專利名稱：一種兩級uasb-sbr生化系統(tǒng)垃圾滲濾液處理教學(xué)實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種污水生物處理裝置。
技術(shù)背景隨著我國城市化進(jìn)程的加快，城鎮(zhèn)數(shù)目不斷增加，城市規(guī)模日益擴(kuò)大， 人口急劇增長，直接導(dǎo)致城市固體廢棄物(城市生活垃圾)大幅度提高。填 埋作為一種城市固體廢棄物處理方式已被國內(nèi)外廣泛采用，我國目前90%左 右的城市固體廢棄物是用填埋法處理。在城市垃圾(MSW)填埋過程中，由 于壓實和微生物的分解作用，垃圾中所含的污染物將隨水份溶出，并與降雨、 徑流等一起形成垃圾滲濾液。作為垃圾處理過程中的副產(chǎn)品，滲濾液已嚴(yán)重 影響到我國垃圾處理事業(yè)的健康發(fā)展。目前我國城市生活垃圾的新鮮滲濾液 年產(chǎn)量約2900萬噸。可控點源排放的滲濾液為1515萬噸，如果加上填埋場/ 堆場歷年垃圾產(chǎn)生的滲濾液，則其年產(chǎn)量估計為新鮮滲濾液的數(shù)倍，而l噸 滲濾液約相當(dāng)于100噸城市污水所含污染物的濃度。垃圾滲濾液問題已成為 產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的"瓶頸"，嚴(yán)重威脅了垃圾處理設(shè)施周圍環(huán)境的安全及居民的健康 生活。城市垃圾滲濾液是一種成份非常復(fù)雜的高濃度有機廢水，呈黑褐色，強 烈的刺激性以及大量的無機化合物均為滲濾液的處理帶來困難。由于垃圾滲 濾液氨氮含量高、水質(zhì)十分復(fù)雜并且隨填埋時間的變化而變化，早期滲濾液 氨氮和COD均很高，晚期滲濾液氨氮含量增高，但COD濃度大幅度降低， 導(dǎo)致碳氮比失調(diào)。使其與城市污水等其它廢水相比有自己顯著的特點。高氨 氮廢水的脫氮問題一直是國內(nèi)外研究的重點和難點，以往垃圾處理所產(chǎn)生的 滲濾液主要依靠地下水層來凈化，但隨著時間的延長和地址構(gòu)造對污染物的 去除容量的有限性，滲濾液會對地下水、地表水及垃圾填埋場周圍環(huán)境造成 污染，使地表水缺氧、水質(zhì)惡化、富營養(yǎng)化，威脅飲用水和工農(nóng)業(yè)用水水源， 使地下水質(zhì)污染而喪失利用價值。同時，有機污染物進(jìn)入食物鏈將直接威脅 人類健康。垃圾滲濾液作為一種高濃度、多組分、易變化的污水，其難于處 理的主要原因在于其特殊的水質(zhì)特點，這就決定了常規(guī)的污水處理方法并不 可行。鑒于上述原因，同步去除滲濾液內(nèi)高濃度氨氮和有機物，研發(fā)適合垃 圾滲濾液處理的方法與裝置至關(guān)重要，也迫在眉睫。實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種城市生活垃圾滲濾液處理方法與裝置，解 決高氨氮垃圾滲濾液難于生物處理的技術(shù)問題；并解決高濃度有機廢水深度 脫氮、深度去除有機物的問題。本實用新型的技術(shù)方案高氮垃圾滲濾液處理方法，其特征在于，包括以下步驟(1) 滲濾液從一體化水箱通過UASB1滲濾液進(jìn)水泵與回流的SBR硝化 上清液(回流體積比2: 1)通過UASB1硝化液進(jìn)水泵一起進(jìn)入UASB1反應(yīng) 器，UASB1反應(yīng)器內(nèi)的反硝化菌和厭氧產(chǎn)甲垸菌充分利用進(jìn)水中豐富的有機 物，進(jìn)行缺氧反硝化和厭氧產(chǎn)甲烷反應(yīng)，反硝化菌利用進(jìn)水中豐富的有機碳 源將SBR硝化液回流水中的N(V-N還原為N2，完成氮的去除。