一种利用短程硝化-厌氧氨氧化实现垃圾渗滤液高效脱氮的装置与方法与流程

[0001]
本发明涉及一种采用缺好氧交替策略抑制污水中硝化细菌(nob)从而实现短程硝化并耦合厌氧氨氧化实现垃圾渗滤液高效脱氮的装置和方法，属于污水处理领域。


背景技术：

[0002]
随着社会的不断进步和发展，人们逐渐意识到环境保护的重要性。近年来，我国出台和发布了一系列针对环境保护的政策和要求，尤其对于水污染来说，进一步严格规定了检测频率、检测指标、出水水质和达标要求。传统的污水生物处理工艺不但能耗高、投资大、产泥量高，而且处理效果一般，难以达到新的标准和要求。
[0003]
短程硝化技术和厌氧氨氧化技术是近年来发展比较快的新型污水生物处理技术，有较大的应用价值和广泛的发展前景。短程硝化技术是指在有氧条件下，污水中的氨氮经亚硝化细菌(aob)的作用转化为亚硝态氮，此时反应即停止，不继续将亚硝态氮转化为硝态氮。该技术具有诸多优点，比如节省曝气量、节约能源、产泥量少等。厌氧氨氧化技术是指在缺氧条件下，厌氧氨氧化菌将污水中存在的氨氮和亚硝态氮同时转化成氮气的过程。厌氧氨氧化技术具有节约碳源、节省成本、产泥量少等优点。目前，科研人员常常把这两种技术联用，典型的列子就是短程硝化-厌氧氨氧化工艺。
[0004]
连续流短程硝化-厌氧氨氧化工艺结合了短程硝化技术和厌氧氨氧化技术各自的优点，不但节省碳源、节约能耗、污泥产量少，而且处理效果较好，能够达到日益严格的出水标准。但是，连续流短程硝化-厌氧氨氧化工艺也存在着明显的难点，其中最困难的两点是短程硝化反应的实现和厌氧氨氧化菌的有效持留。
[0005]
实现短程硝化反应的根本是要抑制硝化细菌(nob)的活性和生长，使亚硝化细菌(aob)优势生长，目前比较普遍的方法有：(1)持续低氧曝气；(2)保持较高的反应温度；(3)利用fa和fna抑制等。但是这些方法均有一定的局限性：(1)低溶解氧会使反应速率变慢，处理效率不高，还容易造成污泥膨胀；(2)城市污水处理厂水量大，加热策略既不经济也不现实；(3)研究表明，fa和fna抑制具有适应性。
[0006]
据相关文献报道，羟胺具有很好的选择抑制性，一定浓度的羟胺可以很好的促进亚硝化细菌(aob)的生长，同时抑制硝化细菌(nob)的活性，阻碍其的生长。同时羟胺作为硝化反应的中间产物，可以被很好的利用掉，不会引入新的污染物质，同时价格低廉，经济易得。同时缺好氧交替被认为是一种有效的抑制nob活性的手段，因为在经历缺氧处理后，nob具有比aob更长的滞后期和恢复期，使其在系统内的生长处于劣势，逐渐被淘洗，从而有利于aob的生长。
[0007]
本方法采用缺好氧交替抑制nob的手段，再配合改良uasb反应器有效持留厌氧氨氧化菌，以达到实现并稳定维持短程硝化和厌氧氨氧化反应的目的，是一项符合我国可持续发展战略的绿色工艺，具有较高的潜在应用价值和实际意义。


