CN109467188A - Dnd动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮系统及工艺 - Google Patents

Dnd动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮系统及工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及污水处理技术领域，尤其是一种DND动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮系统及工艺。该DND动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮系统及工艺，渗滤液先进入厌氧池，进行碳源的吸附和吸收，随后渗滤液进入好氧池进行曝气硝化，当前后两个好氧池出现pH和DO双上升的条件下，后续的好氧池自动关闭曝气，只开搅拌器，此时后续所有的池体均为缺氧池进行反硝化，最终系统通过二沉池，实现泥水分离。本发明的一种DND动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮系统及工艺，实现对垃圾渗滤液的深度脱氮且无需添加任何碳源；缺氧池末端的出水直接总氮达标排放，无需消化液回流；通过动态调整曝气，实现曝气的合理利用；有机物被用于反硝化，污泥增长十分缓慢。

Description

DND动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮系统及工艺
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其是一种DND动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮系统及工艺。
背景技术
传统的垃圾渗滤液脱氮技术主要有A/O工艺，氧化沟工艺和SBR等。A/O工艺虽然有单独的缺氧区进行反硝化，脱氮速率较快，但由于属于前置反硝化，因此脱氮率很难达到90%以上；氧化沟工艺由于没有明显的硝化区和反硝化区，所以脱氮效率也不是很高。传统的SBR工艺一般采用后置反硝化的方法实现对渗滤液的深度脱氮，但需要外加碳源，处理费用高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种DND动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮系统及工艺，克服前述现有技术中存在的不足，实现对垃圾渗滤液的深度脱氮且无需添加任何碳源，无需消化液回流，节约能源，减少能耗，大幅度降低污水处理成本。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种DND动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮系统，依次包括厌氧区、动态好氧区和动态缺氧区，所述厌氧区、动态好氧区和动态缺氧区均被分成若干相对封闭的池体，相邻两个池体之间通过管道进行连接，以保证各池体之间保持类似于完全混合的状态，所有池体内均配备有搅拌器，动态好氧区和动态缺氧区的池体内均配备pH探头、DO探头、鼓风机和可独立控制的曝气系统，所述动态缺氧区后端设置有二沉池，二沉池与厌氧区的前端之间连接有污泥回流管，污泥回流管上设置有污泥泵。
一种DND动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮工艺，包括如下步骤：
（1）碳氮比为4:1-5:1的渗滤液首先进入厌氧区，有机物大幅度降低，反硝化菌吸收原水中的碳源，为后续的动态反硝化打下基础；
（2）随后渗滤液进入动态好氧区，在曝气的作用下降解渗滤液中的氨氮和剩余的有机物，由于硝化作用会消耗污水中的碱度，因此动态好氧区的pH值会逐渐下降；
（3）当检测到相邻两个池体出现pH和DO值双上升的条件下，表明硝化已经结束，后续的动态好氧池自动关闭曝气，变为动态缺氧池，动态缺氧池只开搅拌器，通过后续动态缺氧池的內源反硝化的作用，可以实现对渗滤液的深度脱氮，出水总氮可以下降到50mg/L以内；
（4）动态缺氧池内的污水最后经过二沉池，实现泥水分离，污泥通过污泥泵打至厌氧池的前端，保证各池体内的污泥浓度，经处理后的渗滤液通过二沉池流入深度处理环节。
优选的，所述步骤（1）中进水渗滤液的COD浓度范围为4000mg/L-8000mg/L，进水渗滤液的氨氮浓度范围为1000-2000mg/L。
优选的，所述厌氧区的水力停留时间为3-5h。
优选的，所述好氧区的水力停留时间为45-90h。
优选的，所述缺氧区的水力停留时间为90-180h。
优选的，所述沉淀池的水力停留时间为4-6h。
优选的，整个处理过程的水力停留时间为140-280h。