同時UASB1 反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)甲垸菌將有機物氧化成CH4， H20禾tlC02，實現(xiàn)有機物的去除；(2) 上述UASB1反應(yīng)器排出的上清液通過UASB1出水管被UASB2進(jìn) 水泵泵入UASB2反應(yīng)器，當(dāng)進(jìn)水從UASB2反應(yīng)器自下向上流動過程中，與 反應(yīng)器內(nèi)的微生物充分接觸，發(fā)生產(chǎn)厭氧產(chǎn)甲垸作用，UASB2反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)甲 烷菌將UASB1反應(yīng)器出水中殘余有機物進(jìn)一步氧化成CH4， H20和C02，實 現(xiàn)有機物的進(jìn)一步去除；(3) UASB2反應(yīng)器的上清液通過UASB2出水管依靠重力作用流入中間水箱；(4) 開啟SBR進(jìn)水泵，中間水箱內(nèi)的水通過SBR進(jìn)水管進(jìn)入SBR反應(yīng) 器，進(jìn)水完成后，開啟空氣壓縮機，空氣通過氣體管、氣體流量計和空氣擴(kuò) 散器向SBR反應(yīng)器的微生物提供呼吸作用所需要的氧氣，首先在異養(yǎng)菌的作 用下，深度去除UASB2反應(yīng)器出水中殘余有機物，同時自養(yǎng)的硝化菌以 皿4+-:^為電子供體，氧氣為電子受體，將NH4+-N氧化為N03—-N，實現(xiàn)了氨 氮的去除；(5) 上述SBR反應(yīng)器硝化結(jié)束時，靜止沉淀30 60分鐘后，在SBR硝 化液回流泵的作用下，通過SBR硝化液回流管回流至SBR硝化液回流區(qū)，然 后借助于UASB1硝化液進(jìn)水泵進(jìn)入UASB1反應(yīng)器進(jìn)行反硝化；(6) 上述SBR反應(yīng)器回流結(jié)束后，投加碳源，使COD/N03—-N控制在4， 開啟機械攪拌裝置，SBR反應(yīng)器內(nèi)的反硝化菌在缺氧條件下，以碳源為電子 供體，N(V-N為電子受體，將N(V-N還原為N2;4(7)上述SBR反應(yīng)器反硝化完成后，停止機械攪拌裝置，使SBR反應(yīng) 器的泥水混合液靜止沉淀30 60分鐘，進(jìn)行泥水分離，然后上清液通過SBR 排水閥直接溢流出系統(tǒng)。高氮垃圾滲濾液處理裝置，其特征在于由一體化水箱、UASB1 (—級UASB)反應(yīng)器、UASB2 (二級UASB) 反應(yīng)器、中間水箱、SBR反應(yīng)器順序串聯(lián)組成；UASB1和UASB2反應(yīng)器均設(shè)有內(nèi)循環(huán)回流管；上述一體化水箱包括原滲濾液區(qū)，SBR硝化液回流區(qū)；在SBR反應(yīng)器和 SBR硝化液回流區(qū)連接有SBR硝化液回流管；原滲濾液區(qū)，SBR硝化液回流區(qū)分別通過UASB1滲濾液進(jìn)水管和UASB1 硝化液進(jìn)水管與UASB1反應(yīng)器底部進(jìn)水口連通，UASB1反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置三相 分離器、通過UASB1排氣閥和UASB1排氣管與外置的堿液吸收瓶連通，堿 液吸收瓶與氣體流量計連接。UASB1反應(yīng)器側(cè)壁上的UASB1內(nèi)循環(huán)出水閥 通過UASB1內(nèi)循環(huán)水管連通底部進(jìn)水口。UASB1反應(yīng)器通過UASB1出水管 連通UASB2反應(yīng)器底部的進(jìn)水口， UASB2反應(yīng)器內(nèi)置三相分離器，通過 UASB2排氣閥和UASB2排氣管與外置的堿液吸收瓶連通，堿液吸收瓶與氣 體流量計連接。UASB2反應(yīng)器側(cè)壁上的UASB2內(nèi)循環(huán)出水閥與其底部的進(jìn) 水口通過UASB2內(nèi)循環(huán)水管連通，UASB2出水管連接中間水箱。SBR反應(yīng) 器通過SBR進(jìn)水管連通中間水箱，并與SBR排水閥連接。SBR反應(yīng)器內(nèi)設(shè) 有空氣擴(kuò)散器和機械攪拌裝置，SBR硝化液回流管與SBR硝化液回流區(qū)連 通。