專利名稱：缺氧/厭氧uasb-sbr垃圾滲濾液短程生物脫氮方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水生物處理方法與裝置，特別是一種高氨氮、高有機(jī) 物的有機(jī)工業(yè)廢水生物脫氮、去除有機(jī)物的污水處理方法與裝置。
背景技術(shù)：
城市垃圾滲濾液是一種成份非常復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢水，其中高氨氮和 高有機(jī)物是其重要的水質(zhì)特征。此外，滲濾液呈黑褐色，強(qiáng)烈的刺激性以及 大量的無(wú)機(jī)化合物均為滲濾液的處理帶來(lái)困難。由于生物脫氮可實(shí)現(xiàn)真正意 義的氮去除，而非"污染轉(zhuǎn)嫁"，因此生物法是處理垃圾滲濾液最經(jīng)濟(jì)、有效及 應(yīng)用最廣泛的方法。與好氧生物法相比而言，厭氧生物法在處理高濃度有機(jī) 廢水方面具有能耗低，污泥產(chǎn)量少，有機(jī)負(fù)荷高及產(chǎn)生可利用資源(沼氣) 等優(yōu)勢(shì)，因此可選擇厭氧生物法作為垃圾滲濾液的預(yù)處理工藝。
此外，由于垃圾滲濾液氨氮含量高、水質(zhì)十分復(fù)雜并且隨填埋時(shí)間的變 化而變化，早期滲濾液氨氮和COD均很高，晚期滲濾液氨氮含量增高，但 COD濃度大幅度降低，導(dǎo)致碳氮比失調(diào)。使其與城市污水等其它廢水相比有 自己顯著的特點(diǎn)。高氨氮廢水的脫氮問(wèn)題一直是國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)， 以往垃圾處理所產(chǎn)生的滲濾液主要依靠地下水層來(lái)凈化，但隨著時(shí)間的延長(zhǎng) 和地址構(gòu)造對(duì)污染物的去除容量的有限性，滲濾液會(huì)對(duì)地下水、地表水及垃 圾填埋場(chǎng)周圍環(huán)境造成污染，使地表水缺氧、水質(zhì)惡化、富營(yíng)養(yǎng)化，威脅飲 用水和工農(nóng)業(yè)用水水源，使地下水質(zhì)污染而喪失利用價(jià)值。同時(shí)，有機(jī)污染 物進(jìn)入食物鏈將直接威脅人類健康。垃圾滲濾液作為一種高濃度、多組分、 易變化的污水，其難于處理的主要原因在于其特殊的水質(zhì)特點(diǎn)，這就決定了 常規(guī)的污水處理方法并不可行。鑒于上述原因，建立一種適合垃圾滲濾液水 質(zhì)特點(diǎn)的污水處理方法和裝置是十分必要，具有重要的實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種垃圾滲濾液短程生物脫氮方法與裝置，解 決高氨氮垃圾滲濾液難于生物處理的技術(shù)問(wèn)題；并解決高濃度有機(jī)廢水深度 脫氮、深度去除有機(jī)物的問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案，缺氧/厭氧UASB-SBR垃圾滲濾液短程生物脫氮方法
與裝置，其特征在于
這種缺氧/厭氧UASB-SBR垃圾滲濾液短程生物脫氮方法，其特征在于，
包括以下步驟
(1) 滲濾液從一體化水箱通過(guò)缺氧/厭氧UASB滲濾液進(jìn)水泵與回流的 SBR硝化液上清液(回流體積比3:1)通過(guò)缺氧/厭氧UASB硝化液進(jìn)水泵一 起被泵入缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)的反硝化菌和厭氧產(chǎn)甲烷菌充分 利用迸水中豐富的有機(jī)物，進(jìn)行缺氧反硝化和厭氧產(chǎn)甲烷反應(yīng)，反硝化菌利 用進(jìn)水中豐富的有機(jī)碳源將SBR硝化液回流水中的NCV-N還原為N2，完成 氮的去除。同時(shí)上述缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)甲垸菌將有機(jī)物氧化成 CH4，H20和C02，從而實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的去除。
(2) 缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器的出水依靠重力流向中間水箱。
