一種礦化垃圾填料床及一種廢水脫氮法
【專利摘要】為了實(shí)現(xiàn)含氮廢水的低成本脫氮，合理利用礦化垃圾，本發(fā)明提供了一種礦化垃圾填料床，以及基于該礦化垃圾填料床將含氮廢水中的氮脫去的方法，通過降低進(jìn)水中BOD5解決了填料床堵塞，通過加置通風(fēng)管實(shí)現(xiàn)了短程硝化-厭氧氨氧化的協(xié)同，使用保溫層保證處理效率，是一種低能耗、低成本、低碳足跡的礦化垃圾填料床及含氮廢水脫氮處理方法。
【專利說明】一種礦化垃圾填料床及一種廢水脫氮法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種礦化垃圾填料床，以及基于該礦化垃圾填料床將含氮廢水中的氮脫去的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]含氮污染物包括含氮有機(jī)物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨氮，控制向自然水體排放含氮污染物是控制水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要手段。中國(guó)政府對(duì)氨氮的排放進(jìn)行了嚴(yán)格限制，涉及氨氮限值的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)有40多個(gè)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有20多個(gè)，此外還有一些標(biāo)準(zhǔn)涉及到了硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的控制，隨著環(huán)境要求的持續(xù)提高，將會(huì)有更多的標(biāo)準(zhǔn)涉及到硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮。中國(guó)水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，其中又以氨氮超標(biāo)最為嚴(yán)重，氮污染形勢(shì)十分嚴(yán)峻。
[0003]廢水脫氮的現(xiàn)有方法有物理處理方法、化學(xué)處理方法、生物處理方法。
[0004]物理處理方法包括蒸餾、吹脫、膜吸收。蒸餾成本較高，適合氨氮濃度高于5000mg/L廢水；吹脫因其二次污染問題屬于國(guó)家不再鼓勵(lì)的技術(shù)；膜吸收容易發(fā)生滲漏。
[0005]化學(xué)處理方法包括鳥糞石沉淀法、折點(diǎn)加氯法、離子交換法、電化學(xué)方法等，化學(xué)沉淀法不適用于含有毒成分的廢水，且需要調(diào)節(jié)至強(qiáng)堿性環(huán)境，排放或后處理時(shí)往往又要調(diào)至中性，其酸堿消耗量大，限制了其工業(yè)應(yīng)用；折點(diǎn)加氯法常用于廢水的深度處理或飲用水的處理，用于廢水處理成本過高；離子交換法由于離子交換劑的用量較大，再生頻繁，再生液造成二次污染，也限制了其應(yīng)用；電化學(xué)方法能耗大、成本高，實(shí)際應(yīng)用比較少。
[0006]生物處理法包括硝化/反硝化、同步硝化反硝化、短程硝化-反硝化硝化、厭氧氨氧化、SHAR0N-ANAMM0X。
[0007]傳統(tǒng)的廢水脫氮常常使用硝化/反硝化,硝化反應(yīng)每氧化Ig氨氮需要耗氧4.57g,消耗堿度7.14g ;在反硝化每還原Ig硝酸鹽氮需消耗甲醇1.91克，增加堿度為3.57g，當(dāng)廢水中碳源不足時(shí)需要添加甲醇、葡萄糖等有機(jī)物作為電子供體，所以對(duì)于低C/N廢水，將Ig的氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)庑枰难鯕?.57克，消耗甲醇計(jì)算的電子供體1.94g，此外還需對(duì)廢水的酸堿度進(jìn)行調(diào)節(jié)，其藥劑投加費(fèi)用巨大，采用硝化一反硝化工藝，考慮回流的情況下，單位處理費(fèi)用估計(jì)為 17 ?33$/kg.No (Tsushima I, Ogasawara Y, Kindaichi T, etal.Development of high-rate anaerobic ammonium oxidizing (anammox) b1filmreactors [J].Water research, 2007, 41:1623 - 1634)。
