[发明专利]垃圾渗滤液在SBR反应器中同时硝化反硝化脱氮方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废水处理，特别是垃圾渗滤液的同时硝化反硝化脱氮处理方法。

背景技术

目前，我国有93％左右的城市固体废物处理采用填埋方法。随着时间的流逝，这些垃圾填埋体在压实作用和微生物的生化作用下，填埋体中所含的污染物将随水分溶出，并与降雨一起形成垃圾渗滤液。垃圾渗滤液成份复杂，污染负荷高，处理难度大，处理不当，垃圾渗滤液会对地下水、地表水及垃圾填埋场周围环境造成严重的污染，直接威胁饮用水和工农业用水水源的安全。因此，必须对垃圾渗滤液进行处理。尽管垃圾渗滤液处理技术已取得较大进展，但垃圾渗滤液的完全无害化处理，特别是其高氨氮的处理，仍是世界性难题。主要存在以下关键问题：

(1)渗滤液水量变化较大。尤其是季节性变化量很大，在雨季水量比较大。针对这个问题，一般填埋场设置渗滤液收集调节池，进行水量调节水质均化处理。(2)渗滤液水质特性变化大。不同填埋场，由于诸多因素不同，其水质存在很大差异，所以适用于某填埋场渗滤液的处理方法不一定也适用于另一填埋场渗滤液的处理。(3)渗滤液中氨氮浓度高。且随着填埋场龄的增加而不断升高，其他组分的含量也很高。特别是老龄垃圾废水，具有氨氮含量高、不可生物降解COD物质复杂、含量高的特点。(4)渗滤液中碳源不足，特别是老龄垃圾填埋场渗滤液可生化性差。(5)投资成本、处理成本昂贵。

SBR反应器操作运行包括进水、反应、沉淀、出水、闲置运行周期5个典型阶段，对于SBR(序批式反应器)反应器常规的处理工艺是瞬时进水→曝气(2-6h)→沉淀(2-6h)→排水，SRT：30d。该工艺存在主要问题是反硝化脱氮效率不高.

从目前的处理技术来看，能够使处理出水稳定达到国家标准《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-1997)一级排放标准((化学需氧量)COD≤100mg·L^-1、(生化需氧量)BOD≤30mg·L^-1、NH₄⁺-N≤15mg·L^-1、SS≤70mg·L^-1)的相对成熟的垃圾渗滤液大规模处理(200m³/d以上)处理工艺主要有：厌氧(UASB--上流式厌氧污泥床+好氧(SBR或MBR(膜生物反应器))+膜(NF(纳滤)或RO(反渗透))技术。然而这些工艺存在着成本高、投资大、膜污染严重、浓缩液产率高(接近30％左右)且难处理等问题。另外，该工艺虽适合于较大型的垃圾填埋渗滤液处理，但其脱氮的关键是如何在好氧段，通过SBR或MBR的作用，尽量降低垃圾渗滤液中的氨氮含量，并进行反硝化脱氮，由于碳源不足，不能反硝化脱除的硝态氮通过后面的膜处理去除。因此，开展垃圾渗滤液大规模处理技术的同时硝化反硝化生物脱氮，具有重要的工程实际意义。

发明内容

本发明的目的在于针对国内外垃圾渗滤液大规模处理生物脱氮效率不高的缺点，开发一种垃圾渗滤液在SBR(Seqencing Batch Reactor)中实现高效生物脱氮的方法，通过同时硝化反硝化(Simultaneous Nitrification and Denitrification-SND)技术，使氨氮脱除率达到95％以上(优于国家一级排放标准，达到SBR出水NH₄⁺-N≤5mg·L^-1)，反硝化率达到90％以上。

为达到上述发明目的，本发明采取了如下技术方案：

先将待处理垃圾废水(垃圾填埋场调节池水或UASB出水均可)置于配水池(2)中，然后通过泵(1)的作用，将垃圾废水引入装有活性污泥的SBR生物反应器中，通过液体流量计(3)控制其流量；同时，通过空气压缩设备(9)，将空气引入SBR反应器的下部，通过气体流量计(8)控制空气的流量，并通过微孔曝气管(5)，将压缩空气鼓入SBR(4)的下部；通过搅拌装置(6)使反应器中的活性污泥-垃圾废水-空气三相悬浮液实现均匀化；废水的温度为自然状态，广东地区为26～36℃。

为了实现SBR的SND生物脱氮，还需调整控制进水COD/NH₄⁺-N比，根据发明人于国际上首先提出的硝化反应电子计量方程式：