申请日2004.11.04
公开(公告)日2006.05.10
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明是一种处理垃圾渗滤液的一体化生物反应器，涉及环保技术。本发明由两个生物反应区和一个调节区组成，每个生物反应区内均填充生物填料，形成好氧区和厌氧区。在好氧区内，有机物被好氧异养菌降解为无机碳，并控制氨氮的硝化过程在亚硝化阶段，将50%的氨氮氧化为亚硝酸盐，好氧区的出水在调节区中与pH调节剂混合均匀后，进入厌氧区。在厌氧区，厌氧氨氧化菌以氨氮为电子供体还原亚硝酸盐，以亚硝酸盐为电子受体来氧化氨氮，将氨氮和亚硝态氮转变成氮气，部分有机物被其它厌氧微生物吸收或降解。本发明可在垃圾渗滤液低碳氮比的水质条件下完成氨氮和有机物的去除，调节垃圾渗滤液水质和水量的冲击负荷，运行高效稳定。
権利要求書
1.一种处理垃圾渗滤液的一体化生物反应器，为封闭的容器，由好 氧生物反应区、厌氧生物反应区和调节区三部分组成，每个生物反应区 内均有部分区域填充生物填料，并分别在好氧和厌氧条件下运行，调节 区位于好氧区和厌氧区之间;其特征在于：
好氧生物反应区和厌氧生物反应区容腔内的上部、中部结构相同， 在两区容腔内，上部上方各水平设有一横向支架，横向支架两端与侧壁 固接，中部各设有三相分离器，三相分离器由中心筒和倒锥台构成，中 心筒为倒T型，上端圆筒与支架中部固接，下端为喇叭口，中心筒喇叭 口下方水平设置倒锥台，倒锥台的四周缘与容腔内壁固接，三相分离器 下方各设有球型填料;
厌氧生物反应区容腔内的上部侧壁设有出水管;
好氧生物反应区和厌氧生物反应区的顶部都设有水封盖，其中心上 侧固接有气体排出管，两气体排出管的另一端接气体处理设备;
好氧生物反应区容腔内下部上方水平设有污水进水管，污水进水管 下方水平设有曝气板，曝气板上有复数个孔，其四周缘与容腔内壁固接， 其下方侧壁设有进气管;
厌氧生物反应区容腔内下部上方水平设有布水板，布水板上有复数 个布水孔，其四周缘与容腔内壁固接，其下方水平设有加热管，加热管 从侧壁穿出后与加热设备相连;
好氧生物反应区与调节区相邻的侧壁上方有出水口，将好氧生物反 应区和调节区连通;
厌氧生物反应区与调节区相邻的侧壁下方有进水口，将厌氧生物反 应区和调节区连通;
调节区的顶端设有加药管，加药管外端与加药设备相通。
2.如权利要求1所述的一体化生物反应器，其特征在于：所述好氧 生物反应区的外侧壁上还设有插口，插口上安装溶解氧监测计电极;
厌氧生物反应区的外侧壁上，上方的出水管与反应器好氧区的污水 进水管相通，在出水管与污水进水管连通的管路上设有回流泵，下方设 有pH和温度监测计、氧化还原电位监测计;
调节区的容腔内，设有布水装置。
3.如权利要求1所述的一体化生物反应器，其特征在于：所述加热 管为复数个，汇入一根总管，总管从侧壁穿出后与加热设备相连。
4.如权利要求2所述的一体化生物反应器，其特征在于：所述布水 装置，由出水槽和配水管组成，配水管又分为配水干管、配水支管;布 水装置有三种结构。
5.如权利要求4所述的一体化生物反应器，其特征在于：所述布水 装置的三种结构，第一种是在调节区的容腔内中部，于好氧生物反应区 出水口的下方，水平设一出水槽，出水槽底面上有复数个孔，孔顺反应 器对角线方向或径向排列，孔下方垂直固接有配水支管，配水支管的长 度，依反应器对角线或直径的一端向另一端逐渐加长;
第二种是在调节区的容腔内中部，于好氧生物反应区出水口的下方， 水平设一出水槽，出水槽底面上有复数个孔，孔排列成一行，孔下方垂 直固接有配水干管，配水干管在竖直方向上等距水平设置复数个配水支 管;
第三种是由数个第二种布水装置组合而成。
6.如权利要求5所述的一体化生物反应器，其特征在于：所述第二 种布水装置中的配水支管，其两端向上翘起。
