[发明专利]基于能量回收的垃圾渗滤液自养脱氮方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于能量回收的垃圾渗滤液自养脱氮方法，属于污水生物处理技术领域。

背景技术

高氨氮、高有机物浓度、C/N比较低是垃圾渗滤液水质的主要特点，而针对该废水水质，如何在碳源不足的情况下有效的去除高氨氮是垃圾渗滤液研究的重点和难点。

目前，大多数污水脱氮以传统的硝化—反硝化作为核心处理工艺，而针对有机物浓度较高的垃圾渗滤液来说，如果采用硝化—反硝化工艺，那么在反硝化过程中，异养反硝化菌利用垃圾渗滤液中的有机物作为碳源进行生物脱氮，从而浪费了垃圾渗滤液中的有机物。如果可以利用厌氧产甲烷作用将垃圾渗滤液中的有机物转化为能源气体甲烷，那么将会提高垃圾渗滤液的能量回收。

此外，厌氧氨氧化菌的发现使得污水脱氮更加高效节能。亚硝化—厌氧氨氧化工艺与传统的硝化—反硝化工艺相比具有耗氧量少、能源消耗低、污泥产量低、温室气体产量少以及无二次污染等诸多优点。且目前对厌氧产甲烷的相关研究，主要以高有机负荷废水为研究对象，厌氧氨氧化工艺的研究则主要集中在高氨氮废水方面。对于垃圾渗滤液的高有机物和高氨氮的水质来说非常适宜。如果能通过本发明将垃圾渗滤液以自养脱氮方式进行去除并同时对能源进行回收，那么对提高垃圾渗滤液脱氮效率及改善我国水体的富营养化问题具有重大的现实意义。

发明内容

本发明主要针对现有垃圾渗滤液处理能耗高、出水稳定性差的问题，提出了基于能量回收的垃圾渗滤液自养脱氮方法，该方法首先将垃圾渗滤液中的有机物通过厌氧产甲烷作用转化为甲烷，以提高垃圾渗滤液中的能量回收；而后通过亚硝化—厌氧氨氧化进行自养脱氮。

本发明的目的是通过以下解决方案来解决的：基于能量回收的垃圾渗滤液自养脱氮方法，其特征在于：设应用如下装置：设有垃圾渗滤液原水箱1、厌氧产甲烷反应器2、中间水箱A3、SBR反应器4、中间水箱B5、厌氧氨氧化反应器6；垃圾渗滤液原水箱1设有溢流管1.1和放空管1.2；垃圾渗滤液原水箱1通过进水泵2.1与厌氧产甲烷反应器2进水管相连接；厌氧产甲烷反应器2为UASB反应器，水流方向由下至上，内置有三相分离器2.2用于固液气三相的分离，甲烷气体经过U型管干燥器2.3干燥后，用集气瓶2.4收集；厌氧产甲烷反应器2通过中间水箱连接管与中间水箱A3连接；中间水箱A3设有溢流管3.1和放空管3.2，中间水箱A3通过SBR进水水泵4.1与SBR反应器4连接；SBR反应器4设有排泥阀4.2、曝气头4.3、鼓风机4.4、气体流量计4.5以及搅拌器4.6；SBR反应器4出水管与中间水箱B5连接；中间水箱B5设有溢流管5.1和放空管5.2；中间水箱B5通过进水泵6.1与厌氧氨氧化反应器6进水管相连接；厌氧氨氧化反应器6为UASB反应器，水流方向由下至上，内置有三相分离器6.2用于固液气三相的分离，气体经过U型管干燥器6.3干燥后，用集气瓶6.4收集；垃圾渗滤液处理后由厌氧氨氧化反应器6的排水口6.5排出。

垃圾渗滤液在此装置中的处理流程为：垃圾渗滤液首先进入厌氧产甲烷反应器，通过厌氧产甲烷菌的作用将垃圾渗滤液中的有机物转化成能源物质甲烷，从而达到能源回收的目的；厌氧产甲烷反应器的出水进入中间水箱A进行水质水量调节；中间水箱A的污水通过SBR反应器的进水泵向SBR反应器进水，在进水期间利用污泥污水中残余的有机物作为碳源，发生反硝化作用将SBR反应器中的亚硝态氮还原为氮气；而后SBR反应器低氧运行，通过控制曝气时间将50%左右的NH₄⁺-N转化为NO₂^--N；SBR反应器的出水进入中间水箱B进行水质水量调节；中间水箱B的污水通过厌氧氨氧化反应器的进水泵向厌氧氨氧化反应器进水，在厌氧氨氧化反应器中，厌氧氨氧化菌以NH₄⁺-N为电子供体，NO₂^--N为电子受体，将NH₄⁺-N和NO₂^--N同时转化成N₂，最终达到污水自养脱氮的目的。

基于能量回收的垃圾渗滤液自养脱氮方法的具体启动与调控步骤如下：