CN113716694A - 基于污泥发酵液原位诱导短程反硝化耦合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮的装置与方法 - Google Patents

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Abstract

基于污泥发酵液原位诱导短程反硝化耦合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮的装置与方法,属于低碳氮比高氨氮废水生物脱氮技术领域。所述装置中,渗滤液原水箱与短程硝化SBR反应器、中间水箱、厌氧氨氧化SBR反应器、出水箱依次连接,进泥储罐与污泥发酵罐和排泥储罐依次连接,排泥储罐的上清液排出管与厌氧氨氧化SBR反应器相连通。本发明适用于对污水处理厂产生的剩余污泥进行发酵减量,同时利用污泥发酵液在厌氧氨氧化段原位驯化短程反硝化,实现对垃圾渗滤液的深度脱氮,工艺先进,节能降耗优势明显,便于实际应用,为剩余污泥和垃圾渗滤液的联合处理提供条件。

Description

基于污泥发酵液原位诱导短程反硝化耦合厌氧氨氧化对垃圾 渗滤液深度脱氮的装置与方法
技术领域
本发明涉及一种基于污泥发酵液原位诱导短程反硝化耦合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮的装置与方法,属于低碳氮比高氨氮废水生物脱氮和剩余污泥联合处理领域。适用于对污水处理厂产生的剩余污泥进行发酵减量,同时利用污泥发酵液在厌氧氨氧化段原位驯化短程反硝化,实现对垃圾渗滤液的深度脱氮。
背景技术
近年来,随着人民的生活水平不断提高,城市固体废物产量的不断增加,在解决环境污染问题的过程中,污水处理厂处理废水后产生的剩余污泥问题已经变得不可避免。剩余污泥中储存有大量的氮、磷、有机物等资源,可以进行资源化利用。早期建设的一批污水处理厂在长期摸索和实验后,仍然没有好的处置方法,考虑到我国的城市人口基数,以及城市周边的土地资源以及随着各地环保部门监管力度的加强,污水处理厂产生的污泥的合理处置逐渐被提上日程。
垃圾渗滤液具有成分复杂、水质水量变化大、有机物和氨氮浓度高、微生物营养元素比例失调等水质特点,使其处理成为国际范围内尚未解决的难题之一。采用单一的处理技术往往不能经济高效地处理垃圾渗滤液,需要将不同特点的工艺联合处理。有机碳源的严重缺乏是晚期渗滤液脱氮效率无法提高的屏障,而外加有机碳源会大幅度的增加垃圾渗滤液脱氮费用。因此,需要提出更为有效、经济的脱氮装置和方法。
综上所述,同时考虑到剩余污泥的合理处置以及垃圾渗滤液有机碳的严重缺乏,可以考虑将污泥完成厌氧发酵并沉淀后所产生的上清液用于补充厌氧氨氧化反应器实现进一步深度脱氮所需要的有机碳源。在这一过程中,可以利用污泥发酵液中的易降解有机物进一步驯化出短程反硝化过程,将污泥厌氧发酵与短程反硝化耦合厌氧氨氧化联合起来,一方面可以使污泥发酵液中的有机物如多糖、乙酸、丙酸、蛋白质等作为有机碳源,通过补充碳源完成短程反硝化反应将NO3 --N 转化为NO2 --N,以短程反硝化实现稳定亚硝积累,实现与污泥发酵液中氨氮的联合去除,同时节约外碳源的投加成本。另一方面,污泥经过厌氧发酵,由兼性菌和厌氧细菌去除污泥中30%-40%的有机物并使之稳定化。如何改进现有工艺,充分利用污泥发酵液中的碳源联合短程反硝化耦合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题,提出一种基于污泥发酵液原位诱导短程反硝化耦合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮的装置与方法,即首先进行短程硝化SBR反应器进水,将垃圾渗滤液泵入短程硝化SBR反应器,然后进行缺氧搅拌,充分利用进水中有限的有机物将上个周期反应器内剩余的NO2 --N通过反硝化去除,再进行好氧曝气,将短程硝化SBR反应器内的NH4 +-N通过短程硝化反应全部转化为NO2 --N,完全沉淀后排水进入中间水箱。