(3) 中間水箱內(nèi)的水借助SBR進(jìn)水泵的作用，進(jìn)入SBR反應(yīng)器，進(jìn)水 完成后，開(kāi)啟空氣壓縮機(jī)，空氣通過(guò)氣體管、氣體流量計(jì)和空氣擴(kuò)散裝置向 SBR反應(yīng)器的微生物提供呼吸作用所需要的氧氣，首先在異養(yǎng)菌的呼吸作用 下，可深度去除水中殘余有機(jī)物，同時(shí)自養(yǎng)硝化菌以^+^為電子供體，氧 氣為電子受體，將NH4+-N氧化為NCV-N，實(shí)現(xiàn)了氨氮的去除，
(4) 上述SBR反應(yīng)器硝化結(jié)束時(shí)，靜止沉淀30 60分鐘后，啟動(dòng)SBR 硝化液回流泵，將硝化液通過(guò)SBR硝化液回流管回流至SBR硝化液回流區(qū)， 然后借助于缺氧/厭氧UASB硝化液進(jìn)水泵進(jìn)入缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器進(jìn)行反 硝化；
(5) 上述SBR硝化液回流完成時(shí)，向反應(yīng)器內(nèi)投加碳源作為電子供體， 使COD/N02'-N控制在3.5，啟動(dòng)機(jī)械攪拌裝置，將混合液內(nèi)的電子受體N(V-N 完還原成氮?dú)釴2，從而完成了氮深度去除。
(6) 上述SBR反硝化完成后，停止機(jī)械攪拌裝置，使SBR反應(yīng)器內(nèi)的泥 水混合液靜止沉淀30 60分鐘，進(jìn)行泥水分離，上清液通過(guò)SBR排水閥直接排 出。
這種缺氧/厭氧UASB-SBR垃圾滲濾液短程生物脫氮裝置，其特征在于 由一體化水箱、缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器、中間水箱、SBR反應(yīng)器串聯(lián)組
成；缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器設(shè)有內(nèi)循環(huán)回流管；
在SBR反應(yīng)器與SBR硝化液回流區(qū)連接有SBR硝化液回流管；
一體化水箱中的原滲濾液區(qū)，SBR硝化液回流區(qū)分別通過(guò)缺氧/厭氧 UASB滲濾液進(jìn)水管和缺氧/厭氧UASB硝化液進(jìn)水管與缺氧/厭氧UASB反應(yīng) 器底部進(jìn)水口連通，缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器內(nèi)置三相分離器，頂部設(shè)有排氣 閥、排氣管與外置的堿液吸收瓶連通，堿液瓶吸收瓶與氣體流量計(jì)連接。缺 氧/厭氧UASB內(nèi)循環(huán)出水閥通過(guò)缺氧/厭氧UASB內(nèi)循環(huán)水管與底部進(jìn)水口連 通，缺氧/厭氧UASB出水管連通中間水箱。SBR反應(yīng)器通過(guò)SBR進(jìn)水管連 通中間水箱，SBR反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有空氣擴(kuò)散裝置和機(jī)械攪拌裝置。SBR反應(yīng)器 通過(guò)SBR硝化液回流管與SBR硝化液回流區(qū)通連通。
本發(fā)明缺氧/厭氧UASB-SBR垃圾滲濾液短程生物脫氮工藝的機(jī)理首 先，在同一UASB反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)反硝化(缺氧反應(yīng))和產(chǎn)甲烷(厭氧反應(yīng)) 兩種作用，實(shí)現(xiàn)了生物脫氮和去除有機(jī)物的雙重目的，因此將其稱之為缺氧/ 厭氧UASB反應(yīng)器。反硝化作用是指反硝化菌以進(jìn)水中的有機(jī)物為電子供體， 以N(V-N為電子受體，將N(V-N還原為氮?dú)獾纳磻?yīng)過(guò)程。厭氧產(chǎn)甲垸 作用是指產(chǎn)甲烷菌在厭氧條件下，將進(jìn)水中的有機(jī)物氧化CH4， H20和C02 的生化反應(yīng)過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的去除。缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器出水中有 機(jī)物在SBR反應(yīng)器通過(guò)好氧微生物的呼吸作用，將有機(jī)物氧化成H20和C02， 從而實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的進(jìn)一步去除。
