CN207596677U

CN207596677U - 用于中晚期垃圾渗滤液除碳脱氮装置

Info

Publication number: CN207596677U
Application number: CN201721632234.3U
Authority: CN
Inventors: 郑冰玉; 杨岸明; 张树军; 马淑勍; 张帅; 田宇
Original assignee: Beijing Drainage Group Co Ltd
Current assignee: Beijing Drainage Group Co Ltd
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2018-07-10
Anticipated expiration: 2027-11-29

Abstract

本实用新型涉及用于中晚期垃圾渗滤液除碳脱氮装置，该装置包括原水水箱、UASB反应器、调节水箱、复合式一体化厌氧氨氧化反应器及沉淀池；原水水箱与UASB反应器相连；UASB反应器与调节水箱相连；复合式一体化厌氧氨氧化反应器与调节水箱相连接，复合式一体化厌氧氨氧化反应器通过出水阀门与沉淀池相连。通过采用UASB技术除有机物和复合式一体化厌氧氨氧化技术脱氮解决传统工艺能耗与曝气量大，处理效率低，污泥产量大，运行费用高等问题，实现了高效低能耗的垃圾渗滤液处理模式，针对中晚期垃圾渗滤液COD/N比较低的特点，将一部分有机物的去除与一体化厌氧氨氧化去除TN的过程在同一反应器中进行，省略了中间沉淀池，节省了占地面积。

Description

用于中晚期垃圾渗滤液除碳脱氮装置

技术领域

本实用新型涉及属于污水生物脱氮技术领域，尤其涉及一种用于中晚期垃圾渗滤液除碳脱氮装置，其适用于处理中晚期垃圾渗滤液为主的高氨氮低COD/N比废水，城市污水厂污泥消化液、养殖废水、化工废水等废水亦可适用。

背景技术

城市垃圾渗滤液是一种水质复杂多变的高氨氮有机废水，呈黑褐色，有强烈的刺激性气味，典型垃圾渗滤液的氨氮浓度为800-4000mg/L，COD浓度为2000-50000mg/L，其水质随填埋时间的延长而不断变化，最显著的变化是有机物浓度不断降低，氨氮浓度有增无减，晚期垃圾渗滤液C/N可能低于2。现有技术中常见的城市垃圾渗滤液处理的工艺主要采用吹脱、混凝土沉淀等物理、化学工艺，然而，采用此类处理工艺常常存在建设和运行费用高，易产生二次污染等弊端。而采用传统硝化与反硝化工艺处理高氨氮工业废水，存在停留时间长、曝气能耗大、反硝化需要投加甲醇等问题。由于垃圾渗滤液有机物浓度很高，且大部分为易生物降解的挥发性脂肪酸，为节省运行费用，通常先采用厌氧生物法进行处理，上向流厌氧污泥床(UASB)的COD负荷高达10kg/(m³·d)，反应过程中能耗较小，是其中最常用的一种处理工艺，而由于UASB法的处理出水中有机物浓度较高，一般采用好氧生物处理系统，以确保出水有机物浓度进一步降低。相比于传统的好氧生物处理工艺，基于厌氧氨氧化技术的一些新型工艺(如SHARON+厌氧氨氧化工艺、Canon工艺和Oland工艺等)，以其经济性、高效性等优势为垃圾渗滤液处理提供了新的模式.厌氧氨氧化菌(AnAOB)利用亚硝酸盐作为电子受体氧化氨氮，利用无机碳作为碳源，从而实现自养生物脱氮的目的.但因AnAOB世代周期比较长，所以，厌氧氨氧化工艺特别适合于高氨氮废水处理。此外，与现有脱氮技术比较，厌氧氨氧化生物脱氮的剩余污泥产量少，耗氧减少62.5％，技术建设和运行费用分别降低20％、35％以上，因此，厌氧氨氧化技术为高氨氮废水的最佳脱氮途径。自养生物脱氮技术根据短程硝化与厌氧氨氧化过程是否发生在同一反应系统分为两类：两级自养脱氮技术，即短程硝化和厌氧氨氧化分别在两个反应器内进行，一体化自养生物脱氮工艺(单级自养生物脱氮工艺)，即上述两反应在同一反应器内实现。一体化自养脱氮技术工艺有流程简单，能耗低，剩余污泥量少等优点，但由于短程硝化与厌氧氨氧化在同一反应器中进行，使得反应器中溶解氧的控制显得尤为关键。较高的溶解氧浓度会抑制AnAOB的活性，而较低的溶解氧使得氨氧化菌的底物受限，硝化活性降低。因此，这也成为了影响一体化自养脱氮技术性能发挥的瓶颈。因此，提出一种能够克服各工艺存在上述缺陷的城市垃圾渗滤液处理装置具有重要的研究意义。