[0008]同步硝化反硝化由于避免了硝化過程中NO2-和NO3-的積累，且硝化消耗堿度和反硝化產(chǎn)生堿度實(shí)現(xiàn)了耦合，比全程硝化-反硝化具有顯著的優(yōu)勢(shì)。但是同步硝化-反硝化對(duì)條件的控制非常嚴(yán)格，目前主要在荷蘭、丹麥、德國(guó)、意大利等西歐國(guó)家有應(yīng)用，國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較少。
[0009]短程硝化反硝化只將NH4+氧化到亞硝酸鹽，降低了需要的氧氣和堿度，同時(shí)也降低了反硝化所需要的有機(jī)物，從而降低了成本。亞硝酸鹽的積累是本技術(shù)的關(guān)鍵，但是目前工業(yè)上實(shí)現(xiàn)亞硝酸鹽穩(wěn)定積累的例子還比較少。
[0010]硝化-厭氧氨氧化是將一部分的氨氮氧化到硝酸鹽，硝酸鹽和氨氮在厭氧氨氧化細(xì)菌的作用下生成氮?dú)狻?0世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)了厭氧氨氧化的現(xiàn)象，荷蘭已經(jīng)實(shí)現(xiàn)其工業(yè)應(yīng)用。該技術(shù)的主要技術(shù)難點(diǎn)在于厭氧氨氧化菌種來源匱乏、菌體增值速度慢、厭氧氨氧化細(xì)菌易流失。
[0011 ] SHAR0N-ANAMM0X工藝首先將部分氨氮氧化成亞硝酸鹽，厭氧氨氧化細(xì)菌將亞硝酸鹽與剩余的氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)?。該工藝只需要將部分的氨氮氧化為亞硝酸鹽，氧氣和堿度消耗很少，且厭氧氨氧化階段不需要碳源，對(duì)于低C/N廢水具有良好的經(jīng)濟(jì)性。由于該工藝控制條件嚴(yán)格且復(fù)雜，要求很高的技術(shù)水平，所以目前工業(yè)應(yīng)用尚不廣泛。該工藝的核心在于亞硝酸鹽的積累和厭氧氨氧化反應(yīng)器中生物的增殖和保持，常常采用全混反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)亞硝酸鹽的積累，采用UASB (上流式厭氧污泥床)、AF (厭氧濾池)或者兩者結(jié)合的反應(yīng)器來實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化細(xì)菌的增殖和保持。采用這些實(shí)現(xiàn)方式，要實(shí)現(xiàn)氮的去除，理論上廢水至少一半的氨氮需轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮，而亞硝酸對(duì)微生物的抑制作用較大，采用該工藝處理像滲濾液、煉油廢水、畜禽廢水等氨氮濃度較高的廢水，由于亞硝酸鹽的積累，對(duì)亞硝化反應(yīng)易造成產(chǎn)物抑制；進(jìn)入到厭氧氨氧化階段，又對(duì)厭氧氨氧化細(xì)菌造成底物抑制，所以在濃度較高的場(chǎng)合，這是一對(duì)難以調(diào)和的矛盾。此外，厭氧氨氧化細(xì)菌的倍增時(shí)間長(zhǎng)達(dá)11天，所以對(duì)于厭氧氨氧化反應(yīng)器而言，污泥停留時(shí)間幾乎是越長(zhǎng)越好，往往采用技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)水力停留時(shí)間和污泥停留時(shí)間的分離，比如生物膜、厭氧膜生物反應(yīng)器、提高上流式厭氧反應(yīng)器的固液分離能力等手段來實(shí)現(xiàn)，取得了較好的效果。但是，受制于生長(zhǎng)速度慢，反應(yīng)器的調(diào)試時(shí)間一般都很長(zhǎng)，目前有很多的文獻(xiàn)記載了較為快速的培養(yǎng)方法，但應(yīng)用于工程的快速培養(yǎng)方法尚未見報(bào)道。
