一种高碳氮比垃圾渗滤液的生物脱氮系统及方法与流程
本发明实施例涉及渗滤液处理，具体涉及一种高碳氮比垃圾渗滤液的生物脱氮系统及方法。
背景技术：
1、以卫生填埋为主的垃圾无害化处理方式逐步转变为以焚烧为主的资源化处理方式，从而带来的高碳氮比垃圾渗滤液(以焚烧厂和转运站为主)占比逐年提升。
2、目前垃圾渗滤液的处理方法包括生物处理、物化处理及组合工艺等，其中生物处理因经济成本相对较低而广泛用于废水处理中，但采用传统的生化法处理高碳氮比垃圾渗滤液存在脱氮效率低，出水难以达标排放，且能耗高、运行成本高等的缺陷。
3、在垃圾渗滤液处理过程中，降低运行消耗最有效的方式是减少碳源投加或寻找外部碳源的替代品。厌氧消化被认为是一种高效且广泛使用的同时降解有机物和回收沼气的方法，在厌氧消化过程中，难降解的可生物降解有机物可以分解为小分子有机物，从而为反硝化过程提供碳源，取代外部碳源，实现有机物的去除。另外，垃圾渗滤液的硝化过程由于nh4+-n浓度高，往往需要大量曝气，短程硝化反硝化、厌氧氨氧化等均是公认的低能耗、高效率的生物脱氮技术，具有施工成本少和改造能耗低的优点。因此通过采用新的工艺技术组合，有望于有效提高垃圾渗滤液脱氮效率，改善行业运行管理水平。
技术实现思路
1、为此，本发明实施例提供一种高碳氮比垃圾渗滤液的生物脱氮系统及方法，以解决现有垃圾渗滤液处理运行存在脱氮效率低、能耗高等问题。
2、为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
3、根据本发明实施例的第一方面，本发明提供一种高碳氮比垃圾渗滤液的生物脱氮系统，所述生物脱氮系统包括通过管道依次连接的厌氧消化反应器、同步短程硝化/反硝化反应器、厌氧氨氧化反应器、硝化/反硝化反应器和超滤装置，其中：
4、所述厌氧消化反应器设有垃圾渗滤液原水进料口和沼气排出口；
5、所述同步短程硝化/反硝化反应器设有液体循环入口；
6、所述厌氧消化反应器设有液体循环出口，所述液体循环出口与液体循环入口连通；
7、所述硝化/反硝化反应器设有与所述垃圾渗滤液原水进料口连通的进料口。
8、在一些优选的实施方式中，所述生物脱氮系统还包括曝气装置，所述曝气装置分别与同步短程硝化/反硝化反应器、厌氧氨氧化反应器和硝化/反硝化反应器连通。
9、在一些优选的实施方式中，所述硝化/反硝化反应器包括连通的内罐和外罐，所述内罐配有搅拌装置，外罐设置曝气装置；所述厌氧氨氧化反应器的出料口与内罐连通，所述硝化/反硝化反应器的出料口设置在外罐上。
10、在一些优选的实施方式中，所述超滤装置还包括污泥循环出口，所述污泥循环出口分别与同步短程硝化/反硝化反应器和硝化/反硝化反应器连通。
11、在一些优选的实施方式中，所述厌氧氨氧化反应器内设置有固定生物床；所述超滤装置采用浸没式超滤膜。
12、根据本发明实施例的第二方面，本发明提供一种基于如上任一项所述生物脱氮系统的高碳氮比垃圾渗滤液的生物脱氮方法，所述方法包括如下步骤：
13、(1)垃圾渗滤液通过垃圾渗滤液原水进料口进入厌氧消化反应器，在产酸菌和产甲烷菌的作用下进行生化反应，得到厌氧消化反应器出料；
14、(2)厌氧消化反应器出料进入同步短程硝化/反硝化反应器，在氨氧化菌和反硝化异养菌的共同作用下进行同步脱氮，得到同步短程硝化/反硝化反应器出料；
15、(3)同步短程硝化/反硝化反应器出料进入厌氧氨氧化反应器，在厌氧氨氧化功能微生物的作用下进行脱氮反应，与此同时，厌氧氨氧化反应器内的部分物料回流至同步短程硝化/反硝化反应器，得到厌氧氨氧化反应器出料；
16、(4)厌氧氨氧化反应器出料与垃圾渗滤液原液在硝化/反硝化反应器进行反应，得到硝化/反硝化反应器出料；
17、(5)硝化/反硝化反应器出料进入超滤装置进行泥水分离，所得出水达标排放。
18、在一些优选的实施方式中，步骤(1)中，所述厌氧消化反应器的控制参数如下：温度35～38℃、ph6.8～7.5、沼气压力2～3kpa、有机物去除率大于85％。
