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垃圾渗滤液处理生物脱氮方法

发布时间:2021-5-1 8:01:59  中国污水处理工程网

申请日 20200720

公开(公告)日 20210205 

IPC分类号 C02F3/30; C02F103/06; C02F101/16 

摘要

一种用于垃圾渗滤液实际处理工程的生物脱氮装置和方法,属于污水处理技术领域。垃圾渗滤液依次进入水解酸化池1、中间水泵2、进水流量计3、UASB反应器4、好氧池7、8和9、二沉池11、二沉池清水池12,罗茨风机10向好氧池通入压缩空气。此时,控制工艺运行条件,使好氧池发生氨氮的短程硝化反应,二沉池出水经回流泵13和回流流量计14将亚硝氮送回水解酸化池,进水中的氨氮和回流水中的亚硝氮进行厌氧氨氧化反应,解决了厌氧氨氧化反应亚硝氮难以稳定生成和总氮去除的难题,缩短了垃圾渗滤液生化脱氮过程中的反应流程和反应时间,节省了反应池容积和好氧池曝气量,提高了垃圾渗滤液生物脱氮效率,同时避免产生大量的剩余污泥。 


权利要求书 

1.一种应用于垃圾渗滤液实际处理工程的生物脱氮工艺的装置,其特征在于,包括水解酸化池(1)、UASB反应器(6)、好氧池、二沉池(15); 

水解酸化池(1)依次经由中间水泵(4)、进水流量计(5)与UASB反应器(6)底部的进水口连接,碳源加药系统(3)加在UASB进水管路上,UASB反应器底部设有布水器,UASB反应器(6)包括反应器主体、UASB尾气吸收罐(7)、气体流量计(8)、UASB反应器循环泵(9)、UASB循环流量计(10),反应器主体整体为圆柱形罐体,反应器主体上部为口径变大的端口,上端口内设有三相分离器,三相分离器采用倒置的漏斗装置,漏斗装置的上端口分别与UASB尾气吸收罐(7)、气体流量计(8)连接,UASB尾气吸收罐(7)经由气体流量计(8)将UASB尾气吸收罐(7)内的气体引出,反应器主体上端口内三相分离器的外侧设有溢流堰,溢流堰对应的反应器主体侧面上设有出水口即UASB反应器(6)的出水口经由UASB反应器循环泵(9)、UASB循环流量计(10)与反应器主体底部的进水口即UASB反应器(6)底部的进水口连接,形成循环管路;同时UASB反应器(6)的出水口与好氧池进水口连接,好氧池出水口与二沉池(15)进水口连接,二沉池(15)底部的排泥口经由污泥回流泵(19)与好氧池进水口连接,二沉池(15)出水口与二沉池清水池(16)连接,二沉池清水池(16)依次经污水回流泵(17)、回流流量计(18)与水解酸化池(1)连接;水解酸化池(1)内设有搅拌装置,同时水解酸化池(1)同时还配有pH加药系统(2);好氧池底部设有曝气头与罗茨风机(14)连接,用于曝气。 

2.按照权利要求1所述的一种应用于垃圾渗滤液实际处理工程的生物脱氮工艺的装置,其特征在于,所述的好氧池也记为O池为同一好氧池分割成串联的三部分。 

3.按照权利要求1所述的一种应用于垃圾渗滤液实际处理工程的生物脱氮工艺的装置,其特征在于,所述水解酸化池、UASB反应器、好氧池、二沉池通过污水管路依次相连;水解酸化池和UASB反应器接种厌氧污泥,好氧池接种好氧污泥;二沉池有出水回流到水解酸化池前端,二沉池污泥回流到好氧池前端。 

4.按照权利要求1所述的一种应用于垃圾渗滤液实际处理工程的生物脱氮工艺的装置,其特征在于,水解酸化池为长方体构型,内有填料和推流器,进水口位于长方体池体的前端上部,末端下部有中间水泵向后续UASB反应器供水,中间水泵后接电磁流量计记录废水流量。 

5.按照权利要求1所述的一种应用于垃圾渗滤液实际处理工程的生物脱氮工艺的装置,其特征在于,所述UASB反应器共有两台,并联运行;具体的包括圆柱形罐体、外部的循环泵、底部的布水器、上部的三相分离器、溢流堰和尾气吸收罐以及气体流量计,进水通入循环泵从反应器底部进水口通过布水器进入;厌氧发酵产生的气体经三相分离器从顶部管路进入尾气吸收罐进行吸收,吸收剩余气体通过气体流量计记录体积;出水经上部溢流堰流出,随管路进入好氧池。 

6.按照权利要求1所述的一种应用于垃圾渗滤液实际处理工程的生物脱氮工艺的装置,其特征在于,二沉池(15)底部的排泥口还与排泥隔膜泵(20)连接,用于排泥;二沉池清水池(16)还与污水提升泵(21)连接,用于将水进行下一步的程序。 

7.采用权利要求1-6任一项所述的装置进行垃圾渗滤液生物脱氮的方法,其特征在于,包括以下步骤: 

