一种腐殖填料好氧固定床缺氧MBR组合处理老龄垃圾渗滤液高效脱氮系统及方法转让专利
申请号 : CN202010363510.0
文献号 : CN111470630B
文献日 : 2021-07-30
发明人 : 吴军 , 吕宜廉 , 李丹阳 , 朱俊伟 , 杨智力 , 马海涛 , 李志远 , 郭小境 , 罗培康 , 焦冠通
申请人 : 南京大学 , 南京柯若环境技术有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种腐殖填料好氧固定床缺氧MBR组合处理老龄垃圾渗滤液高效脱氮方法,其特征在于:所述方法采用腐殖填料好氧固定床与缺氧MBR反应器组合构建处理单元,所述处理单元的处理步骤如下:
步骤1)将老龄垃圾渗滤液导入至腐殖填料好氧固定床进行好氧硝化反应处理,得到处理后的出水;步骤1)处理过程中,对所述的腐殖填料好氧固定床进行连续通风处理;
步骤2)使步骤1)处理后的出水流入缺氧MBR反应器进行缺氧反硝化处理;所述处理单元至少包括两级,所述每一级的缺氧MBR反应器处理后出水通过水泵(11)抽吸进入下一级的腐殖填料好氧固定床进行处理。
2.根据权利要求1所述的腐殖填料好氧固定床缺氧MBR组合处理老龄垃圾渗滤液高效脱氮方法,其特征在于:步骤2)处理过程中向缺氧MBR反应器补充碳源。
3.根据权利要求2所述的腐殖填料好氧固定床缺氧MBR组合处理老龄垃圾渗滤液高效
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脱氮方法,其特征在于:所述每一级腐殖填料好氧固定床的通风量为30~36m/(m·d);所述缺氧MBR反应器加入乙酸作为碳源。
4.一种高效脱氮系统,其特征在于:所述系统采用权利要求1~3任意一项所述的腐殖填料好氧固定床缺氧MBR组合处理老龄垃圾渗滤液高效脱氮方法进行老龄垃圾渗滤液的处理,所述系统包括多级串联的处理单元,相邻两级处理单元之间设置水泵(11)。
5.根据权利要求4所述的高效脱氮系统,其特征在于:所述缺氧MBR反应器内设置过滤装置,所述步骤2)处理后的出水经过滤装置过滤后排出。
6.根据权利要求5所述的高效脱氮系统,其特征在于:所述过滤装置包括用于固液分离的平板超滤膜组件(13),所述缺氧MBR反应器进水口设置在反应器底部,出水口设置在反应器顶部。
7.根据权利要求6所述的高效脱氮系统,其特征在于:所述系统还包括风机(20)和风管(19),在所述腐殖填料好氧固定床的底部和顶部分别设置进气口(17)和出气口(18),所述风机(20)分别与出气口(18)和风管(19)相连通,所述风管(19)与进气口(17)相连通,风机(20)用于从出气口(18)连续吸气,风管(19)用于将风机(20)吸入的气体输至进气口(17),气体通过固定床内部的填料,从出气口(18)排出。
8.根据权利要求7所述的高效脱氮系统,其特征在于:所述腐殖填料好氧固定床反应器内自上而下铺设有填料层和碎石层,所述进气口(17)设置于碎石层。
说明书 :
一种腐殖填料好氧固定床缺氧MBR组合处理老龄垃圾渗滤液
高效脱氮系统及方法
技术领域
背景技术
双膜法,包括“MBR+NF+RO”以及“MBR+DT‑RO”组合工艺,但膜污染造成通量下降和浓缩液难
以有效处理的问题始终没有完美解决。如何开发一种不使用膜处理技术的新工艺以用于处
理老龄渗滤液是现有技术面临的重要问题。
圾填埋场渗滤水的净化处理方法,其采用矿化垃圾(腐殖填料)固定床以稳定化垃圾填埋场
开采筛分后的筛下物‑矿化垃圾(腐殖填料),构建固定床生物反应器处理垃圾渗滤液。矿化
垃圾腐殖土团聚体结构比表面积大,具有优异的水动力学和物理化学性能,微生物相丰富。
研究工程实践结果表明,矿化垃圾固定床对COD、TP、NH3‑N均有很好的去除效果,具有氨氮