對(duì)于滲濾液內(nèi)高濃度氨氮，由于SBR硝化液回流的稀釋作用，缺氧/厭氧 UASB反應(yīng)器的進(jìn)水濃度較原液實(shí)現(xiàn)了一定程度的降低，然后借助于SBR反 應(yīng)器的短程硝化反硝化實(shí)現(xiàn)氮真正去除。短程硝化反硝化包括硝化和反硝化 兩個(gè)步驟，硝化是指在好氧條件下，氨氧化菌將NH4+-N氧化成亞硝態(tài)氮 N(V-N的過(guò)程。反硝化是指在缺氧條件下，異養(yǎng)反硝化菌以有機(jī)物為電子供 體，以N(V-N為電子受體，將N(V-N還原為氮?dú)獾倪^(guò)程。
有益效果
本發(fā)明以城市生活垃圾滲濾液為處理對(duì)象，在保證出水水質(zhì)的前提下，
主要解決高氨氮垃圾滲濾液難于生物處理的技術(shù)問(wèn)題；并解決高濃度有機(jī)廢 水深度脫氮、深度去除有機(jī)物的問(wèn)題；還解決方便實(shí)驗(yàn)應(yīng)用和控制技術(shù)參數(shù)
的問(wèn)題。采用UASB反應(yīng)器處理高濃度廢水中的有機(jī)物，具有能耗低，污泥產(chǎn)量少，負(fù)荷高等優(yōu)點(diǎn)，因而可避免直接采用好氧生物法處理造成的能耗大，
剩余污泥量大等弊端。此外，采用SBR工藝作為氮去除的主要構(gòu)筑物，充分 利用了 SBR法具有工藝簡(jiǎn)單，節(jié)省費(fèi)用；理想的推流過(guò)程生化反應(yīng)推動(dòng)力大、 效率高；運(yùn)行方式靈活，脫氮除磷效果好；防止污泥膨脹和耐沖擊負(fù)荷、處 理效率高等優(yōu)點(diǎn)。
本缺氧/厭氧UASB-SBR垃圾滲濾液短程生物脫氮工藝，具有以下優(yōu)點(diǎn) 本發(fā)明中，在同一反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)反硝化和產(chǎn)甲烷兩種生化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了
滲濾液內(nèi)有機(jī)物和氮的同步、深度去除。在缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器內(nèi)，獲得
了 94.4%以上的有機(jī)物去除率和高于99.5%的反硝化率。
本發(fā)明中，采取SBR硝化液回流的方式，對(duì)原滲濾液既有一定的稀釋作 用，又可使富含N(V-N的硝化液借助原水中豐富的有機(jī)碳源進(jìn)行反硝化，實(shí) 現(xiàn)"以廢治廢"的廢水處理理念，從而獲得了生物脫氮及降解有機(jī)物的雙重目 的。
本發(fā)明中，在SBR反應(yīng)器的缺氧段，按COD/N(V-N二3.5的比例投加碳 源，使系統(tǒng)出水總氮低于20mg/L，獲得了深度脫氮。
在本發(fā)明中，在缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反硝化作用可產(chǎn)生大量的 堿度，將這些堿度回用于后續(xù)SBR硝化過(guò)程，即可保證硝化作用的順利完成， 又大大節(jié)省了 SBR硝化階段的投堿量。
本發(fā)明中，采用pH， ORP， DO作為SBR系統(tǒng)生物脫氮過(guò)程控制參 數(shù)。整個(gè)生物脫氮過(guò)程中，系統(tǒng)內(nèi)三氮(NH4+-N， N(V-N， N(V-N)的變化 規(guī)律與pH， ORP， DO的變化具有很好的相關(guān)性，硝化過(guò)程中，由于生化系 統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生H"，系統(tǒng)內(nèi)pH值逐漸降低，硝化結(jié)束時(shí)降至最低，ORP， DO值則 出現(xiàn)突越。反硝化過(guò)程中，由于系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生堿度，pH值逐漸升高，ORP逐漸 降低，反硝化結(jié)束時(shí)pH達(dá)到最大值并出現(xiàn)拐點(diǎn)，ORP逐漸降低也出現(xiàn)拐點(diǎn)。 因此，當(dāng)pH值降至最低點(diǎn)和升至最高點(diǎn)時(shí)，分別指示硝化和反硝化反應(yīng)結(jié)束， 可立即停止曝氣和缺氧攪拌，從而有效地防止了過(guò)曝氣和過(guò)攪拌帶來(lái)的能耗， 節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。


圖1是缺氧/厭氧UASB-SBR垃圾滲濾液短程生物脫氮方法與裝置示意
