專(zhuān)利名稱(chēng)：中老齡垃圾滲濾液的生物脫氮方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種中老齡垃圾滲濾液的生物脫氮方法和裝置，適用于垃圾填埋場(chǎng)的中老齡垃圾滲濾液的處理。
背景技術(shù)：
垃圾填埋場(chǎng)滲濾液是垃圾經(jīng)過(guò)堆積或填埋后因壓實(shí)和生物降解作用使垃圾中原有的水、垃圾降解反應(yīng)生成的水、場(chǎng)內(nèi)深入的雨水、地下水和地表水經(jīng)過(guò)垃圾層過(guò)濾后滲出的污水。根據(jù)垃圾填埋場(chǎng)的垃圾填埋年限，5 8年垃圾填埋場(chǎng)滲濾液稱(chēng)為中年期滲濾液， 大于10年的被稱(chēng)為老齡垃圾滲濾液。中老齡垃圾滲濾液成分復(fù)雜，隨著填埋時(shí)間的延長(zhǎng)， 其中的可生化降解有機(jī)物大幅度降低，滲濾液中多為難降解有機(jī)物。氨氮濃度高，碳/氮 (C/N)比值低等是此類(lèi)垃圾滲濾的重要特征之一，這給滲濾液的處理帶來(lái)了困難，因此滲濾液的處理是廢水處理中亟待解決的問(wèn)題之一。新頒布的國(guó)家《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)不僅對(duì)垃圾滲濾液的C0D、B0D5、氨氮(NH4-N)和懸浮物等指標(biāo)進(jìn)行了更嚴(yán)格的控制，也明確了總氮(TN)、總磷(TP)及重金屬的排放指標(biāo)。由于中老年滲濾液的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的廢水處理和滲濾液處理技術(shù)要達(dá)到新的排放標(biāo)準(zhǔn)，特別是總氮的標(biāo)準(zhǔn)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，迫切需要新的滲濾液處理技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)老齡垃圾滲濾液物化處理成本高、并有二次污染物質(zhì)產(chǎn)生，生化處理中由于氨氮濃度高，C/N比失調(diào)，難以采用傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供了一種低處理成本、無(wú)二次污染，高效低耗的新型生物脫氮方法及裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種中老齡垃圾滲濾液的生物脫氮方法，步驟如下1)將中老齡滲濾液泵至預(yù)處理反應(yīng)器頂部，噴灑在預(yù)處理反應(yīng)器內(nèi)的填料上，使?jié)B濾液在重力作用下由上而下滲流；將曝氣管埋入反應(yīng)器中部進(jìn)行通氣，使?jié)B濾液中的氨氮與空氣中的氧氣發(fā)生硝化反應(yīng)；2)將經(jīng)預(yù)處理的出水均勻泵入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器頂部，噴灑在反應(yīng)器填料上至滲濾液淹沒(méi)填料，使?jié)B濾液在重力作用下由上而下滲流，滲濾液中的氨氮與硝氮、亞硝氮在反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生厭氧氨氧化反應(yīng)；上述過(guò)程中反應(yīng)器所處的環(huán)境溫度控制在25°C 30°C，所述中老齡垃圾滲濾液中 C0D2000 3000mg/L,氨氮 2000 2500mg/L, B0D5/C0D ( 0. 15，TN/B0D5 ( 0. 1，所述填料為垃圾填埋場(chǎng)填埋5 15年的陳垃圾，其干重密度1. 6 1. 9g/cm3，孔隙率0. 0. ；35%，含水率 9% 11%。通過(guò)控制進(jìn)水負(fù)荷和進(jìn)氣量可以調(diào)節(jié)出水滲濾液中氨氮和亞硝氮濃度比值，步驟 1)中進(jìn)水的水力負(fù)荷控制在10 lOOLnT^cT1，氣固比(氣固比指的是通氣量與反應(yīng)器內(nèi)的填料體積之比)控制在0.05 0.2，可使出水氨氮和亞硝氮濃度比值達(dá)到1 1 1 1. 32ο步驟2)中進(jìn)水(即經(jīng)預(yù)處理的出水)的總氮負(fù)荷彡1. Og TN/kg(VS).d，可使?jié)B濾液中的總氮的去除率達(dá)到90%以上。本發(fā)明的原理在于，在陳垃圾的反應(yīng)器中能發(fā)生以下反應(yīng)步驟1)生硝化反應(yīng)，反應(yīng)式為NH/+1. 502 — N(V+2H++H20NH4++202 — N(V+2H++H20步驟2)厭氧氨氧化反應(yīng)，反應(yīng)式為NH/+NCV — Ν2+Η205NH/+3NCV — 4N2+9H20+2H+另外，為方便上述技術(shù)方案的實(shí)施，本發(fā)明還提供一種用于上述技術(shù)方案的裝置包括預(yù)處理裝置和厭氧氨氧化反應(yīng)裝置，所述預(yù)處理裝置包括滲濾液儲(chǔ)槽、泵、風(fēng)機(jī)和預(yù)處理反應(yīng)器，滲濾液儲(chǔ)槽用于儲(chǔ)存滲濾液，泵通過(guò)管道連接滲濾液儲(chǔ)槽和預(yù)處理反應(yīng)器，可將滲濾液輸送至預(yù)處理反應(yīng)器頂部，所述預(yù)處理反應(yīng)器中部設(shè)置有曝氣裝置，所述曝氣裝置與風(fēng)機(jī)連接；所述厭氧氨氧化反應(yīng)裝置包括中間池、泵和厭氧氨氧化反應(yīng)器，所述中間池通過(guò)泵與厭氧氨氧化反應(yīng)器連接，可將中間池內(nèi)的液體泵至所述反應(yīng)器的頂部。