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    垃圾滲濾液短程硝化反硝化脫氮處理方法

    發布時間:2021-3-16 9:44:32  中國污水處理工程網

    申請日 20201119 

    公開(公告)日 20210202 

    IPC分類號 C02F3/30; C02F103/06; C02F101/16 

    摘要

    本發明公開了一種垃圾滲濾液短程硝化反硝化脫氮處理方法,屬于水污染防治技術領域。本發明采用UASB反硝化反應器作為反硝化單元,垃圾滲濾液原水首先與回流硝化液混合進入到UASB反硝化反應器中,隨后反硝化單元出水通過分點進水的方式進入到好氧亞硝化系統中進行生物亞硝化反應;最后通過硝化液的回流與微生物反硝化實現脫氮。本發明實現了反硝化菌與亞硝化菌的分離與積累,以及兩類微生物的高密度培養,相比于分點進水前、分點進水后,系統中游離氨FA濃度降低到合適的范圍,對亞硝化微生物抑制降低,系統內亞硝化微生物活性提高。 

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    權利要求書 

    1.一種垃圾滲濾液短程硝化反硝化脫氮處理方法,其特征在于,所述的方法為UASB反硝化-分點進水短程硝化組合,包括如下步驟: 

    (1)采用UASB反硝化反應器作為反硝化單元,采用多格好氧池作為短程硝化單元;將UASB反硝化反應器的出水以分點進水的方式分配到短程硝化反應單元的不同分格單元中進行硝化反應; 

    (2)短程硝化反應單元的出水一部分排放,一部分回流到反硝化單元,與垃圾滲濾液原水混合,在UASB反硝化反應器中實現反硝化脫氮;污泥一部分回流至短程硝化單元的前端,進行微生物接種,同時實現亞硝化菌在短程硝化單元內的循環;一部分污泥作為剩余污泥定期排放; 

    (3)垃圾滲濾液原水與回流的短程硝化單元的出水混合后進入UASB反硝化反應器,進行反硝化反應; 

    重復(1)-(3)即實現了垃圾滲濾液短程硝化反硝化脫氮處理。 

    2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,步驟(1)所述的短程硝化單元采用多級曝氣系統,將曝氣池分成等體積的2至4格或多格運行,控制溶解氧濃度小于1.0mg/L,反應器溫度在30±1℃,以利于實現穩定的亞硝化。 

    3.根據權利要求1或2所述的方法,其特征在于,步驟(1)所述的反硝化單元和短程硝化單元的有效容積比為1:4。 

    4.根據權利要求1-3任一項所述的方法,其特征在于,步驟(1)所述短程硝化單元中,分點進水的最優化條件為,UASB出水按1:1進入到好氧池前兩個分格的前端。 

    5.根據權利要求1-4任一項所述的方法,其特征在于,步驟(2)所述的污泥回流比為100%。 

    6.根據權利要求1-5任一項所述的方法,其特征在于,步驟(3)所述的短程硝化單元的出水回流比為100%-600%。 

    7.根據權利要求1-6任一項所述的方法,其特征在于,所述UASB反硝化-分點進水短程硝化系統進行微生物接種后啟動運行,接種污泥取自垃圾滲濾液處理中心好氧池,短程硝化單元接種污泥濃度為3g/L,反硝化單元接種污泥濃度為10g/L。 

    8.根據權利要求1-7任一項所述的方法,其特征在于,所述進水和回流采用污水提升泵精確控制。 

    9.分點進水在降低垃圾滲濾液中游離氨濃度的方法,其特征在于,包括如下步驟: 

    (1)采用UASB反硝化反應器作為反硝化單元,采用多格好氧池作為短程硝化單元;將UASB反硝化反應器的出水以分點進水的方式分配到短程硝化反應單元的不同分格單元中進行硝化反應; 

    (2)短程硝化反應單元的出水一部分排放,一部分回流到反硝化單元,與滲濾液原水混合,在UASB反硝化反應器中實現反硝化脫氮;污泥一部分回流至短程硝化單元的前端,進行微生物接種,同時實現亞硝化菌在短程硝化單元內的循環;一部分污泥作為剩余污泥定期排放; 

    (3)垃圾滲濾液原水與回流的短程硝化單元的出水混合后加入UASB反硝化反應器,進行反硝化反應; 