技术实现要素：

[0008]
垃圾渗滤液短程硝化厌氧氨氧化工艺，节约曝气量，节省碳源，污泥产量少，脱氮效率高，但是短程硝化的稳定维持是难以突破的峰，本发明通过缺好氧交替抑制nob的手段，再配合改良uasb反应器有效持留厌氧氨氧化菌，能够很好地实现并稳定维持短程硝化和厌氧氨氧化反应，实现垃圾渗滤液高效脱氮，同时可以节省曝气量，节约碳源，减少处理成本。
[0009]
一种基于缺好氧交替实现短程硝化-厌氧氨氧化实现垃圾渗滤液高效脱氮的装置，其特征在于：所用的装置由垃圾渗滤液原水箱(1)、垃圾渗滤液短程硝化反应器(2)、沉淀池(3)、混合水箱(4)、垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器(5)、污泥回收池(6)及污泥回流装置组成；
[0010]
垃圾渗滤液原水箱(1)上设置进水管；
[0011]
垃圾渗滤液短程硝化反应器(2)上设置进水口、出水口(17)、回流口、ph计(9)、do探头(11)、曝气泵(8)和曝气盘(12)；
[0012]
沉淀池(3)设置进水口、出水管和排泥管，其中进水口和渗滤液短程硝化反应器(2)的出水口(17)相连，排泥管上设置排泥阀和回流阀；
[0013]
混合水箱(4)设置进水口、出水口，其中进水口和沉淀池的出水口相连，出水口通过进水泵(14)和垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器(5)的进水口相连；
[0014]
垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器(5)设置进水口、出水口(23)、水域循环(16)、三相分离器(24)、一级沉淀池(27)、二级沉淀池(28)、搅拌器(15)、采样口(18)、污泥回收口(21)，其中进水口与混合水箱(4)的进水泵相连；污泥回收池(6)中的污泥经排泥泵(26)回流入垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器(5)；
[0015]
污泥回流装置由回流阀和回流泵组成；
[0016]
本发明提供的一种基于缺好氧交替实现短程硝化-厌氧氨氧化实现垃圾渗滤液高效脱氮协同削减的方法，包括以下步骤：
[0017]
垃圾渗滤液原水箱(1)中污水经进水泵(7)进入垃圾渗滤液短程硝化反应器(2)内，进水完先开启搅拌装置厌氧运行150min，再开启曝气装置，控制溶解氧在0.5—1mg/l之间，通过在线监测ph，当ph＜7时，投加碳酸氢钠，调节至ph到7.8；期间运行周期为进水10min，厌氧运行150min，曝气150—210min，沉淀30min，排水10min，闲置10min；
[0018]
周期污泥回流操作为：在垃圾渗滤液短程硝化反应器闲置期间，通过污泥回流泵(13)将沉淀池(3)污泥回流到垃圾渗滤液短程硝化反应器(2)内，污泥回流周期为4次/9d，污泥回流量为进水体积(v)的0.06v—0.15v之间，每六天测一次系统内的污泥浓度，维持垃圾渗滤液短程硝化反应器(2)内污泥浓度在3500—4500mg/l；
[0019]
其中排水操作为，垃圾渗滤液短程硝化反应器(2)通过出水口(17)将泥水混合物排出到沉淀池(3)，经沉淀池泥水分离后将污水排至混合水箱(4)；
[0020]
单一周期运行结束，重复以上步骤运行。
[0021]
垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器运行操作步骤如下：
[0022]
混合水箱(4)进垃圾渗滤液原水，与垃圾渗滤液短程硝化反应器出水混合后，通过投加碳酸氢钠调节至ph到7.3；
[0023]
再经进水泵(14)进入垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器内，24小时连续进水；通过控
制进水泵(14)流速，控制水力停留时间在4-12小时；通过控制水浴循环装置(16)温度，使垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器内温度维持在30-32℃；
[0024]
24小时不间断搅拌，控制搅拌速率在60-80r/min；在垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器上方二级沉淀池(28)内，通过污泥回流泵(26)将污泥回收池污泥回流到垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器(5)内，污泥回流周期为1次/7d，污泥回流量为沉淀池内所有污泥，每两周测一次垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器内的污泥浓度，维持垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器内污泥浓度在2500—3500mg/l；
[0025]
每俩周更换一次垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器三角堰口和出水口里的吸水棉。
[0026]
本发明方法的技术原理：一方面，垃圾渗滤液中高浓度的fa对nob的抑制作用大于aob，另一方面，由于aob对氧的亲和力大于nob，故在较缺好氧交替条件下，aob对氧的竞争能力大于nob，同时结合fa和低缺好氧交替控制，能有效实现对nob的抑制，实现nob的淘洗。接着混合水箱中的氨氮亚硝态氮进入厌氧氨氧化反应器中，进行厌氧氨氧化反应，从而实现以厌氧氨氧化为主的垃圾渗滤液高效脱氮，使整个系统达到稳定的运行状态。
[0027]
本发明一种利用短程硝化-厌氧氨氧化实现垃圾渗滤液高效脱氮的装置与方法，与现有工艺相比具有以下优势：
[0028]
垃圾渗滤液短程硝化反应器通过fa和缺好氧交替的联合抑制nob，使得反应器内aob活性始终大于nob，为后边的厌氧氨氧化反应器提供稳定的亚硝来源；
[0029]
