上流式厭氧污泥床+缺氧/好氧+厭氧氨氧化反應(yīng)器工藝處理晚期垃圾滲濾液深度脫氮的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種處理晚期垃圾滲濾液深度脫氮方法，屬于短程硝化-厭氧氨氧化工藝城市生活垃圾滲濾液生物脫氮技術(shù)領(lǐng)域，適用于晚期垃圾滲濾液深度處理。通過短程硝化-厭氧氨氧化深度處理實際城市生活晚期垃圾滲濾液，實現(xiàn)氨氮和總氮的深度去除，從而解決晚期垃圾滲濾液生物處理出水總氮不達(dá)標(biāo)，投加碳源成本高的問題。
【背景技術(shù)】
[0002]衛(wèi)生填埋是發(fā)展中國家常用的垃圾處理方式，但垃圾衛(wèi)生填埋以后，會產(chǎn)生大量的滲濾液。垃圾滲濾液是水質(zhì)水量變化大、有機物和氨氮濃度高、成分復(fù)雜的一類難處理污水。其水質(zhì)會隨填埋時間而出現(xiàn)很大變化，通常將填埋時間在5年以上的填埋場產(chǎn)生的滲濾液稱為晚期滲濾液，而這類滲濾液尤其難處理。其可生化性差，氨氮含量通常都大于2500mg/L, COD在3000mg/L以下也以難生物降解的有機物為主，C/N極低通常小于3，非常不利于有機物降解和生物脫氮反應(yīng)的進行。較低的C/N不但對常規(guī)生物處理有較強的抑制，而且也會因為有機碳的缺乏難以進行有效的反硝化。
[0003]垃圾滲濾液的處理目前運用較多的是生物法。如SBR (Sequencing batchreactor,間歇式活性污泥法)工藝，UASB (up-flow anaerobic sludge blanket,上流式厭氧污泥床)工藝，Anammox (厭氧氨氧化)工藝，厭氧-好氧工藝，人工濕地等，都是以生物法為主。然而晚期滲濾液中有機物大多難降解，氨氮含量高，故如何有效去除高氨氮和反硝化碳源缺乏是其生物處理的關(guān)鍵所在?，F(xiàn)有的處理工藝通常需外加碳源解決反硝化碳源缺乏問題，同時生化處理后還需通過“超濾+反滲透”雙膜法實現(xiàn)COD的達(dá)標(biāo)排放，建設(shè)和處理費用高，總氮去除率不高，很難實現(xiàn)大規(guī)模工程化應(yīng)用。
[0004]短程硝化反硝化是解決滲濾液生物脫氮的有效途徑之一。眾所周知，與全程硝化反硝化脫氮相比，短程硝化反硝化具有非常明顯的優(yōu)點:在硝化階段可節(jié)約25%的曝氣量；反硝化可減少40 %的碳源；污泥產(chǎn)量減少50 % ;反應(yīng)器容積減少30 %?40 %。因此，短程硝化是節(jié)能降耗的工藝。有研宄表明，控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度、PH值、游離氨(FA)、游離亞硝酸(FNA)、溶解氧(DO)濃度等可實現(xiàn)體系內(nèi)的亞硝態(tài)氮積累，繼而實現(xiàn)短程硝化。晚期垃圾滲濾液氨氮濃度高，游離氨和游離亞硝酸都不低，在適宜的溫度和溶解氧的條件下，易于實現(xiàn)短程硝化。
[0005]厭氧氨氧化(anaerobicammonium oxidat1n，ΑΝΑΜΜ0Χ)是一種完全自養(yǎng)的生物氮素轉(zhuǎn)化過程，相比于傳統(tǒng)脫氮工藝，無需外加碳源、節(jié)約50%的動力消耗。因此，若能將厭氧氨氧化工藝應(yīng)用到C/N低的晚期垃圾滲濾液的處理上將解決反硝化碳源缺乏問題。而要實現(xiàn)厭氧氨氧化需滿足較長的污泥齡；反應(yīng)器內(nèi)可降解的COD很少；反應(yīng)器內(nèi)存在一定量的亞硝態(tài)氮。而我們前期研宄發(fā)現(xiàn)，垃圾滲濾液在控制FA、pH和溶解氧(DO)等條件下較容易實現(xiàn)短程硝化。晚期垃圾滲濾液可降解的COD不多，且厭氧反應(yīng)器(UASB)污泥生長慢，有比較廠的污泥齡。因此，可以采用UASB實現(xiàn)垃圾滲濾液的厭氧氨氧化。然而，在已有的厭氧氨氧化的研宄中大多采用模擬污水，用實際垃圾滲濾液研宄的很少；同時也基本上都是用單一反應(yīng)器，反應(yīng)條件控制嚴(yán)格，不利于該工藝的工程應(yīng)用。
