一种基于厨余垃圾消化液作为外碳源的晚期垃圾渗滤液厌氧氨氧化深度脱氮装置与方法制造方法及图纸

一种基于厨余垃圾消化液作为外碳源的晚期垃圾渗滤液厌氧氨氧化深度脱氮装置与方法，属于高氨氮废水生物脱氮技术领域。晚期垃圾渗滤液首先进入同步短程硝化反硝化耦合厌氧氨氧化反应器，反应器以缺氧1.5h/微氧曝气21.5h的方式运行，缺氧段利用原水充足有机物去除上周期剩余的亚硝态氮与硝态氮，好氧段协同实现短程硝化

A device and method for deep denitrification of late landfill leachate by anaerobic ammonia oxidation based on kitchen waste digestion liquid as external carbon source

【技术实现步骤摘要】
一种基于厨余垃圾消化液作为外碳源的晚期垃圾渗滤液厌氧氨氧化深度脱氮装置与方法


[0001]本专利技术涉及一种基于厨余垃圾消化液作为外碳源的晚期垃圾渗滤液厌氧氨氧化深度脱氮装置与方法，属于高氨氮废水生物脱氮
，适用于垃圾分类处理产生的高氨氮废水生物脱氮过程。

技术介绍

[0002]随着我国国民经济的发展、城市规模的扩大和居民生活水平的提高，我国城市生活垃圾的产量与日俱增。在生活垃圾收集运输、堆存、处置过程中，会形成一种污染物成分复杂的高氨氮废水，即垃圾渗滤液，严重威胁土壤、水体环境和人类健康。除厨余垃圾主要采用厌氧消化的处理方式以外，其他种类的垃圾依然采用卫生填埋的主流处理方式。而随填埋年龄的增长，垃圾渗滤液中氨氮浓度显著升高，易生物降解有机物浓度快速下降，导致脱氮碳源不足，脱氮困难明显加大。越来越多填埋场步入老龄化，产生的垃圾渗滤液均为晚期渗滤液。如何处理大量可生化性较差的晚期垃圾渗滤液成为亟待解决的问题。
[0003]目前，全程硝化反硝化工艺依然是生物处理高氨氮渗滤液的主导工艺。但是该工艺一方面需要实现全程硝化，消耗大量的曝气能耗，另一方面需要实现全程反硝化，额外增加了大量有机碳源投加的成本，且污泥产量高，难以符合目前污水处理节能、经济的要求。
[0004]同步短程硝化反硝化耦合厌氧氨氧化工艺是近年来兴起的新工艺，它在同一个反应器内通过短程硝化
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厌氧氨氧化与反硝化的协同作用达到高效去除有机物与氨氮的效果，且大大减少了曝气能耗。其中的厌氧氨氧化技术是一种能够在厌氧条件下将氨氮和亚硝态氮同时去除的技术，反应过程中氨氮作为反应的电子供体，亚硝态氮作为电子受体，发生氧化还原反应将氨氮、亚硝态氮转化为氮气和硝态氮，从而达到总氮去除的目的。相比传统工艺，这种完全自养脱氮的工艺可以在无需碳源的条件下将氨氮直接转化为氮气。由于游离氨、游离亚硝酸控制因素的影响，高氨氮垃圾渗滤液相较于城市污水而言，短程硝化易于稳定实现，从而为同步短程硝化反硝化耦合厌氧氨氧化技术提供良好的条件。
[0005]另一种厌氧氨氧化的组合技术短程反硝化耦合厌氧氨氧化将传统全程反硝化过程控制在亚硝态氮积累阶段，为厌氧氨氧化稳定提供底物，氨氮和亚硝态氮被厌氧氨氧化细菌同时去除，产生的硝态氮又可被反硝化细菌原位还原，提供亚硝态氮底物，以可持续方式实现较好脱氮效果，节省大量的有机碳源和能源。其中，有机物是影响短程反硝化耦合厌氧氨氧化组合工艺稳定实现深度脱氮的关键因素之一。然而，晚期垃圾渗滤液中极少量的可降解有机物往往不足以提供足量的亚硝态氮积累，使厌氧氨氧化缺乏推动力，组合工艺难以发挥较好的脱氮效果。
[0006]而厨余垃圾消化液含有大量的有机酸和VFAs等可快速降解的有机物，对比于易燃易爆的甲醇、价格昂贵的乙酸钠等外加碳源，其可生化性好、价格低廉、无毒害作用，可用作晚期渗滤液组合工艺处理较为理想的碳源。在反应器中投入定量的厨余垃圾消化液，可在不显著影响厌氧氨氧化的作用下为反硝化提供充足碳源，实现良好的脱氮效果，为“以废治
废”提供了新的思路。