[0012]上世紀(jì)90年代以來，同濟(jì)大學(xué)趙由才開創(chuàng)性地提出了采用礦化垃圾作為填料進(jìn)行廢水凈化的新思路，在國(guó)家863計(jì)劃等多個(gè)資金的支持下，系統(tǒng)的研究了礦化垃圾生物反應(yīng)床處理填埋場(chǎng)滲濾液、城市生活污水、畜禽廢水、焦化廢水、含酚廢水、印染廢水、焦化廢水等多類廢水的技術(shù)方法體系。同濟(jì)大學(xué)在2000年11月7日申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮?0127298.5的《一種垃圾填埋場(chǎng)滲濾水的處理方法》公開了一種垃圾填埋場(chǎng)滲濾水的處理方法，作為一種開創(chuàng)性發(fā)明，該發(fā)明啟發(fā)了國(guó)內(nèi)很多采用礦化垃圾作為填料處理廢水的研究，但作為早期的成果，還存在反應(yīng)器堵塞、效率較低、不適應(yīng)冬季氣候等問題。華東師范大學(xué)在2011年9月5日申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮?01110260863.9的《中老齡垃圾滲濾液的生物脫氮方法和裝置》的公開說明書中公開了一種中老齡垃圾滲濾液的生物脫氮方法，在預(yù)處理階段將廢水中部分的氨氮一次性氧化成硝態(tài)氮或亞硝態(tài)氮，之后再在厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)將氨氮和NOx- —起去除。該方法首次將陳垃圾作用厭氧氨氧化反應(yīng)器的填料，并且獲得了一定的處理效果。但是尚存在以下缺陷:由于廢水中氨氮濃度高達(dá)2000mg/L，要使厭氧氨氧化階段的氨氮能夠全部通過厭氧氨氧化反應(yīng)去除，則至少需要將1000 mg/L的氨氮氧化成N0X-，這將造成較高的亞硝酸鹽積累，同時(shí)消耗大量的堿度造成pH下降，兩者的共同作用將對(duì)厭氧氨氧化反應(yīng)造成嚴(yán)重的底物抑制；同時(shí)厭氧氨氧化階段又需要產(chǎn)生大量的堿度，使得厭氧氨氧化反應(yīng)器底部的PH偏高，同樣也影響厭氧氨氧化反應(yīng)器的效率和穩(wěn)定性；廢水中BOD5濃度較高，使得預(yù)處理礦化垃圾床中異養(yǎng)微生物與自養(yǎng)微生物形成競(jìng)爭(zhēng)，由于硝化細(xì)菌、厭氧氨氧化細(xì)菌都是自養(yǎng)菌，其生長(zhǎng)受到抑制；同時(shí)，大量異養(yǎng)微生物的繁殖使得填料堵塞，需要不定期的疏通，降低運(yùn)行效率和處理效果；此外，由于沒有采用保溫和加熱措施，必須在溫度較高的環(huán)境下運(yùn)行，限制了該技術(shù)的應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種可對(duì)含氮廢水進(jìn)行脫氮處理的礦化垃圾填料床。
[0014]該礦化垃圾填料床包括承托層和位于承托層上的填料區(qū)，填料區(qū)中為礦化垃圾填料，所述填料區(qū)中設(shè)置水平方向的通風(fēng)管。
[0015]所述水平通風(fēng)管可以是表面多孔的通風(fēng)管，也可以是有多個(gè)出口的通風(fēng)管。所述水平通風(fēng)管有多層，在垂直方向上間斷排列。所述通風(fēng)管在垂直方向上的層數(shù)為1-5層，優(yōu)選為2-4層，更優(yōu)選為3層。兩層通風(fēng)管之間的距離為0.5m-l.5m，優(yōu)選為0.7m-l.3m，更優(yōu)選為0.9m-1.1m ;最上層通風(fēng)管距離礦化垃圾填料的上表面0.lm-0.5m,優(yōu)選為0.2m_0.4m,更優(yōu)選為0.3m。在工作時(shí)，通風(fēng)管外接空氣壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等氣體輸送裝置，向填料床中輸送含氧氣體，如空氣、氧氣，使得通風(fēng)管附近成為好氧環(huán)境。輸送壓力為常壓至1500帕正壓，具體數(shù)值隨著通風(fēng)管之間的距離而變化，壓力的數(shù)值應(yīng)當(dāng)使得兩層通風(fēng)管之間存在一定厚度的厭氧或接近厭氧的環(huán)境。因此，礦化垃圾填料床中厭氧區(qū)與好氧區(qū)在垂直方向上交替布置，其數(shù)量之和為2-10層。