19、在一些优选的实施方式中，步骤(2)中，所述同步短程硝化/反硝化反应器的控制参数如下：氨氮浓度400～450mg/l、tn浓度小于600mg/l、温度28～35℃、溶解氧浓度小于0.2mg/l。
20、在一些优选的实施方式中，步骤(3)中，所述厌氧氨氧化反应器的控制参数如下：氨氮浓度80～100mg/l、tn浓度120～150mg/l、温度28～35℃、溶解氧浓度0.2～0.5mg/l。
21、在一些优选的实施方式中，所述方法还包括：将泥水分离后的污泥回流至同步短程硝化/反硝化反应器和硝化/反硝化反应器。
22、本发明实施例具有如下优点：
23、本发明提供符合目前国家垃圾分类及资源化处理的总体发展趋势，以及“双碳经济”下针对高碳氮比垃圾渗滤液低能耗、高效脱氮的需求，该方法采用厌氧消化从污水中回收沼气，最大限度的利用原水有机物进行反硝化，同时基于同步短程硝化/反硝化反应联合厌氧氨氧化技术的生物脱氮工艺降低运行能耗。与传统垃圾渗滤液脱氮方式相比，可降低运行成本25％以上，具有良好的应用前景。
技术特征：
1.一种高碳氮比垃圾渗滤液的生物脱氮系统，其特征在于，所述生物脱氮系统包括通过管道依次连接的厌氧消化反应器、同步短程硝化/反硝化反应器、厌氧氨氧化反应器、硝化/反硝化反应器和超滤装置，其中：
2.根据权利要求1所述的高碳氮比垃圾渗滤液的生物脱氮系统，其特征在于，所述生物脱氮系统还包括曝气装置，所述曝气装置分别与同步短程硝化/反硝化反应器、厌氧氨氧化反应器和硝化/反硝化反应器连通。
3.根据权利要求1所述的高碳氮比垃圾渗滤液的生物脱氮系统，其特征在于，所述硝化/反硝化反应器包括连通的内罐和外罐，所述内罐配有搅拌装置，外罐设置曝气装置；所述厌氧氨氧化反应器的出料口与内罐连通，所述硝化/反硝化反应器的出料口设置在外罐上。
4.根据权利要求1所述的高碳氮比垃圾渗滤液的生物脱氮系统，其特征在于，所述超滤装置还包括污泥循环出口，所述污泥循环出口分别与同步短程硝化/反硝化反应器和硝化/反硝化反应器连通。
5.根据权利要求1所述的高碳氮比垃圾渗滤液的生物脱氮系统，其特征在于，
6.一种基于如权利要求1-5中任一项所述生物脱氮系统的高碳氮比垃圾渗滤液的生物脱氮方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的高碳氮比垃圾渗滤液的生物脱氮方法，其特征在于，步骤(1)中，所述厌氧消化反应器的控制参数如下：温度35～38℃、ph6.8～7.5、沼气压力2～3kpa、有机物去除率大于85％。
8.根据权利要求6所述的高碳氮比垃圾渗滤液的生物脱氮方法，其特征在于，步骤(2)中，所述同步短程硝化/反硝化反应器的控制参数如下：氨氮浓度400～450mg/l、tn浓度小于600mg/l、温度28～35℃、溶解氧浓度小于0.2mg/l。
9.根据权利要求6所述的高碳氮比垃圾渗滤液的生物脱氮方法，其特征在于，步骤(3)中，所述厌氧氨氧化反应器的控制参数如下：氨氮浓度80～100mg/l、tn浓度120～150mg/l、温度28～35℃、溶解氧浓度0.2～0.5mg/l。
10.根据权利要求6所述的高碳氮比垃圾渗滤液的生物脱氮方法，其特征在于，所述方法还包括：将泥水分离后的污泥回流至同步短程硝化/反硝化反应器和硝化/反硝化反应器。
技术总结
本发明实施例公开了一种高碳氮比垃圾渗滤液的生物脱氮系统及方法。本发明提供符合目前国家垃圾分类及资源化处理的总体发展趋势，以及“双碳经济”下针对高碳氮比垃圾渗滤液低能耗、高效脱氮的需求，该方法采用厌氧消化从污水中回收沼气，最大限度的利用原水有机物进行反硝化，同时基于同步短程硝化/反硝化反应联合厌氧氨氧化技术的生物脱氮工艺降低运行能耗。与传统垃圾渗滤液脱氮方式相比，可降低运行成本25％以上，具有良好的应用前景。
技术研发人员：张晨光,杨培,郭敏,王浩宇,毛旭,杨立臣,祝金星,黄川
受保护的技术使用者：北京环境工程技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23