本實(shí)用新型屬于低碳氮比高氨氮廢水生物脫氮技術(shù)領(lǐng)域，具體講就是涉及一種厭氧氨氧化去除垃圾滲濾液中總氮工藝的專(zhuān)用裝置，特別適用于晚期垃圾滲濾液的高效脫氮處理。

背景技術(shù)：

近幾年來(lái)，隨著城市垃圾產(chǎn)量的不斷增加，填埋法逐漸成為國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的垃圾處理和處置方法。填埋產(chǎn)生的垃圾滲濾液成分復(fù)雜、水質(zhì)水量變化大、氨氮和有機(jī)物濃度高、微生物營(yíng)養(yǎng)元素比例失調(diào)等，處理難度較大。目前，垃圾滲濾液的脫氮處理主要采用傳統(tǒng)硝化反硝化脫氮工藝。傳統(tǒng)的硝化反硝化脫氮是通過(guò)硝化細(xì)菌將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，再通過(guò)反硝化細(xì)菌將硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)鈴乃幸莩?，從而達(dá)到脫氮的目的。但對(duì)于填埋場(chǎng)晚期的垃圾滲濾液而言，該工藝存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

(1)滲濾液碳氮比極低(1左右)，即嚴(yán)重缺乏有機(jī)碳源，反硝化過(guò)程需要投加大量的碳源，運(yùn)行費(fèi)用高；

(2)硝化過(guò)程的曝氣量較大，能耗高；

(3)對(duì)總氮的去除效率有限，出水中殘余大量的總氮，即便通過(guò)深度處理后，也難以達(dá)到現(xiàn)有的排放標(biāo)準(zhǔn)。

上述問(wèn)題造成垃圾滲濾液處理達(dá)標(biāo)難、處理費(fèi)用高等弊端，導(dǎo)致許多填埋場(chǎng)垃圾滲濾液處理設(shè)施無(wú)法正常運(yùn)行，因此，需要提出有效的脫氮技術(shù)。

厭氧氨氧化技術(shù)是利用厭氧氨氧化菌是自養(yǎng)菌，其生長(zhǎng)過(guò)程只需要碳酸鹽和二氧化碳等無(wú)機(jī)碳源，而且氨氮的氧化無(wú)需分子氧參與，亞硝態(tài)氮的還原也無(wú)需有機(jī)碳源等這一特點(diǎn)，將廢水中的氨氮與亞硝酸鹽氮同時(shí)進(jìn)行去除，從而達(dá)到脫氮的目的。該技術(shù)大大降低了廢水生物脫氮的運(yùn)行費(fèi)用，而且厭氧氨氧化的污泥產(chǎn)量低，不產(chǎn)生溫室氣體。因此，對(duì)于低碳氮比高氨氮的垃圾滲濾液而言，實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化反應(yīng)是其脫氮的最佳途徑。

但是，厭氧氨氧化菌的倍增時(shí)間長(zhǎng)，其培養(yǎng)及生長(zhǎng)過(guò)程需要的條件較為嚴(yán)格，如需要穩(wěn)定的進(jìn)水水質(zhì)、穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境、嚴(yán)格的厭氧條件等，現(xiàn)有技術(shù)都很難實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的厭氧氨氧化反應(yīng)，脫氮效率沒(méi)有大幅度提高，這在一定程度上限制了其實(shí)際的大規(guī)模應(yīng)用。因此，研發(fā)一種能夠有效實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化反應(yīng)并穩(wěn)定運(yùn)行的工藝及裝置具有十分重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有厭氧氨氧化工藝中，進(jìn)水氨氮與亞硝酸鹽氮的比例及含量不穩(wěn)定、反應(yīng)系統(tǒng)不穩(wěn)定、進(jìn)水含有溶解氧等技術(shù)問(wèn)題，提供厭氧氨氧化去除垃圾滲濾液中總氮工藝的專(zhuān)用裝置，大幅度提高脫氮效率，將垃圾滲濾液中的總氮達(dá)標(biāo)排放。

技術(shù)方案

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種厭氧氨氧化去除垃圾滲濾液中總氮的工藝，其特征在于，它包括以下幾個(gè)步驟：

第一步，反硝化：垃圾滲濾液進(jìn)入短程硝化-反硝化反應(yīng)器的缺氧區(qū)，進(jìn)行反硝化脫氮處理，降低廢水中的總氮；

第二步，短程硝化：將第一步的反硝化出水進(jìn)行短程硝化處理，得到亞硝化出水；

第三步，泥水分離：將第二步的亞硝化出水通入泥水分離設(shè)備，進(jìn)行泥水分離；

第四步，中間處理：將第三步的出水與少量的垃圾滲濾液、氮?dú)饣蚨趸季鶆蚧旌希?/p>

第五步，厭氧氨氧化：將第四步的出水進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)，去除水中剩余的總氮。

