于厌氧氨氧化反应的进行。同时，ASBR出水回流，使得产生的硝态氮可以通过反硝化过程去除，提高了***的脱氮率。***进水氨氮浓度为2000±100mg/L，出水氨氮和亚硝态氮均低于5mg/L，总氮约80mg/L，在不外加碳源的条件下***脱氮率达到95%以上。

附图说明

图1为本发明装置部分的结构图；

图2为本发明方法部分的流程图。

主要符号说明如下：

1-原水箱   2-进水泵     3-进水管

4-鼓风机       5-气体流量计     6-第一SBR反应器

7-搅拌器    8-排水阀  9-出水管

10-第一中间水箱  11-DO仪        12-pH计

13- 第二中间水箱 14-曝气头        15-第二SBR反应器

16-气体收集罐   17- ASBR反应器  18-分流管

19-回流管

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

其特征在于：该装置包括三个SBR反应器、进水水箱及两个中间水箱，三个SBR反应器分别为第一SBR反应器、第二SBR反应器和ASBR反应器，两个中间水箱分别第一中间水箱和第二中间水箱；

所述SBR反应器的内部都设有搅拌装置7，第一SBR反应器和第二SBR反应器内部设有曝气装置。

进水水箱1与第一SBR反应器6相连接，第一SBR反应器6与第一中间水箱10连接。第一SBR反应器6内部还设有pH计12。第二SBR反应器内部还设有pH计和DO仪。第一中间水箱10还分别与第二中间水箱13和第二SBR反应器15相连接，第二中间水箱还分别与第二SBR反应器15和ASBR反应器17相连接，ASBR反应器出水通过回流管19与进水水箱1连接。

本发明提供一种对垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的装置。该装置包括三个SBR反应器、进水水箱及两个中间水箱，所述SBR反应器的内部都设有搅拌装置，第一SBR反应器和第二SBR反应器内部设有曝气装置。

如图1所示，本发明提供一种对垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的装置，包括三个SBR反应器、进水水箱与两个中间水箱，三个SBR反应器分为第一SBR反应器6、第二SBR反应器15与ASBR反应器17，两个中间水箱分为第一中间水箱10与第二中间水箱13，第一中间水箱10通过分流水管18与第二中间水箱13相连通。在第一SBR反应器6、第二SBR反应器15与第三SBR反应器17的内部均设有搅拌装置。进水水箱1与第一SBR反应器6相连通，第一中间水箱10的两端分别与第一SBR反应器6和第二SBR反应器15、第二中间水箱13相连接，第二中间水箱的两端分别与第一中间水箱10、第二SBR反应器15和ASBR反应器17相连接，ASBR反应器出水通过回流管19与进水水箱1连接。

进水水箱1与第一SBR反应器6相连接，在进水水箱1与第一SBR反应器6之间的进水管3上设置有进水泵2。在第一SBR反应器6的内部设置有搅拌器7。曝气装置设置在第一SBR反应器6的底部，曝气装置由曝气管、鼓风机4、气体流量计5及曝气头14构成，曝气管的两端分别与鼓风机4以及气体流量计5相连接，气体流量计5与曝气头14通过曝气管相连接。第一SBR反应器6通过出水管9与第一中间水箱10相连接。另外，第一SBR反应器6内部还设有pH计12。

第一中间水箱10与第二SBR反应器15相连接，在第一中间水箱10与第二SBR反应器15之间的进水管3上设置有进水泵2。在第二SBR反应器15的内部设置有搅拌器7，同时设有DO仪11以及pH计12。曝气装置设置在第二SBR反应器15的底部，曝气机构由曝气管、鼓风机4、气体流量计5及曝气头14构成，曝气管的两端分别与鼓风机4以及气体流量计5相连接，气体流量计5与曝气头14通过曝气管相连接。第二SBR反应器15通过出水管3与第二中间水箱13相连接。

第二中间水箱13与ASBR反应器17相连接，在第二中间水箱13与ASBR反应器17之间的进水管1上设置有进水泵3。ASBR反应器17的内部设置有搅拌器7。ASBR反应器顶部连接气体收集罐16和气体流量计5。ASBR反应器17通过出水管9进行排水，通过回流管19进行出水回流。