好氧池短程硝化实现过程:(1)各池接种污泥并进水调试;(2)将好氧池由调试阶段相对较高的溶解氧逐步降低到2.0mg/L左右,同时将好氧池进水即UASB反应器出水pH提高到8.2-8.5;日常测定好氧池污泥沉降比SV30或者污泥浓度,若SV30<20则需要加大二沉池污泥回流或者补充污泥,若SV30>30则不需要污泥回流;监测好氧池亚硝氮积累量与积累率,亚硝氮积累率达到一定程度后可以进行厌氧氨氧化调试启动;(3)然后维持上述步骤(2)将二沉池清水池回流至水解酸化池进行厌氧氨氧化,从而实现亚硝氮和氨氮同步去除; 

水解酸化池厌氧氨氧化实现过程:①好氧池在亚硝氮积累量和积累率相对较低的阶段,需外加有机碳源供反硝化脱氮,后续启动厌氧氨氧化阶段则停止投加碳源;②水解酸化池pH维持在7.5-8.0之间;③通过调整进水流量和回流比将水解酸化池进水C/N比尽可能降低(最好低于2.5);④利用回流水带来的亚硝氮进行厌氧氨氧化反应实现亚硝氮和氨氮同步去除;⑤维持上述步骤②-④的运行同时使得水解酸化池不断地进水不断地进行厌氧氨氧化。 

8.按照权利要求7所述的方法,其特征在于,步骤(2)亚硝氮积累率达到一定程度指的是积累50%以上。 

9.按照权利要求7所述的方法,其特征在于,步骤③通过调整进水流量和回流比将水解酸化池进水C/N比低于2.5。 


说明书  

一种用于垃圾渗滤液实际处理工程的生物脱氮装置和方法 

技术领域 

本发明涉及垃圾渗滤液处理技术领域,具体为一种应用于垃圾渗滤液实际处 理工程的新型生物脱氮工艺方法和处理单元。 

技术背景 

垃圾渗滤液是城乡生活垃圾卫生填埋产生的二次污染。生活垃圾渗滤液的特 点是有机物种类多,成分复杂,毒害大、氨氮含量高、营养比例失衡、色度高且 恶臭、水质和水量变化。垃圾渗滤液是典型的高氨氮废水,脱氮是垃圾渗滤液处 理的重点和难点。 

传统的硝化反硝化脱氮工艺应用广泛,但垃圾渗滤液的碳氮比很低,脱氮需 要额外投加碳源,导致运行成本高。另外,高浓度的氨氮会抑制微生物的生长和 代谢,致使反硝化和COD去除效率不高。因此,寻求一种经济高效的处理方法 是亟待解决的问题。短程硝化过程将氨氮控制在氧化成亚硝氮阶段,厌氧氨氧化 反应是在厌氧条件下氨氮与亚硝氮反应转化为N2,反应过程因耗氧少、反应速 度快、剩余污泥量少、无需外加碳源等特点,此两种工艺尤其是其组合工艺具有 运行成本低、节省反应器体积和反应时间的优势,但工程规模上的案例报道不多。 其主要问题在于工程规模上亚硝氮难以稳定生成,导致短程硝化和厌氧氨氧化工 艺一直没有大规模应用。因此,通过控制工艺运行中的操作条件,营造有利于微 生物生存的环境,以实现工程规模上亚硝氮的稳定生成。 

发明内容 

本发明目的是为了实现工程规模上亚硝氮的稳定生成、在工程规模上启动短 程硝化-厌氧氨氧化工艺,实现垃圾渗滤液的经济高效生物脱氮。所述技术方案 如下: 

一种应用于垃圾渗滤液实际处理工程的生物脱氮工艺的装置,其特征在于, 包括水解酸化池(1)、UASB反应器(6)、好氧池、二沉池(15); 

水解酸化池(1)依次经由中间水泵(4)、进水流量计(5)与UASB反应 器(6)底部的进水口连接,碳源加药系统(3)加在UASB进水管路上,UASB 反应器底部设有布水器,UASB反应器(6)包括反应器主体、UASB尾气吸收 罐(7)、气体流量计(8)、UASB反应器循环泵(9)、UASB循环流量计(10), 反应器主体整体为圆柱形罐体,反应器主体上部为口径变大的端口,上端口内设 有三相分离器,三相分离器采用倒置的漏斗装置,漏斗装置的上端口分别与 UASB尾气吸收罐(7)、气体流量计(8)连接,UASB尾气吸收罐(7)经由气 体流量计(8)将UASB尾气吸收罐(7)内的气体引出,反应器主体上端口内 三相分离器的外侧设有溢流堰,溢流堰对应的反应器主体侧面上设有出水口即UASB反应器(6)的出水口经由UASB反应器循环泵(9)、UASB循环流量计 (10)与反应器主体底部的进水口即UASB反应器(6)底部的进水口连接,形 成循环管路;同时UASB反应器(6)的出水口与好氧池进水口连接,好氧池出 水口与二沉池(15)进水口连接,二沉池(15)底部的排泥口经由污泥回流泵(19) 与好氧池进水口连接,二沉池(15)出水口与二沉池清水池(16)连接,二沉池 清水池(16)依次经污水回流泵(17)、回流流量计(18)与水解酸化池(1)连 接;水解酸化池(1)内设有搅拌装置,同时水解酸化池(1)同时还配有pH加 药系统(2);好氧池底部设有曝气头与罗茨风机(14)连接,用于曝气。 

