[发明专利]一种对晚期垃圾渗滤液自养深度脱氮生物处理装置与方法

说明书

一种对晚期垃圾渗滤液自养深度脱氮生物处理装置与方法。晚期垃圾渗滤液分段进水生物处理装置与方法属于垃圾渗滤液生物脱氮技术领域。装置设有原水水箱、出水水箱、一体化自养脱氮SBR反应器、PCL控制系统和在线检测设备。在一体化自养脱氮SBR反应器中主要存在三种细菌，氨氧化菌、厌氧氨氧化菌和反硝化细菌。一体化自养脱氮SBR反应器中设有加热装置、搅拌装置和曝气装置。一个反应周期内包含4个(进水、曝气、进水、缺氧搅拌)单元，晚期垃圾渗滤液在每个曝气和缺氧搅拌阶段均被进水泵快速打入反应器。在曝气阶段进行短程硝化作用，在缺氧搅拌阶段完成厌氧氨氧化和反硝化作用。本发明工艺简单运行管理方便，在不投加任何外碳源条件下实现了对晚期垃圾渗滤液深度脱氮的目的。

技术领域

本发明涉及一种对晚期垃圾渗滤液自养深度脱氮生物处理装置与方法，属于低碳氮比高浓度氨氮晚期垃圾渗滤液生物脱氮技术领域，适用于晚期垃圾渗滤液等低C/N比高氨氮废水的生物脱氮。

背景技术

近几年来，随着城市固体废物产量的不断增加，填埋法逐渐成为世界上应用最广泛的处理和处置方法。填埋产生的渗滤液如果不采取有效措施加以控制，则会严重污染地表水或地下水。垃圾渗滤液因具有成分复杂、水质水量变化大、有机物和氨氮浓度高、微生物营养元素比例失调等水质特点，使其处理成为国际范围内尚未解决的难题之一。有机碳源的严重缺乏是晚期渗滤液脱氮效率无法提高的屏障，而外加有机碳源会大幅度的增加污水脱氮的费用。因此，需要提出更为有效的脱氮的装置和方法。传统污水生物脱氮通过硝化将NH₄⁺-N转化为N0₃^--N，再通过反硝化将N0₃^--N转化为氮气从水中逸出。反硝化阶段以N0₃^--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。但对于高氨氮低有机物浓度的晚期垃圾渗滤液脱氮而言，其C/N比往往低于4，由于有机碳源严重不足，导致传统生物脱氮效率只能达到10％左右。

厌氧氨氧化现象自发现以来备受关注。在厌氧氨氧化过程中，厌氧氨氧化菌能够将氨氮和亚硝态氮转化为氮气，且不需要氧气的参与，整个过程完全属于自养过程。故与传统的硝化反硝化相比，短程硝化-厌氧氨氧化工艺可以节约60％的供氧费，且无需外加碳源，大大减少了污水处理的处理费用和基建费用。作为一种可持续发展的生物脱氮技术，厌氧氨氧化工艺有着良好的前景。但是厌氧氨氧化菌属于自养菌倍增时间(11d)长且产率(0.11g[VSS]/g[NH₄⁺])低，不容易在短时间内富集。同时反应器初期污泥容易流失，导致厌氧氨氧化菌顺利富集更加困难。

不同的学者研究不同的反应器来探索哪种方式适合厌氧氨氧化菌(anammox)生长。例如流化床反应器，生物膜反应器，上流式厌氧污泥床反应器(UASB)以及序批式活性污泥反应器(一体化自养脱氮SBR)反应器。在所有研究过的反应器中序批式活性污泥反应器(一体化自养脱氮SBR)由于其生物截流性好可控性强的特性被认为是最适合厌氧氨氧化菌(anammox)生长的反应器。厌氧氨氧化菌(anammox)在序批式活性污泥反应器(一体化自养脱氮SBR)中增长一倍所需的时间比在连续流反应器中缩短一倍。