本實用新型高氮垃圾滲濾液處理工藝的機理采用兩級up-flow sludge bed(UASB)反應(yīng)器通過反硝化(denitrification)作用和產(chǎn)甲烷(methanoegensis) 作用實現(xiàn)有機物的去除，反硝化作用去除有機物是反硝化菌將N03—-N還原成 氮氣時利用有機物作為電子供體，產(chǎn)甲垸作用是產(chǎn)甲烷菌在厭氧條件下，可 將有機物氧化CH4， H20和C02，從而實現(xiàn)有機物的去除。UASB1反應(yīng)器和 UASB2反應(yīng)器出水中有機物通過SBR反應(yīng)器的好氧生物降解作用實現(xiàn)進(jìn)一 步去除，在SBR反應(yīng)器中，好氧微生物利用系統(tǒng)提供的溶解氧進(jìn)行好氧呼吸， 將有機物氧化成H20和C02。對于滲濾液內(nèi)高氨氮的去除，由于回流水的稀釋作用，UASB1反應(yīng)器 的進(jìn)水較原液實現(xiàn)了一定程度的降低，然后借助于SBR反應(yīng)器的硝化作用實 現(xiàn)氮形態(tài)的轉(zhuǎn)化，即在SBR反應(yīng)器內(nèi)自養(yǎng)硝化菌的作用下，皿4+-1^被氧化成硝態(tài)氮NCV-N，而這一步僅是氮形態(tài)的轉(zhuǎn)變，并為實現(xiàn)氮的真正去除。而后 分別借助于SBR反應(yīng)器的缺氧段及UASB1反應(yīng)器來完成真正脫氮的反硝化 作用，在SBR反應(yīng)器缺氧段，異養(yǎng)反硝化菌可利用外加碳源作為電子供體， 以硝態(tài)氮N(V-N為電子受體，將NO"N還原為氮氣，在UASB1反應(yīng)器內(nèi)， 反硝化菌可充分利用原水中豐富的有機物作為反硝化碳源，將回流水中 N(V-N還原為氮氣，從而實現(xiàn)氮的真正去除。有益效果本實用新型工藝以城市生活垃圾滲濾液為處理對象，采用SBR硝化液回 流的方式，提高污水中有機物及氮的去除效率，在保證出水水質(zhì)的前提下， 達(dá)到低能耗。解決高氨氮垃圾滲濾液難于生物處理的技術(shù)問題；并解決高濃 度有機廢水深度脫氮、深度去除有機物的問題；還解決方便實驗應(yīng)用和控制 技術(shù)參數(shù)的問題。采用UASB反應(yīng)器處理高濃度廢水中的有機物，具有能耗 低，污泥產(chǎn)量少，負(fù)荷高等優(yōu)點，因而可避免直接采用好氧生物法處理造成 的能耗大，剩余污泥量大等弊端。此外，采用SBR工藝作為氮去除的主要構(gòu) 筑物，充分利用了SBR法具有工藝簡單，節(jié)省費用；理想的推流過程使生化 反應(yīng)推動力大效率高；運行方式靈活，脫氮除磷效果好；防止污泥膨脹和耐 沖擊負(fù)荷、處理效率高等優(yōu)點。本實用新型高氮垃圾滲濾液處理方法與裝置的優(yōu)點(1) 垃圾滲濾液內(nèi)大部分有機物在UASB1反應(yīng)器內(nèi)被去除，COD去除 率可達(dá)到92.1%，最大有機負(fù)荷為13kgCOD/m、d，最大有機物去除速率為 12.4kgCOD/m3'd。同時，在UASB1反應(yīng)器內(nèi)獲得了94.9%以上的反硝化率， 因此在單一的UASB1反應(yīng)器內(nèi)實現(xiàn)了缺氧反硝化和厭氧降解有機物反應(yīng)雙 重功效。UASB2反應(yīng)器實現(xiàn)了有機物的深度去除，這為后續(xù)SBR反應(yīng)器內(nèi)自 養(yǎng)硝化菌的增殖創(chuàng)造了良好的生存環(huán)境，使NH/-N在SBR反應(yīng)器內(nèi)通過硝 化作用幾乎100%的被轉(zhuǎn)化成NO"N，這樣SBR反應(yīng)器硝化結(jié)束時回流至 UASB1反應(yīng)器內(nèi)的硝化液大幅度稀釋了原滲濾液的高濃度氨氮，從而大大減 弱了高濃度氨氮所形成的游離氨(FA)對后續(xù)SBR反應(yīng)器內(nèi)硝化菌的抑制作 用，使硝化、反硝化作用順利完成，獲得了氮的深度去除；(2) 采取SBR反應(yīng)器內(nèi)硝化液回流的方式，對原水既有一定的稀釋作用， 又可使富含N03'-N的硝化液借助原水中豐富的有機碳源進(jìn)行反硝化，實現(xiàn)"以 廢治廢"的廢水處理理念，從而獲得了生物脫氮及降解有機物的雙重目的。(3)在UASB1反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反硝化作用可產(chǎn)生大量的堿度，將這些堿 度回用于后續(xù)SBR硝化過程，即可保證硝化作用的順利完成，又大大節(jié)省了 SBR硝化階段的投堿量。