泵與滲濾液儲(chǔ)槽之間設(shè)有流量計(jì)，用于計(jì)量進(jìn)入到反應(yīng)器內(nèi)的進(jìn)水量；所述曝氣裝置與風(fēng)機(jī)之間設(shè)有氣體流量計(jì)，用于控制進(jìn)入到反應(yīng)器的氣量；泵與中間池之間也設(shè)有流量計(jì)。預(yù)處理反應(yīng)器底部設(shè)有出水閥，可將預(yù)處理反應(yīng)完的出水排入中間池；厭氧氨氧化反應(yīng)器底部也設(shè)有出水閥。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明生物脫氮方法對(duì)于中老齡垃圾滲濾液的處理具有成本低，沒(méi)有二次污染，不需要外加碳源，總氮的去除率可以達(dá)到 90%以上；本發(fā)明的生物脫氮裝置，填料成本低廉、反應(yīng)器操作運(yùn)行方便，運(yùn)行費(fèi)用低，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，具有高效低耗的特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明裝置進(jìn)水滲濾液總氮負(fù)荷與去除率的關(guān)系圖。圖中，1-滲濾液儲(chǔ)槽，201、202-流量計(jì)，301、302-蠕動(dòng)泵，401、402-出水閥，5-風(fēng)機(jī)，6-中間池，7-氣體流量計(jì)，8-預(yù)處理反應(yīng)器，9-厭氧氨氧化反應(yīng)器，10-曝氣裝置。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)。實(shí)施例如圖1所示的本發(fā)明的中老齡垃圾滲濾液的生物脫氮裝置，包括預(yù)處理裝置和厭氧氨氧化反應(yīng)裝置，預(yù)處理裝置包括滲濾液儲(chǔ)槽1、蠕動(dòng)泵301、風(fēng)機(jī)5和預(yù)處理反應(yīng)器8，滲濾液儲(chǔ)槽1用于儲(chǔ)存滲濾液，蠕動(dòng)泵301通過(guò)管道連接滲濾液儲(chǔ)槽1和預(yù)處理反應(yīng)器8，可將滲濾液輸送至預(yù)處理反應(yīng)器8頂部，蠕動(dòng)泵301與滲濾液儲(chǔ)槽1之間設(shè)有流量計(jì)201，用于計(jì)量進(jìn)入到反應(yīng)器內(nèi)的進(jìn)水量，預(yù)處理反應(yīng)器8中部設(shè)置有曝氣裝置10，曝氣裝置10與風(fēng)機(jī)5連接，二者之間設(shè)有氣體流量計(jì)7，用于控制進(jìn)入到反應(yīng)器內(nèi)的氣量；厭氧氨氧化反應(yīng)裝置包括中間池6、蠕動(dòng)泵302和厭氧氨氧化反應(yīng)器9，中間池6通過(guò)蠕動(dòng)泵302與厭氧氨氧化反應(yīng)器9連接，可將中間池6內(nèi)的液體泵至厭氧氨氧化反應(yīng)器9的頂部，蠕動(dòng)泵302 與中間池6之間也設(shè)有流量計(jì)202 ；預(yù)處理反應(yīng)器8底部設(shè)有出水閥401，可將預(yù)處理反應(yīng)完的出水排入中間池6，厭氧氨氧化反應(yīng)器9底部設(shè)有出水閥402用于排出處理完畢的滲濾液。1)使用時(shí)，將上述脫氮裝置置于25°C 30°C的溫度條件下，中老齡滲濾液由蠕動(dòng)泵301提升至預(yù)處理反應(yīng)器8內(nèi)，預(yù)處理反應(yīng)器8內(nèi)填有垃圾填埋場(chǎng)填埋10年的陳垃圾作為填料，將滲濾液噴灑在填料上，滲濾液在重力作用下由上而下滲流，進(jìn)水量通過(guò)流量計(jì) 201計(jì)量并控制，開(kāi)啟風(fēng)機(jī)5通過(guò)預(yù)處理反應(yīng)器8內(nèi)的曝氣裝置10對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行通氣，氣體流量由氣體流量計(jì)7控制。反應(yīng)完后滲濾液由反應(yīng)器底部出水閥401排出，進(jìn)入中間池6 ；2)將經(jīng)預(yù)處理的出水通過(guò)蠕動(dòng)泵302泵至厭氧氨氧化反應(yīng)器9頂部，噴灑在反應(yīng)器內(nèi)的填料上至滲濾液淹沒(méi)填料，使?jié)B濾液在重力作用下由上而下滲流，滲濾液中的氨氮與硝氮、亞硝氮在反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生厭氧氨氧化反應(yīng)；過(guò)程中用流量計(jì)202控制進(jìn)水均勻，圖2 為本發(fā)明步驟2)中進(jìn)水滲濾液總氮負(fù)荷和去除率關(guān)系圖，由該圖可知當(dāng)進(jìn)水的總氮負(fù)荷大于1. Og TN/kg (VS). d時(shí)，氮去除率小于90%，因此，該步驟中優(yōu)選進(jìn)水(即經(jīng)預(yù)處理的出水)的總氮負(fù)荷彡1. 