降解率高、抗冲击负荷能力强,处理成本低,工艺流程和运行管理简单方便的特点,同时能
够达到以废治废的目的,具有较好的环境生态意义和经济效益。然而,该申请案未考虑脱
氮,TN去除率相对较低(约20~30%)。
联用系统,一定比例的渗滤液经第一级矿化垃圾反应器同步硝化反硝化反应去除部分总氮
后,注入第二级矿化垃圾反应器;与此同时,将剩余比例的原液渗滤液作为补充碳源注入第
二级矿化垃圾反应器,进一步促进经第一级矿化垃圾反应器处理后渗滤液的硝酸盐氮的反
硝化,以提高系统总氮去除率。该申请案的方法针对脱氮效率虽有一定的提升,但由于老龄
渗滤液中大多为难生物降解有机质,将其作为补充碳源作用不够显著,无法有效提升系统
反硝化能力。
发明内容
理,首先利用腐殖填料好氧固定床中存在的腐殖填料土著微生物强大的硝化能力进行充分
的好氧硝化反应实现氨的充分硝化,再结合缺氧MBR反应器实现充分的反硝化,利用前步骤
中的充分好氧硝化产生充足的硝酸盐,以保证缺氧MBR反应器中硝酸盐的充足,为其提供良
好的反硝化条件,最终实现总氮的高效低耗去除。
单元的处理步骤如下:
此类推,经过四级串联的腐殖填料好氧固定床和缺氧MBR反应器交替处理后获得最终系统
出水,部分出水(约30‑50%)回流至原水池。
进水表面负荷为0.3~0.4m/(m·d);每个运行周期运行时间为8~12h,固定床淹灌落干时
间比为1:(2~4);出水回流比为30%~50%;所述固定床内腐殖填料的粒径为4~10mm;接
种污泥的MLSS为4000~6000mg/L。
可以根据需要采用不同材质的地上式围护结构,包括但不限于钢筋混凝土结构、碳钢防腐
结构、高分子材料结构。
口相连通,风机用于从所述出气口连续吸气,风管用于将风机吸入的气体输至进气口,从进
气口进入的气体通过固定床内部的填料,从出气口排出。
器进气口位于底部碎石层;在固定床顶部合适位置进水口,顶部既可采用LDPE土工膜卷材
柔性密封,也可采用与围护结构相同材料刚性密封。
床反应器顶部出气口吸气,促使空气从固定床底端的进气口进入,通过固定床的碎石层和
填料层,再从出气口经风机抽出,从而为固定床反应器提供持续的好氧反应环境。
有搅拌装置保证连续缺氧搅拌。
行泥水分离后从反应器顶部排出。
设计指令自动运行。
通风形成好氧生物反应环境;所述缺氧MBR反应器预先接种驯化反硝化活性污泥,以连续搅
拌方式运行并通过平板超滤膜组件以抽吸方式间歇出水,其出水时间和流量与下一级腐殖
填料好氧固定床进水时间和流量吻合;所述的缺氧MBR反应器无需污泥沉淀时间,使每一级
单元可以同时运行;外加碳源根据分级反硝化的原则,按照计算所需碳源需求量定量投加。
行充分的好氧硝化反应,实现氨的充分硝化;再结合缺氧MBR反应器实现充分的反硝化,本
发明利用充分的好氧硝化反应产生充足的硝酸盐,以保证后续缺氧MBR反应器进行反硝化
中硝酸盐的充足,从而提供良好的反硝化条件,最终实现总氮的高效低耗去除。
技术中采用同步硝化反硝化处理老龄垃圾渗滤液存在的问题,现有技术中同步处理的问题
主要在于:由于老龄垃圾渗滤液中有机物成分复杂,水质波动大,容易对反硝化菌的生存造
成的不利影响;本发明的方法首先将渗滤液进行好氧处理,有效克服了渗滤液对反硝化菌
生存的不利影响。另一方面,本发明的方法还能够使反硝化过程完全处于缺氧环境下进行,
保证高效的反硝化处理效率。
理,保证整个处理过程无需污泥沉淀时间,因此具有超长的污泥泥龄,剩余污泥也无需排
出,本发明的方法不仅解决了剩余污泥处理的困难,节约了污泥处理所需的费用,还可将使
剩余污泥作为碳源被微生物利用,进一步保证缺氧MBR反应器中的碳源充足,减少碳源的投
加量,节约药剂使用费用。
硝化反应提供充足的硝酸盐,同时提高反硝化处理效率。
附图说明
定床;9、第三级好氧固定床;10、第四级好氧固定床;11、水泵;12、搅拌装置;13、平板超滤膜