(4)本實用新型工藝中，采用pH， ORP， DO作為SBR系統(tǒng)生物脫 氮過程的控制參數(shù)。整個生物脫氮過程中，系統(tǒng)內(nèi)三氮(NH4+-N， NCV-N， N02—-N)的變化規(guī)律與pH， ORP， DO的變化具有很好的相關(guān)性，硝化過程 中，由于生化系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生H"，系統(tǒng)內(nèi)pH值逐漸降低，硝化結(jié)束時降至最低， ORP， DO值則出現(xiàn)突越。反硝化過程中，由于系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生堿度，pH值逐漸 升高，ORP逐漸降低，反硝化結(jié)束時pH達(dá)到最大值并出現(xiàn)拐點，ORP逐漸 降低也出現(xiàn)拐點。因此，當(dāng)pH值降至最低點和升至最高點時，分別指示硝化 和反硝化反應(yīng)結(jié)束，可立即停止曝氣和缺氧攪拌，從而有效地防止了過曝氣 和過攪拌帶來的能耗，節(jié)省了運行費用。


圖1是高氮垃圾滲濾液處理方法與裝置示意圖； 圖2是COD在兩級UASB-SBR生化系統(tǒng)內(nèi)的濃度變化圖； 圖3是NH4+-N在兩級UASB-SBR生化系統(tǒng)內(nèi)的濃度變化圖。 圖1中
A-—體化水箱1-原滲濾液區(qū)、2-SBR硝化液回流區(qū)；
B-UASB1反應(yīng)器3-滲濾液出水閥、4-UASB1滲濾液進(jìn)水泵、5-UASB1 滲濾液進(jìn)水管，6-硝化液出水閥、7-UASB1硝化液進(jìn)水泵、8-UASBl硝化液 進(jìn)水管、9-UASB1內(nèi)循環(huán)出水閥、10-UASB1內(nèi)循環(huán)水管、11-UASB1內(nèi)循環(huán) 泵、12-三相分離器、13-UASBl排氣閥、14-UASBl排氣管、15-堿液吸收瓶、 16-氣體流量計、17-UASB1出水管；
C-UASB2反應(yīng)器18-UASB2進(jìn)水泵、19-三相分離器、20-UASB2排氣 閥、21-UASB2排氣管、22-堿液吸收瓶、23-氣體流量計、24-UASB2內(nèi)循環(huán) 出水閥、25-UASB2內(nèi)循環(huán)水管、26-UASB2內(nèi)循環(huán)泵、27-UASB2出水管、 28-中間水箱、29-中間水箱出水閥；
D-SBR反應(yīng)器30-SBR進(jìn)水管、31-SBR進(jìn)水泵、32-空氣壓縮機、33-氣體管、34-氣體流量計、35-空氣擴(kuò)散器、36-SBR硝化液回流閥、37-SBR硝 化液回流泵、38-SBR硝化液回流管、39-機械攪拌裝置、40-SBR排水閥、 41-SBR放空管和排泥管。
具體實施方式
7參見圖l，本實用新型進(jìn)行垃圾滲濾液處理的具體流程為
滲濾液從原滲濾液區(qū)1通過UASB1滲濾液進(jìn)水泵4與回流的SBR硝化上清 液一起進(jìn)入UASB1反應(yīng)器B，反應(yīng)器內(nèi)的反硝化菌和厭氧產(chǎn)甲垸菌充分利用進(jìn) 水中豐富的有機物，進(jìn)行缺氧反硝化和厭氧產(chǎn)甲垸反應(yīng)，使得有機物被充分 降解。UASB1反應(yīng)器B的出水通過UASB2進(jìn)水泵18從底部進(jìn)入UASB2反應(yīng)器 C，通過產(chǎn)甲垸菌的厭氧作用進(jìn)一步去除UASB 1反應(yīng)器C出水中的剩余有機 物。UASB2反應(yīng)器C出水依靠重力流向中間水箱28。經(jīng)過兩級UASB處理的滲 濾液進(jìn)入SBR反應(yīng)器D，首先通過異養(yǎng)菌和硝化菌的好氧呼吸作用，完成 UASB2反應(yīng)器C出水中有機物的深度去除和氨氮的完全轉(zhuǎn)化
