本發(fā)明公開了一種垃圾滲濾液短程硝化反硝化生物脫氮方法，屬于垃圾滲濾液處理領域。本發(fā)明通過厭氧?微氧?好氧短程硝化反應器，利用AOB和NOB氧飽和常數的區(qū)別，通過限制反應器內部DO濃度、添加化學抑制劑KClO3來快速富集AOB，同時控制溫度、堿度等其它條件獲得亞硝酸鹽的積累，微氧區(qū)亞硝化率達到90%以上。以垃圾滲濾液厭氧出水作為進水，采用前置反硝化，亞硝化液回流中的NO2??N能夠充分利用進水中的碳源進行反硝化，穩(wěn)定后系統(tǒng)出水COD去除率保持在80%左右，NH4+?N去除率保持在98%以上;且本發(fā)明所述方法工藝運行穩(wěn)定，系統(tǒng)在受到一定負荷沖擊后及時調整，系統(tǒng)去污能力可以快速得到恢復。

　　權利要求書

　　1.一種厭氧-微氧-好氧生物脫氮反應器，其特征在于，包括進水池、反應器主體、沉淀池和PLC控制系統(tǒng);所述進水池通過進水泵與反應器主體進水口進行連接;所述反應器主體內部以隔板分成4個區(qū)域，依次為厭氧區(qū)、微氧區(qū)、過渡區(qū)和好氧區(qū);所述隔板底部與反應器主體底部連接，頂部與反應器主體頂部預留一定距離;所述微氧區(qū)、過渡區(qū)和好氧區(qū)內部均設有一個折流板，所述折流板與反應器主體頂部連接，底部與反應器主體底部預留一定距離;所述厭氧區(qū)內部設有攪拌裝置;所述微氧區(qū)內部設有pH在線測定儀、溫度在線監(jiān)測儀、微氧區(qū)DO在線監(jiān)測儀和微氧區(qū)空氣泵;所述過渡區(qū)底部通過亞硝化液回流泵與進水泵連接;所述好氧區(qū)內部設有好氧區(qū)DO在線監(jiān)測儀和好氧區(qū)空氣泵;所述反應器通過出水口與沉淀池連接;所述沉淀池底部通過污泥回流泵與進水泵連接;所述進水泵、攪拌裝置、加熱裝置、pH在線測定儀、溫度在線監(jiān)測儀、微氧區(qū)DO在線監(jiān)測儀、微氧區(qū)空氣泵、好氧區(qū)DO在線監(jiān)測儀、好氧區(qū)空氣泵、亞硝化液回流泵和污泥回流泵的均與PLC控制系統(tǒng)連接。

　　2.根據權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述反應器主體側壁設置加熱裝置，所述加熱裝置與PLC控制系統(tǒng)連接。

　　3.根據權利要求2所述的反應器，其特征在于，所述反應器主體由不銹鋼材質制成;所述加熱裝置為硅膠加熱帶;所述硅膠加熱帶外側還設置石棉層。

　　4.根據權利要求1所述的反應器，其特征在于，微氧區(qū)和好氧區(qū)底部設有曝氣裝置，曝氣裝置中的進氣口通過管道與空氣泵連接，進氣口和空氣泵之間設置氣體流量計。

　　5.一種垃圾滲濾液厭氧出水深度生物脫氮的處理方法，其特征在于，所述方法是以垃圾滲濾液厭氧出水作為進水，采用前置反硝化，應用權利要求1～4任一所述的厭氧-微氧-好氧生物脫氮反應器處理垃圾滲濾液。

　　6.根據權利要求5所述的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　1)向反應器主體部分接種污泥，接種污泥來自垃圾滲濾液處理廠污泥濃縮池好氧池污泥，污泥濃度為4～7g/L好氧池污泥;

　　2)垃圾滲濾液經厭氧發(fā)酵后的出水，其pH值為6.5～8.2，COD、NH4+-N、BOD5、SS和TP分別為5～6g/L、1～2.2g/L、1～2g/L、2.5～4g/L和35～50mg/L;