实用新型内容

本实用新型目的是为了解决上述技术问题，提出的一种用于中晚期垃圾渗滤液除碳脱氮装置，通过采用UASB技术除有机物和复合式一体化厌氧氨氧化技术脱氮解决传统工艺能耗与曝气量大，处理效率低，污泥产量大，运行费用高等问题，实现了高效低能耗的垃圾渗滤液处理模式，此外，针对中晚期垃圾渗滤液COD/N比较低的特点，将一部分有机物的去除与一体化厌氧氨氧化去除TN的过程在同一反应器中进行，省略了中间沉淀池，节省了占地面积。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案实现：

一种用于中晚期垃圾渗滤除碳脱氮的装置，该装置包括原水水箱、UASB反应器、调节水箱、复合式一体化厌氧氨氧化反应器及沉淀池；其中，所述原水水箱通过第一进水泵与UASB反应器相连；所述UASB反应器包括三相分离器和设置在三相分离器上的排气管、出水管、取样口；所述出水管上设置有第一出水阀，所述UASB反应器通过第一出水阀与调节水箱相连；复合式一体化厌氧氨氧化反应器通过第三进水泵与调节水箱相连接，所述复合式一体化厌氧氨氧化反应器通过出水阀门与沉淀池相连；所述复合式一体化厌氧氨氧化反应器为一敞口池体，该池体包括数个并列设置的若干个格室，池体前侧若干格室为好氧除有机物格室；池体后侧若干格室为一体化厌氧氨氧化格室；好氧除有机物格室内设有搅拌器、搅拌桨、曝气泵、曝气升流管；一体化厌氧氨氧化格室设有曝气泵、曝气升流管、搅拌器、搅拌桨、复合式一体化厌氧氨氧化反应器温控系统和填料架，所述复合式一体化厌氧氨氧化反应器温控系统的温度控制范围30-40摄氏度；曝气升流管内设置曝气头，填料架上设置有海绵填料，填充比为20％；所述原水水箱为封闭箱体，且设有原水水箱溢流管和原水水箱放空管；所述调节水箱为封闭箱体，且设有调节水箱溢流管和调节水箱放空管；所述沉淀池为中间进水的竖流式沉淀池，竖流式沉淀池上设有总出水管、污泥回流泵和剩余污泥排放管阀门和出水回流管和污泥回流泵，所述出水回流管与UASB反应器相连接，所述污泥回流泵与复合式一体化厌氧氨氧化反应器的最前侧格室相连接。

作为上述方案的进一步优化，该装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括可编程控制器、分别设置在原水水箱和调节水箱内的液位高度传感器、分别设置在好氧除有机物格室和一体化厌氧氨氧化格室内的溶解氧浓度传感器，所述各个液位高度传感器、各个溶解氧浓度传感器分别与可编程控制器数据信号相连接，并将实时检测到的数据信号发送至可编程控制器，可编程控制器将接收到的数据信号进行数据转换后与预设的相应阈值进行比较，并根据比较的结果控制原水水箱和调节水箱的溢流管开启，以及调节搅拌器、搅拌桨、曝气泵的功率。

作为上述方案的进一步优化，所述自动控制系统还包括与可编程控制器相连接的无线收发模块，所述无线收发模块通过无线网络与远程监控中心或者智能移动终端通信连接，所述无线网络包括3G、4G或者WIFI网络，所述智能移动终端包括智能手机、平板电脑或者笔记本电脑。

作为上述方案的进一步优化，各个格室的曝气泵上设置有曝气控制分阀门，各个曝气控制分阀门与曝气总阀门相连接，所述曝气总阀门设置在曝气管路上并与曝气总泵相连接。

本实用新型的一种用于中晚期垃圾渗滤液除碳脱氮装置与现有技术相比，具有以下优点：

(1)利用复合式一体化厌氧氨氧化反应实现了氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的分离生长，氨氧化菌主要存在于絮体污泥中，而厌氧氨氧化菌主要在固定填料上生长，从而将两种菌控制在不同的污泥龄，有利于系统的稳定和工艺的调控。

(2)在连续流反应器中，通过自养与异养脱氮相结合实现中晚期垃圾渗滤液的高效深度脱氮，同时在低氧曝气的一体化厌氧氨氧化格室中，实现了同步反硝化厌氧氨氧化，提高了总氮去除率；