(NH4+-N—N03—-N)，然后通過SBR的缺氧段，投加碳源作為電子供體，將 混合液內(nèi)的電子受體N(V-N完還原成氮氣N2，從而完成了有機物和氮的同步 深度去除。本研究采取SBR硝化出水回流的方式，對原水既有一定的稀釋作用， 又可使富含N(V-N的硝化液借助原水中豐富的有機碳源進(jìn)行反硝化，實現(xiàn)生 物脫氮及有機物降解的雙重目的。
應(yīng)用本實用新型進(jìn)行行垃圾滲濾液處理的具體步驟如下
(1) 開啟滲濾液出水閥3，啟動UASB1滲濾液進(jìn)水泵C，同時開啟硝化 液出水閥6，啟動UASB1硝化液進(jìn)水泵7，滲濾液與SBR硝化液分別經(jīng)過 UASB1濾液進(jìn)水管5和UASB1硝化液進(jìn)水管8 —同被泵入UASB1反應(yīng)器B。 開啟UASB1內(nèi)循環(huán)出水閥9，啟動UASB1內(nèi)循環(huán)泵11，通過UASB1內(nèi)循 環(huán)水管10進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，使得液體UASB1反應(yīng)器B內(nèi)向上流動，與反應(yīng)器內(nèi) 的微生物充分接觸，進(jìn)水混合液在UASB1反應(yīng)器B內(nèi)發(fā)生反硝化和產(chǎn)甲烷同 步作用，反硝化菌利用進(jìn)水中豐富的有機碳源將SBR硝化液回流水中的 N(V-N還原為N2，完成氮的去除。
(2) 上述UASB1反應(yīng)器B內(nèi)產(chǎn)甲烷菌將有機物氧化成CH4，H20和C02， 從而實現(xiàn)有機物的去除。UASB1反應(yīng)器B內(nèi)產(chǎn)生的N2和CH4自下向上流動， 在三相分離器12的作用下，實現(xiàn)了氣體、液體和固體的分離，經(jīng)UASB1排 氣閥13和UASB1排氣管24進(jìn)入堿液吸收瓶15，在堿液吸收瓶25內(nèi)，生物 氣中的C02被堿液吸收，而N2和CH4則通過氣體流量計16計量后排放。
(3) 上述UASB1反應(yīng)器B排出的上清液經(jīng)過UASB1出水管17，在 UASB2進(jìn)水泵18的作用下，被泵入UASB2應(yīng)器C。開啟UASB2內(nèi)循環(huán)出 水閥24，上清液經(jīng)UASB2內(nèi)循環(huán)水管25，在UASB2內(nèi)循環(huán)泵26的作用下， 進(jìn)入UASB2反應(yīng)器C，使得液體在UASB2反應(yīng)器C內(nèi)向上流動。進(jìn)水從 UASB2反應(yīng)器C自下向上流動過程中，與反應(yīng)器內(nèi)的微生物充分接觸，發(fā)生產(chǎn)厭氧產(chǎn)甲垸作用，反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)甲垸菌將UASB1反應(yīng)器B出水中殘余有機物 進(jìn)一步氧化成CH4， H20和C02，從而實現(xiàn)有機物的進(jìn)一步去除。
(4) 上述UASB2反應(yīng)器C內(nèi)產(chǎn)生的生物氣自下向上流動，在三相分離 器19的作用下，實現(xiàn)了氣體、液體和固體的分離，經(jīng)UASB2排氣閥20和 UASB2排氣管21進(jìn)入堿液吸收瓶22，在堿液吸收瓶22內(nèi)，生物氣中的032 被堿液吸收，而CH4則通過氣體流量計23計量后排放。
