一种在晚期垃圾渗滤液中培养SNAD颗粒污泥的反应器及方法

本发明涉及环境工程、废水处理，涉及一种在晚期垃圾渗滤液中培养snad颗粒污泥的反应器及方法。

背景技术：

1、随着我国城市化进程的不断加快，我国城市生活垃圾的产生量也不断增多，为我国生态文明建设增加了较大压力。卫生填埋是城市生活垃圾的主要处理方式，由于垃圾渗水、雨水渗入等情况的发生，填埋过程中会产生大量的垃圾渗滤液，尤其是填埋十年以上的晚期垃圾渗滤液，其主要具有以下特点：(1)氨氮浓度高；(2)可生物降解的有机物含量不足，可生化性较差；(3)生物毒性强。因此，晚期垃圾渗滤液的处理是一项废水处理行业的难题，如何达到较好的处理效果，同时做到节能降耗，也是近年来该领域的研究热点。

2、snad技术(simultaneous partial nitrification,anammox anddenitrification，同步亚硝化厌氧氨氧化反硝化)是一项新型废水处理技术，其将氨氮亚硝化、厌氧氨氧化、反硝化三个过程一体化，在兼顾厌氧氨氧化高效低耗脱氮的同时，通过结合反硝化深度脱除剩余硝态氮和有机物，同时耦合了亚硝化过程，极大节省了占地面积，并获得了较好的脱氮除碳效果。但由于晚期垃圾渗滤液可生化性差、生物毒性强的特点，运行过程中往往会出现污泥流失和除污效果失稳等情况。研究发现将颗粒污泥技术利用于snad技术，形成的snad颗粒污泥可以较好解决上述问题。如果可以在晚期垃圾渗滤液处理过程中，直接在反应器内原位形成snad颗粒污泥，不但能够缩短反应启动时间和颗粒化进程，保证反应器生物量充足，同时也可以让snad颗粒污泥功能菌群适应晚期垃圾渗滤液水质微环境，从而达到稳定的处理效果。

技术实现思路

1、针对上述问题，现提供一种在晚期垃圾渗滤液中培养snad颗粒污泥的反应器及方法，其处理流程清晰，节省装置占地与运行能耗，保证脱氮除碳效果的稳定。

2、具体技术方案如下：

3、本发明的第一个方面是提供一种在晚期垃圾渗滤液中培养snad颗粒污泥的反应器，包括壳体，壳体内的底部设有填料区，且壳体内相对填料区的上方分隔形成有污泥颗粒区、沉淀区，沉淀区的顶部及底部分别与污泥颗粒区的顶部及底部对应连通，填料区的底部安装有曝气组件，污泥颗粒区内安装有搅拌组件，填料区填充有填料。

4、进一步的，填料为铁碳微电解颗粒。

5、进一步的，铁碳微电解颗粒的有效比表面积为300-400m2/m3。

6、进一步的，曝气组件包括曝气盘、空气泵、时控器，曝气盘安装于填料区的底部，空气泵的出气口通过管道与曝气盘连通，时控器与空气泵电连接。

7、进一步的，污泥颗粒区与填料区的高度比为(1-3):1，且反应器的高径比为(3-5):1。

8、进一步的，搅拌组件为机械搅拌器。

9、本发明的第二个方面是提供一种在晚期垃圾渗滤液中培养snad颗粒污泥的方法，包括如下步骤：

10、1)在污泥颗粒区接种活性污泥和厌氧氨氧化絮状污泥；

11、2)采用连续流运行模式，将晚期垃圾渗滤液由进水箱经进水泵通入反应器中，在间歇曝气状态下晚期垃圾渗滤液与填料充分接触，以降解有机污染物；而后泥水混合物流进入污泥颗粒区，在间歇曝气与搅拌的状态下培养形成snad颗粒污泥；最后泥水混合物流经沉淀区进行泥水分离，snad颗粒污泥沉淀至污泥颗粒区，出水经出水口流出至出水箱。