然后污泥发酵罐进泥,随后剩余污泥在中温(30℃)碱性(pH=10)厌氧条件下进行厌氧发酵,使有机质和有机细胞体破裂,转化为易降解有机物;发酵完成后将发酵物排出,充分静置沉淀后,或经过离心后,将上清液排入中间水箱,与短程硝化SBR反应器出水混合,与此同时,再向中间水箱通入一部分垃圾渗滤液原液。在中间水箱充分混合后通入厌氧氨氧化SBR反应器进行缺氧搅拌,长期运行可以实现原位驯化短程反硝化耦合厌氧氨氧化,最终实现经济高效的垃圾渗滤液自养脱氮。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种基于污泥发酵液原位诱导短程反硝化耦合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮的装置,其特征在于:垃圾渗滤液原水箱(1)、短程硝化SBR反应器(2)、中间水箱(3)、进泥储罐(6)、污泥发酵罐(7)、排泥储罐(8)、厌氧氨氧化反应器(4)、出水箱(5)。渗滤液原水箱(1)中间设有第一温控加热装置(9),渗滤液原水箱(1) 通过第一进水管(14)与第一蠕动泵(15)和短程硝化SBR反应器 (2)相连通,短程硝化SBR反应器(2)通过第一出水管(17)与第二蠕动泵(19)和中间水箱(3)相连通,中间水箱(3)设有第二温控加热装置(11),中间水箱(3)通过第二进水管(21)与第三蠕动泵(22)和厌氧氨氧化反应器(4)相连通,厌氧氨氧化反应器(4) 通过第二出水管(25)与第四蠕动泵(23)和出水箱(5)相连通。进泥储罐(6)通过进泥管(28)与进泥泵(26)和污泥发酵罐(7) 相连通,污泥发酵罐(7)通过排泥管(30)与排泥泵(29)和排泥储罐(8)相连通,排泥储罐(8)通过第三出水管(34)与第五蠕动泵(33)和中间水箱(3)相连通;
短程硝化SBR反应器(2)自上而下设置3个取样监测阀门(48),第一进水管(14)上设置有第一进水控制阀(16)和第一蠕动泵(15),第一出水管(17)上设置有第一排水控制阀(18)和第二蠕动泵(19);短程硝化SBR反应器(2)内部设置有第一机械搅拌装置(10)、DO 探头(39)、第一ORP探头(43)以及第一pH探头(41),其中DO 探头(39)、第一ORP探头(43)以及第一pH探头(41)分别通过连接线与DO仪(38)、第一ORP仪(42)、第一pH仪(40)主机相连接。在短程硝化SBR反应器(2)底部设有微孔曝气头(47),曝气泵(45),微孔曝气头(47)与曝气泵(45)通过曝气管(46)相连,曝气管(46)上设有气体流量计(44);
厌氧氨氧化反应器(4)自上而下设置3个取样监测阀门(53),第二进水管(21)上设置有第二进水控制阀(20)和第三蠕动泵(22),第二出水管(25)上设置有第二排水控制阀(24)和第四蠕动泵(23);厌氧氨氧化反应器(4)内部设置有第二机械搅拌装置(12)、第二ORP探头(52)以及第二pH探头(50),其中第二ORP探头(52) 以及第二pH探头(50)分别通过连接线与第二ORP仪(51)、第二 pH仪(49)主机相连接;
污泥发酵罐(7)顶部设置有压力平衡罩(54)和投药口(55),底部设置有三只支撑脚(56),进泥管(28)上设置有第一闸阀(27) 和进泥泵(26),排泥管(30)上设置有第二闸阀(31)和排泥泵(29);污泥发酵罐(7)内部设置有第三搅拌装置(13);
一种基于污泥发酵液原位诱导短程反硝化耦合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮的方法,其特征包括以下步骤:
短程硝化SBR反应器进水:以实际城市垃圾填埋场渗滤液为原液注入垃圾渗滤液原水箱(1),通过第一温度控制装置(9)使垃圾渗滤液原水箱(1)温度控制在30℃,打开第一进水控制阀(16),通过第一进水管(14)与第一蠕动泵(15)将垃圾渗滤液泵入短程硝化SBR反应器(2);