7.如权利要求5所述的一体化生物反应器，其特征在于：所述调节 区的布水装置，可根据不同需要，选用不同的结构;当设计水量大，反 应器容积大时，选用第一种或第三种布水装置;好氧反应区出水侧壁宽 小于1~1.5米时，选择第二种布水装置;布水装置中的配水管可根据实 际水量相应增加。
8.如权利要求2所述的一体化生物反应器，其特征在于：所述回流 泵，构成回流系统，部分厌氧生物反应区的出水回流至反应器进水处， 与垃圾渗滤液混合进入好氧反应区，以降低高浓度污染物的负荷冲击， 回流量视垃圾渗滤液中污染物浓度而定，当进水中氨氮浓度低于1000mg/L 时，回流停止。
9.如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的一体化生物反应器， 其特征在于：
所述的好氧生物反应区内，降解有机物的微生物和亚硝化菌附着生 长在生物填料上，有机物被好氧异养菌降解为无机碳，控制氨氮的硝化 过程在亚硝化阶段，并保持50%~55%的氨氮氧化为亚硝酸盐;
所述的厌氧生物反应区内，培养厌氧氨氧化菌附着生长在填料上， 厌氧氨氧化菌以氨氮为电子供体来还原亚硝酸盐，以亚硝酸盐为电子受 体来氧化氨氮，将氨氮和亚硝态氮转变成氮气，部分有机物被其它厌氧 微生物吸收或降解;
调节区的布水装置，可调节水质，使好氧生物反应区不同时段的出 水在预混合区中充分混合，同时调节水的pH值以保证水质的稳定和使厌 氧反应区在最佳状况。
说明书
一种处理垃圾渗滤液的一体化生物反应器
技术领域
本发明涉及环保技术领域，涉及一体化生物反应器，特别是一种处 理垃圾渗滤液的生物反应器。
背景技术
垃圾渗滤液是一种危害较大、处理难度较大的高浓度氨氮废水。它 含有多种污染物质，主要的水质特征：氨氮浓度高，且碳氮(C/N)的 比例失调;BOD5/CODcr比值变化大，水质和水量的时间和地域变化性。 目前国内外处理渗滤液的主要技术有生物处理和物化处理，物化处理技 术虽有较好的处理效果，但成本昂贵，能耗大，易产生二次污染，生物 处理技术由于具有经济简便等优点而被普遍采用。
传统的生物脱氮包括生物好氧硝化和反硝化两个步骤，工艺流程如 图5所示。污水输进反硝化池处理后，进入完全硝化池处理，完全硝化 池出来的混合液，一部分回流入反硝化池二次处理，一部分进入二沉池 沉淀，底层泥由下方输出，一部分回流入反硝化池二次处理，一部分排 出，上层合格水由上方排出。
该技术处理垃圾渗滤液，存在以下主要问题：
(1)能耗大，1g氨氮完全硝化需耗氧4.57g。
(2)反硝化过程需要足够的有机碳源作为电子供体才能保证脱氮率。 而对于高氨氮、低碳氮比(C/N)的垃圾渗滤液，难以有效地反硝化， 使脱氮效率较低，而外加碳源不仅增加处理成本，还易造成二次污染
(3)工艺流程复杂，污泥回流和混合液回流增加动力费用。
垃圾渗滤液具有水质和水量的时间和地域变化性，目前的生物处理 设施和反应装置不能很好地调节水质和水量的负荷冲击，存在运行不稳 定，处理效率低等主要缺点。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有处理设施面临的问题，将亚硝化与厌 氧氨氧化技术相结合，提出一种能稳定、高效处理垃圾渗滤液的一体化 生物反应器。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案是提供一种处理垃圾渗滤 液的一体化生物反应器，为封闭的容器，由好氧生物反应区、厌氧生物 反应区和调节区三部分组成，每个生物反应区内均有部分区域填充生物 填料，并分别在好氧和厌氧条件下运行，调节区位于好氧区和厌氧区之 间;
好氧生物反应区和厌氧生物反应区容腔内的上部、中部结构相同， 在两区容腔内，上部上方各水平设有一横向支架，横向支架两端与侧壁 固接，中部各设有三相分离器，三相分离器由中心筒和倒锥台构成，中 心筒为倒T型，上端圆筒与支架中部固接，下端为喇叭口，中心筒喇叭 口下方水平设置倒锥台，倒锥台的四周缘与容腔内壁固接，三相分离器 下方各设有球型填料;
