[发明专利]垃圾渗滤液同步反硝化产甲烷与自养脱氮组合装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种垃圾渗滤液同步反硝化产甲烷与自养脱氮组合装置与方法，属于低碳氮(C/N)比高浓度氨氮废水生物脱氮技术领域，适用于早期与中期垃圾渗滤液等低C/N比的高氨氮废水的生物脱氮。

背景技术

随着城市垃圾产量的不断增加和垃圾卫生填埋的推广应用，城市垃圾渗滤液对环境构成了日益严重的威胁。但现有的渗滤液处理技术存在效率低、成本高等问题，研究开发经济高效的渗滤液处理技术具有重要的理论意义和应用价值。

污水生物脱氮通过硝化将NH₄⁺-N转化为NO₃^--N，再通过反硝化将NO₃^--N转化为氮气从水中逸出。反硝化阶段以NO₃^--N为电子受体，有机物作为电子供体，将氨氮转化为氮气完成生物脱氮。但对于高NH₄⁺-N中期垃圾渗滤液脱氮而言，其COD浓度较高因而难于直接处理，但同时其C/N比并不高，相对而言有机碳源不足，导致传统生物脱氮效率不高。

而厌氧氨氧化具有如下优点：由于厌氧氨氧化菌是自养菌，碳酸盐/二氧化碳是其生长所需的无机碳源，所以氨氮的氧化无需分子氧参与，同时亚硝态氮的还原也无需有机碳源，这将大大降低污水好氧生物脱氮的运行费用；Anammox微生物的增长率(倍增时间为11d)与产率(0.11g[VSS]/g[NH₄⁺])是非常低的，故污泥产量低，然而氮的转化率却为0.25mg[N]/(mg[SS]·d)，与传统的好氧硝化旗鼓相当；在不投加任何化学药品的条件下，既能降低污水处理厂的运行费用，又能够实现氮的高效去除。对低C/N比高氨氮的垃圾渗滤液而言，实现厌氧氨氧化反应是其脱氮的最佳途径，同时也是与其水质特点最为适合的脱氮技术。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提出了一种垃圾渗滤液同步反硝化产甲烷与自养脱氮组合装置与方法，即首先实现城市垃圾填埋场渗滤液中高浓度COD与部分总氮的去除，而后进行高浓度NH₄⁺-N的短程硝化反应，再实现厌氧氨氧化反应，最终实现经济高效的垃圾渗滤液自养脱氮的装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种垃圾渗滤液同步反硝化产甲烷与自养脱氮组合装置，其特征在于：所述装置包括一体化水箱、同步反硝化产甲烷反应器、A/O短程硝化反应器、沉淀池以及厌氧氨氧化反应器；一体化水箱包括渗滤液原水箱、加热水箱及温控加热装置；渗滤液原水箱与同步甲烷化反硝化反应器底部通过第一进水管与第一蠕动泵相连通；同步甲烷化反硝化反应器通过第一出水管和第四蠕动泵与A/O短程硝化反应器的作为缺氧区的第1格室相连通，该格室安装有搅拌器，A/O短程硝化反应器用上下交错设置过水孔的隔板分成为4-8个格室，每个格室底部设有曝气头，每个格室上部设有空气调节阀，空气调节阀与曝气头连通并连接设置有曝气泵以及气体流量计；A/O短程硝化反应器通过第三出水管与沉淀池连通，沉淀池底部通过第三回流管和第六蠕动泵与A/O短程硝化反应器缺氧区即第1格室连通，沉淀池设有中心管，在中心管下方设有锥形反射板；沉淀池自上而下设置数个第二取样阀，沉淀池上部通过第四出水管和第七蠕动泵与厌氧氨氧化反应器底部连通，同步反硝化产甲烷反应器通过第二出水管和第五蠕动泵与厌氧氨氧化反应器底部相连通；

同步反硝化产甲烷反应器设有第一温控加热带装置，其上部设有第一三相分离器和第一顶部密封板，该第一三相分离器的上部通过第一排气管与第一碱液瓶及第一气体流量计连通；同步反硝化产甲烷反应器上部上清液通过第三蠕动泵与第二回流管进入其底部进行自循环；同时甲烷化反硝化反应器出水一部分通过第一出水管和第四蠕动泵流入A/O短程硝化反应器第1格室，一部分通过第二出水管与第五蠕动泵流入厌氧氨氧化反应器；同步反硝化产甲烷反应器上下设置有数个第一取样阀；