[0006]本工藝采用“UASB+缺氧/好氧(A/Ο) +厭氧氨氧化反應(yīng)器(ANAOR) ”實現(xiàn)短程硝化-厭氧氨氧化耦合技術(shù)處理城市生活晚期垃圾滲濾液，完全依靠生物處理，降低了處理成本，簡化了處理工藝。
[0007]因此，基于以上研宄背景，本工藝以北京某垃圾填埋場產(chǎn)生的晚期垃圾滲濾液為研宄對象，擬采用一級UASB (UASBl) -A/0-厭氧氨氧化反應(yīng)器AUASB (UASB2)。前端UASBl-A/O工藝降解COD，A/0反應(yīng)器中實現(xiàn)短程硝化，后續(xù)厭氧氨氧化反應(yīng)器AUASB經(jīng)厭氧氨氧化深度脫氮。通過出水硝化液回流到一級UASB，設(shè)置不同的回流比，考餐最佳的工藝運行條件，以期通過短程硝化和厭氧氨氧化，在未對系統(tǒng)內(nèi)投加碳源的情況下，實現(xiàn)氨氮和總氮的同步、株度去除。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]現(xiàn)有的晚期垃圾滲濾液處理中存在如下難題:由于氨氮含量高，易使出水總氮不達(dá)標(biāo)；硝化和反硝化是氮脫除的主要方式，但晚期垃圾滲濾液經(jīng)常因為缺乏碳源而使反硝化不徹底；為了補充碳源，經(jīng)常需外加碳源，繼而使得垃圾滲濾液處理成本大幅度上升。因此目前需要一整套經(jīng)濟有效的工藝處理垃圾滲濾液，特別是C/N低的晚期垃圾滲濾液。
[0009]本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有晚期垃圾滲濾液處理的技術(shù)問題主要是生物脫氮技術(shù)存在的問題和目前的晚期垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀，采用UASB+缺氧/好氧(A/Ο) +厭氧氨氧化反應(yīng)器(ANAOR)組合工藝處理晚期垃圾滲濾液，強化其生物處理技術(shù)，最大限度的降低滲濾液處理成本。通過短程硝化-厭氧氨氧化耦合，在不外加碳源的條件下，增強其氨氮和總氮的去除效果和去除效率，解決晚期滲濾液出水氨氮、總氮不達(dá)標(biāo)問題。
[0010]本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于高氨氮污水的處理，特別適用于各城市垃圾填埋場特別是填埋時間超過5年的晚期垃圾滲濾液的處理。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0012]本發(fā)明設(shè)計的UASB+缺氧/好氧(A/0) +厭氧氨氧化反應(yīng)器(ANAOR)處理晚期城垃圾滲濾液的裝置，其特征在于:
[0013]包括一體化水箱(I )、UASB ( II )、A/0反應(yīng)器(III)、二沉池(IV )、中間水箱(V )和 ANAOR(VI)；
[0014]原水格室(I)通過UASB ( II )進水泵(3)及UASB ( II )原滲濾液進水管⑷連接到混合管(5)II )原滲濾液進水泵(3)前設(shè)有止回閥(2) ;A/0反應(yīng)器(III)出水管連接二沉池(IV)后通過硝化液回流泵(20)和硝化液回流管(9)連接到混合管(5);混合管(5)與UASB ( II )底部相連；在混合管(5)后設(shè)有止回閥(6) ;UASB( II )硝化液進水泵(20)前設(shè)有閥門(21);