[0016]為了進(jìn)一步改進(jìn)發(fā)明，解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明以上述發(fā)明為基礎(chǔ)，還提供一種礦化垃圾填料床，其填料床的外壁設(shè)置有保溫層。該保溫層是保溫材料或可加熱材料，所述保溫層在礦化垃圾填料床工作時(shí)，維持礦化垃圾填料溫度在20°C -40°C，優(yōu)選為30 0C -37 °C，更優(yōu)選為 33 °C -37 °C，最優(yōu)選為 35 °C。
[0017]上述任一礦化垃圾填料床，在開始使用時(shí)需進(jìn)行馴化。
[0018]基于上述任一礦化垃圾填料床，本發(fā)明還提供一種將含氮廢水中的氮脫去的方法。具體說來，適用于總氮濃度100-5000mg/L的廢水，包含如下步驟:
步驟一:對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理，使廢水中的BOD5低于200mg/L，溫度為20_40°C，pH值為6.6-9 ；
步驟二:將預(yù)處理好的廢水從上述任一礦化垃圾填料床上方淋灑。
[0019]在有需要的情形下，如進(jìn)水濃度較高時(shí)，可以將步驟二處理所得的水回流至步驟一，進(jìn)行再處理。
[0020]為了進(jìn)一步改進(jìn)發(fā)明，解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明以上述發(fā)明為基礎(chǔ)，還提供提供一種將含氮廢水中的氮脫去的方法，即在廢水淋灑之前，在廢水中加入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可以隨著廢水淋灑進(jìn)入填料床內(nèi)部。所述營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的有效成分為微量元素、酵母浸膏與含磷物質(zhì)，所述微量元素為？6、1(、1%、(:11、(:0、附、10、111中的一種或幾種。在工作時(shí)，通風(fēng)管外接空氣壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等氣體輸送裝置，向填料床中輸送含氧氣體，如空氣、氧氣，使得通風(fēng)管附近成為好氧環(huán)境。輸送壓力為常壓至1500帕正壓，具體數(shù)值隨著通風(fēng)管之間的距離而變化，壓力的數(shù)值應(yīng)當(dāng)使得兩層通風(fēng)管之間存在一定厚度的厭氧或接近厭氧的環(huán)境。在礦化垃圾填料床工作時(shí)，維持礦化垃圾填料溫度在20°C -40°C，優(yōu)選為30°C -37°C，更優(yōu)選為33°C -37°C，最優(yōu)選為35 °C。
[0021 ] 為了更好地實(shí)施上述發(fā)明，所述礦化垃圾填料床中的礦化垃圾填料是將礦化垃圾分選除去玻璃、金屬、塑料、有毒有害物質(zhì)后篩分得到的粒徑小于30_的物料。所述礦化垃圾是生活垃圾或以生物質(zhì)為主要成分的物料，在自然環(huán)境中填埋或者堆積5年以上形成的土壤狀物質(zhì)。
[0022]本發(fā)明還可將含有NOx的氣體或者廢氣導(dǎo)入到礦化垃圾填料區(qū)，以促進(jìn)礦化垃圾填料區(qū)厭氧氨氧化反應(yīng)的發(fā)生，并同時(shí)起到去除廢氣中NOx的目的。含有CO2的廢氣或者氣體也可以導(dǎo)入到礦化垃圾填料區(qū)以促進(jìn)硝化、亞硝化、厭氧氨氧化反應(yīng)的發(fā)生。
[0023]本發(fā)明提供的礦化垃圾填料床，能在同一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)了短程硝化-厭氧氨氧化的協(xié)同，整個(gè)過程只添加少量的酸堿以調(diào)節(jié)初始PH值，不添加有機(jī)碳源，且該過程所需的曝氣量非常少，工藝簡(jiǎn)單，是一種低能耗、低成本、低碳足跡的含氮廢水脫氮的礦化垃圾填料床。