2是COD在缺氧/厭氧UASB-SBR生化系統(tǒng)內(nèi)的濃度變化圖； 圖3是,4+-1^在缺氧/厭氧UASB-SBR生化系統(tǒng)內(nèi)的濃度變化圖。 圖1中；
A-—體化水箱1-原滲濾液區(qū)、2-SBR硝化液回流區(qū)；
B-缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器3-滲濾液出水閥、4-缺氧/厭氧UASB滲濾液 進(jìn)水泵、5-缺氧欣氧UASB滲濾液進(jìn)水管、6-硝化液出水閥、7-缺氧/厭氧UASB 硝化液進(jìn)水泵、8-缺氧/厭氧UASB硝化液進(jìn)水管、9-缺氧/厭氧UASB內(nèi)循環(huán) 出水閥、10-缺氧/厭氧UASB內(nèi)循環(huán)水管、U-缺氧/厭氧UASB內(nèi)循環(huán)泵、12-三相分離器、13-排氣閥、14-排氣管、15-堿液吸收瓶、16-氣體流量計(jì)、17-缺氧/厭氧UASB出水管、18-中間水箱，19-中間水箱出水閥。
C-SBR反應(yīng)器20-SBR進(jìn)水管、21-SBR進(jìn)水泵、22-空氣壓縮機(jī)、23-氣體管、24-氣體流量計(jì)、25-空氣擴(kuò)散裝置、26-SBR硝化液回流閥、27-SBR 硝化液回流泵、28-SBR硝化液回流管、29-機(jī)械攪拌裝置、30-SBR排水閥、 31-SBR放空管和排泥管。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖l，本發(fā)明進(jìn)行垃圾滲濾液處理的具體流程為 滲濾液從一體化水箱A通過(guò)缺氧欣氧UASB滲濾液進(jìn)水泵4與回流的SBR 硝化液上清液(回流體積比3: 1)通過(guò)缺氧/厭氧UASB硝化液進(jìn)水泵7—起被 泵入缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器B,反應(yīng)器內(nèi)的反硝化菌和厭氧產(chǎn)甲垸菌充分利用 進(jìn)水中豐富的有機(jī)物，進(jìn)行缺氧反硝化和厭氧產(chǎn)甲烷反應(yīng)，使得有機(jī)物被充 分降解。缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器B-的出水依靠重力流向中間水箱18。中間水 箱18內(nèi)的水借助SBR進(jìn)水泵21的作用，進(jìn)入SBR反應(yīng)器C，首先通過(guò)異養(yǎng)菌和 硝化菌的好氧呼吸作用，完成缺氧/厭氧UASB出水中有機(jī)物的深度去除和氨 氮的完全轉(zhuǎn)化(NH4+-N—N(V-N)，將靜止沉淀30 60分鐘后的硝化液回流 至SBR硝化液回流區(qū)2，然后通過(guò)SBR的缺氧段，投加碳源作為電子供體，將 混合液內(nèi)的電子受體NCV-N完還原成氮?dú)釴2，從而完成了有機(jī)物和氮的同步 深度去除。
應(yīng)用本發(fā)明工藝進(jìn)行垃圾滲濾液處理的具體步驟如下(1) 開(kāi)啟滲濾液出水閥3，啟動(dòng)缺氧/厭氧UASB滲濾液進(jìn)水泵4，同時(shí) 開(kāi)啟硝化液出水閥6，啟動(dòng)缺氧/厭氧UASB硝化液進(jìn)水泵7，滲濾液與SBR 硝化液分別經(jīng)過(guò)缺氧/厭氧UASB濾液進(jìn)水管5和缺氧/厭氧UASB硝化液進(jìn)水 管8 —同被泵入缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器B。開(kāi)啟缺氧/厭氧UASB內(nèi)循環(huán)出水 閥9，啟動(dòng)缺氧/厭氧UASB內(nèi)循環(huán)泵11，通過(guò)缺氧/厭氧UASB內(nèi)循環(huán)水管 IO進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，使得液體在缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器B內(nèi)向上流動(dòng)，與反應(yīng)器 內(nèi)的微生物充分接觸，進(jìn)水混合液在缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器B內(nèi)發(fā)生反硝化 和產(chǎn)甲垸同步作用，反硝化菌利用進(jìn)水中豐富的有機(jī)碳源將SBR硝化液回流 水中的N(V-N還原為N2，完成氮的去除。