短程硝化SBR反应器缺氧搅拌:启动短程硝化SBR反应器(2),启动第一机械搅拌装置(10),进水完毕后进入缺氧搅拌阶段,进行缺氧反应,设定缺氧搅拌时间为3小时,设定缺氧搅拌时间为3小时以上,硝态氮和亚硝态氮浓度之和小于5mg/L结束;
短程硝化SBR反应器好氧曝气:缺氧搅拌结束后,启动由微孔曝气头(47),曝气泵(45)以及曝气管(46)组成的曝气系统,对短程硝化SBR反应器(2)内的垃圾渗滤液进行短程硝化,通过实时控制装置监测使溶解氧DO维持在3.0-4.5mg/L范围内,设定曝气时间为6小时以上,当监测到pH氨谷点出现时,好氧曝气阶段结束;通过pH监测装置使pH值维持在7.5-8.0范围内,如果pH过高或过低时,则投加碳酸氢钠使pH值维持在该范围内,维持短程硝化SBR 反应器(2)进水NH4 +-N负荷在0.4-0.8kgNH4 +-N/(m3·d)范围内,通过维持pH值和NH4 +-N负荷在上述范围使短程硝化SBR反应器(2) 中的平均游离氨FA浓度在16-21.0mg/L范围内;
短程硝化SBR反应器沉淀排水:好氧搅拌后,沉淀进行0.5小时,使泥水充分分离,沉淀完成后,开始沉淀排水,打开第二蠕动泵(19) 和第一排水控制阀(18),将上清液排出至中间水箱(3);
污泥发酵罐进泥:将剩余污泥注入到进泥储罐(6),打开第一闸阀(27),通过进泥管(28)与进泥泵(26)将剩余污泥泵入污泥发酵罐(7);
污泥发酵罐厌氧搅拌发酵:启动污泥发酵罐(7),启动第三机械搅拌装置(13),进入厌氧搅拌状态,使污泥在中温(30℃)碱性(pH=10) 厌氧条件下发酵,设定搅拌时间为12小时,污泥发酵罐连续运行,搅拌时间达到后,进行排泥过程,厌氧发酵过程完成,排泥后进行下一次进泥;
污泥发酵罐排泥:厌氧发酵完成后,打开第二闸阀(31),通过排泥管(30)与排泥泵(29)将泥水混合液排至排泥储罐(8),排泥比为10%;
排泥储罐排上清液:进过充分沉淀或离心后,打开第五蠕动泵(33) 和第三排水阀(32),通过第三排水管(34)将上清液排出至中间水箱(3);
中间水箱进水:打开第三进水控制阀(36),通过第三进水管(35) 与第六蠕动泵(37)将含有NH4 +-N的垃圾渗滤液通入中间水箱(3) 与污泥发酵液和来自短程硝化SBR反应器(2)上清液充分混合;
厌氧氨氧化SBR反应器进水:启动厌氧氨氧化反应器(4),打开第二进水控制阀(20),通过第二进水管(21)与第三蠕动泵(22) 将含有NH4 +-N与NO2 --N的垃圾渗滤液和污泥发酵液的混合液由中间水箱(3)泵入至厌氧氨氧化反应器(4),通过第二温度控制装置(11)维持中间水箱(3)温度在30℃;
厌氧氨氧化SBR反应器缺氧搅拌:启动厌氧氨氧化SBR反应器 (4),启动第二机械搅拌装置(12),进入缺氧搅拌阶段,通过调节机械搅拌装置,保证泥水完全混合,充分反应,设定缺氧搅拌时间为 12小时,当厌氧氨氧化SBR反应器(4)内NH4 +-N和NO2 --N浓度均小于15mg/L时,且NO3 --N浓度小于10mg/L时,厌氧氨氧化过程完成;
厌氧氨氧化SBR反应器沉淀排水:缺氧搅拌后,沉淀进行0.5 小时,使泥水分离,沉淀完成后,进行排水,打开第四蠕动泵(23) 和第二排水阀(24),通过第二出水管(25)将上清液排出,排水比为40%。
发明优势
本发明所涉及的一种基于污泥发酵液原位诱导短程反硝化耦合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮的装置与方法,与传统技术相比,具有下列创新点:
1)该工艺节约曝气能耗,同时以污泥发酵液为外碳源,提供了优质碳源又实现了污泥减量化,节约污泥处置成本与外碳源的投加成本;
2)通过利用污泥发酵液中易降解有机物原位驯化短程反硝化,实现稳定的亚硝积累,并可以促进发酵液中的氨氮联合厌氧氨氧化同步去除,实现了污泥与以垃圾渗滤液为代表的高氨氮废水同步处理;