(5) 上述UASB2反應(yīng)器C的上清液通過UASB2出水管27靠重力流入 到中間水箱28，打開中間水箱出水閥29，開啟SBR進(jìn)水泵31，中間水箱28 內(nèi)的水被泵入SBR反應(yīng)器D。，進(jìn)水完成后，開啟空氣壓縮機32，空氣壓縮 機32送出的氣體通過氣體管33，氣體流量計34和空氣擴(kuò)散器35，向反應(yīng)器 的微生物提供呼吸作用所需要的氧氣，并可使反應(yīng)器內(nèi)的微生物與液體充分 混合。
(6) 上述進(jìn)入SBR反應(yīng)器D經(jīng)UASB1反應(yīng)器B， UASB2反應(yīng)器C處 理的垃圾滲濾液，首先在異養(yǎng)菌的作用下，深度去除出水中殘余有機物，同 時自養(yǎng)的硝化菌以>^4+^為電子供體，氧氣為電子受體，將NH4+-N氧化為 N(V-N，實現(xiàn)氨氮的去除。
(7) 上述SBR反應(yīng)器D硝化結(jié)束時，靜止沉淀30 60分鐘后，開啟 SBR硝化液回流闊36，啟動SBR硝化液回流泵37，將硝化上清液通過SBR 硝化液回流管38回流至SBR硝化液回流區(qū)2，被泵入UASB1反應(yīng)器B內(nèi)進(jìn)
行反硝化。
(8) 上述SBR回流結(jié)束后，加入碳源，使COD/N(V-N控制在4。開啟 機械攪拌裝置39，反硝化菌在缺氧條件下，以碳源為電子供體，N(V-N為電 子受體，將N(V-N還原為N2。
(9) 上述SBR反硝化反應(yīng)完成后，停止機械攪拌裝置39，使D-SBR反 應(yīng)器內(nèi)的泥水混合液靜止沉淀30 60分鐘，進(jìn)行泥水分離。泥水分離完成后， 上清液通過SBR排水閥40直接排出系統(tǒng)。
實驗實例以某垃圾填埋場的實際垃圾滲濾液為研究對象，試驗結(jié)果表
明系統(tǒng)經(jīng)過116d的連續(xù)運行，獲得了穩(wěn)定的工藝性能
(1) COD的去除性能在進(jìn)水COD平均為11950.2mg/L的條件下， UASB1,UASB2和SBR出水COD分別為939.5 mg/L， 629.0 mg/L和375 mg/L， 去除率分別為95.3%， 30°/。和74.2%。 SBR出水即為系統(tǒng)的最終出水，因此整 個系統(tǒng)獲得了 96.7%的COD去除效果。同時缺氧UASB1反應(yīng)器的最大COD 負(fù)荷達(dá)到13 kgCOD/m3-d，最大COD去除速率為12.4kgCOD/m3'd;(2) NH4+-N去除性能在進(jìn)水NH4+-N為982.7mg/L的條件下， UASB1，UASB2和SBR出水NH4+-N分別為300.5mg/L， 2卯.8 mg/L和3.2mg/L， 去除率分別為69.4%， 70.4%和98.8%。 SBR出水即為系統(tǒng)的最終出水，因此 整個系統(tǒng)獲得了 99.6%的NH4+-N去除率；
(3) 系統(tǒng)的反硝化性能在UASB1反應(yīng)器內(nèi)，借助于進(jìn)水中豐富的有 機碳源，在進(jìn)水N(V-N為128.9mg/L的條件下，出水為3.2mg/L，反硝化率 為94.9%，在SBR反應(yīng)器的缺氧段，按COD/N(V-N:4投加碳源，在初始N(V-N 濃度為81.3 mg/L條件下，反硝化結(jié)束時，出水N(V-N濃度為1.3mg/L，獲 得了98.2%反硝化率，因此實現(xiàn)了氮的真正，深度去除。
在高氮垃圾滲濾液處理工藝中，兩級UASB反應(yīng)器扮演有機物去除的主 要角色,而SBR反應(yīng)器則扮演氮去除的主要角色，因為生物脫氮(硝化-反硝 化作用)是實現(xiàn)滲濾液中氮去除的經(jīng)濟(jì)，有效方式，而非"污染轉(zhuǎn)嫁"。本實驗 過程中，充分利用了厭氧生物法處理高濃度有機物的優(yōu)點，實現(xiàn)了滲濾液內(nèi) 有機物深度去除，同時選擇運行方式靈活，可深度脫氮的SBR反應(yīng)器獲得了 氮的深度、真正去除。發(fā)生在SBR反應(yīng)器缺氧段和UASB1內(nèi)的徹底反硝化 為后續(xù)SBR硝化階段提供了充足的堿度，從而保證了 SBR系統(tǒng)硝化作用的順 利進(jìn)行，并獲得了完全的硝化作用，這樣SBR硝化結(jié)束時回流至UASB1反 應(yīng)器內(nèi)的硝化液大幅度稀釋了原滲濾液的高濃度氨氮，從而大大減弱了高濃 度氨氮所形成的游離氨(FA)對后續(xù)SBR系統(tǒng)內(nèi)硝化菌的抑制作用，可見這 兩者是相互關(guān)聯(lián)、相互制約的。