技术实现思路

[0007]本专利技术针对现有技术不足之处，提出了一种基于厨余垃圾消化液作为外碳源的晚期垃圾渗滤液厌氧氨氧化深度脱氮装置与方法。即晚期垃圾渗滤液与厨余垃圾消化液(进水体积比为2：1)首先进入同步短程硝化反硝化耦合厌氧氨氧化(SPNAD)反应器，此反应器采用缺氧1.5h/微氧曝气21.5h的方式运行，先进行缺氧搅拌，反应器内上周期剩余的亚硝态氮和硝态氮利用进水中充足的有机物通过反硝化得到高效去除。再对反应器进行微氧曝气，部分氨氮通过短程硝化作用转化为亚硝态氮，反应器内充足的氨氮与亚硝态氮底物为厌氧氨氧化反应的发生提供了良好的环境。厌氧氨氧化产生的硝态氮又可利用原水中经缺氧段处理后剩余的有机物实现短程反硝化，为厌氧氨氧化进一步提供亚硝态氮底物，从而在第一个反应器中较好地实现同步短程硝化反硝化耦合厌氧氨氧化，实现氮素的有效去除。反应结束静置沉淀后的出水被导入短程反硝化
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厌氧氨氧化(PDA)反应器中，并在每周期初投加25ml厨余垃圾消化液，此反应器以缺氧搅拌方式运行。上一反应器的出水和厨余垃圾消化液分别为短程反硝化和厌氧氨氧化提供硝态氮和氨氮底物，厨余垃圾消化液提供的可降解碳源高效地推动了短程反硝化耦合厌氧氨氧化的实现。同时，厌氧氨氧化产生的硝态氮又可循环通过短程反硝化为其提供底物或直接实现脱氮。通过调节两种高氨氮废水的进水体积分配比，来控制SPNAD反应器及PDA反应器中进水底物的比例，实现晚期垃圾渗滤液的深度脱氮，最终达到联合处理两种可生化性不同的高氨氮废水的目的。
[0008]本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
[0009]一种基于厨余垃圾消化液作为外碳源的晚期垃圾渗滤液厌氧氨氧化深度脱氮装置，其特征在于，该装置包括原水水箱(1)、SPNAD反应器(2)、中间水箱(3)、PDA反应器(4)、厨余垃圾消化液储存罐(5)、出水水箱(6)；
[0010]原水水箱设有溢流管(1.1)和出水口(1.2)；所述SPNAD反应器(2)设有空气压缩机(2.1)、气体流量计(2.2)、曝气砂头(2.9)、第一进水口(2.3)、第一取样口(2.5)、第一排泥口(2.7)、第一排水口(2.8)、第一搅拌器(2.4)、第一进水蠕动泵(2.10)、第一排水阀(2.11)、pH/DO实时监测装置(2.6)；所述中间水箱设有溢流管(3.2)和出水口(3.3)；所述PDA反应器(4)设有第二取样口(4.3)、第二排水口(4.6)、第二排泥口(4.5)、第二进水口(4.1)、第二搅拌器(4.2)、第二进水蠕动泵(4.7)、第二排水阀(4.8)、pH/DO实时监测装置(4.4)；所述厨余垃圾消化液储存罐(5)设有储存罐出水口(5.1)、第三进水蠕动泵(5.2)、第三进水口(5.3)、第四进水口(5.4)；
[0011]原水水箱(1)通过第一进水蠕动泵(2.10)与SPNAD反应器第一进水口(2.3)相连；SPNAD反应器第一排水口(2.8)通过第一排水阀(2.11)与中间水箱进水口(3.1)相连；空气经过空气压缩机(2.1)、气体流量计(2.2)最终通过设置在SPNAD反应器(2)底部的曝气砂头(2.9)通入SPNAD反应器(2)中；中间水箱出水口(3.3)通过第二进水蠕动泵(4.7)与PDA反应器(4)相连；厨余垃圾消化液储存罐(5)通过第三进水蠕动泵(5.2)与SPNAD反应器(2)、PDA反应器(4)相连；PDA反应器第二排水口(4.6)通过第二排水阀(4.8)与出水水箱(6)相连。
[0012]一种基于厨余垃圾消化液作为外碳源的晚期垃圾渗滤液厌氧氨氧化深度脱氮方法，其特征包括以下步骤：