　　3)好氧區(qū)出水經過沉淀池后達到泥水分離，整個階段定期排泥，污泥齡(SRT)控制在15-20d，MLSS控制在5～10g/L。

　　7.根據權利要求5或6所述的處理方法，其特征在于，整個實施過程溫度控制在30～35℃。

　　8.根據權利要求7所述的處理方法，其特征在于，反應器運行過程中進水C/N為4～8;微氧區(qū)DO為0.2～1.5mg/L;亞硝化液回流比為300%～1500%;污泥回流比為20%～40%。

　　9.根據權利要求5或6所述的處理方法，其特征在于，厭氧區(qū)連續(xù)攪拌，微氧區(qū)控制DO在0.5～1.0mg/L，添加3～7mmol/L的KClO3，好氧區(qū)控制DO在3.0～5.0mg/L。

　　10.權利要求1～4任一所述的反應器在污水或廢水處理中的應用。

　　說明書

　　一種垃圾滲濾液短程硝化反硝化生物脫氮方法

　　技術領域

　　本發(fā)明涉及一種垃圾滲濾液短程硝化反硝化生物脫氮方法，屬于垃圾滲濾液處理領域。

　　背景技術

　　采取衛(wèi)生填埋處理城市垃圾過程中，有機物被微生物分解產生水分，加上雨水、地表水和地下水的滲入而產生垃圾滲濾液。垃圾滲濾液成分復雜，含有大量的有機物、有毒有害物及重金屬等，若不妥善處理會對周邊環(huán)境產生一定的影響。厭氧生物處理是現階段垃圾滲濾液處理的主要手段，具有工藝穩(wěn)定、運行費用低、占地少等優(yōu)點。經厭氧處理后出水具有高化學需氧量(COD)、高氨氮(NH4+-N)、低C/N特性，采用傳統(tǒng)硝化反硝化方式進行脫氮需消耗大量的能源和碳源，因此，利用短程硝化反硝化工藝實現垃圾滲濾液高效低耗脫氮成為熱點。

　　發(fā)明內容

　　為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種垃圾滲濾液厭氧出水深度生物脫氮的處理方法。短程硝化反硝化通過條件控制將系統(tǒng)中亞硝酸鹽氧化菌(NOB)活性進行抑制，提高氨氧化細菌(AOB)活性，從而將硝化過程控制在NO2–N階段，然后在缺氧或厭氧條件下直接進行反硝化。影響AOB和NOB因素較多，如溶解氧(DO)、pH值、進水C/N、游離氨(FA) 濃度、溫度(T)、污泥齡(SRT)、超聲及化學抑制劑等。相比傳統(tǒng)硝化反硝化，短程硝化反硝化省略了“NO2–N→NO3–N→NO2–N”過程，節(jié)省了約25%的耗氧量和40%的有機碳源，針對高NH4+-N、低C/N廢水具有較高的應用價值。研究工作中常利用AOB和NOB對環(huán)境適應能力不同，控制系統(tǒng)中DO濃度或FA濃度可實現NO2–N累積，但在實際廢水處理過程中，水質成分復雜，影響因素較多，單一的控制某種影響因子難以維持系統(tǒng)穩(wěn)定，需要添加氯酸鹽、次氯酸鹽、羥胺等化學抑制劑快速實現NO2–N累積。本發(fā)明采用厭氧-微氧-好氧脫氮反應器基于短程硝化反硝化技術對垃圾滲濾液經厭氧消化后出水進行生物脫氮，模擬反應器受到短期負荷沖擊后其耐負荷沖擊能力及恢復情況，使反應器出水滿足《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質標準》(GB/T31962-2015)的要求。