(2) 上述缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器B內(nèi)產(chǎn)甲烷菌將有機(jī)物氧化成CH4, H20和C02，從而實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的去除。缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器B內(nèi)產(chǎn)生的 N2和CH4， C02自下向上流動(dòng)，在三相分離器12的作用下，實(shí)現(xiàn)了氣體、液 體和固體的分離，經(jīng)排氣閥13和排氣管14進(jìn)入堿液吸收瓶15，在堿液吸收 瓶15內(nèi)，生物氣中的C02被堿液吸收，而N2和CH4則通過(guò)氣體流量計(jì)16計(jì) 量后排放。
(3) 上述缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器B的上清液通過(guò)缺氧/厭氧UASB出水 管17靠重力流入到中間水箱18，打開(kāi)中間水箱出水閥19，開(kāi)啟SBR進(jìn)水泵 21，中間水箱18內(nèi)的水通過(guò)SBR進(jìn)水管20被泵入SBR反應(yīng)器D。進(jìn)水完成 后，開(kāi)啟空氣壓縮機(jī)22，空氣壓縮機(jī)22送出的氣體通過(guò)氣體管23，氣體流 量計(jì)24和空氣擴(kuò)散裝置25，向反應(yīng)器的微生物提供呼吸作用所需要的氧氣， 并使反應(yīng)器內(nèi)的微生物與液體充分混合。
(4) 上述進(jìn)入SBR反應(yīng)器C經(jīng)缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器B處理的垃圾滲 濾液，首先在異養(yǎng)菌的作用下，深度去除出水中殘余有機(jī)物，同時(shí)自養(yǎng)的硝 化菌以,+^為電子供體，氧氣為電子受體，將NH4+-N氧化為NCV-N，實(shí) 現(xiàn)氨氮的去除。
(5) 上述SBR反應(yīng)器C硝化結(jié)束時(shí)，靜止沉淀30 60分鐘后，開(kāi)啟SBR 硝化液回流閥26，啟動(dòng)SBR硝化液回流泵27，將硝化上清液通過(guò)SBR硝化 液回流管28回流至2-SBR硝化液回流區(qū)，被泵入缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器B 內(nèi)進(jìn)行反硝化。
9(6) 上述SBR回流結(jié)束后，加入碳源，使COD/N(V-N控制在3.5。開(kāi) 啟機(jī)械攪拌裝置29,反硝化菌在缺氧條件下，以碳源為電子供體，N02—-N為 電子受體，將N(V-N還原為N2。
(7) 上述SBR反硝化反應(yīng)完成后，停止機(jī)械攪拌裝置29，使SBR反應(yīng) 器C內(nèi)的泥水混合液靜止沉淀沉淀30 60分鐘，進(jìn)行泥水分離。泥水分離完 成后，上清液通過(guò)SBR排水閥30直接排出系統(tǒng)。
實(shí)驗(yàn)實(shí)例以某垃圾填埋場(chǎng)的實(shí)際垃圾滲濾液為研究對(duì)象，試驗(yàn)結(jié)果表
明系統(tǒng)經(jīng)過(guò)100的連續(xù)運(yùn)行,獲得了穩(wěn)定的工藝性能
(1) COD的去除性能在進(jìn)水COD平均為6354.9mg/L的條件下，缺氧 /厭氧UASB和SBR出水COD分別為1588.7 mg/L， 361.9 mg/L，去除率分別 為75.0%禾卩94.3%。SBR出水即為系統(tǒng)的最終出水，因此整個(gè)系統(tǒng)獲得了 94.7% 的COD去除效果，同時(shí)缺氧/厭氧UASB的負(fù)荷OLR為6.8kgCOD/m3'd，去 除速率為4.77kgCOD/m3.d。此外，在進(jìn)水TC， TOC和IC分別為2470， 1860， 610mg/L的條件下，出水分別為367.3， 222.4， 144.9mg/L，去除率分別為985%， 88%和76%，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)物的高效、深度去除；