所述的好氧池也记为O池为同一好氧池分割成串联的三部分。 

所述水解酸化池、UASB反应器、好氧池、二沉池通过污水管路依次相连; 水解酸化池和UASB反应器接种厌氧污泥,好氧池接种好氧污泥;二沉池有出 水回流到水解酸化池前端,二沉池污泥回流到好氧池前端。 

水解酸化池为长方体构型,内有填料和推流器,进水口位于长方体池体的前 端上部,末端下部有中间水泵向后续UASB反应器供水,中间水泵后接电磁流 量计记录废水流量。 

具体的,所述UASB反应器共有两台,并联运行。具体的包括圆柱形罐体、 外部的循环泵、底部的布水器、上部的三相分离器、溢流堰和尾气吸收罐以及气 体流量计,进水通入循环泵从反应器底部进水口通过布水器进入;厌氧发酵产生 的气体经三相分离器从顶部管路进入尾气吸收罐进行吸收,吸收剩余气体通过气 体流量计记录体积(尾气是混合气体,包含硫化氢甲烷等,吸收罐可以吸收硫化 氢等有毒气体,剩下甲烷经流量计记录产气量);出水经上部溢流堰流出,随管 路进入好氧池。另设有取样口和人孔。 

二沉池(15)底部的排泥口还与排泥隔膜泵(20)连接,用于排泥;二沉池 清水池(16)还与污水提升泵(21)连接,用于将水进行下一步的程序; 

采用上述装置进行垃圾渗滤液生物脱氮的方法,其特征在于,包括以下步骤: 

好氧池短程硝化实现过程:(1)各池接种污泥并进水调试;(2)将好氧池由 调试阶段相对较高的溶解氧逐步降低到2.0mg/L左右,同时将好氧池进水即 UASB反应器出水pH提高到8.2-8.5;日常测定好氧池污泥沉降比SV30(或者 污泥浓度),若SV30<20则需要加大二沉池污泥回流或者补充污泥,若SV30>30 则不需要污泥回流;监测好氧池亚硝氮积累量与积累率,亚硝氮积累率达到一定 程度(约50%以上)后可以进行厌氧氨氧化调试启动;(3)然后维持上述步骤(2) 将二沉池清水池回流至水解酸化池进行厌氧氨氧化,从而实现亚硝氮和氨氮同步 去除; 

水解酸化池厌氧氨氧化实现过程:①好氧池在亚硝氮积累量和积累率相对较 低的阶段,需外加有机碳源供反硝化脱氮,后续启动厌氧氨氧化阶段则停止投加 碳源;②水解酸化池pH维持在7.5-8.0之间;③通过调整进水流量和回流比将水 解酸化池进水C/N比尽可能降低(最好低于2.5);④利用回流水带来的亚硝氮 进行厌氧氨氧化反应实现亚硝氮和氨氮同步去除;⑤维持上述步骤②-④的运行 同时使得水解酸化池不断地进水不断地进行厌氧氨氧化。 

具体的,所述应用于垃圾渗滤液实际处理工程的新型生物脱氮工艺方法和处 理单元的原理为:将经过前处理的垃圾渗滤液通入接种好污泥的各处理单元,垃 圾渗滤液中的高浓度氨氮在好氧池进行短程硝化反应生成亚硝氮,随回流管路回 到水解酸化池;进水中的氨氮和回流水中的亚硝氮在水解酸化池中通过厌氧氨氧 化反应同步去除,实现垃圾渗滤液的经济高效生物脱氮。 

本发明提供的技术方案带来的有益效果是: 

本发明提供的应用于垃圾渗滤液实际处理工程的新型生物脱氮工艺方法和 处理单元,依次通过水解酸化池、UASB反应器、好氧池、二沉池等生物处理单 元。采用短程硝化-厌氧氨氧化工艺,在好氧池中控制微生物生存环境进行氨氮 的亚硝化反应,实现了亚硝氮的积累,同时在水解酸化池成功启动厌氧氨氧化反 应进行总氮的脱除,实现了垃圾渗滤液中高浓度氨氮和总氮的低碳经济高效去除。 采用短程硝化将氨氮只氧化成亚硝氮和厌氧氨氧化进行亚硝氮和氨氮同步去除 的工艺,解决了厌氧氨氧化反应亚硝氮难以稳定生成和总氮去除的难题,缩短了 垃圾渗滤液生化脱氮过程中的反应流程和反应时间,节省了反应池容积和好氧池 曝气量,提高了垃圾渗滤液生物脱氮效率,同时避免了传统生物脱氮产生的大量 剩余污泥,降低了垃圾渗滤液处理成本,对相关节能、低碳高效脱氮技术的工程化具有重要的指导意义。 

(发明人:曾明;赵少奇;张阳;李佳雷 )

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