本发明的发明人在实验过程中发现：反硝化菌具有贮存内碳源的特性，在污水中没有外碳源的条件下，反硝化菌会利用这些内碳源进行內源反硝化。为了实现內源反硝化深度脱氮，必须给反硝化菌吸收碳源的过程，同时，由于反硝化菌是兼性细菌，会在好氧时进行有氧呼吸，因此，需要在保证硝化彻底完成的基础上，尽可能缩短硝化时间，也就是要求达到精准硝化。本发明的厌氧段就是为了反硝化菌吸收碳源而设置，动态好氧池和动态缺氧池之间可以通过打开或关闭曝气系统实现互相转换，这一设置一方面为了保证硝化彻底，另一方面尽量缩短硝化时间，提高后续內源反硝化的效率。通过挖掘反硝化细菌这种內源反硝化潜力，可以实现在不添加外碳源的条件下，实现对垃圾渗滤液的深度脱氮。硝化作用会消耗水中的碱度，导致污水的pH下降，因此，可以通过观察不同单元格（每个池体即为一个单元格，不同单元格通过管道连接近似完全混合）的pH的变化来判断系统是否硝化结束。同时，在曝气量不变的情况下，硝化结束时，由于硝化细菌活性降低，耗氧量减少，污水的溶解氧（DO）会出现上升。通过观察单元格pH和DO的变化趋势，可以准确的判断系统硝化结束的准确位置。后续的单元格便可以停止曝气，即节约能源，又保证硝化的完全。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种DND动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮系统及工艺，能够实现对垃圾渗滤液的深度脱氮且无需添加任何碳源；二沉池出水总氮低于50mg/L，直接达到垃圾渗滤液的国家排放标准；由于缺氧池末端的出水直接总氮达标排放，因此，无需消化液回流，节约能源；通过动态调整曝气，可以实现曝气的合理利用，减少鼓风机的能耗，减少处理成本；由于绝大多数的有机物被用于反硝化，污泥增长十分缓慢，污泥处置费用大幅度降低；本发明厌氧池对COD的去除率可以达到80%以上；好氧区对COD的去除率可以达到85-90%，对氨氮的去除率可以达到99%以上，对总氮的去除率可以达到30%-40%；缺氧区对总氮的去除率率可以达到95%以上；通过该系统的处理，最终出水COD为500mg/L-850mg/L，去除率为85%-90%，出水氨氮≤10mg/L，去除率≥99%，出水总氮≤40mg/L，去除率≥95%；系统的污泥浓度为5000mg/L-7000mg/L，污泥回流比100%-150%。
附图说明
图1为本发明总体结构示意图；
图2为本发明采用DND系统处理垃圾渗滤液进出水污染物浓度示意图；
图3为本发明DND各个功能区污染物的去除情况；
图4为本发明DND各个功能区污染物的去除率情况。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1 一种DND动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮系统
如图1所示，一种DND动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮系统，依次包括厌氧区、动态好氧区和动态缺氧区，所述厌氧区、动态好氧区和动态缺氧区均被分成若干相对封闭的池体，相邻两个池体之间通过管道进行连接，以保证各池体之间保持类似于完全混合的状态，所有池体内均配备有搅拌器，动态好氧区和动态缺氧区的池体内均配备pH探头、DO探头、鼓风机和可独立控制的曝气系统，所述动态缺氧区后端设置有二沉池，二沉池与厌氧区的前端之间连接有污泥回流管，污泥回流管上设置有污泥泵。
本实施例中，厌氧池设置有1个，动态好氧池和动态缺氧池共设置有12个，二沉池设置有1个。
工作原理：渗滤液先进入厌氧池，进行碳源的吸附和吸收；经过厌氧池的处理，渗滤液的有机物含量大幅度降低，随后渗滤液进入好氧池进行曝气硝化，每一格的好氧池都配备曝气系统和搅拌系统，以及pH和DO探头，当前后两个好氧池出现pH和DO双上升的条件下，后续的好氧池自动关闭曝气，只开搅拌，此时，后续所有的池体均为缺氧池进行反硝化，最终系统通过二沉池，实现泥水分离，总氮达标排放出水。
实施例2 本发明的一种DND动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮工艺
本实施例中的工艺基于实施例1中的系统。
一种DND动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮工艺，包括如下步骤：
（1）碳氮比为4:1-5:1的渗滤液首先进入厌氧区，厌氧区的水力停留时间为4h，反硝化菌吸收原水中的碳源；
（2）随后渗滤液进入动态好氧区，好氧区的水力停留时间约60h，在曝气的作用下降解渗滤液中的氨氮和剩余的有机物；
（3）当检测到相邻两个池体出现pH和DO值双上升的条件下，后续的动态好氧池自动关闭曝气，变为动态缺氧池，动态缺氧池只开搅拌器，缺氧区的水力停留时间约为120h；