[0013]1)活性污泥接种：将已在进水浓度为2500mg/L的垃圾渗滤液中运行一个月以上，脱氮率均稳定达70％以上的短程硝化
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厌氧氨氧化活性污泥与短程反硝化
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厌氧氨氧化活性污泥分别投加至SPNAD与PDA反应器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于厨余垃圾消化液作为外碳源的晚期垃圾渗滤液厌氧氨氧化深度脱氮装置，其特征在于，该装置包括原水水箱(1)、同步短程硝化反硝化耦合厌氧氨氧化(SPNAD)反应器(2)、中间水箱(3)、短程反硝化耦合厌氧氨氧化(PDA)反应器(4)、厨余垃圾消化液储存罐(5)、出水水箱(6)；原水水箱设有溢流管(1.1)和出水口(1.2)；所述SPNAD反应器(2)设有空气压缩机(2.1)、气体流量计(2.2)、曝气砂头(2.9)、第一进水口(2.3)、第一取样口(2.5)、第一排泥口(2.7)、第一排水口(2.8)、第一搅拌器(2.4)、第一进水蠕动泵(2.10)、第一排水阀(2.11)、pH/DO实时监测装置(2.6)；所述中间水箱设有溢流管(3.2)和出水口(3.3)；所述PDA反应器(4)设有第二取样口(4.3)、第二排水口(4.6)、第二排泥口(4.5)、第二进水口(4.1)、第二搅拌器(4.2)、第二进水蠕动泵(4.7)、第二排水阀(4.8)、pH/DO实时监测装置(4.4)；所述厨余垃圾消化液储存罐(5)设有储存罐出水口(5.1)、第三进水蠕动泵(5.2)、第三进水口(5.3)、第四进水口(5.4)；原水水箱(1)通过第一进水蠕动泵(2.10)与SPNAD反应器第一进水口(2.3)相连；SPNAD反应器第一排水口(2.8)通过第一排水阀(2.11)与中间水箱进水口(3.1)相连；空气经过空气压缩机(2.1)、气体流量计(2.2)最终通过设置在SPNAD反应器(2)底部的曝气砂头(2.9)通入SPNAD反应器(2)中；中间水箱出水口(3.3)通过第二进水蠕动泵(4.7)与PDA反应器(4)相连；厨余垃圾消化液储存罐(5)通过第三进水蠕动泵(5.2)与SPNAD反应器(2)、PDA反应器(4)相连；PDA反应器第二排水口(4.6)通过第二排水阀(4.8)与出水水箱(6)相连。2.应用如权利要求1所述的一种基于厨余垃圾消化液作为外碳源的晚期垃圾渗滤液厌氧氨氧化深度脱氮装置的方法，其特征在于包括以下步骤：1)活性污泥接种：将已在进水浓度为2500mg/L的垃圾渗滤液中运行一个月以上，脱氮率均稳定达70％以上的短程硝化
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厌氧氨氧化活性污泥与短程反硝化
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厌氧氨氧化活性污泥分别投加至SPNAD与PDA反应器中，控制投加后各反应器混合液污泥浓度分别为3000
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4000mg/L和7000
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【专利技术属性】
技术研发人员：彭永臻，严颖，李夕耀，姜浩，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：