(2) 皿4+^去除性能在平均進(jìn)水皿4+^為2047.611^/1^的條件下， 缺氧/厭氧UASB和SBR出水NH4+-N分別為511.9mg/L和3.2mg/L，去除率 分別為75.0%和99.8°/。。 SBR出水即為系統(tǒng)的最終出水，因此整個(gè)系統(tǒng)獲得了 99.8%的NH4+-N去除率；對(duì)于SBR反應(yīng)器，氨氮去除速率為0.163 kg N /m3-d， 實(shí)現(xiàn)高效、深度氨氮去除；
(3) 系統(tǒng)的反硝化性能在缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器內(nèi)，借助于進(jìn)水中 豐富的有機(jī)碳源和在SBR反應(yīng)器的缺氧段，按COD/N02--N=3.5投加甲醇作 為反硝化碳源，均實(shí)現(xiàn)了 99.5%以上的反硝化率，UASB出水和SBR反硝化 結(jié)束時(shí)的N(V-N為0.5mg/L和l.Omg/L因此實(shí)現(xiàn)了氮的真正，深度去除。
在本發(fā)明工藝中，缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器扮演有機(jī)物去除的主要角色， 而SBR反應(yīng)器則扮演氮去除的主要角色，因?yàn)樯锩摰?硝化-反硝化作用) 是實(shí)現(xiàn)滲濾液中氮去除的經(jīng)濟(jì)，有效方式，而非"污染轉(zhuǎn)嫁"。在本實(shí)驗(yàn)裝置中， 充分利用了厭氧生物法處理高濃度有機(jī)物的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了滲濾液內(nèi)有機(jī)物的 高效去除，同時(shí)選擇運(yùn)行方式靈活，可深度脫氮的SBR反應(yīng)器獲得了氮的真 正去除。發(fā)生在SBR反應(yīng)器缺氧段和缺氧/厭氧UASB內(nèi)的徹底反硝化為后續(xù)SBR硝化階段提供了充足的堿度，從而保證了SBR系統(tǒng)硝化作用的順利進(jìn)行， 并獲得了完全的硝化作用，這樣SBR硝化結(jié)束時(shí)回流至缺氧/厭氧UASB反應(yīng) 器內(nèi)的硝化液大幅度稀釋了原滲濾液的高濃度氨氮，從而大大減弱了高濃度 氨氮所形成的游離氨(FA)對(duì)后續(xù)SBR系統(tǒng)內(nèi)硝化菌的抑制作用，可見(jiàn)這兩 者是相互關(guān)聯(lián)、相互制約的。本實(shí)驗(yàn)裝置經(jīng)濟(jì)高效，沒(méi)有二次污染，實(shí)現(xiàn)了 滲濾液中高濃度有機(jī)物和氮的真正去除。
權(quán)利要求
1. 一種缺氧/厭氧UASB-SBR垃圾滲濾液短程生物脫氮裝置，其特征在于由一體化水箱、缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器、中間水箱、SBR反應(yīng)器串聯(lián)組成；缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器設(shè)有內(nèi)循環(huán)回流管；在SBR反應(yīng)器與SBR硝化液回流區(qū)連接有SBR硝化液回流管；一體化水箱中的原滲濾液區(qū)，SBR硝化液回流區(qū)分別通過(guò)缺氧/厭氧UASB滲濾液進(jìn)水管和缺氧/厭氧UASB硝化液進(jìn)水管與缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器底部進(jìn)水口連通，缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器內(nèi)置三相分離器，頂部設(shè)有排氣閥、排氣管與外置的堿液吸收瓶連通，堿液瓶吸收瓶與氣體流量計(jì)連接；缺氧/厭氧UASB內(nèi)循環(huán)出水閥通過(guò)缺氧/厭氧UASB內(nèi)循環(huán)水管與底部進(jìn)水口連通，缺氧/厭氧UASB出水管連通中間水箱；SBR反應(yīng)器通過(guò)SBR進(jìn)水管連通中間水箱，SBR反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有空氣擴(kuò)散裝置和機(jī)械攪拌裝置；SBR反應(yīng)器通過(guò)SBR硝化液回流管與SBR硝化液回流區(qū)通連通。
