申请日2011.09.05
公开(公告)日2013.06.19
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种中老龄垃圾渗滤液的生物脱氮方法和装置，通过使渗滤液中的氨氮与空气中的氧气发生硝化反应和使渗滤液中的氨氮与硝氮、亚硝氮在反应器内发生厌氧氨氧化反应两个步骤对中老龄垃圾渗滤液进行处理，以高效去除氮污染物。通过本发明设计而成的生物脱氮处理装置，构造简洁、操作方便，运行费用低，易于实现自动化控制，本反应器生态环保，采用的填料是垃圾填埋场陈年垃圾，以废治废，且不会产生二次污染，对于渗滤液总氮的达标处理和高效低耗运行具有实际应用价值。
权利要求书
1.一种中老龄垃圾渗滤液的生物脱氮装置，其特征在于，包括预处理装置 和厌氧氨氧化反应装置，所述预处理装置包括渗滤液储槽、泵、风机和预处理 反应器，所述泵通过管道连接渗滤液储槽和预处理反应器，所述预处理反应器 中部设置有曝气装置，所述曝气装置与风机连接;所述厌氧氨氧化反应装置包 括中间池、泵和厌氧氨氧化反应器，所述中间池通过泵与厌氧氨氧化反应器连 接。
2.权利要求1所述中老龄垃圾渗滤液的生物脱氮装置，其特征在于，所述 预处理反应器中填有填料，所述填料为垃圾填埋场填埋5～15年的陈垃圾，其 干重密度1.6～1.9g/cm3，孔隙率0.28～0.35%，含水率9%～11%。
3.中老龄垃圾渗滤液的生物脱氮方法，其特征在于，使用权利要求2所述 装置，包括如下步骤：
1)将中老龄渗滤液泵至预处理反应器顶部，喷洒在预处理反应器内的填料 上，使渗滤液在重力作用下由上而下渗流;将曝气管埋入反应器中部进行通气， 使渗滤液中的氨氮与空气中的氧气发生硝化反应;
2)将经预处理的出水均匀泵入厌氧氨氧化反应器顶部，喷洒在反应器填料 上至渗滤液淹没填料，使渗滤液在重力作用下由上而下渗流，渗滤液中的氨氮 与硝氮、亚硝氮在反应器内发生厌氧氨氧化反应;
上述过程中反应器所处的环境温度控制在25℃～30℃，所述中老龄垃圾渗 滤液中COD2000～3000mg/L，氨氮2000～2500mg/L,BOD5/COD≤0.15， TN/BOD5≤0.1。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1)中反应器进水的水力 负荷控制在10～100L·m-3·d-1，气固比控制在0.05～0.2。
说明书
中老龄垃圾渗滤液的生物脱氮方法和装置
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种中老龄垃圾渗滤液的生物脱氮 方法和装置，适用于垃圾填埋场的中老龄垃圾渗滤液的处理。
背景技术
垃圾填埋场渗滤液是垃圾经过堆积或填埋后因压实和生物降解作用使垃圾 中原有的水、垃圾降解反应生成的水、场内深入的雨水、地下水和地表水经过 垃圾层过滤后渗出的污水。根据垃圾填埋场的垃圾填埋年限，5～8年垃圾填埋 场渗滤液称为中年期渗滤液，大于10年的被称为老龄垃圾渗滤液。中老龄垃圾 渗滤液成分复杂，随着填埋时间的延长，其中的可生化降解有机物大幅度降低， 渗滤液中多为难降解有机物。氨氮浓度高，碳/氮(C/N)比值低等是此类垃圾 渗滤的重要特征之一，这给渗滤液的处理带来了困难，因此渗滤液的处理是废 水处理中亟待解决的问题之一。