[0024]在同時(shí)含有有機(jī)物和氨氮的廢水中，異養(yǎng)微生物和自養(yǎng)微生物形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，且異養(yǎng)微生物一般占據(jù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明從污泥產(chǎn)率出發(fā)，提出污泥膨脹堵塞的假定并進(jìn)行了驗(yàn)證。本發(fā)明通過預(yù)處理降低廢水中的有機(jī)物含量，防止了微生物的過渡繁殖造成填料床堵塞，同時(shí)防止了異養(yǎng)微生物的大量繁殖與自養(yǎng)微生物競(jìng)爭(zhēng)，使得礦化垃圾反應(yīng)床中的自養(yǎng)微生物獲得較好的生長(zhǎng)和生存環(huán)境，厭氧氨氧化細(xì)菌自養(yǎng)型細(xì)菌占主導(dǎo)地位，通過這種方式提高了反應(yīng)床硝化反應(yīng)和厭氧氨氧化反應(yīng)的效率。
[0025]本發(fā)明提供了一種礦化垃圾資源化的途徑，有利于垃圾填埋場(chǎng)的循環(huán)利用，對(duì)城市可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明中礦化垃圾填料床的正視圖。
[0027]圖2是本發(fā)明中礦化垃圾填料床的側(cè)視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]為了更好的說明本發(fā)明，結(jié)合說明書附圖介紹本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0029]附圖中，I為布水器,2為礦化垃圾填料,3為反應(yīng)床床壁,4為通風(fēng)主管,5為通風(fēng)支管，6為保溫層，7為承托層，101為布撒在礦化垃圾填料床上方的廢水，102是導(dǎo)入到礦化垃圾填料區(qū)的氣體。
[0030]實(shí)施例1。
[0031]進(jìn)水性質(zhì):焦化廢水，氨氮含量1433?2134 mg/L，COD為1577?2544 mg/L, BOD5為 574 ?763 mg/L, pH 為 10.5 ?11.3。
[0032]預(yù)處理:采用活性污泥法將BOD5降低到25-51 mg/L,調(diào)節(jié)廢水的pH為7.8-8.9，采用間壁式加熱器20-40°C，得到廢水101。
[0033]礦化垃圾填料床:礦化化垃圾填料2為填埋8年的城市生活垃圾經(jīng)30mm篩分后除去大顆粒玻璃、電池殘余物、金屬、石塊后得到褐色疏松土壤狀物料。礦化垃圾填料床床壁3高3.5m,內(nèi)設(shè)4個(gè)好氧區(qū)，3個(gè)厭氧區(qū)，厭氧區(qū)和好氧區(qū)交替設(shè)置。填料床底部的好氧區(qū)通過自然通風(fēng)實(shí)現(xiàn)，其余3個(gè)好氧區(qū)的形成通過布置單層管徑為25_的多孔通風(fēng)管實(shí)現(xiàn)，通風(fēng)主管4連接鼓風(fēng)機(jī)，導(dǎo)入保持1000帕左右的正壓的空氣102，進(jìn)入通風(fēng)支管5。最上層的通風(fēng)管距離表面0.3m,第二層通風(fēng)管在最上層通風(fēng)管下方lm，第三層通風(fēng)管在第二層通風(fēng)管下方lm。垃圾填料床內(nèi)表面敷設(shè)保溫材料6，維持礦化垃圾填料的溫度在30±2°C。廢水101均勻?yàn)⒉荚谔盍洗驳捻敹?，在重力作用下依次通過好氧區(qū)與厭氧區(qū)，礦化垃圾反應(yīng)床的出水不回流。啟動(dòng)前先用清水洗滌，水力負(fù)荷12m/d，洗滌一天。洗滌完成后按照每立方米礦化垃圾填料加入 5g 酵母浸膏、3g FeCl2Ug KCl、3g MgSO4.7H20、Ig CuS04.5H20、IgCoCl2Ug NiCl2Ug Na2MoO4.2H20Ug MnCl2.4H20，上述營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)配制成溶液均勻布撒在填料床上表面。本營(yíng)養(yǎng)液按照每個(gè)季度一次的頻率添加到礦化垃圾填料床中。