本方法通过对uasb厌氧氨氧化反应器进行改良，内加搅拌器使反应更加充分，出水口三角堰添加吸水棉，利用虹吸原理进行排水，能够很好的解决污泥流失问题，同时在uasb反应器上方改进为沉淀池，进一步防止污泥流失。结合sbr反应器缺好氧交替运行的策略，抑制nob的活性，稳定提供亚硝酸盐，使整个系统达到稳定的运行状态。
[0030]
短程硝化厌氧氨氧化，节约曝气量，节省碳源，脱氮效率高，污泥产量少，运行成本低，此外本方法操作简单，能够快速启动和稳定维持，运行管理方便，适合工程化。
附图说明
[0031]
图1为本发明一种利用短程硝化-厌氧氨氧化实现垃圾渗滤液高效脱氮的装置与方法的工艺流程图；
[0032]
关于图1的说明，1—垃圾渗滤液原水箱；2—垃圾渗滤液短程硝化反应器；3—沉淀池；4—混合水箱；5—垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器；6—污泥回收池；7—进水泵一；8—曝气泵；9—ph计；10—搅拌器一；11—do探头；12—曝气盘；13—污泥回流泵2；14—进水泵二；15—搅拌器二；16—水域循环；17—出水口一；18—采样口一；19—采样口二；20—污泥回收口一；21—污泥回收口二；22—出水口二；23—出水口三；24—三相分离器；25—采样口三；26—污泥回收泵1；27—一级沉淀池；28—二级沉淀池；
具体实施方式
[0033]
一种基于缺好氧交替实现短程硝化-厌氧氨氧化实现垃圾渗滤液高效脱氮的装置，其特征在于：所用的装置包括由垃圾渗滤液原水箱(1)、垃圾渗滤液短程硝化反应器(2)、沉淀池(3)、混合水箱(4)、垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器(5)、污泥回收池(6)及污泥回流装置组成；
[0034]
垃圾渗滤液原水箱(1)上设置进水管；
[0035]
垃圾渗滤液短程硝化反应器(2)上设置进水口、出水口(17)、回流口、ph计(9)、do探头(11)、曝气泵(8)、搅拌器一(10)和曝气盘(12)；
[0036]
沉淀池(3)设置进水口、出水管和排泥管，其中进水口和渗滤液短程硝化反应器(2)的出水口(17)相连，排泥管上设置排泥阀和回流阀；
[0037]
混合水箱(4)设置进水口、出水口，其中进水口和沉淀池的出水口相连，出水口通过进水泵(14)和垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器(5)的进水口相连；
[0038]
垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器(5)设置进水口、出水口(23)、水域循环(16)、三相分离器(24)、一级沉淀池(27)、二级沉淀池(28)、搅拌器(15)、采样口(18)、污泥回收口(21)，其中进水口与混合水箱(4)的进水泵相连；污泥回收池(6)中的污泥经排泥泵(26)回流入垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器(5)；
[0039]
污泥回流装置由回流阀和回流泵组成；
[0040]
实验期间进水水质具体情况如下表：
[0041]
垃圾渗滤液水质特征
[0042]
该装置运行期间，具体操作及控制如下：
[0043]
垃圾渗滤液原水箱(1)中污水经进水泵(7)进入垃圾渗滤液短程硝化反应器(2)内，进水完先开启搅拌装置厌氧运行150min，再开启曝气装置，控制溶解氧在0.5—1mg/l之间，通过在线监测ph，当ph＜7时，投加碳酸氢钠调节ph到7.8；期间运行周期为进水10min，厌氧运行150min，曝气150—210min，沉淀30min，排水10min，闲置10min；
[0044]
周期污泥回流操作为：在垃圾渗滤液短程硝化反应器闲置期间，通过污泥回流泵(13)将沉淀池(3)污泥回流到垃圾渗滤液短程硝化反应器(2)内，污泥回流周期为4次/9d，污泥回流量为进水体积(v)的0.06v—0.15v之间，每六天测一次系统内的污泥浓度，维持垃圾渗滤液短程硝化反应器(2)内污泥浓度在3500—4500mg/l；
[0045]
其中排水操作为，垃圾渗滤液短程硝化反应器(2)通过出水口(17)将泥水混合物排出到沉淀池(3)，经沉淀池泥水分离后将污水排至混合水箱(4)；单一周期运行结束，重复以上步骤运行。
[0046]
垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器运行操作步骤如下：
[0047]
混合水箱(4)中进垃圾渗滤液原水，与垃圾渗滤液短程硝化反应器出水混合后，通过投加碳酸氢钠调节ph到7.3；
[0048]
再经进水泵(14)进入垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器内，24小时连续进水；通过控制进水泵(14)流速，控制水力停留时间在4-12小时；通过控制水浴循环装置(16)温度，使垃
圾渗滤液厌氧氨氧化反应器内温度维持在30-32℃；
[0049]
24小时不间断搅拌，控制搅拌速率在60-80r/min；在垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器上方二级沉淀池(28)内，通过污泥回流泵(26)将污泥回收池污泥回流到垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器(5)内，污泥回流周期为1次/7d，污泥回流量为沉淀池内所有污泥，每两周测一次垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器内的污泥浓度，维持垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器内污泥浓度在2500—3500mg/l；
[0050]
每俩周更换一次垃圾渗滤液厌氧氨氧化反应器三角堰口和出水口里的吸水棉。
[0051]
以上是本发明的具体实施例，便于该技术领域的技术人员能更好的理解和应用本发明，本发明的实施不限于此，因此该技术领域的技术人员对本发明所做的简单改进都在本发明的范围之内。