开启进水泵，将原水晚期渗滤液与ASBR反应器出水的混合液从进水水箱送至第一SBR反应器，开启搅拌装置，反应器进行缺氧反硝化，期间通过pH的变化判断反硝化终点。待pH出现下降拐点时，表明反硝化结束，开启曝气装置，调节气体流量计，反应器开始去除渗滤液中的有机物，期间同样通过pH的变化判断反应终点。当pH出现下降拐点时，表明有机物已经去除，关闭搅拌装置和曝气装置，其出水通过出水管排至第一中间水箱，第一SBR反应器接着进入下一周期。在第一中间水箱里40%~45%出水通过分流管注入第二中间水箱，55%~60%出水在进水泵的作用下，通过进水管送至第二SBR反应器，打开搅拌装置和曝气装置。由于第一SBR反应器的出水中含有大量的氨氮，且有机物含量较少，因此，在第二SBR反应器中可以很快进行硝化反应，期间通过pH和DO的变化来判断反应终点。当pH和DO都开始出现上升时，硝化反应结束。由于进水高FA以及反应后高FNA的联合抑制作用，反应器中进行的硝化反应为短程硝化反应。停止搅拌装置，其出水通过出水管排至第二中间水箱，第二SBR反应器接着进入下一周期。第一SBR反应器出水和第二SBR反应器出水在第二中间水箱混合后，混合液在进水泵的作用下通过进水管送至ASBR反应器，打开搅拌装置，ASBR反应器进行厌氧氨氧化反应。期间通过pH的变化以及是否产气来判断反应终点，当pH出现下降拐点且观察反应器已不产气，表明反应结束，关闭搅拌装置，65%~70%出水回流至进水水箱，剩余出水通过出水管排出，ASBR反应器接着进入下一周期。

整个反应***在运行的过程中，主要依靠ASBR反应器的厌氧氨氧化反应进行脱氮，其进水的氨氮和亚硝态氮分别来源于第一SBR反应器和第二SBR反应器的出水。由于厌氧氨氧化反应是完全自养反应，渗滤液中的有机物会对其产生不利影响，故通过在第一SBR反应器中曝气去除渗滤液中的有机物，来减小有机物对厌氧氨氧化的影响。此外，ASBR反应器的出水65%~70%直接回流至进水水箱，不仅可以调节进水氨氮浓度，同时可以在第一SBR反应器中利用原水的碳源通过反硝化将ASBR出水中的硝态氮去除。因此，整个***在不添加任何有机碳源的条件下，反应器中90%以上的氮素能够以氮气的形式从反应器中脱除，实现真正意义上的深度脱氮。

如图2所示，本发明同时还提供一种对垃圾渗滤液进行深度脱氮的处理方法，包括以下步骤：

（1）原水和ASBR出水在进水水箱混合后，混合液在第一SBR反应器中先进行反硝化，随后进行有机物的去除；

（2）第一SBR反应器的出水注入第一中间水箱，第一中间水箱的55%~60%出水直接注入第二SBR反应器中，40%~45%出水注入第二中间水箱；

（3）第一中间水箱中的第一SBR反应器出水在第二SBR反应器中进行硝化反应；

（4）第二SBR反应器的出水直接注入第二中间水箱，与第一SBR反应器的出水混合；

（5）第二中间水箱的混合液注入ASBR反应器中进行厌氧氨氧化反应；

（6）ASBR反应器的出水65%~70%回流至进水水箱，剩余出水直接排出。

第一SBR反应器在进水后，先进行缺氧搅拌，随后再曝气只进行有机物的去除。由于晚期渗滤液中含有少量的COD和大量的氨氮，而这些少量的有机物会对后续的厌氧氨氧化反应产生不利的影响，因此，去除这些有机物对于维持***的稳定以及***的脱氮效果至关重要。此外，由于厌氧氨氧化反应会产生硝态氮，ASBR反应器的出水中仍含有一定量的硝态氮。将ASBR出水部分回流至进水水箱，通过在第一SBR反应器中的缺氧搅拌，不仅反硝化去除了ASBR反应器出水的硝态氮，同时更加充分地利用了原水中的有机碳源，避免了碳源的浪费。由于在第一SBR反应器中只进行有机物的去除，待pH出现下降拐点立即停止曝气，故未发生硝化反应，第一SBR反应器出水中仍还有大量的氨氮，但COD已明显减少，剩余的仅为难降解有机物，因此第一SBR反应器的出水可以为后续的ASBR反应器提供氨氮基质，同时有效的去除了COD，减少了有机物对厌氧氨氧化反应的影响。