權(quán)利要求1.一種兩級UASB-SBR生化系統(tǒng)垃圾滲濾液處理教學(xué)實驗裝置，其特征在于由一體化水箱、UASB1反應(yīng)器、UASB2反應(yīng)器、中間水箱、SBR反應(yīng)器順序串聯(lián)組成；UASB1和UASB2反應(yīng)器均設(shè)有內(nèi)循環(huán)回流管；上述一體化水箱包括原滲濾液區(qū)，SBR硝化液回流區(qū)；SBR硝化液回流區(qū)在SBR反應(yīng)器和SBR硝化液回流區(qū)連接有SBR硝化液回流管；原滲濾液區(qū)、SBR硝化液回流區(qū)分別通過UASB1滲濾液進(jìn)水管和UASB1硝化液進(jìn)水管與UASB1反應(yīng)器底部進(jìn)水口連通，UASB1反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置三相分離器、通過UASB1排氣閥和UASB1排氣管與外置的堿液吸收瓶連通，堿液吸收瓶與氣體流量計連接；UASB1反應(yīng)器側(cè)壁上的UASB1內(nèi)循環(huán)出水閥通過UASB1內(nèi)循環(huán)水管連通底部進(jìn)水口；UASB1反應(yīng)器通過UASB1出水管連通UASB2反應(yīng)器底部的進(jìn)水口，UASB2反應(yīng)器內(nèi)置三相分離器，通過UASB2排氣閥和UASB2排氣管與外置的堿液吸收瓶連通，堿液吸收瓶與氣體流量計連接；UASB2反應(yīng)器側(cè)壁上的UASB2內(nèi)循環(huán)出水閥與其底部的進(jìn)水口通過UASB2內(nèi)循環(huán)水管連通，UASB2出水管連接中間水箱；SBR反應(yīng)器通過SBR進(jìn)水管連通中間水箱，并與SBR排水閥連接；SBR反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有空氣擴(kuò)散器和機械攪拌裝置，SBR硝化液回流管與SBR硝化液回流區(qū)連通。
專利摘要一種兩級UASB-SBR生化系統(tǒng)垃圾滲濾液處理教學(xué)實驗裝置屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域?，F(xiàn)有的處理技術(shù)無法同步、深度去除垃圾滲濾液的氨氮及有機物。本實用新型以實際垃圾滲濾液為對象，采用兩級UASB-SBR生化系統(tǒng)進(jìn)行處理，獲得了較好效果。通過SBR反應(yīng)器硝化液回流的方式，對原水既有一定的稀釋作用，又可使富含NO₃^--N的硝化液借助原水中豐富的有機碳源進(jìn)行反硝化。垃圾滲濾液內(nèi)大部分有機物在UASB1反應(yīng)器內(nèi)被去除，COD去除率可達(dá)到92.1％，最大有機負(fù)荷為13kgCOD/m³·d。UASB2和SBR反應(yīng)器實現(xiàn)了有機物的進(jìn)一步去除。SBR反應(yīng)器內(nèi)通過硝化作用將NH₄⁺-N幾乎100％轉(zhuǎn)化成NO₃^--N。采用pH，ORP，DO作為SBR系統(tǒng)生物脫氮過程的控制參數(shù)，可有效地防止了過曝氣和過攪拌帶來的能耗，節(jié)省了運行費用。
文檔編號C02F3/30GK201343467SQ200820123870
公開日2009年11月11日 申請日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者孫洪偉, 彭永臻, 時曉寧, 王希寧 申請人:北京工業(yè)大學(xué)