[发明专利]联合混凝两级序批式生物膜处理垃圾渗滤液的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理设备及方法，特别涉及一种两级序批式生物膜自养脱氮(CANON)工艺处理垃圾渗滤液的方法及设备。

背景技术

传统的硝化反硝化工艺中，氨的去除经历了NH₄⁺-NO₂^--NO₃^-的全程硝化反应过程及NO₃^--NO₂^--N₂的全程反硝化过程，比较发现全程硝化反应过程中NO₂^--NO₃^-及全程反硝化过程NO₃^--NO₂^-是重复的生化过程，若将该部分反应省略，新的生物脱氮过程将节省大量能耗，基于此思路，1997年荷兰Delf工业大学为荷兰鹿特丹Dohaven污水处理厂处理厌氧消化污泥液问题中首次提出了短程硝化-反硝化的工艺概念，既Sharon工艺(Single Reactor HighActivity Ammonia Removal Over Nitrite)，SHARON工艺将硝化作用控制在亚硝酸盐阶段，与传统全程硝化反硝化工艺相比可以节约25％的供氧量和40％的外加碳源。

1977年Broda等人从热力学角度推测了在厌氧条件下将氨氧化为亚硝酸盐氮的可能性及厌氧氨氧化菌的存在。1995年Mulder等人在脱氮流化床试验中发现了厌氧氨氧化作用，试验中大量NH₄⁺和NO₂^-被同时去除，厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation，ANAMMOX)首次得到了试验的证实，ANAMMOX是以NH₄⁺-N为电子供体，NO₂^-N为电子受体的自养脱氮反应，与全称反硝化相比，ANAMMOX工艺可以节省100％的外加碳源。

将短程硝化-厌氧氨氧化工艺(SHARON-ANAMMOX)工艺结合，既在控制反应条件下，NH₄⁺-N由氨氧化菌氧化为NO₂^--N，随后厌氧氨氧化菌以NO₂^--N为电子受体，将NH₄⁺-N和NO₂^-N成比例转化成N₂。SHARON-ANAMMOX结合工艺与传统全程硝化反硝化工艺相比可以节省63％的耗氧量和100％的外加碳源。报道的SHARON-ANAMMOX结合工艺的实现形式是在悬浮生长系统中实现亚硝化脱氮，在附着生长系统中实现厌氧氨氧化。1997年Hippen等人利用生物转盘处理垃圾渗滤液过程中实现了在一个反应器中实现短程硝化-厌氧氨氧化工艺，既全程自养脱氮工艺(Completely autotrophic nitrogen removal over nitrite，CANON)工艺，与SHARON-ANAMMOX工艺相比，CANON工艺可以在单个反应器内实现短程硝化与厌氧氨氧化。Sliekers等人在悬浮生长的生物系统内对CANON工艺进行了研究，而对于附着生长的生物系统而言，控制体系内DO扩散至生物膜好氧层为止，在限氧条件下，好氧层生物膜利用好氧氨氧化菌将氨氮氧化为亚硝酸盐，在生物膜厌氧层中厌氧氨氧化菌以亚硝酸盐为电子受体将氨氮转化为氮气，整个处理工艺减少63％的耗氧和100％的外加碳源。

序批式生物膜反应器(Sequencing batch biofilm reactor，SBBR)是在SBR基础上投加填料形成生物膜，同时按照SBR的序批式运行方式，使活性污泥法与生物膜法相结合的工艺由Wilderer等于1992年首次提随后国内外学者开展了大量研究。SBBR工艺实现了在同一反应器内悬浮生长微生物与附着生长微生物达到动态平衡，微生物种类和微生物量大大增加，具有良好的生物脱氮除磷特性，且剩余污泥量少，污泥沉降性能好等优点。