新颁布的国家《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)不仅对垃 圾渗滤液的COD、BOD5、氨氮(NH4-N)和悬浮物等指标进行了更严格的控 制，也明确了总氮(TN)、总磷(TP)及重金属的排放指标。由于中老年渗滤 液的特点，传统的废水处理和渗滤液处理技术要达到新的排放标准，特别是总 氮的标准面临严峻挑战，迫切需要新的渗滤液处理技术。
发明内容
针对老龄垃圾渗滤液物化处理成本高、并有二次污染物质产生，生化处理 中由于氨氮浓度高，C/N比失调，难以采用传统生物脱氮技术的现状，本发明提 供了一种低处理成本、无二次污染，高效低耗的新型生物脱氮方法及装置。
本发明的技术方案如下：
一种中老龄垃圾渗滤液的生物脱氮方法，步骤如下：
1)将中老龄渗滤液泵至预处理反应器顶部，喷洒在预处理反应器内的填料 上，使渗滤液在重力作用下由上而下渗流;将曝气管埋入反应器中部进行通气， 使渗滤液中的氨氮与空气中的氧气发生硝化反应;
2)将经预处理的出水均匀泵入厌氧氨氧化反应器顶部，喷洒在反应器填料 上至渗滤液淹没填料，使渗滤液在重力作用下由上而下渗流，渗滤液中的氨氮 与硝氮、亚硝氮在反应器内发生厌氧氨氧化反应;
上述过程中反应器所处的环境温度控制在25℃～30℃，所述中老龄垃圾渗 滤液中COD2000～3000mg/L，氨氮2000～2500mg/L，BOD5/COD≤0.15， TN/BOD5≤0.1，所述填料为垃圾填埋场填埋5～15年的陈垃圾，其干重密度1.6～ 1.9g/cm3，孔隙率0.28%～0.35%，含水率9%～11%。
通过控制进水负荷和进气量可以调节出水渗滤液中氨氮和亚硝氮浓度比 值，步骤1)中进水的水力负荷控制在10～100L.m-3.d-1，气固比(气固比指的 是通气量与反应器内的填料体积之比)控制在0.05～0.2，可使出水氨氮和亚硝 氮浓度比值达到1∶1～1∶1.32。
步骤2)中进水(即经预处理的出水)的总氮负荷≤1.0g TN/kg(VS).d，可 使渗滤液中的总氮的去除率达到90%以上。
本发明的原理在于，在陈垃圾的反应器中能发生以下反应：
步骤1)生硝化反应，反应式为：
NH4++1.5O2→NO2-+2H++H2O
NH4++2O2→NO3-+2H++H2O
步骤2)厌氧氨氧化反应，反应式为：
NH4++NO2-→N2+H2O
5NH4++3NO3-→4N2+9H2O+2H+
另外，为方便上述技术方案的实施，本发明还提供一种用于上述技术方案 的装置：
包括预处理装置和厌氧氨氧化反应装置，所述预处理装置包括渗滤液储槽、 泵、风机和预处理反应器，渗滤液储槽用于储存渗滤液，泵通过管道连接渗滤 液储槽和预处理反应器，可将渗滤液输送至预处理反应器顶部，所述预处理反 应器中部设置有曝气装置，所述曝气装置与风机连接;所述厌氧氨氧化反应装 置包括中间池、泵和厌氧氨氧化反应器，所述中间池通过泵与厌氧氨氧化反应 器连接，可将中间池内的液体泵至所述反应器的顶部。
泵与渗滤液储槽之间设有流量计，用于计量进入到反应器内的进水量;所 述曝气装置与风机之间设有气体流量计，用于控制进入到反应器的气量;泵与 中间池之间也设有流量计。
预处理反应器底部设有出水阀，可将预处理反应完的出水排入中间池;厌 氧氨氧化反应器底部也设有出水阀。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下优点：本发明生物脱氮方法对 于中老龄垃圾渗滤液的处理具有成本低，没有二次污染，不需要外加碳源，总 氮的去除率可以达到90%以上;本发明的生物脱氮装置，填料成本低廉、反应 器操作运行方便，运行费用低，易于实现自动化控制，具有高效低耗的特点。