進(jìn)一步，所述第一步中反硝化反應(yīng)溫度為20～40℃、溶解氧DO≤0.3mg/L；第二步中短程硝化反應(yīng)溫度為20～40℃、溶解氧DO為0.6～1.2mg/L；其中，根據(jù)實(shí)際需要，短程硝化與反硝化可設(shè)置為一級(jí)或者兩級(jí)。

所述第四步中垃圾滲濾液原液流量Q₂與進(jìn)入短程硝化-反硝化反應(yīng)器的缺氧區(qū)的垃圾滲濾液流量Q₁的比值小于1。

所述第五步中進(jìn)水總氮形式主要為氨氮與亞硝酸鹽氮，且二者的比例為(1:1.3)～(1:1.4)，該反應(yīng)是在20～50℃的密閉條件下進(jìn)行，且出水按照一定比例回流至進(jìn)水，以稀釋進(jìn)水，提高脫氮效果。

用于上述厭氧氨氧化去除垃圾滲濾液中總氮工藝的專(zhuān)用裝置，其特征在于：它包括短程硝化-反硝化反應(yīng)器、泥水分離器、中間水箱、厭氧氨氧化反應(yīng)器；

原水箱與短程硝化-反硝化反應(yīng)器連接，連接管路上裝有第一進(jìn)水泵和控制閥，且原水箱同時(shí)與中間水箱連接，連接管路上裝有控制閥；短程硝化-反硝化反應(yīng)器的出水端與泥水分離器連接；泥水分離器的輸出端與中間水箱連接；中間水箱的輸出端與厭氧氨氧化反應(yīng)器連接，連接管路上裝有第二進(jìn)水泵；厭氧氨氧化反應(yīng)器的出水輸出端連接產(chǎn)水箱。

進(jìn)一步，所述短程硝化-反硝化反應(yīng)器中設(shè)置有多塊隔板，將反應(yīng)器分為多格室，第一格室為缺氧區(qū)，后續(xù)格室均為限氧區(qū)，其中，第一格室中設(shè)有攪拌機(jī)，每格限氧區(qū)中均設(shè)有曝氣管，曝氣管與外部的鼓風(fēng)機(jī)連接。

進(jìn)一步，所述泥水分離器采用膜生物反應(yīng)器或沉淀池或者其他污泥脫水設(shè)備，其底部連接短程硝化-反硝化反應(yīng)器，連接管路上設(shè)有污泥回流泵，且回流管路上設(shè)有剩余污泥排泥閥。

進(jìn)一步，所述中間水箱設(shè)有氮?dú)饣蚨趸贾苽淦鳌?/p>

進(jìn)一步，所述厭氧氨氧化反應(yīng)器設(shè)有回流泵與生物填料，頂部設(shè)有排氣裝置。

有益效果

本實(shí)用新型通過(guò)在硝化階段嚴(yán)格控制較低的溶解氧濃度，使氨氮氧化至亞硝酸鹽氮，再通過(guò)在反硝化階段將其轉(zhuǎn)化為氮?dú)庖莩?，從而降低垃圾滲濾液中的總氮，然后出水進(jìn)行泥水分離，之后將其與少量的垃圾滲濾液原液充分混合，目的是控制廢水中氨氮與亞硝酸鹽氮的比例和含量；同時(shí)補(bǔ)充氮?dú)饣蚨趸?，目的是降低水中的溶解氧，從而為后續(xù)的厭氧氨氧化反應(yīng)提供了有利的進(jìn)水條件和嚴(yán)格的厭氧條件，最后在厭氧氨氧化反應(yīng)器中設(shè)置親水性、大比表面積的生物填料，為厭氧氨氧化菌提供穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境，從而使得厭氧氨氧化脫氮反應(yīng)順利進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了填埋場(chǎng)晚期垃圾滲濾液的總氮達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)排放的同時(shí)節(jié)能降耗。

附圖說(shuō)明

附圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的工藝流程圖。

附圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的設(shè)備連接關(guān)系示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例

如附圖2所示，用于上述厭氧氨氧化去除垃圾滲濾液中總氮的專(zhuān)用裝置，其特征在于：它包括短程硝化-反硝化反應(yīng)器1、泥水分離器2、中間水箱3、厭氧氨氧化反應(yīng)器4；

原水箱5與短程硝化-反硝化反應(yīng)器1連接，連接管路上裝有第一進(jìn)水泵6和控制閥7，且原水箱5同時(shí)與中間水箱3連接，原水箱5與中間水箱3連接管路上裝有控制閥7,短程硝化-反硝化反應(yīng)器1的出水端與泥水分離器2連接；泥水分離器2的輸出端與中間水箱3連接；中間水箱3的輸出端與厭氧氨氧化反應(yīng)器4連接，中間水箱3的輸出端與厭氧氨氧化反應(yīng)器4連接管路上裝有第二進(jìn)水泵15；厭氧氨氧化反應(yīng)器4的出水輸出端連接產(chǎn)水箱18。