3)工艺流程简单,运行方式灵活,可以基于现有的垃圾填埋场和垃圾焚烧厂的处理流程进行应用,对于污泥的处理,既可以实现对垃圾渗滤液处理流程自产污泥的处理,也可以同污水处理厂产生的剩余污泥联合处理,实现垃圾渗滤液高效脱氮,大大降低了运行和建设费用;
4)在不投加外加碳源的条件下,实现垃圾渗滤液的高效生物脱氮,解决了高浓度氨氮,低碳氮比的晚期渗滤液的处理难题,大大降低了运行和建设费用;
5)该技术成熟运行后,可以实现对垃圾渗滤原液无需稀释地直接处理,方便运行管理;
附图说明
说明书附图1为本发明所涉及的一种基于污泥发酵液原位诱导短程反硝化耦合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮系统结构示意图。附图中数字代表的装置为:1-渗滤液原水箱;2-短程硝化SBR反应器; 3-中间水箱;4-厌氧氨氧化SBR反应器;5-出水箱;6-进泥储罐;7- 污泥发酵罐;8-排泥储罐;9-第一温控加热装置;10-第一机械搅拌装置;11-第二温控加热装置;12-第二机械搅拌装置;13-第三机械搅拌装置;14-第一进水管;15-第一蠕动泵;16-第一进水控制阀;17-第一出水管;18-第一排水控制阀;19-第二蠕动泵;20-第二进水控制阀; 21-第二进水管;22-第三蠕动泵;23-第四蠕动泵;24-第二出水控制阀;25-第二出水管;26-进泥泵;27-第一闸阀;28-进泥管;29-排泥泵;30-排泥管;31-第二闸阀;32-第三出水控制阀;33-第五蠕动泵; 34-第三出水管;35-第三进水管;36-第三进水控制阀;37-第六蠕动泵;38-DO仪;39-DO仪探头;40-第一pH仪;41-第一pH仪探头; 42-第一ORP仪;43-第一ORP仪探头;44-气体流量计;45-曝气泵;46-曝气管;47-微型曝气头;48-第一取样阀门;49-第二pH仪;50- 第二pH仪探头;51-第二ORP仪;52-第二ORP仪探头;53-第二取样阀门;54-压力平衡罩;55-投药口;56-底部支架;
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明所涉及的脱氮系统和运行方法作进一步的说明:
如说明书附图所示,一种基于污泥发酵液原位诱导短程反硝化耦合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮的装置,其特征在于:垃圾渗滤液原水箱(1)、短程硝化SBR反应器(2)、中间水箱(3)、进泥储罐(6)、污泥发酵罐(7)、排泥储罐(8)、厌氧氨氧化反应器(4)、出水箱(5)。渗滤液原水箱(1)中间设有第一温控加热装置(9),渗滤液原水箱(1)通过第一进水管(14)与第一蠕动泵(15)和短程硝化SBR反应器(2)相连通,短程硝化SBR反应器(2)通过第一出水管(17)与第二蠕动泵(19)和中间水箱(3)相连通,中间水箱(3)设有第二温控加热装置(11),中间水箱(3)通过第二进水管(21)与第三蠕动泵(22)和厌氧氨氧化反应器(4)相连通,厌氧氨氧化反应器(4)通过第二出水管(25)与第四蠕动泵(23) 和出水箱(5)相连通。进泥储罐(6)通过进泥管(28)与进泥泵(26) 和污泥发酵罐(7)相连通,污泥发酵罐(7)通过排泥管(30)与排泥泵(29)和排泥储罐(8)相连通,排泥储罐(8)通过第三出水管 (34)与第五蠕动泵(33)和中间水箱(3)相连通;
短程硝化SBR反应器(2)自上而下设置3个取样监测阀门(48),第一进水管(14)上设置有第一进水控制阀(16)和第一蠕动泵(15),第一出水管(17)上设置有第一排水控制阀(18)和第二蠕动泵(19);短程硝化SBR反应器(2)内部设置有第一机械搅拌装置(10)、DO 探头(39)、第一ORP探头(43)以及第一pH探头(41),其中DO 探头(39)、第一ORP探头(43)以及第一pH探头(41)分别通过连接线与DO仪(38)、第一ORP仪(42)、第一pH仪(40)主机相连接。在短程硝化SBR反应器(2)底部设有微孔曝气头(47),曝气泵(45),微孔曝气头(47)与曝气泵(45)通过曝气管(46)相连,曝气管(46)上设有气体流量计(44);
