本發(fā)明公開了一種垃圾滲濾液短程硝化反硝化生物脫氮方法，屬于垃圾滲濾液處理領(lǐng)域。本發(fā)明通過厭氧?微氧?好氧短程硝化反應(yīng)器，利用AOB和NOB氧飽和常數(shù)的區(qū)別，通過限制反應(yīng)器內(nèi)部DO濃度、添加化學(xué)抑制劑KClO3來快速富集AOB，同時(shí)控制溫度、堿度等其它條件獲得亞硝酸鹽的積累，微氧區(qū)亞硝化率達(dá)到90%以上。以垃圾滲濾液厭氧出水作為進(jìn)水，采用前置反硝化，亞硝化液回流中的NO2??N能夠充分利用進(jìn)水中的碳源進(jìn)行反硝化，穩(wěn)定后系統(tǒng)出水COD去除率保持在80%左右，NH4+?N去除率保持在98%以上;且本發(fā)明所述方法工藝運(yùn)行穩(wěn)定，系統(tǒng)在受到一定負(fù)荷沖擊后及時(shí)調(diào)整，系統(tǒng)去污能力可以快速得到恢復(fù)。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種厭氧-微氧-好氧生物脫氮反應(yīng)器，其特征在于，包括進(jìn)水池、反應(yīng)器主體、沉淀池和PLC控制系統(tǒng);所述進(jìn)水池通過進(jìn)水泵與反應(yīng)器主體進(jìn)水口進(jìn)行連接;所述反應(yīng)器主體內(nèi)部以隔板分成4個(gè)區(qū)域，依次為厭氧區(qū)、微氧區(qū)、過渡區(qū)和好氧區(qū);所述隔板底部與反應(yīng)器主體底部連接，頂部與反應(yīng)器主體頂部預(yù)留一定距離;所述微氧區(qū)、過渡區(qū)和好氧區(qū)內(nèi)部均設(shè)有一個(gè)折流板，所述折流板與反應(yīng)器主體頂部連接，底部與反應(yīng)器主體底部預(yù)留一定距離;所述厭氧區(qū)內(nèi)部設(shè)有攪拌裝置;所述微氧區(qū)內(nèi)部設(shè)有pH在線測定儀、溫度在線監(jiān)測儀、微氧區(qū)DO在線監(jiān)測儀和微氧區(qū)空氣泵;所述過渡區(qū)底部通過亞硝化液回流泵與進(jìn)水泵連接;所述好氧區(qū)內(nèi)部設(shè)有好氧區(qū)DO在線監(jiān)測儀和好氧區(qū)空氣泵;所述反應(yīng)器通過出水口與沉淀池連接;所述沉淀池底部通過污泥回流泵與進(jìn)水泵連接;所述進(jìn)水泵、攪拌裝置、加熱裝置、pH在線測定儀、溫度在線監(jiān)測儀、微氧區(qū)DO在線監(jiān)測儀、微氧區(qū)空氣泵、好氧區(qū)DO在線監(jiān)測儀、好氧區(qū)空氣泵、亞硝化液回流泵和污泥回流泵的均與PLC控制系統(tǒng)連接。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器主體側(cè)壁設(shè)置加熱裝置，所述加熱裝置與PLC控制系統(tǒng)連接。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器主體由不銹鋼材質(zhì)制成;所述加熱裝置為硅膠加熱帶;所述硅膠加熱帶外側(cè)還設(shè)置石棉層。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，微氧區(qū)和好氧區(qū)底部設(shè)有曝氣裝置，曝氣裝置中的進(jìn)氣口通過管道與空氣泵連接，進(jìn)氣口和空氣泵之間設(shè)置氣體流量計(jì)。

　　5.一種垃圾滲濾液厭氧出水深度生物脫氮的處理方法，其特征在于，所述方法是以垃圾滲濾液厭氧出水作為進(jìn)水，采用前置反硝化，應(yīng)用權(quán)利要求1～4任一所述的厭氧-微氧-好氧生物脫氮反應(yīng)器處理垃圾滲濾液。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　1)向反應(yīng)器主體部分接種污泥，接種污泥來自垃圾滲濾液處理廠污泥濃縮池好氧池污泥，污泥濃度為4～7g/L好氧池污泥;

　　2)垃圾滲濾液經(jīng)厭氧發(fā)酵后的出水，其pH值為6.5～8.2，COD、NH4+-N、BOD5、SS和TP分別為5～6g/L、1～2.2g/L、1～2g/L、2.5～4g/L和35～50mg/L;