[0034]礦化垃圾填料床的馴化:馴化開始時(shí)在自來水中加入10%的焦化廢水，保持水力負(fù)荷3m/d，運(yùn)行一周，然后按照20%、20%、20%、30%的梯度提高進(jìn)水的濃度，增加濃度后出水COD會(huì)出現(xiàn)短時(shí)間上升，之后會(huì)逐漸降低并趨于穩(wěn)定，出水水質(zhì)穩(wěn)定是一個(gè)階段馴化成功的標(biāo)志，一般經(jīng)歷一到兩周的時(shí)間。本實(shí)施例中經(jīng)過57天的馴化，馴化基本結(jié)束，出水氨氮低于 15mg/L，COD 為 223_407mg/L。
[0035]處理效果:反應(yīng)床溫度低于20°C時(shí)，整個(gè)反應(yīng)床處理效率明顯下降，出水氨氮甚至超過100 mg/L ;反應(yīng)床溫度在20-40°C，可正常運(yùn)行，出水氨氮控制在100 mg/L以內(nèi)。
[0036]反應(yīng)床溫度在35±2°C,出水效果最好,當(dāng)表面水力負(fù)荷為1.5m/d時(shí)，出水氨氮含量低于15mg/L，絕大部分時(shí)間低于10 mg/L, COD為178?341mg/L，硝酸鹽含量低于30mg/L，亞硝酸鹽含量低于10mg/L。當(dāng)表面水力負(fù)荷為3m/d時(shí)，出水氨氮含量低于15 mg/L, COD為223-407 mg/L,硝酸鹽含量低于30mg/L,亞硝酸鹽含量低于10mg/L。
[0037]將含NOx (0.05、.1%)和CO2 (2>/o)的混合氣體通過好氧層的通風(fēng)管4引入填料床，收集礦化垃圾填料床排出的氣體，收集的氣體中NOx低于5mg/m3，根據(jù)物料衡算去除率達(dá)99%以上；CO2濃度降低到1%以下，根據(jù)物料衡算去除達(dá)到80%以上。從結(jié)果來看，CO2被硝化細(xì)菌當(dāng)做無機(jī)碳源利用了。
[0038]實(shí)施例2。
[0039]進(jìn)水水質(zhì):填埋齡8年的中老齡垃圾填埋場(chǎng)滲濾液，COD為183r2433mg/L，氨氮為 2430?3071mg/L，BOD5 為 244?336mg/L，pH 值為 7.4?8.5。
[0040]預(yù)處理:通過芬頓氧化，BOD5降低到87?200 mg/L,加入純堿使得廢水的pH為8.0-8.8，通過直接充入高溫蒸汽調(diào)節(jié)溫度為30±2°C，得到廢水101。
[0041 ] 礦化垃圾填料床:礦化化垃圾填料2為填埋10年的城市生活垃圾經(jīng)1mm篩篩分后除去大顆粒玻璃、電池殘余物、金屬、石塊后得到的褐色疏松土壤狀物料。礦化垃圾填料床床壁3高2m，內(nèi)設(shè)2個(gè)好氧區(qū)，I個(gè)厭氧區(qū)，厭氧區(qū)和好氧區(qū)交替設(shè)置。填料床底部的好氧區(qū)通過自然通風(fēng)實(shí)現(xiàn)，頂部好氧區(qū)的形成通過布置單層管徑為25_的多孔通風(fēng)管實(shí)現(xiàn)，通風(fēng)主管4連接鼓風(fēng)機(jī)，導(dǎo)入保持1000帕左右的正壓的空氣102，進(jìn)入通風(fēng)支管5。最上層的通風(fēng)管距離表面0.3m。垃圾填料床內(nèi)表面敷設(shè)保溫材料6，維持溫度在30±2°C。廢水101均勻?yàn)⒉荚谔盍洗驳捻敹?，在重力作用下依次通過好氧區(qū)與厭氧區(qū)，礦化垃圾反應(yīng)床的出水回流到預(yù)處理溫度調(diào)節(jié)步驟之前，回流比為I。啟動(dòng)前先用清水洗滌，水力負(fù)荷12m/d，洗滌一天。洗滌完成后按照每立方米礦化垃圾填料加入5g酵母浸膏、3g FeCl2Ug KCl、3gMgSO4.7H20、lg CuS04.5H20、lg CoCl2Ug NiCl2Ug Na2MoO4.2H20、lg MnCl2.4H20，上述營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)配制成溶液均勻布撒在填料床上表面。本營(yíng)養(yǎng)液按照每個(gè)季度一次的頻率添加到礦化垃圾填料床中。