　　本發(fā)明的第一個目的是提供一種厭氧-微氧-好氧生物脫氮反應器，包括進水池、反應器主體、沉淀池和PLC控制系統(tǒng);所述進水池通過進水泵與反應器主體的進水口進行連接;所述反應器主體內部以隔板分成4個區(qū)域，依次為厭氧區(qū)、微氧區(qū)、過渡區(qū)和好氧區(qū);所述隔板底部與反應器主體底部連接，頂部與反應器主體頂部預留一定距離;所述厭氧區(qū)內部設有攪拌器;所述微氧區(qū)內部設有pH在線測定儀、溫度在線監(jiān)測儀、微氧區(qū)DO在線監(jiān)測儀和微氧區(qū)空氣泵;所述過渡區(qū)底部通過亞硝化液回流泵與進水泵連接;所述好氧區(qū)內部設有好氧區(qū)DO在線監(jiān)測儀和好氧區(qū)空氣泵;所述反應器主體通過出水口與沉淀池連接;所述沉淀池底部通過污泥回流泵與進水泵連接;所述進水泵、攪拌器、pH在線測定儀、溫度在線監(jiān)測儀、微氧區(qū)DO在線監(jiān)測儀、微氧區(qū)空氣泵、好氧區(qū)DO在線監(jiān)測儀、好氧區(qū)空氣泵、亞硝化液回流泵和污泥回流泵的均與PLC控制系統(tǒng)連接。

　　在本發(fā)明的一種實施方式中，所述微氧區(qū)、過渡區(qū)和好氧區(qū)內部均設有一個折流板，所述折流板與反應器頂部連接，底部與反應器底部預留一定距離;這樣設置的目的是增加水流位移，增大水力停留時間。

　　在本發(fā)明的一種實施方式中，所述反應器主體側壁設置加熱裝置，所述加熱裝置與PLC 控制系統(tǒng)連接。

　　在本發(fā)明的一種實施方式中，所述攪拌裝置為精密攪拌器。

　　在本發(fā)明的一種實施方式中，所述PLC控制系統(tǒng)還與遠程監(jiān)控系統(tǒng)連接，并通過有線網絡與遠程監(jiān)控系統(tǒng)交換數據信息和控制信息;所述PLC控制系統(tǒng)中的控制程序采用的是無錫馬盛環(huán)境能源科技有限公司MA-101型過程控制可編程控制器。

　　在本發(fā)明的一種實施方式中，所述進水口和出水口位于反應器主體兩側，所述進水口設置在反應器主體一側的底部;所述出水口設置于反應器主體另一側的上部。

　　在本發(fā)明的一種實施方式中，脫氮反應器主體在微氧區(qū)和好氧區(qū)底部設有曝氣裝置，進氣口通過管道與空氣泵連接，進氣口和空氣泵之間設置氣體流量計。

　　在本發(fā)明的一種實施方式中，所述反應器主體由不銹鋼材質制成。

　　在本發(fā)明的一種實施方式中，所述加熱裝置為硅膠加熱帶;所述硅膠加熱帶外側還設置石棉層。

　　本發(fā)明的第二個目的是提供一種上述裝置在污水或廢水處理中的應用。

　　本發(fā)明的第三個目的是提供一種垃圾滲濾液厭氧出水深度生物脫氮的處理方法，所述方法是應用上述厭氧-微氧-好氧生物脫氮反應器處理垃圾滲濾液;所述方法是以垃圾滲濾液處理過程中的好氧污泥為接種污泥，以垃圾滲濾液厭氧出水作為進水，采用前置反硝化，應用所述的反應器控制微氧區(qū)DO在0.5～1.0mg/L、添加3～7mmol/L的KClO3進行短程硝化，亞硝化液回流中的NO2–N能夠充分利用進水中的碳源進行反硝化，反硝化脫氮補充的堿度用于平衡微氧區(qū)因硝化所消耗的堿度，維持微氧區(qū)pH相對穩(wěn)定，為AOB的生長提供條件;后置好氧池可以在高溶氧條件下去除一部分COD和NH4+-N，確保出水指標達標。

　　在本發(fā)明的一種實施方式中，整個過程反應器的運行分為5個階段，分別為階段I～V。

　　在本發(fā)明的一種實施方式中，所述步驟具體為：

　　1)接種來源于垃圾滲濾液處理工藝污泥濃縮池，污泥濃度為4～7g/L好氧池污泥;

　　2)垃圾滲濾液經厭氧發(fā)酵后的出水，其pH值為6.5～8.2，COD、NH4+-N、BOD5、SS和TP分別為5～6g/L、1～2.2g/L、1～2g/L、2.5～4g/L和35～50mg/L，整個實施過程主要分為5個階段，15個工況，具體實驗運行工況如表1所示，前四個階段主要探究DO質量濃度、進水C/N及亞硝化液回流比(R)對脫氮的影響;在前期實驗穩(wěn)定的基礎下，考查反應器抗荷沖擊及恢復能力;