2.應(yīng)用權(quán)利要求1所述裝置進(jìn)行缺氧/厭氧UASB-SBR垃圾滲濾液短程生 物脫氮的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)滲濾液從一體化水箱通過(guò)缺氧/厭氧UASB滲濾液進(jìn)水泵與回流的 SBR硝化液上清液；滲濾液進(jìn)水泵與回流的SBR硝化液上清液回流體積比3: 1;通過(guò)缺氧/厭氧UASB硝化液進(jìn)水泵一起被泵入缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器， 反應(yīng)器內(nèi)的反硝化菌和厭氧產(chǎn)甲烷菌充分利用進(jìn)水中豐富的有機(jī)物，進(jìn)行缺 氧反硝化和厭氧產(chǎn)甲烷反應(yīng)，反硝化菌利用進(jìn)水中豐富的有機(jī)碳源將SBR硝 化液回流水中的N(V-N還原為N2，完成氮的去除；同時(shí)上述缺氧/厭氧UASB 反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)甲垸菌將有機(jī)物氧化成CH4,H20和C02,從而實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的去除；(2 )缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器的出水依靠重力流向中間水箱；(3) 中間水箱內(nèi)的水借助SBR進(jìn)水泵的作用，進(jìn)入SBR反應(yīng)器，進(jìn)水 完成后，開(kāi)啟空氣壓縮機(jī)，空氣通過(guò)氣體管、氣體流量計(jì)和空氣擴(kuò)散裝置向 SBR反應(yīng)器的微生物提供呼吸作用所需要的氧氣，首先在異養(yǎng)菌的呼吸作用 下，可深度去除水中殘余有機(jī)物，同時(shí)自養(yǎng)硝化菌以 >^為電子供體，氧 氣為電子受體，將NH4+-N氧化為N02'-N，實(shí)現(xiàn)了氨氮的去除，(4) 上述SBR反應(yīng)器硝化結(jié)束時(shí)，靜止沉淀30 60分鐘后，啟動(dòng)SBR 硝化液回流泵，將硝化液通過(guò)SBR硝化液回流管回流至SBR硝化液回流區(qū)， 然后借助于缺氧/厭氧UASB硝化液進(jìn)水泵進(jìn)入缺氧/厭氧UASB反應(yīng)器進(jìn)行反硝化；(5) 上述SBR硝化液回流完成時(shí)，向反應(yīng)器內(nèi)投加碳源作為電子供體， 使COD/N(V-N控制在3.5，啟動(dòng)機(jī)械攪拌裝置，將混合液內(nèi)的電子受體NCV-N 完還原成氮?dú)釴2，從而完成了氮深度去除；(6) 上述SBR反硝化完成后，停止機(jī)械攪拌裝置，使SBR反應(yīng)器內(nèi)的泥 水混合液靜止沉淀30 60分鐘，進(jìn)行泥水分離，上清液通過(guò)SBR排水閥直接排 出。
全文摘要
缺氧/厭氧UASB-SBR垃圾滲濾液短程生物脫氮方法與裝置屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域。采用缺氧/厭氧UASB-SBR生化系統(tǒng)通過(guò)短程生物脫氮實(shí)現(xiàn)垃圾滲濾液內(nèi)有機(jī)物及氮的同步、深度去除。采取SBR硝化液回流的方式，對(duì)原滲濾液既有一定的稀釋作用，又可使富含NO₂^--N的硝化液借助原水中豐富的有機(jī)碳源進(jìn)行反硝化，因此在同一UASB反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)反硝化(缺氧反應(yīng))和產(chǎn)甲烷(厭氧反應(yīng))兩種作用，獲得了94.4％以上的有機(jī)物去除率和高于99.5％的反硝化率，實(shí)現(xiàn)了生物脫氮和去除有機(jī)物的雙重目的。SBR反應(yīng)器獲得了99.5％以上的硝化率和反硝化率，出水總氮低于20mg/L，獲得了深度脫氮。此外，以pH，ORP，DO作為SBR系統(tǒng)生物脫氮過(guò)程的控制參數(shù)，能夠準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)SBR反應(yīng)器的硝化、反硝化終點(diǎn)，節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。
文檔編號(hào)C02F3/30GK101423296SQ20081022672
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者孫洪偉, 彭永臻, 時(shí)曉寧, 王希寧 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)