　　3)好氧區(qū)出水經(jīng)過沉淀池后達(dá)到泥水分離，整個(gè)階段定期排泥，污泥齡(SRT)控制在15-20d，MLSS控制在5～10g/L。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的處理方法，其特征在于，整個(gè)實(shí)施過程溫度控制在30～35℃。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的處理方法，其特征在于，反應(yīng)器運(yùn)行過程中進(jìn)水C/N為4～8;微氧區(qū)DO為0.2～1.5mg/L;亞硝化液回流比為300%～1500%;污泥回流比為20%～40%。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的處理方法，其特征在于，厭氧區(qū)連續(xù)攪拌，微氧區(qū)控制DO在0.5～1.0mg/L，添加3～7mmol/L的KClO3，好氧區(qū)控制DO在3.0～5.0mg/L。

　　10.權(quán)利要求1～4任一所述的反應(yīng)器在污水或廢水處理中的應(yīng)用。

　　說明書

　　一種垃圾滲濾液短程硝化反硝化生物脫氮方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種垃圾滲濾液短程硝化反硝化生物脫氮方法，屬于垃圾滲濾液處理領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　采取衛(wèi)生填埋處理城市垃圾過程中，有機(jī)物被微生物分解產(chǎn)生水分，加上雨水、地表水和地下水的滲入而產(chǎn)生垃圾滲濾液。垃圾滲濾液成分復(fù)雜，含有大量的有機(jī)物、有毒有害物及重金屬等，若不妥善處理會對周邊環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。厭氧生物處理是現(xiàn)階段垃圾滲濾液處理的主要手段，具有工藝穩(wěn)定、運(yùn)行費(fèi)用低、占地少等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)厭氧處理后出水具有高化學(xué)需氧量(COD)、高氨氮(NH4+-N)、低C/N特性，采用傳統(tǒng)硝化反硝化方式進(jìn)行脫氮需消耗大量的能源和碳源，因此，利用短程硝化反硝化工藝實(shí)現(xiàn)垃圾滲濾液高效低耗脫氮成為熱點(diǎn)。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種垃圾滲濾液厭氧出水深度生物脫氮的處理方法。短程硝化反硝化通過條件控制將系統(tǒng)中亞硝酸鹽氧化菌(NOB)活性進(jìn)行抑制，提高氨氧化細(xì)菌(AOB)活性，從而將硝化過程控制在NO2–N階段，然后在缺氧或厭氧條件下直接進(jìn)行反硝化。影響AOB和NOB因素較多，如溶解氧(DO)、pH值、進(jìn)水C/N、游離氨(FA) 濃度、溫度(T)、污泥齡(SRT)、超聲及化學(xué)抑制劑等。相比傳統(tǒng)硝化反硝化，短程硝化反硝化省略了“NO2–N→NO3–N→NO2–N”過程，節(jié)省了約25%的耗氧量和40%的有機(jī)碳源，針對高NH4+-N、低C/N廢水具有較高的應(yīng)用價(jià)值。研究工作中常利用AOB和NOB對環(huán)境適應(yīng)能力不同，控制系統(tǒng)中DO濃度或FA濃度可實(shí)現(xiàn)NO2–N累積，但在實(shí)際廢水處理過程中，水質(zhì)成分復(fù)雜，影響因素較多，單一的控制某種影響因子難以維持系統(tǒng)穩(wěn)定，需要添加氯酸鹽、次氯酸鹽、羥胺等化學(xué)抑制劑快速實(shí)現(xiàn)NO2–N累積。本發(fā)明采用厭氧-微氧-好氧脫氮反應(yīng)器基于短程硝化反硝化技術(shù)對垃圾滲濾液經(jīng)厭氧消化后出水進(jìn)行生物脫氮，模擬反應(yīng)器受到短期負(fù)荷沖擊后其耐負(fù)荷沖擊能力及恢復(fù)情況，使反應(yīng)器出水滿足《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T31962-2015)的要求。