[0042]礦化垃圾填料床的馴化:馴化開始時(shí)在自來水中加入10%的滲濾液，保持水力負(fù)荷3m/d，運(yùn)行一周，然后按照20%、20%、20%、20%、10%的梯度提高進(jìn)水的濃度，增加濃度后出水COD會(huì)出現(xiàn)短時(shí)間上升，之后會(huì)逐漸降低并趨于穩(wěn)定，出水水質(zhì)穩(wěn)定是一個(gè)階段馴化成功的標(biāo)志。本項(xiàng)目經(jīng)過85天的馴化，馴化基本結(jié)束，出水氨氮低于15mg/L，COD為155-405mg/L, BOD5為 15_33mg/L。
[0043]處理效果:當(dāng)回流比為1，礦化垃圾填料床表面水力負(fù)荷為3m/d時(shí)，出水氨氮含量低于15 mg/L, COD為155_405mg/L，BOD5為15_33mg/L，硝酸鹽含量低于25mg/L，亞硝酸鹽含量低于15mg/L。
[0044]實(shí)施例3。
[0045]進(jìn)水性質(zhì):豬場(chǎng)養(yǎng)殖廢水，氨氮含量209-1100 mg/L，COD為847?1544 mg/L, BOD5為 363 ?758 mg/L, pH 為 7.1 ?7.6。
[0046]預(yù)處理:采用活性污泥法，出水BOD5S 45-96 mg/L, pH為6.9_7.3，氨氮含量為247-683 mg/L.礦化垃圾床:礦化化垃圾填料2為填埋10年的城市生活垃圾經(jīng)1mm篩篩分后除去大顆粒玻璃、電池殘余物、金屬、石塊后得到的褐色疏松土壤狀物料。礦化垃圾填料床床壁3高2m，內(nèi)設(shè)2個(gè)好氧區(qū)，I個(gè)厭氧區(qū)，厭氧區(qū)和好氧區(qū)交替設(shè)置。填料床底部的好氧區(qū)通過自然通風(fēng)實(shí)現(xiàn)，頂部好氧區(qū)的形成通過布置單層管徑為25_的多孔通風(fēng)管實(shí)現(xiàn)，通風(fēng)主管4連接鼓風(fēng)機(jī)，導(dǎo)入保持1000帕左右的正壓的空氣102，進(jìn)入通風(fēng)支管5。最上層的通風(fēng)管距離表面0.3m。垃圾填料床內(nèi)表面敷設(shè)保溫材料6，維持溫度在30 ± 2 °C。廢水101均勻?yàn)⒉荚谔盍洗驳捻敹?，在重力作用下依次通過好氧區(qū)與厭氧區(qū)，礦化垃圾反應(yīng)床的出水回流到預(yù)處理溫度調(diào)節(jié)步驟之前，回流比為I。啟動(dòng)前先用清水洗滌，水力負(fù)荷12m/d，洗滌一天。洗滌完成后按照每立方米礦化垃圾填料加入5g酵母浸膏、3g FeCl2Ug KCl、3g MgSO4.7H20、Ig CuS04.5H20、lg CoCl2Ug NiCl2Ug Na2MoO4.2H20、lg MnCl2.4H20，上述營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)配制成溶液均勻布撒在填料床上表面。本營(yíng)養(yǎng)液按照每個(gè)季度一次的頻率添加到礦化垃圾填料床中。
[0047]礦化垃圾填料床的馴化:馴化開始時(shí)在自來水中加入10%的滲濾液，保持水力負(fù)荷3m/d，運(yùn)行一周，然后按照20%、20%、20%、20%、10%的梯度提高進(jìn)水的濃度，增加濃度后出水COD會(huì)出現(xiàn)短時(shí)間上升，之后會(huì)逐漸降低并趨于穩(wěn)定，出水水質(zhì)穩(wěn)定是一個(gè)階段馴化成功的標(biāo)志。本項(xiàng)目經(jīng)過85天的馴化，馴化基本結(jié)束，出水氨氮低于15mg/L，COD為155-405mg/L, BOD5為 15_33mg/L。
[0048]處理效果:出水氨氮低于30mg/L，COD低于200mg/L。
[0049]本發(fā)明包括但不限于上述實(shí)施例的內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明所做慣常變動(dòng)，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種礦化垃圾填料床，包括填有礦化垃圾填料的填料區(qū)，其特征在于:所述填料區(qū)中設(shè)置水平方向的通風(fēng)管。
