[发明专利]两级UASB+A/O+SBR工艺处理不同时期垃圾渗滤液深度脱氮的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理垃圾渗滤液深度脱氮方法，属于厌氧和好氧联合工 艺城市生活垃圾渗滤液生物脱氮技术领域，适用于垃圾渗滤液深度处理。

背景技术

由于我国的垃圾性质、经济实力和技术水平决定了垃圾处理中90％以上 是采用卫生填埋法。但垃圾卫生填埋以后，由于垃圾的发酵、雨水的下渗以及 地下水位的上升等导致垃圾填埋体内有相当数量的渗滤液。垃圾渗滤液是一 种水质水量变化大、微生物营养元素比例失调、氨氮含量高、成分复杂的高 浓度有机废水。早期渗滤液有机物和氨氮浓度都很高，但有机物易降解，晚 期渗滤液中有机物浓度低且难降解，故高氨氮的有效去除是渗滤液处理的重 点和难点。特别是随着国家2008年7月执行新排放标准《生活垃圾填埋场污 染控制标准》(GB16889-2008)以来，研究方向更是集中在对垃圾渗滤液的总 氮和氨氮的去除上。近年来，采用生物法、物理化学法对垃圾渗滤液进行处 理的研究时有报道。有研究认为高氨氮对生化处理中的微生物会造成毒害或 抑制作用，因而首先采用物化工艺将氨氮降低到适宜水平，然后再对剩余氨 氮进行生化处理然而吹脱等物化预处理大大增加了处理成本，且使处理工艺 复杂，管理难度提高目前对垃圾渗滤液的处理以生物法为主，如UASB工艺， Anammox工艺，MBR工艺，SBR工艺，厌氧-好氧工艺等。大多数研究人员认 为，处理垃圾渗滤液最经济、有效的方法是厌氧-好氧组合工艺。因此，研究 开发高效、低能耗的生物脱氮工艺和装置已成为当前水处理界重要的研究课 题。

生物脱氮能够根本解决渗滤液氮污染问题，而实现稳定的短程硝化是解 决渗滤液生物脱氮的有效途径之一。众所周知，生物脱氮包括硝化和反硝化 两个反应过程。第一步是由亚硝化菌(Nitrosomonas)将NH₄⁺-N氧化为NO₂^--N 的亚硝化过程；第二步是由硝化菌(Nitrobacter)将NO₂^--N氧化为NO₃^--N的过 程。然后通过反硝化作用将产生的NO₃^--N经由NO₂^--N、NO或N₂O转化为 N₂，NO₂^--N是硝化和反硝化两个过程的中间产物。1975年，Voets等在处理 高浓度氨氮废水的研究中，发现了硝化过程中NO₂^--N积累的现象，首次提出 了短程硝化反硝化生物脱氮的概念。其基本原理是将氨氮氧化控制在亚硝化 阶段，然后通过反硝化作用将亚硝酸氮还原为氮气，是经NH₄⁺-N→NO₂^--N→ N₂这样的途径完成，整个过程较全程硝化反硝化大大缩短。根据硝化反应的 化学计量学，与全程硝化反硝化脱氮相比，短程硝化反硝化具有以下几个优 点：1)在硝化阶段可节约25％左右的需氧量，降低了能耗；2)反硝化过程 可减少约40％的有机碳源，降低了运行费用；3)NO₂^--N的反硝化速率通常比 NO₃^--N的高63％左右；4)减少了50％的污泥产量；5)反应器的容积可减少 30％～40％左右；6)可减少投加碱度和外加碳源的量。故短程硝化就可以实现 节能降耗。短程硝化的标志是有稳定且较高的NO₂^--N积累，即亚硝酸氮积累 率较高。其中，影响亚硝酸氮积累的因素有温度、pH值、游离氨(FA)、泥龄、 溶解氧(DO)浓度等。垃圾渗滤液氨氮浓度高，游离氨较高，当游离氨大于 30mg/l时，在适宜的温度和溶解氧的条件下，就易于实现短程硝化。因此， 该工艺对于实际工程应用具有重要意义。

然而目前对氨氮浓度很高的废水，实现完全硝化同时实现短程硝化的研 究不多。并且到目前为止，经短程硝化途径在实际工程中实现生物脱氮的成 功应用并不多见。其主要原因是影响亚硝酸盐积累的控制因素比较复杂，并 且硝酸菌能够迅速地将NO₂^--N转化为NO₃^--N，因此，造成已经实现的短程硝 化脱氮工艺又恢复为全程硝化过程。