第二SBR反应器的进水来源于第一SBR反应器的出水，其主要作用是将第一SBR反应器的出水进行短程硝化。由于第一SBR反应器的出水中仅剩余难降解的有机物，故在曝气条件下第二SBR反应器可以直接进行硝化反应。在进水高FA和反应后高FNA的联合抑制作用下，第二SBR反应器实现了短程硝化，使得其出水含有大量的亚硝态氮以及极少量的硝态氮，为后续的ASBR反应器提供了亚硝态氮基质。

ASBR反应器的进水为第一SBR反应器出水和第二SBR反应器出水的混合液，该混合液由第一SBR反应器出水的40%~45%和第二SBR反应器出水混合而成。由于在前阶段排除了有机物对厌氧氨氧化的影响，因此能够在ASBR反应器中维持较好的厌氧氨氧化反应，原水中绝大多数的氮素将以氮气的形式从反应器中脱除，实现真正意义上的完全的脱氮。

整个反应***在第一SBR反应器、第二SBR反应器与ASBR反应器中，利用渗滤液中原有的氨氮以及反应产生的亚硝态氮，应用自养脱氮的厌氧氨氧化技术对垃圾渗滤液进行深度脱氮处理，同时将ASBR反应器的出水65%~70%回流，不仅节约能源，且无需外加碳源便能脱出大部分总氮，大大减少了污水处理的处理费用和基建费用。***进水氨氮浓度2000±100mg/L，出水氨氮和亚硝态氮均低于5mg/L，总氮约80mg/L，在不添加外碳源的条件下***脱氮率达到95%以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种对垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的装置，其特征在于：该装置包括三个SBR反应器、进水水箱及两个中间水箱，三个SBR反应器分别为第一SBR反应器、第二SBR反应器和ASBR反应器，两个中间水箱分别为第一中间水箱和第二中间水箱；

所述SBR反应器的内部都设有搅拌装置和pH计，第一SBR反应器和第二SBR反应器内部设有曝气装置；第二SBR反应器内部还设有DO仪；

进水水箱与第一SBR反应器相连接，第一SBR反应器与第一中间水箱连接；；第一中间水箱还分别与第二中间水箱和第二SBR反应器相连接，第二中间水箱还分别与第二SBR反应器和ASBR反应器相连接，ASBR反应器出水通过回流管与进水水箱连接。

2.应用权利要求1所述的一种对垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的装置的方法，其特征在于：

原水进入进水水箱，与ASBR反应器的出水在进水水箱中混合，通过进水管注入第一SBR反应器进行反硝化反应，第一SBR反应器中包含有搅拌装置、曝气装置以及pH计；第一SBR反应器的反硝化反应结束后进行有机物的去除，待有机物去除后，出水排入第一中间水箱；期间通过pH的变化判断反硝化终点，待pH出现下降拐点后开启曝气装置，反应器中的好氧异养菌在曝气状态下对原水中的有机物进行降解，期间通过pH的变化判断反应结束的终点，待pH 出现下降拐点时停止曝气装置和搅拌装置，排水后第一SBR反应器接着进入下一周期；

第一中间水箱中40%~45%的出水通过出水管排入第二中间水箱，55%~60%的出水通过进水管注入第二SBR反应器进行短程硝化反应；第二SBR反应器包含有搅拌装置、曝气装置以及pH计、DO仪；第二SBR反应器的短程硝化反应结束后的出水通过出水管直接排入第二中间水箱；期间通过pH 和DO的变化来判断短程硝化的终点，待DO和pH 均出现上升时，停止曝气装置和搅拌装置，排水后第二SBR反应器接着进入下一周期；

第一SBR反应器的出水和第二SBR反应器的出水在第二中间水箱中混合后通过进水管注入ASBR反应器进行厌氧氨氧化反应；期间通过pH的变化来判断反应终点，待pH出现下降拐点时，停止搅拌装置；ASBR反应器包含有搅拌装置和pH计；反应后的出水65%~70%通过回流管回流至进水水箱，剩余的出水通过出水管直接排出，ASBR反应器接着进入下一周期。

Images