厌氧氨氧化反应器(4)自上而下设置3个取样监测阀门(53),第二进水管(21)上设置有第二进水控制阀(20)和第三蠕动泵(22),第二出水管(25)上设置有第二排水控制阀(24)和第四蠕动泵(23);厌氧氨氧化反应器(4)内部设置有第二机械搅拌装置(12)、第二ORP探头(52)以及第二pH探头(50),其中第二ORP探头(52) 以及第二pH探头(50)分别通过连接线与第二ORP仪(51)、第二 pH仪(49)主机相连接;
污泥发酵罐(7)顶部设置有压力平衡罩(54)和投药口(55),底部设置有三只支撑脚(56),进泥管(28)上设置有第一闸阀(27) 和进泥泵(26),排泥管(30)上设置有第二闸阀(31)和排泥泵(29);污泥发酵罐(7)内部设置有第三搅拌装置(13);
一种基于污泥发酵液原位诱导短程反硝化耦合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮的方法,其特征包括以下步骤:
短程硝化SBR反应器进水:以实际城市垃圾填埋场渗滤液为原液注入垃圾渗滤液原水箱(1),通过第一温度控制装置(9)使垃圾渗滤液原水箱(1)温度控制在30℃,打开第一进水控制阀(16),通过第一进水管(14)与第一蠕动泵(15)将垃圾渗滤液泵入短程硝化SBR反应器(2);
短程硝化SBR反应器缺氧搅拌:启动短程硝化SBR反应器(2),启动第一机械搅拌装置(10),进水完毕后进入缺氧搅拌阶段,进行缺氧反应,设定缺氧搅拌时间为3小时,设定缺氧搅拌时间为3小时以上,硝态氮和亚硝态氮浓度之和小于5mg/L结束;
短程硝化SBR反应器好氧曝气:缺氧搅拌结束后,启动由微孔曝气头(47),曝气泵(45)以及曝气管(46)组成的曝气系统,对短程硝化SBR反应器(2)内的垃圾渗滤液进行短程硝化,通过实时控制装置监测使溶解氧DO维持在3.0-4.5mg/L范围内,设定曝气时间为6小时,当监测到pH氨谷点出现时,好氧曝气阶段结束;通过 pH监测装置使pH值维持在7.5-8.0范围内,如果pH过高或过低时,则投加碳酸氢钠使pH值维持在该范围内,维持短程硝化SBR反应器 (2)进水NH4 +-N负荷在0.4-0.8kgNH4 +-N/(m3·d)范围内,通过维持pH值和NH4 +-N负荷在上述范围使短程硝化SBR反应器(2) 中的平均游离氨FA浓度在16-21.0mg/L范围内;以保证短程硝化的稳定进行,当监测到pH氨谷点出现时,好氧曝气阶段结束,若6小时未监测到氨谷点,则曝气时间延长1小时;
短程硝化SBR反应器沉淀排水:好氧搅拌后,沉淀进行0.5小时,使泥水充分分离,沉淀完成后,开始沉淀排水,打开第二蠕动泵(19) 和第一排水控制阀(18),将上清液排出至中间水箱(3);
污泥发酵罐进泥:将剩余污泥注入到进泥储罐(6),打开第一闸阀(27),通过进泥管(28)与进泥泵(26)将剩余污泥泵入污泥发酵罐(7);
污泥发酵罐厌氧搅拌发酵:启动污泥发酵罐(7),启动第三机械搅拌装置(13),进入厌氧搅拌状态,使污泥在中温(30℃)碱性(pH=10) 厌氧条件下发酵,设定搅拌时间为12小时,污泥发酵罐连续运行,搅拌时间达到后,进行排泥过程,厌氧发酵过程完成,排泥后进行下一次进泥;
污泥发酵罐排泥:厌氧发酵完成后,打开第二闸阀(31),通过排泥管(30)与排泥泵(29)将泥水混合液排至排泥储罐(8),排泥比为10%;
排泥储罐排上清液:进过充分沉淀或离心后,打开第五蠕动泵(33) 和第三排水阀(32),通过第三排水管(34)将上清液排出至中间水箱(3);
中间水箱进水:打开第三进水控制阀(36),通过第三进水管(35) 与第六蠕动泵(37)将含有NH4 +-N的垃圾渗滤液通入中间水箱(3) 与污泥发酵液和来自短程硝化SBR反应器(2)上清液充分混合;