厌氧生物反应区容腔内的上部侧壁设有出水管;
好氧生物反应区和厌氧生物反应区的顶部都设有水封盖，其中心上 侧固接有气体排出管，两气体排出管的另一端接气体处理设备;
好氧生物反应区容腔内下部上方水平设有污水进水管，污水进水管 下方水平设有曝气板，曝气板上有复数个孔，其四周缘与容腔内壁固接， 其下方侧壁设有进气管;
厌氧生物反应区容腔内下部上方水平设有布水板，布水板上有复数 个布水孔，其四周缘与容腔内壁固接，其下方水平设有加热管，加热管 从侧壁穿出后与加热设备相连;
好氧生物反应区与调节区相邻的侧壁上方有出水口，将好氧生物反 应区和调节区连通;
厌氧生物反应区与调节区相邻的侧壁下方有进水口，将厌氧生物反 应区和调节区连通;
调节区的容腔顶端设有加药管，加药管外端与加药设备相通。
所述的一体化生物反应器，其所述好氧生物反应区的外侧壁上还设 有插口，插口上安装溶解氧监测计电极;
厌氧生物反应区的外侧壁上，上方的出水管与反应器好氧区的污水 进水管相通，在出水管与污水进水管连通的管路上设有回流泵，下方设 有pH和温度监测计、氧化还原电位监测计;
调节区的容腔内，设有布水装置。
所述的一体化生物反应器，其所述加热管为复数个，汇入一根总管， 总管从侧壁穿出后与加热设备相连。
所述的一体化生物反应器，其所述布水装置，由出水槽和配水管组 成，配水管又分为配水干管、配水支管;布水装置有三种结构。
所述的一体化生物反应器，其所述布水装置的三种结构，第一种是 在调节区的容腔内中部，于好氧生物反应区出水口的下方，水平设一出 水槽，出水槽底面上有复数个孔，孔顺反应器对角线方向或径向排列， 孔下方垂直固接有配水支管，配水支管的长度，依反应器对角线或直径 的一端向另一端逐渐加长;
第二种是在调节区的容腔内中部，于好氧生物反应区出水口的下方， 水平设一出水槽，出水槽底面上有复数个孔，孔排列成一行，孔下方垂 直固接有配水干管，配水干管在竖直方向上等距水平设置复数个配水支 管;
第三种是由数个第二种布水装置组合而成。
所述的一体化生物反应器，其所述第二种布水装置中的配水支管， 其两端向上翘起。
所述的一体化生物反应器，其所述调节区的布水装置，可根据不同 需要，选用不同的结构;当设计水量大，反应器容积大时，选用第一种 或第三种布水装置;好氧反应区出水侧壁宽小于1~1.5米时，选择第二 种布水装置;布水装置中的配水管可根据实际水量相应增加。
所述的一体化生物反应器，其所述回流泵，构成回流系统，部分厌 氧生物反应区的出水回流至反应器进水处，与垃圾渗滤液混合进入好氧 反应区，以降低高浓度污染物的负荷冲击，回流量视垃圾渗滤液中污染 物浓度而定，当进水中氨氮浓度低于1000mg/L时，回流停止。
所述的一体化生物反应器，其特征是：
所述的好氧生物反应区内，降解有机物的微生物和亚硝化菌附着生 长在生物填料上，有机物被好氧异养菌降解为无机碳，控制氨氮的硝化 过程在亚硝化阶段，并保持50%~55%的氨氮氧化为亚硝酸盐;
所述的厌氧生物反应区内，培养厌氧氨氧化菌附着生长在填料上， 厌氧氨氧化菌以氨氮为电子供体来还原亚硝酸盐，以亚硝酸盐为电子受 体来氧化氨氮，将氨氮和亚硝态氮转变成氮气，部分有机物被其它厌氧 微生物吸收或降解;
调节区的布水装置，可调节水质，使好氧生物反应区不同时段的出 水在预混合区中充分混合，同时调节水的pH值以保证水质的稳定和使厌 氧反应区在最佳状况。
本发明中的处理垃圾渗滤液的一体化反应器具有以下优点：
(1)微生物相多样化，能存活世代时间较长的微生物。
(2)脱氮效率高，无需投加有机碳源。
(3)工艺流程简单，无需污泥回流，能耗低，无需单独设置沉淀池， 运行简便。
(4)运行稳定，耐水质、水量的负荷冲击
(5)工艺布置紧凑，占地少，基建投资省。
(6)反应器封闭运行，产生的气体集中收集排出，保证处理场地的环境 卫生。