0gTN/kg(VS). d0本發(fā)明主要采用新型的生物脫氮技術(shù)轉(zhuǎn)化滲濾液中高濃度的氮，不僅可以使得滲濾液中有機(jī)物得到去除，而且可使得滲濾液在缺少碳源的情況下達(dá)到90%以上的總氮去除效果，為滲濾液總氮的去除提供一種高效低耗的處理方法，同時(shí)也可為其它高氨氮有機(jī)廢水的處理提供借鑒。上述實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在閱讀了本發(fā)明記載的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種中老齡垃圾滲濾液的生物脫氮裝置，其特征在于，包括預(yù)處理裝置和厭氧氨氧化反應(yīng)裝置，所述預(yù)處理裝置包括滲濾液儲(chǔ)槽、泵、風(fēng)機(jī)和預(yù)處理反應(yīng)器，所述泵通過(guò)管道連接滲濾液儲(chǔ)槽和預(yù)處理反應(yīng)器，所述預(yù)處理反應(yīng)器中部設(shè)置有曝氣裝置，所述曝氣裝置與風(fēng)機(jī)連接；所述厭氧氨氧化反應(yīng)裝置包括中間池、泵和厭氧氨氧化反應(yīng)器，所述中間池通過(guò)泵與厭氧氨氧化反應(yīng)器連接。
2.權(quán)利要求1所述中老齡垃圾滲濾液的生物脫氮裝置，其特征在于，所述預(yù)處理反應(yīng)器中填有填料，所述填料為所述填料為垃圾填埋場(chǎng)填埋5 15年的陳垃圾，其干重密度 1.6 1.9g/cm3，孔隙率0. 28 0. 35，含水率9% 11%。
3.中老齡垃圾滲濾液的生物脫氮方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1或2所述裝置，包括如下步驟1)將中老齡滲濾液泵至預(yù)處理反應(yīng)器頂部，噴灑在預(yù)處理反應(yīng)器內(nèi)的填料上，使?jié)B濾液在重力作用下由上而下滲流；將曝氣管埋入反應(yīng)器中部進(jìn)行通氣，使?jié)B濾液中的氨氮與空氣中的氧氣發(fā)生硝化反應(yīng)；2)將經(jīng)預(yù)處理的出水均勻泵入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器頂部，噴灑在反應(yīng)器填料上至滲濾液淹沒(méi)填料，使?jié)B濾液在重力作用下由上而下滲流，滲濾液中的氨氮與硝氮、亞硝氮在反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生厭氧氨氧化反應(yīng)；上述過(guò)程中反應(yīng)器所處的環(huán)境溫度控制在25°C 30°C，所述中老齡垃圾滲濾液中 C0D2000 3000mg/L，氨氮 2000 2500mg/L，B0D5/C0D 彡 0. 15，TN/B0D5 彡 0· 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟1)中反應(yīng)器進(jìn)水的水力負(fù)荷控制在 10 lOOL.nT3· cf1，氣固比控制在0. 05 0. 2。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟幻中經(jīng)預(yù)處理的出水的總氮負(fù)荷彡 1. Og TN/kg(VS). do
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種中老齡垃圾滲濾液的生物脫氮方法和裝置，通過(guò)使?jié)B濾液中的氨氮與空氣中的氧氣發(fā)生硝化反應(yīng)和使?jié)B濾液中的氨氮與硝氮、亞硝氮在反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生厭氧氨氧化反應(yīng)兩個(gè)步驟對(duì)中老齡垃圾滲濾液進(jìn)行處理，以高效去除氮污染物。通過(guò)本發(fā)明設(shè)計(jì)而成的生物脫氮處理裝置，構(gòu)造簡(jiǎn)潔、操作方便，運(yùn)行費(fèi)用低，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，本反應(yīng)器生態(tài)環(huán)保，采用的填料是垃圾填埋場(chǎng)陳年垃圾，以廢治廢，且不會(huì)產(chǎn)生二次污染，對(duì)于滲濾液總氮的達(dá)標(biāo)處理和高效低耗運(yùn)行具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102329052SQ20111026086
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月5日
發(fā)明者戴淑萍, 胡沖, 謝冰, 黃皇 申請(qǐng)人:華東師范大學(xué)