(3)短程硝化-厌氧氨氧化联合工艺相比传统硝化反硝化工艺，氧气的需求量减少60％，外加碳源量减少100％，污泥产量和N₂O释放量均得到了减少；

(4)进一步去除残余可降解有机物与一体化厌氧氨氧化反应在同一反应器中实现，减少了沉淀池的设置，节省了占地面积；

(5)出水回流至UASB反应器中进行产甲烷反硝化作用，弥补了厌氧氨氧化脱氮限值85％，充分利用原水中的碳源，同时将进水中COD去除，减少甲醇投加量。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1、原水水箱；2、UASB反应器；3、调节水箱；4、复合式一体化厌氧氨氧化反应器；5、沉淀池；1.1、垃圾渗滤液原水水箱溢流管；1.2、放空管；2.1、三相分离器；2.2、排气管；2.3、出水管；2.4、取样口；2.5、出水回流泵；2.6、UASB反应器进水泵；3.1、调节水箱溢流管；3.2、调节水箱放空管；4.1、第三进水泵；4.2、曝气泵；4.3、曝气管路；4.4、曝气总阀门；4.5、曝气控制分阀门；4.6、曝气升流管；4.7、搅拌器；4.8、搅拌桨；4.9、曝气头；4.10、出水阀门；4.11、填料支架；5.1、总出水管；5.2、污泥回流泵；5.3、剩余污泥排放口；5.4、出水回流管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请专利做进一步的说明：如图1所示，一种用于中晚期垃圾渗滤除碳脱氮的装置，该装置包括原水水箱1、UASB反应器2、调节水箱3、复合式一体化厌氧氨氧化反应器4及沉淀池5；其中，所述原水水箱通过第一进水泵与UASB反应器相连；所述UASB反应器包括三相分离器2.1和设置在三相分离器上的排气管2.2、出水管2.3、取样口2.4；所述出水管上设置有第一出水阀，所述UASB反应器通过第一出水阀与调节水箱相连；所述调节水箱通过设置在调节水箱出水管上的第二进水泵与复合式一体化厌氧氨氧化反应器相连；复合式一体化厌氧氨氧化反应器通过第三进水泵4.1与调节水箱相连接，所述复合式一体化厌氧氨氧化反应器为一敞口池体，该池体包括数个并列设置的若干个格室，池体前侧若干格室为好氧除有机物格室；池体后侧若干格室为一体化厌氧氨氧化格室；好氧除有机物格室内设有搅拌器、搅拌桨、曝气泵、曝气升流管；一体化厌氧氨氧化格室设有曝气泵、曝气升流管4.6、搅拌器4.7、搅拌桨4.8、复合式一体化厌氧氨氧化反应器温控系统和填料架，所述复合式一体化厌氧氨氧化反应器温控系统的温度控制范围30-40摄氏度；曝气升流管内设置曝气头4.9；所述复合式一体化厌氧氨氧化反应器通过出水阀门4.10与沉淀池相连；填料架4.11上设置有海绵填料，填充比为20％；所述原水水箱为封闭箱体，且设有原水水箱溢流管1.1和原水水箱放空管1.2；所述调节水箱为封闭箱体，且设有调节水箱溢流管3.1和调节水箱放空管3.2；所述沉淀池为中间进水的竖流式沉淀池，竖流式沉淀池上设有总出水管5.1、污泥回流泵5.2和剩余污泥排放管阀门5.3和出水回流管5.4和污泥回流泵，所述出水回流管与UASB反应器相连接，所述污泥回流泵与复合式一体化厌氧氨氧化反应器的最前侧格室相连接。

该装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括可编程控制器、分别设置在原水水箱和调节水箱内的液位高度传感器、分别设置在好氧除有机物格室和一体化厌氧氨氧化格室内的溶解氧浓度传感器，所述各个液位高度传感器、各个溶解氧浓度传感器分别与可编程控制器数据信号相连接，并将实时检测到的数据信号发送至可编程控制器，可编程控制器将接收到的数据信号进行数据转换后与预设的相应阈值进行比较，并根据比较的结果控制原水水箱和调节水箱的溢流管开启，以及调节搅拌器、搅拌桨、曝气泵的功率。

所述自动控制系统还包括与可编程控制器相连接的无线收发模块，所述无线收发模块通过无线网络与远程监控中心或者智能移动终端通信连接，所述无线网络包括3G、4G或者WIFI网络，所述智能移动终端包括智能手机、平板电脑或者笔记本电脑。

各个格室的曝气泵上设置有曝气控制分阀门4.5，各个曝气控制分阀门与曝气总阀门4.4相连接，所述曝气总阀门设置在曝气管路4.3上并与曝气总泵4.2相连接。

具体试验用水取自北京市某垃圾处理厂排放的中晚期垃圾渗滤液，其水质如下(均值，除pH外单位均为mg/L)：COD 9025，NH₄ ⁺-N 1841，TN 1950，碱度8610，pH 8.1，COD/N比4.01。试验系统如图1所示，UASB反应器采用有机玻璃制成，反应区内径为10cm，有效容积16L；复合式一体化厌氧氨氧化反应器有效容积为98L。