　　本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種厭氧-微氧-好氧生物脫氮反應(yīng)器，包括進(jìn)水池、反應(yīng)器主體、沉淀池和PLC控制系統(tǒng);所述進(jìn)水池通過進(jìn)水泵與反應(yīng)器主體的進(jìn)水口進(jìn)行連接;所述反應(yīng)器主體內(nèi)部以隔板分成4個(gè)區(qū)域，依次為厭氧區(qū)、微氧區(qū)、過渡區(qū)和好氧區(qū);所述隔板底部與反應(yīng)器主體底部連接，頂部與反應(yīng)器主體頂部預(yù)留一定距離;所述厭氧區(qū)內(nèi)部設(shè)有攪拌器;所述微氧區(qū)內(nèi)部設(shè)有pH在線測定儀、溫度在線監(jiān)測儀、微氧區(qū)DO在線監(jiān)測儀和微氧區(qū)空氣泵;所述過渡區(qū)底部通過亞硝化液回流泵與進(jìn)水泵連接;所述好氧區(qū)內(nèi)部設(shè)有好氧區(qū)DO在線監(jiān)測儀和好氧區(qū)空氣泵;所述反應(yīng)器主體通過出水口與沉淀池連接;所述沉淀池底部通過污泥回流泵與進(jìn)水泵連接;所述進(jìn)水泵、攪拌器、pH在線測定儀、溫度在線監(jiān)測儀、微氧區(qū)DO在線監(jiān)測儀、微氧區(qū)空氣泵、好氧區(qū)DO在線監(jiān)測儀、好氧區(qū)空氣泵、亞硝化液回流泵和污泥回流泵的均與PLC控制系統(tǒng)連接。

　　在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述微氧區(qū)、過渡區(qū)和好氧區(qū)內(nèi)部均設(shè)有一個(gè)折流板，所述折流板與反應(yīng)器頂部連接，底部與反應(yīng)器底部預(yù)留一定距離;這樣設(shè)置的目的是增加水流位移，增大水力停留時(shí)間。

　　在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述反應(yīng)器主體側(cè)壁設(shè)置加熱裝置，所述加熱裝置與PLC 控制系統(tǒng)連接。

　　在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述攪拌裝置為精密攪拌器。

　　在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述PLC控制系統(tǒng)還與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)連接，并通過有線網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)信息和控制信息;所述PLC控制系統(tǒng)中的控制程序采用的是無錫馬盛環(huán)境能源科技有限公司MA-101型過程控制可編程控制器。

　　在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述進(jìn)水口和出水口位于反應(yīng)器主體兩側(cè)，所述進(jìn)水口設(shè)置在反應(yīng)器主體一側(cè)的底部;所述出水口設(shè)置于反應(yīng)器主體另一側(cè)的上部。

　　在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，脫氮反應(yīng)器主體在微氧區(qū)和好氧區(qū)底部設(shè)有曝氣裝置，進(jìn)氣口通過管道與空氣泵連接，進(jìn)氣口和空氣泵之間設(shè)置氣體流量計(jì)。

　　在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述反應(yīng)器主體由不銹鋼材質(zhì)制成。

　　在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述加熱裝置為硅膠加熱帶;所述硅膠加熱帶外側(cè)還設(shè)置石棉層。

　　本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種上述裝置在污水或廢水處理中的應(yīng)用。

　　本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種垃圾滲濾液厭氧出水深度生物脫氮的處理方法，所述方法是應(yīng)用上述厭氧-微氧-好氧生物脫氮反應(yīng)器處理垃圾滲濾液;所述方法是以垃圾滲濾液處理過程中的好氧污泥為接種污泥，以垃圾滲濾液厭氧出水作為進(jìn)水，采用前置反硝化，應(yīng)用所述的反應(yīng)器控制微氧區(qū)DO在0.5～1.0mg/L、添加3～7mmol/L的KClO3進(jìn)行短程硝化，亞硝化液回流中的NO2–N能夠充分利用進(jìn)水中的碳源進(jìn)行反硝化，反硝化脫氮補(bǔ)充的堿度用于平衡微氧區(qū)因硝化所消耗的堿度，維持微氧區(qū)pH相對穩(wěn)定，為AOB的生長提供條件;后置好氧池可以在高溶氧條件下去除一部分COD和NH4+-N，確保出水指標(biāo)達(dá)標(biāo)。

　　在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，整個(gè)過程反應(yīng)器的運(yùn)行分為5個(gè)階段，分別為階段I～V。

　　在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟具體為：

　　1)接種來源于垃圾滲濾液處理工藝污泥濃縮池，污泥濃度為4～7g/L好氧池污泥;

　　2)垃圾滲濾液經(jīng)厭氧發(fā)酵后的出水，其pH值為6.5～8.2，COD、NH4+-N、BOD5、SS和TP分別為5～6g/L、1～2.2g/L、1～2g/L、2.5～4g/L和35～50mg/L，整個(gè)實(shí)施過程主要分為5個(gè)階段，15個(gè)工況，具體實(shí)驗(yàn)運(yùn)行工況如表1所示，前四個(gè)階段主要探究DO質(zhì)量濃度、進(jìn)水C/N及亞硝化液回流比(R)對脫氮的影響;在前期實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定的基礎(chǔ)下，考查反應(yīng)器抗荷沖擊及恢復(fù)能力;