　　3)好氧區(qū)出水經過沉淀池后達到泥水分離，整個階段定期排泥，污泥齡(SRT)控制在 15-20d，MLSS控制在5～10g/L。

　　在本發(fā)明的一種實施方式中，進水C/N為4～8;微氧區(qū)DO為0.2～1.5mg/L;亞硝化液回流比為300%～1500%;污泥回流比為20%～40%。

　　在本發(fā)明的一種實施方式中，整個實施過程溫度控制在30～35℃，通過在線溫度控制系統(tǒng)和加熱裝置進行聯(lián)動，保持反應器內部溫度穩(wěn)定。

　　在本發(fā)明的一種實施方式中，在啟動初期對微氧區(qū)添加3～7mmol/L的KClO3。

　　在本發(fā)明的一種實施方式中，厭氧區(qū)連續(xù)攪拌，微氧區(qū)控制DO在0.5～1.0mg/L，好氧區(qū)控制DO在3.0～5.0mg/L。

　　本發(fā)明的有益效果：

　　(1)本發(fā)明過渡區(qū)為了防止馴化后的AOB菌種進入好氧池;同時防止由于亞硝化液回流至厭氧區(qū)會導致厭氧區(qū)DO濃度上升。若沒有過渡區(qū)會導致微氧區(qū)優(yōu)勢菌種流失，反硝化效果降低，經過過渡區(qū)停留后能夠較好的解決回流導致厭氧區(qū)DO濃度上升的問題。

　　(2)本發(fā)明中微氧區(qū)、過渡區(qū)和好氧區(qū)內部均設有一個隔板，隔板均是下端開口。這樣設置的目的是增加水流位移，增大水力停留時間，使每個單元內反應更加充分，整個系統(tǒng)出水各污染物去除率較高。

　　(3)本發(fā)明針對廢水高氨氮、低C/N比特性，通過厭氧-微氧-好氧短程硝化反應器，利用AOB和NOB氧飽和常數的區(qū)別，通過限制反應器內部DO濃度、添加化學抑制劑KClO3來快速富集AOB，同時控制溫度、堿度等其它條件獲得亞硝酸鹽的積累，微氧區(qū)亞硝化率達到90%以上。

　　(4)以垃圾滲濾液厭氧出水作為進水，采用前置反硝化，亞硝化液回流中的NO2–N能夠充分利用進水中的碳源進行反硝化，穩(wěn)定后系統(tǒng)出水COD去除率保持在80%左右，NH4+-N 去除率保持在98%以上。相比傳統(tǒng)硝化反硝化，短程硝化反硝化省略了“NO2–N→NO3–N→ NO2–N”過程，節(jié)省了約25%的耗氧量和40%的有機碳源，針對高NH4+-N、低C/N廢水具有較高的應用價值。

　　(5)本發(fā)明的方法利用自主設計研發(fā)的厭氧-微氧-好氧生物脫氮反應器，將系統(tǒng)DO濃度和曝氣泵形成聯(lián)動，限制微氧區(qū)中的DO濃度、添加化學抑制KClO3，同時控制反應溫度和pH，獲得較好的亞硝態(tài)氮累計，利用DO濃度的控制，富集大量AOB，淘汰NOB，采用此技術將氨氮控制在亞硝酸鹽階段，然后將亞硝化液回流至厭氧區(qū)，回流中的NO2–N能夠充分利用進水中的碳源進行反硝化，此方法相對于傳統(tǒng)硝化反硝化可節(jié)省大量碳源和能源。由于反應器進水COD為5～6g/L，NH4+-N為1～2.2g/L，本發(fā)明所述方法基于短程硝化反硝化的厭氧-微氧-好氧生物脫氮反應器具有較高的NH4+-N和COD負荷，能夠較好的處理高濃度氨氮廢水。通過反應器運行效果見本發(fā)明所述方法工藝運行穩(wěn)定，能夠長期保持較高的亞硝化率，系統(tǒng)在受到一定負荷沖擊后及時調整，系統(tǒng)去污能力可以快速得到恢復。