组件;14、进水管;15、出水管;16、回流管;17、进气口;18、出气口;19、风管;20、风机;21、碳
源贮存池;22、高位水箱;23、碳源输送管;24、电动球阀;25、提升泵;26、溢流管;27、PLC自控
柜;28、传感器;29、密封盖。
具体实施方式
到另一个元件或者可能两元件直接为一体。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、
“右”、“中间”等用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定可实施的范围,其相对关系的
改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
目的任意的和所有的组合。
的精确程度可取决于特定的上下文。
值,而且还包括涵盖在所述范围内的所有单独的数值或子范围,就如同每个数值和子范围
都被明确叙述一样。例如,约1至约4.5的数值范围应当被解释为不仅包括明确叙述的1至约
4.5的极限值,而且还包括单独的数字(诸如2、3、4)和子范围(诸如1至3、2至4等)。相同的原
理适用于仅叙述一个数值的范围,诸如“小于约4.5”,应当将其解释为包括所有上述的值和
范围。此外,无论所描述的范围或特征的广度如何,都应当适用这种解释。
组成的生物反应单元、碳源投加装置、强制通风系统以及PLC自控柜27等组成。
好氧固定床10、第四级缺氧MBR反应器5。
每个处理单元中的好氧固定床处理后的出水通过出水管15自流入缺氧MBR生物反应器,四
个组合工艺单元依次通过水泵11、进水管14以及出水管15进行串联。
料层内腐殖填料的厚度1.5~3m,底部碎石层铺设0.2~0.3m厚度的碎石用于排水进气,固
定床反应器进气口17位于底部碎石层;在固定床顶部中央和侧壁分别设置出气口18和进水
口,顶部采用PVC密封盖29进行刚性密封。
反应器内置有平板超滤膜组件13,其能够有效实现污泥与反应器出水的固液分离;反应器
顶部分别设置进水口和出水口。所述的搅拌装置12利用潜污泵射流的方式进行搅拌具有良
好的搅拌效果,有利于泥液接触,提升缺氧MBR反应器的反硝化能力。
定,高温区段采用镀锌钢管,低温区段采用PVC管。风机从每一级固定床反应器顶部出气口
18连续吸气,促使空气从固定床下部进气口17进入,通过固定床的碎石层和填料层,再从出
气口18经风机20抽出,从而为固定床反应器提供持续的好氧反应环境。
24、提升泵25、碳源输送管23、溢流管26。其中高位水箱22侧壁下部同一高度设有四个出液
口,每个出液口连接一个电动球阀24用于控制每一级的碳源投加过程;上部分别设有溢流
口和进液口用于溢流和进液。
反硝化活性污泥,以连续搅拌方式运行并通过内置式的平板超滤膜13抽吸方式间歇出水,
其出水时间和流量与下一级进水时间和流量吻合;外加碳源根据分级反硝化的原则和计算
碳源需求量采用高位水箱定量投加。
应;
碳源增强反应器缺氧反硝化过程。
控柜27设定好系统进水时间。本实施例中的水泵11为隔膜高压水泵,能够提供足够的扬程
和水压。
在溢流水位,溢出溶液通过溢流管26重新回到碳源贮存池21。本实施例中的提升泵25为潜
污泵,以提供足够的扬程和进药流量。
关闭,完成一次自动碳源投加过程。
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0.3~0.4m /(m·d);每个运行周期运行时间为8~12h,固定床淹灌落干时间比为1:(2~
4);出水回流比为30%~50%;腐殖填料的粒径为4~10mm;接种污泥的MLSS为4000~
6000mg/L。
的普通技术人员受其启示,在不脱离本创造宗旨的情况下,不经创造性地设计出与该技术
方案相似的结构方式及实施例,均应属于本专利的保护范围。