    重復(1)-(3)即實現了垃圾滲濾液中游離氨濃度的降低。 

    10.根據權利要求9所述的方法,其特征在于,步驟(1)所述短程硝化單元中,分點進水的最優化條件為,UASB出水按1:1進入到好氧池前兩個分格的前端。 


    說明書  

    一種垃圾滲濾液短程硝化反硝化脫氮處理方法 

    技術領域 

    本發明涉及一種垃圾滲濾液短程硝化反硝化脫氮處理方法,屬于水污染防治技術領域。 

    背景技術 

    很長時間以來,我國城市垃圾的處理主要是以衛生填埋為主。相對于其他處理方式來說,衛生填埋處理成本低,操作簡便。但長年的實踐經驗表明,填埋不僅會占用大量土地,而且帶來填埋場周圍空氣的污染;更重要的是,填埋過程中會產生大量的垃圾滲濾液需要處理。而垃圾滲濾液具有很高的氨氮濃度,特別是老齡垃圾滲濾液具有高氨氮和低碳氮比的特征,采用傳統的脫氮方法往往面臨著能耗高和碳源不足等問題。如何經濟有效地處理垃圾滲濾液仍是一個挑戰。 

    生物脫氮是較為經濟有效的方法。在傳統的生物處理過程中,高濃度的氨氮通過完全硝化與反硝化反應去除。然而由于氨氮濃度很高且碳氮比低,導致硝化過程中需要大量曝氣,能耗較高,同時,反硝化過程中需要投加大量的碳源,脫氮成本高。短程硝化反硝化通過將硝化過程控制在亞硝化階段,直接利用亞硝態氮進行反硝化,縮短了反應過程,能夠加快反應速度,節約20%左右的曝氣量和40%左右的有機碳源。在高氨氮廢水處理中,常常利用游離氨(FA)對氨氧化菌(AOB)和亞硝酸鹽氧化菌(NOB)的抑制差異性實現短程硝化。然而,老齡垃圾滲濾液的堿度較高,水質往往偏堿性,進入生物脫氮系統后容易造成高濃度的FA,而FA具有較強的生物毒性,過高濃度的FA對AOB和NOB均具有明顯的抑制作用,從而導致系統亞硝化速率低,系統脫氮效率低。因此,降低FA濃度,減少其對AOB的抑制作用,對于氨氮的高效脫除至關重要。 

    目前常用的降低FA濃度通常為將原水稀釋從而降低抑制,但這種方法需要增加調節池,增加了基建成本,需要配套設施的投入,增加了污水處理的成本。其次,稀釋原水需要控制FA濃度既能抑制NOB菌又不嚴重抑制AOB菌,而實際垃圾滲濾液水質水量變化很大,操作起來不夠方便。 

    此外,脫氮過程往往經由硝化和反硝化兩個階段,需要由異養菌(脫碳及反硝化)和自養菌(硝化)兩大類微生物來完成,這些微生物具有不同的生理習性,各自有最適的生長環境條件,但傳統的脫氮過程中這兩種微生物都需經歷好氧-缺氧環境,影響各自微生物功能的發揮。 

    發明內容 

    為了解決上述至少一個問題,本發明通過多點進水的方式來合理分配進入短程硝化系統各部分的基質濃度,在降低營養負荷和提高污泥濃度的同時降低FA濃度,以減少FA對AOB的抑制,提高亞硝化微生物的比生長優勢,增強系統亞硝化性能及系統脫氮效率。同時,采用雙泥系統,對亞硝化菌和反硝化菌進行分離,有利于分別發揮兩者的優勢,提高脫氮效率。 

    本發明的第一個目的是提供一種垃圾滲濾液短程硝化反硝化脫氮處理方法,所述的方法為UASB反硝化-分點進水短程硝化組合,包括如下步驟: 

    (1)采用UASB反硝化反應器作為反硝化單元,采用多格好氧池作為短程硝化單元;將UASB反硝化反應器的出水以分點進水的方式分配到短程硝化反應單元的不同分格單元中進行硝化反應; 

    (2)短程硝化反應單元的出水一部分排放,一部分回流到反硝化單元,與垃圾滲濾液原水混合,在UASB反硝化反應器中實現反硝化脫氮;污泥一部分回流至短程硝化單元的前端,進行微生物接種,同時實現亞硝化菌在短程硝化單元內的循環;一部分污泥作為剩余污泥定期排放; 

    (3)垃圾滲濾液原水與回流的短程硝化單元的出水混合后進入UASB反硝化反應器,進行反硝化反應; 