（4）动态缺氧池内的污水最后经过二沉池，实现泥水分离，沉淀池的水力停留时间为5h，污泥通过污泥泵打至厌氧池的前端，经处理后的渗滤液通过二沉池流入深度处理环节。
本实施例中，采用该DND垃圾渗滤液深度脱氮系统处理COD为4500mg/L±200mg/L，氨氮浓度为1100mg/L±100mg/L的渗滤液，检测到第3个和第4个动态好氧池出现pH和DO值双上升的条件，后续的动态好氧池自动关闭曝气，变为动态缺氧池，即本系统共8个动态缺氧池。动态好氧池和动态缺氧池的总数能够根据处理污水氨氮含量的不同而改变。
本实施例的处理效果如图2所示。由图2可知，处理周期为100天。系统对渗滤液COD的去除率相对稳定，出水COD一直稳定在620mg/L±20mg/L，COD的去除率在85%以上。系统对渗滤液氨氮的去除效果也非常稳定，出水氨氮浓度低于5mg/L，去除率稳定在99%以上。在处理渗滤液的前34天，系统的出水总氮较高，最高达到了782mg/L，主要原因是硝化细菌和反硝化细菌还没有得到富集。随着处理不断进行，系统出水总氮不断降低，总氮去除率不断升高。到第35天，系统出水的总氮低于40mg/L，总氮的去除率达到了95%以上。此后，系统对渗滤液总氮的去除率一直非常稳定，出水总氮一直低于40mg/L，表明该系统对渗滤液具有良好的脱氮效果。
该系统各个功能区污染物的去除情况和去除率如图2和图3所示，由图2和图3可知，当渗滤液进入厌氧区后，COD有明显的下降，去除率达到了80%以上，远大于理论值的50%（100%污泥回流量的条件下）。这说明在厌氧条件下，反硝化菌对有机物进行了吸附吸收。随后的曝气过程，COD变化不大，印证了反硝化菌对有机物的吸附和吸收。经过4格好氧区的硝化作用，渗滤液的氨氮浓度逐渐降低，最终小于5mg/L，去除率达到了99%以上。由于在硝化的过程中发生了同步硝化反硝化，当系统硝化结束时，总氮由厌氧区的572mg/L下降到了好氧4格的365mg/L，总氮去除率达到了36.1%。随后的缺氧功能区主要用于实现內源反硝化。经过8格的缺氧反应，渗滤液的总氮不断降低，最终出水总氮小于40mg/L，总氮去除率达到了95%以上。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种DND动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮系统，其特征在于：依次包括厌氧区、动态好氧区和动态缺氧区，所述厌氧区、动态好氧区和动态缺氧区均被分成若干相对封闭的池体，相邻两个池体之间通过管道进行连接，所有池体内均配备有搅拌器，动态好氧区和动态缺氧区的池体内均配备pH探头、DO探头、鼓风机和可独立控制的曝气系统，所述动态缺氧区后端设置有二沉池，二沉池与厌氧区的前端之间连接有污泥回流管，污泥回流管上设置有污泥泵。
2.一种DND动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮工艺，其特征在于：包括如下步骤：
碳氮比为4:1-5:1的渗滤液首先进入厌氧区，反硝化菌吸收原水中的碳源；
随后渗滤液进入动态好氧区，在曝气的作用下降解渗滤液中的氨氮和剩余的有机物；
当检测到相邻两个池体出现pH和DO值双上升的条件下，后续的动态好氧池自动关闭曝气，变为动态缺氧池，动态缺氧池只开搅拌器；
动态缺氧池内的污水最后经过二沉池，实现泥水分离，污泥通过污泥泵打至厌氧池的前端，经处理后的渗滤液通过二沉池流入深度处理环节。
3.如权利要求2所述的一种DND动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮工艺，其特征在于：所述步骤（1）中进水渗滤液的COD浓度范围为4000mg/L-8000mg/L，进水渗滤液的氨氮浓度范围为1000-2000mg/L。
4.如权利要求2所述的一种DND动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮工艺，其特征在于：所述厌氧区的水力停留时间为3-5h。
5.如权利要求2所述的一种DND动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮工艺，其特征在于：所述好氧区的水力停留时间为45-90h。
6.如权利要求2所述的一种DND动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮工艺，其特征在于：所述缺氧区的水力停留时间为90-180h。
7.如权利要求2所述的一种DND动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮工艺，其特征在于：所述沉淀池的水力停留时间为4-6h。
8.如权利要求2所述的一种DND动态硝化反硝化垃圾渗滤液深度脱氮工艺，其特征在于：整个处理过程的水力停留时间为140-280h。
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