12、进一步的，步骤1)中按质量比为(7-9):1接入活性污泥和厌氧氨氧化絮状污泥，使起始污泥浓度为3000-4500mg/l。

13、进一步的，步骤2)中机械搅拌器中搅拌桨转速为80-100rpm/min。

14、进一步的，步骤2)中间歇曝气状态下曝气时间与停曝时间为1:1，控制气流速度以维持污泥颗粒区溶解氧浓度为0.3-0.5mg/l。

15、上述方案的有益效果是：

16、1)利用晚期垃圾渗滤液直接原位生成snad颗粒污泥，省去颗粒污泥预培养时间，大大缩短反应器的启动时间；

17、2)铁碳微电解填料的使用降低了晚期垃圾渗滤液有机污染物的生物毒性，为功能菌群的稳定运行提供基础；

18、3)曝气气泡的水力剪切作用、铁碳微电解填料释放的fe3+/fe2+成核作用、机械搅拌的水力剪切作用三者共同为snad污泥的颗粒化做出贡献；

19、4)形成的snad颗粒污泥力学性能和沉降性能较好，功能微生物活性较高，对晚期垃圾渗滤液的脱氮除碳效果稳定；

20、5)铁碳微电解填料消耗的曝气剩余部分可以继续为snad颗粒污泥所用，从而节约能耗，一体化设备大大节省了占地面积，因此具有广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种在晚期垃圾渗滤液中培养snad颗粒污泥的反应器，包括壳体，其特征在于，所述壳体内的底部设有填料区，且所述壳体内相对所述填料区的上方分隔形成有污泥颗粒区、沉淀区，所述沉淀区的顶部及底部分别与所述污泥颗粒区的顶部及底部对应连通，所述填料区的底部安装有曝气组件，所述污泥颗粒区内安装有搅拌组件，所述填料区填充有填料。

2.根据权利要求1所述的在晚期垃圾渗滤液中培养snad颗粒污泥的反应器，其特征在于，所述填料为铁碳微电解颗粒。

3.根据权利要求2所述的在晚期垃圾渗滤液中培养snad颗粒污泥的反应器，其特征在于，所述铁碳微电解颗粒的有效比表面积为300-400m2/m3。

4.根据权利要求1所述的在晚期垃圾渗滤液中培养snad颗粒污泥的反应器，其特征在于，所述曝气组件包括曝气盘、空气泵、时控器，所述曝气盘安装于所述填料区的底部，所述空气泵的出气口通过管道与所述曝气盘连通，所述时控器与所述空气泵电连接。

5.根据权利要求1所述的在晚期垃圾渗滤液中培养snad颗粒污泥的反应器，其特征在于，所述污泥颗粒区与所述填料区的高度比为(1-3):1，且所述反应器的高径比为(3-5):1。

6.根据权利要求1所述的在晚期垃圾渗滤液中培养snad颗粒污泥的反应器，其特征在于，所述搅拌组件为机械搅拌器。

7.一种在晚期垃圾渗滤液中培养snad颗粒污泥的方法，其特征在于，使用权利要求1-6任一项所述反应器，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤1)中按质量比为(7-9):1接入活性污泥和厌氧氨氧化絮状污泥，使起始污泥浓度为3000-4500mg/l。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述机械搅拌器中搅拌桨转速为80-100rpm/min。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤2)中间歇曝气状态下曝气时间与停曝时间为1:1，控制气流速度以维持污泥颗粒区溶解氧浓度为0.3-0.5mg/l。

技术总结
本发明公开了一种在晚期垃圾渗滤液中培养SNAD颗粒污泥的反应器及方法。上述反应器包括壳体，壳体内的底部设有填料区，且壳体内相对填料区的上方分隔形成有污泥颗粒区、沉淀区，沉淀区的顶部及底部分别与污泥颗粒区的顶部及底部对应连通，填料区的底部安装有曝气组件，污泥颗粒区内安装有搅拌组件，填料区填充有填料。本发明解决了厌氧氨氧化相关工艺处理晚期垃圾渗滤液时有机物的毒性影响问题，确保优良除污效果的同时，实现了在晚期垃圾渗滤液中培养SNAD颗粒污泥，为晚期垃圾渗滤液的节能高效处理和SNAD污泥颗粒化提供了新的途径。

技术研发人员：王弘宇,郭文彬
受保护的技术使用者：武汉大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21