　　3)好氧區(qū)出水經(jīng)過沉淀池后達(dá)到泥水分離，整個(gè)階段定期排泥，污泥齡(SRT)控制在 15-20d，MLSS控制在5～10g/L。

　　在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，進(jìn)水C/N為4～8;微氧區(qū)DO為0.2～1.5mg/L;亞硝化液回流比為300%～1500%;污泥回流比為20%～40%。

　　在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，整個(gè)實(shí)施過程溫度控制在30～35℃，通過在線溫度控制系統(tǒng)和加熱裝置進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，保持反應(yīng)器內(nèi)部溫度穩(wěn)定。

　　在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，在啟動(dòng)初期對微氧區(qū)添加3～7mmol/L的KClO3。

　　在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，厭氧區(qū)連續(xù)攪拌，微氧區(qū)控制DO在0.5～1.0mg/L，好氧區(qū)控制DO在3.0～5.0mg/L。

　　本發(fā)明的有益效果：

　　(1)本發(fā)明過渡區(qū)為了防止馴化后的AOB菌種進(jìn)入好氧池;同時(shí)防止由于亞硝化液回流至厭氧區(qū)會導(dǎo)致厭氧區(qū)DO濃度上升。若沒有過渡區(qū)會導(dǎo)致微氧區(qū)優(yōu)勢菌種流失，反硝化效果降低，經(jīng)過過渡區(qū)停留后能夠較好的解決回流導(dǎo)致厭氧區(qū)DO濃度上升的問題。

　　(2)本發(fā)明中微氧區(qū)、過渡區(qū)和好氧區(qū)內(nèi)部均設(shè)有一個(gè)隔板，隔板均是下端開口。這樣設(shè)置的目的是增加水流位移，增大水力停留時(shí)間，使每個(gè)單元內(nèi)反應(yīng)更加充分，整個(gè)系統(tǒng)出水各污染物去除率較高。

　　(3)本發(fā)明針對廢水高氨氮、低C/N比特性，通過厭氧-微氧-好氧短程硝化反應(yīng)器，利用AOB和NOB氧飽和常數(shù)的區(qū)別，通過限制反應(yīng)器內(nèi)部DO濃度、添加化學(xué)抑制劑KClO3來快速富集AOB，同時(shí)控制溫度、堿度等其它條件獲得亞硝酸鹽的積累，微氧區(qū)亞硝化率達(dá)到90%以上。

　　(4)以垃圾滲濾液厭氧出水作為進(jìn)水，采用前置反硝化，亞硝化液回流中的NO2–N能夠充分利用進(jìn)水中的碳源進(jìn)行反硝化，穩(wěn)定后系統(tǒng)出水COD去除率保持在80%左右，NH4+-N 去除率保持在98%以上。相比傳統(tǒng)硝化反硝化，短程硝化反硝化省略了“NO2–N→NO3–N→ NO2–N”過程，節(jié)省了約25%的耗氧量和40%的有機(jī)碳源，針對高NH4+-N、低C/N廢水具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

　　(5)本發(fā)明的方法利用自主設(shè)計(jì)研發(fā)的厭氧-微氧-好氧生物脫氮反應(yīng)器，將系統(tǒng)DO濃度和曝氣泵形成聯(lián)動(dòng)，限制微氧區(qū)中的DO濃度、添加化學(xué)抑制KClO3，同時(shí)控制反應(yīng)溫度和pH，獲得較好的亞硝態(tài)氮累計(jì)，利用DO濃度的控制，富集大量AOB，淘汰NOB，采用此技術(shù)將氨氮控制在亞硝酸鹽階段，然后將亞硝化液回流至厭氧區(qū)，回流中的NO2–N能夠充分利用進(jìn)水中的碳源進(jìn)行反硝化，此方法相對于傳統(tǒng)硝化反硝化可節(jié)省大量碳源和能源。由于反應(yīng)器進(jìn)水COD為5～6g/L，NH4+-N為1～2.2g/L，本發(fā)明所述方法基于短程硝化反硝化的厭氧-微氧-好氧生物脫氮反應(yīng)器具有較高的NH4+-N和COD負(fù)荷，能夠較好的處理高濃度氨氮廢水。通過反應(yīng)器運(yùn)行效果見本發(fā)明所述方法工藝運(yùn)行穩(wěn)定，能夠長期保持較高的亞硝化率，系統(tǒng)在受到一定負(fù)荷沖擊后及時(shí)調(diào)整，系統(tǒng)去污能力可以快速得到恢復(fù)。