所述短程硝化-反硝化反應(yīng)器1中設(shè)置有多塊隔板9，將反應(yīng)器分為多格室，第一格室為缺氧區(qū)，后續(xù)格室均為限氧區(qū)，其中，第一格室中設(shè)有攪拌機(jī)8，每格限氧區(qū)中均設(shè)有曝氣管11，曝氣管11與外部的鼓風(fēng)機(jī)10連接。

所述泥水分離器2采用膜生物反應(yīng)器MBR或沉淀池或者其他污泥脫水設(shè)備，其底部連接短程硝化-反硝化反應(yīng)器1，連接管路上設(shè)有污泥回流泵12，且回流管路上設(shè)有剩余污泥排泥閥13。

所述中間水箱3設(shè)有氮?dú)饣蚨趸贾苽淦?4。

所述厭氧氨氧化反應(yīng)器4設(shè)有回流泵16與生物填料17，頂部設(shè)有排氣裝置。

利用上述專(zhuān)用裝置進(jìn)行厭氧氨氧化去除垃圾滲濾液中總氮的工藝過(guò)程如下：

第一步,反硝化：垃圾滲濾液進(jìn)入短程硝化-反硝化反應(yīng)器的缺氧區(qū)，在反應(yīng)溫度為20～40℃、溶解氧DO≤0.3mg/L、攪拌的作用下進(jìn)行反硝化脫氮產(chǎn)生氮?dú)庖莩鱿到y(tǒng)，使得廢水中的總氮降低。

第二步,短程硝化：缺氧區(qū)的出水進(jìn)入限氧區(qū)，在反應(yīng)溫度為20～40℃、溶解氧DO為0.6～1.2mg/L的條件下進(jìn)行短程硝化，將水中的氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮，部分硝化液回流至缺氧區(qū)，以提供反硝化過(guò)程所需的電子受體亞硝酸鹽氮，且根據(jù)實(shí)際需要，短程硝化與反硝化可設(shè)置為一級(jí)或者兩級(jí)。

第三步,泥水分離：短程硝化出水進(jìn)入泥水分離系統(tǒng)進(jìn)行泥水分離，得到出水和活性污泥，其中，活性污泥按照一定比例回流至短程硝化-反硝化的缺氧區(qū)，以維持系統(tǒng)中較高的污泥濃度，從而提高脫氮效率，剩余的活性污泥通過(guò)排泥閥排放至污泥池。

第四步,中間處理：泥水分離出水與少量的垃圾滲濾液原液、氮?dú)饣蚨趸季鶆蚧旌?，得到中間出水。其中，垃圾滲濾液原液的流量Q₂與進(jìn)入短程硝化-反硝化反應(yīng)器的缺氧區(qū)的垃圾滲濾液流量Q₁的比值小于1。

第五步,厭氧氨氧化：中間出水從底部進(jìn)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器，該進(jìn)水中總氮形式主要為氨氮與亞硝酸鹽氮，且二者的比例為(1:1.3)～(1:1.4)。進(jìn)水進(jìn)入反應(yīng)器后經(jīng)過(guò)生物填料，此時(shí)水中的氨氮與亞硝酸鹽氮被生物填料上附著的微生物氧化與還原，產(chǎn)生氮?dú)鈴捻敳颗艢饪谂懦觯瑥亩_(dá)到深度脫氮的目的。其中，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程是在20～50℃的密閉條件下進(jìn)行，且出水按照一定比例回流至進(jìn)水，以稀釋進(jìn)水，提高了脫氮效果。

本實(shí)施例通過(guò)在硝化階段嚴(yán)格控制較低的溶解氧濃度，使氨氮氧化至亞硝酸鹽氮，再通過(guò)在反硝化階段將其轉(zhuǎn)化為氮?dú)庖莩?，從而降低垃圾滲濾液中的總氮，然后出水進(jìn)行泥水分離，之后將其與少量的垃圾滲濾液原液充分混合，目的是控制廢水中氨氮與亞硝酸鹽氮的比例和含量；同時(shí)補(bǔ)充氮?dú)饣蚨趸?，目的是降低水中的溶解氧，從而為后續(xù)的厭氧氨氧化反應(yīng)提供了有利的進(jìn)水條件和嚴(yán)格的厭氧條件，最后在厭氧氨氧化反應(yīng)器中設(shè)置親水性、大比表面積的生物填料，為厭氧氨氧化菌提供穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境，從而使得厭氧氨氧化脫氮反應(yīng)順利進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了填埋場(chǎng)晚期垃圾滲濾液的總氮達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)排放的同時(shí)節(jié)能降耗。