[0015]UASB ( II )內(nèi)設(shè)有 UASB ( II)三相分離器(11) ；UASB( II )頂部設(shè)有一級 UASB ( II)出水管(12)，與A/0反應(yīng)器(III)底部進水口連接，出水管上部連接一個UASB( II )內(nèi)循環(huán)管(10)，UASB( II )內(nèi)循環(huán)泵⑶通過UASB( II )內(nèi)循環(huán)管(10)與UASB( II )底部進水口相連；內(nèi)循環(huán)泵⑶前設(shè)有止回閥(7);
[0016]A/0反應(yīng)器(III)分為缺氧段和好氧段，缺氧段設(shè)有A/ο反應(yīng)器(III)機械攪拌裝置(13)，好氧段與A/Ο反應(yīng)器(III)氣泵(15)通過A/Ο反應(yīng)器(III)供氣管(17)相連，每格均設(shè)有曝氣頭(16)，曝氣頭(16)與供氣管(17)相連;A/0反應(yīng)器(III)設(shè)有A/Ο反應(yīng)器
(III)出水管(18)，A/0反應(yīng)器(III)出水管(18)與二沉池(IV)相連，缺氧段通過污泥回流泵(19)和污泥回流管(14)與二沉池(IV)的底部相連；
[0017]二沉池(IV)上部設(shè)有二沉池(IV)出水管(22)，該管通過中間水箱(V)進水泵
(24)和中間水箱(V)進水管(22)與中間水箱(V)下部相連，在中間水箱(V)進水泵(24)前設(shè)有控制閥；
[0018]中間水箱(V)上部通過出水管(25)與ANAOR反應(yīng)器(VI)底部進水口相連，通過中間水箱(V)出水管(25)通過ANAOR反應(yīng)器(VI)進水泵(27)與ANAOR反應(yīng)器(VI)底部進水口相連；
[0019]ANAOR反應(yīng)器(VI)通過進水泵(27)通過進水管(25)與中間水箱(V)相連，ANAOR反應(yīng)器(VI)通過進水泵(27)前設(shè)有控制閥；ANA0R反應(yīng)器(VI)內(nèi)設(shè)有三相分離器(33)，ANAOR反應(yīng)器(VI)頂部設(shè)有ANAOR反應(yīng)器(VI)出水管(34)，出水管上部連接一根ANAOR反應(yīng)器(VI)內(nèi)循環(huán)管(32)，ANAOR反應(yīng)器(VI)內(nèi)循環(huán)泵(31)通過ANAOR反應(yīng)器(VI)內(nèi)循環(huán)管(32)與ANAOR反應(yīng)器(VI)底部進水口相連；ANA0R反應(yīng)器(VI)底部設(shè)有控制閥。
[0020]本發(fā)明設(shè)計的UASB+缺氧/好氧(A/0) +厭氧氨氧化反應(yīng)器(ANAOR)處理城市生活晚期垃圾滲濾液的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0021]1.)滲濾液從一體化水箱(I )由原水格室(I)通過UASB( II )進水泵(3)及UASB( II )原滲濾液進水管(4)進入到一級UASB( II )，與此同時，一部分A/0反應(yīng)器(III)出水經(jīng)過二沉池(IV)后通過硝化液回流管(9)被硝化液回流泵(20)泵入到UASB( II );同時，啟動UASB( II )內(nèi)循環(huán)泵(8);其中進入到UASB( II )的原滲濾液與回流的硝化液體積比在1:1?1:4 ；UASB( II )的水力停留時間(HRT)控制在1.38d?2.76d ；
[0022]2.)UASB ( II )出水進入A/0反應(yīng)器(III)缺氧段，啟動A/0反應(yīng)器(III)機械攪拌裝置(13)，同時，二沉池(IV)的污泥通過污泥回流泵(19)回流到A/0反應(yīng)器(III)缺氧段，回流體積100?500%，回流污泥中的亞硝態(tài)氮與硝態(tài)氮在此進行反硝化；在A/0反應(yīng)器(III)好氧段，開啟A/0反應(yīng)器(III)氣泵(15)，通過A/0反應(yīng)器(III)氣泵(15)，空氣進入A/0反應(yīng)器(III)供氣管(17)、和A/0反應(yīng)器(III)曝氣頭(16)，為A/0反應(yīng)器(I