厌氧氨氧化SBR反应器进水:启动厌氧氨氧化反应器(4),打开第二进水控制阀(20),通过第二进水管(21)与第三蠕动泵(22) 将含有NH4 +-N与NO2 --N的垃圾渗滤液和污泥发酵液的混合液由中间水箱(3)泵入至厌氧氨氧化反应器(4),通过第二温度控制装置(11)维持中间水箱(3)温度在30℃;
厌氧氨氧化SBR反应器缺氧搅拌:启动厌氧氨氧化SBR反应器 (4),启动第二机械搅拌装置(12),进入缺氧搅拌阶段,通过调节机械搅拌装置,保证泥水完全混合,充分反应,设定缺氧搅拌时间为 12小时,当厌氧氨氧化SBR反应器(4)内NH4 +-N和NO2 --N浓度均小于15mg/L时,且NO3 --N浓度小于10mg/L时,厌氧氨氧化过程完成;
厌氧氨氧化SBR反应器沉淀排水:缺氧搅拌后,沉淀进行0.5 小时,使泥水分离,沉淀完成后,进行排水,打开第四蠕动泵(23) 和第二排水阀(24),通过第二出水管(25)将上清液排出,排水比为40%。
在进水垃圾渗滤液氨氮浓度在1500-2300mg/L范围内, COD/NH4 +-N在1.4-2.0的条件下,稳定运行的试验结果表明:系统出水的总氮小于35mg/L,TN去除率大于90%,达到了对于垃圾渗滤液深度脱氮的目的。
以上是本发明的一个典型实施例,本发明的实施不限于此。

Claims (2)

1.一种基于污泥发酵液原位诱导短程反硝化耦合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮的装置,其特征在于:垃圾渗滤液原水箱(1)、短程硝化SBR反应器(2)、中间水箱(3)、进泥储罐(6)、污泥发酵罐(7)、排泥储罐(8)、厌氧氨氧化反应器(4)、出水箱(5);渗滤液原水箱(1)中间设有第一温控加热装置(9),渗滤液原水箱(1)通过第一进水管(14)与第一蠕动泵(15)和短程硝化SBR反应器(2)相连通,短程硝化SBR反应器(2)通过第一出水管(17)与第二蠕动泵(19)和中间水箱(3)相连通,中间水箱(3)设有第二温控加热装置(11),中间水箱(3)通过第二进水管(21)与第三蠕动泵(22)和厌氧氨氧化反应器(4)相连通,厌氧氨氧化反应器(4)通过第二出水管(25)与第四蠕动泵(23)和出水箱(5)相连通;进泥储罐(6)通过进泥管(28)与进泥泵(26)和污泥发酵罐(7)相连通,污泥发酵罐(7)通过排泥管(30)与排泥泵(29)和排泥储罐(8)相连通,排泥储罐(8)通过第三出水管(34)与第五蠕动泵(33)和中间水箱(3)相连通;
短程硝化SBR反应器(2)自上而下设置3个取样监测阀门(48),第一进水管(14)上设置有第一进水控制阀(16)和第一蠕动泵(15),第一出水管(17)上设置有第一排水控制阀(18)和第二蠕动泵(19);短程硝化SBR反应器(2)内部设置有第一机械搅拌装置(10)、DO探头(39)、第一ORP探头(43)以及第一pH探头(41),其中DO探头(39)、第一ORP探头(43)以及第一pH探头(41)分别通过连接线与DO仪(38)、第一ORP仪(42)、第一pH仪(40)主机相连接;在短程硝化SBR反应器(2)底部设有微孔曝气头(47),曝气泵(45),微孔曝气头(47)与曝气泵(45)通过曝气管(46)相连,曝气管(46)上设有气体流量计(44);
厌氧氨氧化反应器(4)自上而下设置3个取样监测阀门(53),第二进水管(21)上设置有第二进水控制阀(20)和第三蠕动泵(22),第二出水管(25)上设置有第二排水控制阀(24)和第四蠕动泵(23);厌氧氨氧化反应器(4)内部设置有第二机械搅拌装置(12)、第二ORP探头(52)以及第二pH探头(50),其中第二ORP探头(52)以及第二pH探头(50)分别通过连接线与第二ORP仪(51)、第二pH仪(49)主机相连接;