    重復(1)-(3)即實現了垃圾滲濾液短程硝化反硝化脫氮處理。 

    在本發明的一種實施方式中,步驟(1)所述的短程硝化單元采用多級曝氣系統,將曝氣池分成等體積的2至4格或多格運行,控制溶解氧濃度小于1.0mg/L,反應器溫度在30±1℃,以利于實現穩定的亞硝化。 

    在本發明的一種實施方式中,步驟(1)所述的反硝化單元和短程硝化單元的有效容積比為1:4。 

    在本發明的一種實施方式中,步驟(1)所述短程硝化單元中,進水(UASB出水)以分點進水方式進入到好氧池不同分格的前端,以降低系統的營養負荷和游離氨濃度,提升亞硝化速率。 

    在本發明的一種實施方式中,步驟(1)所述短程硝化單元中,分點進水的最優化條件為,UASB出水按1:1進入到好氧池前兩個分格的前端。 

    在本發明的一種實施方式中,步驟(1)所述的硝化反應是去除滲濾液中的有機物,并使氨氮轉化為亞硝態氮。 

    在本發明的一種實施方式中,所述進水和回流采用污水提升泵精確控制。 

    在本發明的一種實施方式中,步驟(2)所述的污泥回流比(污泥回流的質量和進水的質量的比值)為100%。 

    在本發明的一種實施方式中,步驟(3)所述的短程硝化單元的出水回流比(短程硝化單元的出水與進水的體積的比值)為100%-600%。 

    在本發明的一種實施方式中,步驟(3)所述的反硝化反應是去除部分有機物和硝化液中的亞硝態氮,實現缺氧反硝化脫氮過程;同時,在UASB中實現反硝化污泥的截留和高密度培養,以提高反硝化效率。 

    在本發明的一種實施方式中,所述UASB反硝化-分點進水短程硝化系統進行微生物接種后啟動運行,接種污泥取自垃圾滲濾液處理中心好氧池,短程硝化單元接種污泥濃度為3g/L,反硝化單元接種污泥濃度為10g/L。 

    在本發明的一種實施方式中,所述反硝化單元中垃圾滲濾液原水與回流硝化液混合進入UASB反硝化反應器,利用垃圾滲濾液原水中的碳源進行反硝化,同時為后續硝化提供堿度,可以提高反硝化單元微生物濃度和脫氮速率。UASB反硝化反應器中微生物可以懸浮態生長,也可以在UASB反硝化反應器中裝填不同填料作為微生物生長的載體,實現微生物附著生長;反硝化菌被截留在UASB反硝化反應器中并進行高密度培養,以提高反硝化速率。 

    在本發明的一種實施方式中,所述的短程硝化單元中,微生物可以懸浮態生長,也可以在反應器中裝填不同填料作為微生物生長的載體,實現微生物附著生長。亞硝化菌一直在短程硝化單元中循環,不經過反硝化過程,從而有利于其保持活性,有利于亞硝化反應過程。 

    本發明的第二個目的是分點進水在降低垃圾滲濾液中游離氨濃度的方法,包括如下步驟: 

    (1)采用UASB反硝化反應器作為反硝化單元,采用多格好氧池作為短程硝化單元;將UASB反硝化反應器的出水以分點進水的方式分配到短程硝化反應單元的不同分格單元中進行硝化反應; 

    (2)短程硝化反應單元的出水一部分排放,一部分回流到反硝化單元,與滲濾液原水混合,在UASB反硝化反應器中實現反硝化脫氮;污泥一部分回流至短程硝化單元的前端,進行微生物接種,同時實現亞硝化菌在短程硝化單元內的循環;一部分污泥作為剩余污泥定期排放; 

    (3)垃圾滲濾液原水與回流的短程硝化單元的出水混合后加入UASB反硝化反應器,進行反硝化反應; 

    重復(1)-(3)即實現了垃圾滲濾液中游離氨濃度的降低。 

    本發明的有益效果: 

    (1)本發明提供了一種垃圾滲濾液短程硝化反硝化的方法,解決了FA對AOB嚴重抑制的問題,提高了系統亞硝化速率,增強了系統負荷和脫氮效率,對實際應用具有良好的指導作用。 

    (2)利用本發明的方法處理老齡垃圾滲濾液,采用分點進水的方式,亞硝化系統單元前兩個分格(O1、O2池)中FA濃度降低到7.91和5.81mg/L,減少了FA對AOB的抑制,總氮去除率(NRE)提高了52.93%,總氮容積負荷提高了23.5%,補充碳源后總氮去除率達到80%左右。(發明人:施萬勝;賀亮;阮文權;趙明星;張煒;顧利星;華天予;陸東亮 )

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