采用本实用新型上述用于中晚期垃圾渗滤液除碳脱氮装置进行试验后，试验结果表明：运行稳定后，反应器对COD的去除率保持在84％左右，出水平均COD浓度为1466mg/L，出水NH₄ ⁺-N平均浓度为63.7mg/L，平均去除率为94.1％；出水TN浓度为83.3mg/L，平均去除率为90％，去除负荷稳定在0.2-0.4kgN/(m³·d)。

本实用新型上述用于中晚期垃圾渗滤液除碳脱氮装置还可广泛用于垃圾渗滤液及其他高有机物高氨氮废水处理。

以上对用于中晚期垃圾渗滤液除碳脱氮装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种用于中晚期垃圾渗滤除碳脱氮的装置，其特征在于：该装置包括原水水箱(1)、UASB反应器(2)、调节水箱(3)、复合式一体化厌氧氨氧化反应器(4)及沉淀池(5)；其中，所述原水水箱通过第一进水泵与UASB反应器相连；所述UASB反应器包括三相分离器(2.1)和设置在三相分离器上的排气管(2.2)、出水管(2.3)、取样口(2.4)；所述出水管上设置有第一出水阀，所述UASB反应器通过第一出水阀与调节水箱相连；所述调节水箱通过设置在调节水箱出水管上的第二进水泵与复合式一体化厌氧氨氧化反应器相连；复合式一体化厌氧氨氧化反应器通过第三进水泵(4.1)与调节水箱相连接，所述复合式一体化厌氧氨氧化反应器为一敞口池体，该池体包括数个并列设置的若干个格室，池体前侧若干格室为好氧除有机物格室；池体后侧若干格室为一体化厌氧氨氧化格室；好氧除有机物格室内设有搅拌器、搅拌桨、曝气泵、曝气升流管；一体化厌氧氨氧化格室设有曝气泵、曝气升流管(4.6)、搅拌器(4.7)、搅拌桨(4.8)、复合式一体化厌氧氨氧化反应器温控系统和填料架，所述复合式一体化厌氧氨氧化反应器温控系统的温度控制范围30-40摄氏度；曝气升流管内设置曝气头(4.9)；所述复合式一体化厌氧氨氧化反应器通过出水阀门(4.10)与沉淀池相连；填料架(4.11)上设置有海绵填料，填充比为20％；所述原水水箱为封闭箱体，且设有原水水箱溢流管(1.1)和原水水箱放空管(1.2)；所述调节水箱为封闭箱体，且设有调节水箱溢流管(3.1)和调节水箱放空管(3.2)；所述沉淀池为中间进水的竖流式沉淀池，竖流式沉淀池上设有总出水管(5.1)、污泥回流泵(5.2)和剩余污泥排放管阀门(5.3)和出水回流管(5.4)和污泥回流泵，所述出水回流管与UASB反应器相连接，所述污泥回流泵与复合式一体化厌氧氨氧化反应器的最前侧格室相连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于中晚期垃圾渗滤除碳脱氮的装置，其特征在于：该装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括可编程控制器、分别设置在原水水箱和调节水箱内的液位高度传感器、分别设置在好氧除有机物格室和一体化厌氧氨氧化格室内的溶解氧浓度传感器，所述各个液位高度传感器、各个溶解氧浓度传感器分别与可编程控制器数据信号相连接，并将实时检测到的数据信号发送至可编程控制器，可编程控制器将接收到的数据信号进行数据转换后与预设的相应阈值进行比较，并根据比较的结果控制原水水箱和调节水箱的溢流管开启，以及调节搅拌器、搅拌桨、曝气泵的功率。

3.根据权利要求2所述的一种用于中晚期垃圾渗滤除碳脱氮的装置，其特征在于：所述自动控制系统还包括与可编程控制器相连接的无线收发模块，所述无线收发模块通过无线网络与远程监控中心或者智能移动终端通信连接，所述无线网络包括3G、4G或者WIFI网络，所述智能移动终端包括智能手机、平板电脑或者笔记本电脑。

4.根据权利要求3所述的一种用于中晚期垃圾渗滤除碳脱氮的装置，其特征在于：各个格室的曝气泵上设置有曝气控制分阀门(4.5)，各个曝气控制分阀门与曝气总阀门(4.4)相连接，所述曝气总阀门设置在曝气管路(4.3)上并与曝气总泵(4.2)相连接。