2.如權(quán)利要求1所述的礦化垃圾填料床，其特征在于:所述水平通風(fēng)管有多層，在垂直方向上間斷排列。
3.如權(quán)利要求2所述的礦化垃圾填料床，其特征在于:所述通風(fēng)管在垂直方向上的層數(shù)為1-5層，優(yōu)選為2-4層，更優(yōu)選為3層。
4.如權(quán)利要求3所述的礦化垃圾填料床，其特征在于:兩層通風(fēng)管之間的距離為0.5m-1.5m,優(yōu)選為0.7m_l.3m,更優(yōu)選為0.9m-1.1m ;最上層通風(fēng)管距離礦化垃圾填料的上表面0.lm-0.5m,優(yōu)選為0.2m_0.4m,更優(yōu)選為0.3m。
5.如權(quán)利要求1至4任一權(quán)利要求所述的礦化垃圾填料床，其特征在于:所述通風(fēng)管是表面多孔的通風(fēng)管。
6.如權(quán)利要求1至4任一權(quán)利要求所述的礦化垃圾填料床，其特征在于:所述填料區(qū)的外壁設(shè)置有保溫層。
7.如權(quán)利要求6所述的礦化垃圾填料床，其特征在于:所述保溫層是保溫材料或可加熱材料。
8.如權(quán)利要求1所述的礦化垃圾填料床，其特征在于:所述礦化垃圾填料是將礦化垃圾分選除去玻璃、金屬、塑料、有毒有害物質(zhì)后篩分得到的粒徑小于30mm的物料。
9.如權(quán)利要求8所述的礦化垃圾填料床，其特征在于:所述礦化垃圾是生活垃圾或以生物質(zhì)為主要成分的物料，在自然環(huán)境中填埋或者堆積5年以上形成的土壤狀物質(zhì)。
10.一種基于上述任一權(quán)利要求所述的礦化垃圾填料床的廢水脫氮法，其特征在于:所述通風(fēng)管外接氣體輸送裝置，向填料床中輸送氣體，將廢水均勻布撒在礦化垃圾填料床上方。
11.如權(quán)利要求10所述的廢水脫氮法，其特征在于:布撒在礦化垃圾填料床上方的廢水為BOD5低于200mg/L，溫度為20_40°C，pH值為6.6-9的廢水。
12.如權(quán)利要求11所述的廢水脫氮法，其特征在于:所使用的廢水總氮濃度為100_5000mg/L。
13.如權(quán)利要求10所述的廢水脫氮法，其特征在于:所述氣體包括含氧氣體。
14.如權(quán)利要求13所述的廢水脫氮法，其特征在于:所述氣體還包括含有NOxXO2中的一種或多種的廢氣或者氣體。
15.如權(quán)利要求10、13或14所述的廢水脫氮法，其特征在于:所述氣體的輸送壓力為常壓至1500帕正壓，使得兩層通風(fēng)管之間存在一定厚度的厭氧或接近厭氧的環(huán)境。
16.如權(quán)利要求10至15任一權(quán)利要求所述的廢水脫氮法，其特征在于:在需要處理的廢水中加入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，隨著廢水淋灑進(jìn)入填料床內(nèi)部。
17.如權(quán)利要求16所述的廢水脫氮法，其特征在于:所述營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的有效成分為微量元素、酵母浸膏與含磷物質(zhì)。
18.如權(quán)利要求17所述的礦化垃圾填料床，其特征在于:所述微量元素為Fe、K、Mg、Cu、Co、N1、Mo、Mn中的一種或幾種。
19.如權(quán)利要求10至18任一權(quán)利要求所述的廢水脫氮法，其特征在于:所述經(jīng)礦化垃圾填料床處理之后的廢水回流。
20.如權(quán)利要求10至19中任一權(quán)利要求所述的廢水脫氮法，其特征在于:所述礦化垃圾填料床在工作過程中，維持礦化垃圾填料溫度在20°C _40°C，優(yōu)選為30°C -39°C，更優(yōu)選為33 °C -37 °C，最優(yōu)選為35 °C。
【文檔編號(hào)】C02F3/30GK104445613SQ201410121990
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月29日
【發(fā)明者】肖燦, 周特佳, 趙由才, 曹尉南 申請(qǐng)人:湖南碧源環(huán)保工程建設(shè)有限公司