污泥发酵罐(7)顶部设置有压力平衡罩(54)和投药口(55),底部设置有三只支撑脚(56),进泥管(28)上设置有第一闸阀(27)和进泥泵(26),排泥管(30)上设置有第二闸阀(31)和排泥泵(29);污泥发酵罐(7)内部设置有第三搅拌装置(13)。
2.应用如权利要求1所述装置的方法,其特征在于,包括以下步骤:
短程硝化SBR反应器进水:以实际城市垃圾填埋场渗滤液为原液注入垃圾渗滤液原水箱(1),通过第一温度控制装置(9)使垃圾渗滤液原水箱(1)温度控制在30℃,打开第一进水控制阀(16),通过第一进水管(14)与第一蠕动泵(15)将垃圾渗滤液泵入短程硝化SBR反应器(2);
短程硝化SBR反应器缺氧搅拌:启动短程硝化SBR反应器(2),启动第一机械搅拌装置(10),进水完毕后进入缺氧搅拌阶段,进行缺氧反应,设定缺氧搅拌时间为3小时以上,硝态氮和亚硝态氮浓度之和小于5mg/L结束;
短程硝化SBR反应器好氧曝气:缺氧搅拌结束后,启动由微孔曝气头(47),曝气泵(45)以及曝气管(46)组成的曝气系统,对短程硝化SBR反应器(2)内的垃圾渗滤液进行短程硝化,通过实时控制装置监测使溶解氧DO维持在3.0-4.5mg/L范围内,设定曝气时间为6小时以上,当监测到pH氨谷点出现时,好氧曝气阶段结束;通过pH监测装置使pH值维持在7.5-8.0范围内,如果pH过高或过低时,则投加碳酸氢钠使pH值维持在该范围内,维持短程硝化SBR反应器(2)进水NH4 +-N负荷在0.4-0.8kgNH4 +-N/(m3·d)范围内,通过维持pH值和NH4 +-N负荷在上述范围使短程硝化SBR反应器(2)中的平均游离氨FA浓度在16-21.0mg/L范围内;
短程硝化SBR反应器沉淀排水:好氧搅拌后,沉淀进行0.5小时,使泥水充分分离,沉淀完成后,开始沉淀排水,打开第二蠕动泵(19)和第一排水控制阀(18),将上清液排出至中间水箱(3);
污泥发酵罐进泥:将剩余污泥注入到进泥储罐(6),打开第一闸阀(27),通过进泥管(28)与进泥泵(26)将剩余污泥泵入污泥发酵罐(7);
污泥发酵罐厌氧搅拌发酵:启动污泥发酵罐(7),启动第三机械搅拌装置(13),进入厌氧搅拌状态,使污泥在30℃碱性厌氧条件下发酵,设定搅拌时间为12小时,污泥发酵罐连续运行,搅拌时间达到后,进行排泥过程,厌氧发酵过程完成,排泥后进行下一次进泥;
污泥发酵罐排泥:厌氧发酵完成后,打开第二闸阀(31),通过排泥管(30)与排泥泵(29)将泥水混合液排至排泥储罐(8),排泥比为10%;
排泥储罐排上清液:进过充分沉淀或离心后,打开第五蠕动泵(33)和第三排水阀(32),通过第三排水管(34)将上清液排出至中间水箱(3);
中间水箱进水:打开第三进水控制阀(36),通过第三进水管(35)与第六蠕动泵(37)将含有NH4 +-N的垃圾渗滤液通入中间水箱(3)与污泥发酵液和来自短程硝化SBR反应器(2)上清液充分混合;
厌氧氨氧化SBR反应器进水:启动厌氧氨氧化反应器(4),打开第二进水控制阀(20),通过第二进水管(21)与第三蠕动泵(22)将含有NH4 +-N与NO2 --N的垃圾渗滤液和污泥发酵液的混合液由中间水箱(3)泵入至厌氧氨氧化反应器(4),通过第二温度控制装置(11)维持中间水箱(3)温度在30℃;
厌氧氨氧化SBR反应器缺氧搅拌:启动厌氧氨氧化SBR反应器(4),启动第二机械搅拌装置(12),进入缺氧搅拌阶段,通过调节机械搅拌装置,保证泥水完全混合,充分反应,设定缺氧搅拌时间为12小时,当厌氧氨氧化SBR反应器(4)内NH4 +-N和NO2 --N浓度均小于15mg/L时,且NO3 --N浓度小于10mg/L时,厌氧氨氧化过程完成;
厌氧氨氧化SBR反应器沉淀排水:缺氧搅拌后,沉淀进行0.5小时,使泥水分离,沉淀完成后,进行排水,打开第四蠕动泵(23)和第二排水阀(24),通过第二出水管(25)将上清液排出,排水比为40%。
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