[发明专利]上流式厌氧污泥床+缺氧/好氧+厌氧氨氧化反应器工艺处理晚期垃圾渗滤液深度脱氮的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理晚期垃圾渗滤液深度脱氮方法，属于短程硝化-厌氧氨氧化工艺城市生活垃圾渗滤液生物脱氮技术领域，适用于晚期垃圾渗滤液深度处理。通过短程硝化-厌氧氨氧化深度处理实际城市生活晚期垃圾渗滤液，实现氨氮和总氮的深度去除，从而解决晚期垃圾渗滤液生物处理出水总氮不达标，投加碳源成本高的问题。

背景技术

卫生填埋是发展中国家常用的垃圾处理方式，但垃圾卫生填埋以后,会产生大量的渗滤液。垃圾渗滤液是水质水量变化大、有机物和氨氮浓度高、成分复杂的一类难处理污水。其水质会随填埋时间而出现很大变化,通常将填埋时间在5年以上的填埋场产生的渗滤液称为晚期渗滤液，而这类渗滤液尤其难处理。其可生化性差,氨氮含量通常都大于2500mg/L,COD在3000mg/L以下也以难生物降解的有机物为主，C/N极低通常小于3，非常不利于有机物降解和生物脱氮反应的进行。较低的C/N不但对常规生物处理有较强的抑制，而且也会因为有机碳的缺乏难以进行有效的反硝化。

垃圾渗滤液的处理目前运用较多的是生物法。如SBR(Sequencing batch reactor,间歇式活性污泥法)工艺，UASB(up-flow anaerobic sludge blanket,上流式厌氧污泥床)工艺，Anammox(厌氧氨氧化)工艺，厌氧-好氧工艺，人工湿地等，都是以生物法为主。然而晚期渗滤液中有机物大多难降解，氨氮含量高，故如何有效去除高氨氮和反硝化碳源缺乏是其生物处理的关键所在。现有的处理工艺通常需外加碳源解决反硝化碳源缺乏问题，同时生化处理后还需通过“超滤+反渗透”双膜法实现COD的达标排放，建设和处理费用高，总氮去除率不高，很难实现大规模工程化应用。

短程硝化反硝化是解决渗滤液生物脱氮的有效途径之一。众所周知，与全程硝化反硝化脱氮相比，短程硝化反硝化具有非常明显的优点：在硝化阶段可节约25％的曝气量；反硝化可减少40％的碳源；污泥产量减少50％；反应器容积减少30％～40％。因此，短程硝化是节能降耗的工艺。有研究表明，控制反应器内的温度、pH值、游离氨(FA)、游离亚硝酸(FNA)、溶解氧(DO)浓度等可实现体系内的亚硝态氮积累，继而实现短程硝化。晚期垃圾渗滤液氨氮浓度高，游离氨和游离亚硝酸都不低，在适宜的温度和溶解氧的条件下，易于实现短程硝化。

厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation，ANAMMOX)是一种完全自养的生物氮素转化过程，相比于传统脱氮工艺，无需外加碳源、节约50％的动力消耗。因此，若能将厌氧氨氧化工艺应用到C/N低的晚期垃圾渗滤液的处理上将解决反硝化碳源缺乏问题。而要实现厌氧氨氧化需满足较长的污泥龄；反应器内可降解的COD很少；反应器内存在一定量的亚硝态氮。而我们前期研究发现，垃圾渗滤液在控制FA、pH和溶解氧(DO)等条件下较容易实现短程硝化。晚期垃圾渗滤液可降解的COD不多，且厌氧反应器(UASB)污泥生长慢，有比较厂的污泥龄。因此，可以采用UASB实现垃圾渗滤液的厌氧氨氧化。然而，在已有的厌氧氨氧化的研究中大多采用模拟污水，用实际垃圾渗滤液研究的很少；同时也基本上都是用单一反应器，反应条件控制严格，不利于该工艺的工程应用。

本工艺采用“UASB+缺氧/好氧(A/O)+厌氧氨氧化反应器(ANAOR)”实现短程硝化-厌氧氨氧化耦合技术处理城市生活晚期垃圾渗滤液，完全依靠生物处理，降低了处理成本，简化了处理工艺。

因此，基于以上研究背景，本工艺以北京某垃圾填埋场产生的晚期垃圾渗滤液为研究对象，拟采用一级UASB(UASB1)-A/O-厌氧氨氧化反应器AUASB(UASB2)。前端UASB1-A/O工艺降解COD，A/O反应器中实现短程硝化，后续厌氧氨氧化反应器AUASB经厌氧氨氧化深度脱氮。通过出水硝化液回流到一级UASB,设置不同的回流比，考餐最佳的工艺运行条件，以期通过短程硝化和厌氧氨氧化，在未对系统内投加碳源的情况下，实现氨氮和总氮的同步、深度去除。

发明内容

现有的晚期垃圾渗滤液处理中存在如下难题:由于氨氮含量高，易使出水总氮不达标；硝化和反硝化是氮脱除的主要方式，但晚期垃圾渗滤液经常因为缺乏碳源而使反硝化不彻底；为了补充碳源，经常需外加碳源，继而使得垃圾渗滤液处理成本大幅度上升。因此目前需要一整套经济有效的工艺处理垃圾渗滤液，特别是C/N低的晚期垃圾渗滤液。