[发明专利]一种间歇性曝气式垃圾渗滤液氨氮、有机污染生物修复装置及方法

说明书

本发明公开了一种间歇性曝气式垃圾渗滤液氨氮、有机污染生物修复装置及方法，本发明针对厌氧铁氨氧化产生的硝酸盐氮、亚硝酸盐氮，通过间歇性曝气，构建厌氧好氧环境，首先通过曝气创造好氧条件，实现亚硝酸盐氮向硝酸盐氮的转变、Fe²⁺向Fe³⁺的循环转化；随后停止曝气回归厌氧条件，在反硝化菌和铁还原菌的作用下，一方面，能够强化有机物的氧化效能，促进了大分子有机物的逐步降解；另一方面，可以实现Fe³⁺向Fe²⁺的转变，促使进一步还原；最后能够解决厌氧铁氨氧化产生的亚硝酸盐难题，完全彻底脱氮，进而实现垃圾渗滤液中氨氮和有机物的协同去除。

技术领域

本发明属于污水处理领域，更具体地涉及间歇性曝气式垃圾渗滤液氨氮、有机污染生物修复装置及方法。

技术背景

垃圾渗滤液是垃圾在收运、处理和处置过程中产生的一种成分复杂的高浓度有机废水，不但含有大量有机污染物，而且氨氮和盐类含量均较高，并含有十几种金属离子，生物营养比例失调，水量水质变化大，色度深且有恶臭，难以处理。垃圾渗滤液的主要来源及水质特点如下：1、污染物成份复杂、水质波动较大。2、有机物浓度高。3、氨氮浓度高。4、重金属离子浓度和盐份含量高。

近年来，厌氧微生物在垃圾渗滤液氨氮、有机污染物的修复过程扮演的重要角色，引起了研究人员的广泛关注。微生物能够在厌氧或缺氧条件下利用硝酸盐、硫酸盐、或Fe(Ⅲ)(Mn)氧化物作为电子受体，以有机物为电子供体进行自身新陈代谢。Fe(III)还原菌对苯、及其它芳香族化合物的自然降解能力非常显著，地杆菌在这一过程扮演着非常重要的角色。厌氧铁氨氧化是指在厌氧条件下，氨氧化过程耦合Fe(III)生物还原过程，这一过程能够将氨氮转化为氮气、亚硝酸盐、或硝酸盐。厌氧铁氨氧化可在不同环境下发生，且不同条件下NH₄⁺可以被厌氧氧化为NO₃^-、NO₂^-、N₂等产物，产物的差异性可能与反应环境及控制条件有关。从反应动能来判断，厌氧铁氨氧化反应更容易生成N₂，而非NO₂^-和NO₃^-。然而，由于一步脱氮对溶解氧等反应条件控制较为苛刻，如何调控反应条件，实现NH₄⁺直接被氧化为N₂，是当前厌氧铁氨氧化修复氨氮有机污染的技术瓶颈之一。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的主要目的在于提供一种间歇性曝气式垃圾渗滤液氨氮、有机污染生物修复装置及方法，针对基于Fe(III)生物还原厌氧氧化氨氮、有机物的去除不彻底这一特点，通过间歇性曝气，调控溶解氧环境，可以实现彻底反硝化、以及有机物的全量氧化，促进Fe(III)与Fe(II)的循环转化，进而实现垃圾渗滤液中氨氮和有机物的协同高效去除。

一种间歇性曝气式垃圾渗滤液氨氮、有机污染生物修复装置，包括进水桶，出水桶，多通道蠕动泵，曝气泵，以及生物反应柱；所述多通道蠕动泵一端与进水桶通过水管相连，另一端与生物反应柱底部通过进水管相连，所述生物反应柱顶部通过出水管连接出水桶，在生物反应柱下侧设有一个曝气口，曝气口处连接曝气泵；所述生物反应柱内部装有填充介质。

进一步的，所述进水管上设有进水阀，出水管上设有出水阀。

进一步的，所述填充介质为赤铁矿，粒径为2～4mm。

进一步的，所述曝气泵包括地面式曝气风机、地埋式曝气风机。

进一步的，所述生物反应柱为一个或多个。

进一步的，所述生物反应柱为有机玻璃材质。

一种基于间歇性曝气式垃圾渗滤液氨氮、有机污染生物修复装置的修复方法，包括以下步骤：

(1)培养功能微生物；