[发明专利]垃圾渗滤液SBR与厌氧氨氧化组合脱氮装置与方法

权利要求书

1.一种垃圾渗滤液SBR与厌氧氨氧化组合脱氮装置，其特征在于：该装置包括一体化水箱(1)，SBR短程硝化反应器(30)、厌氧氨氧化反应器(15)；一体化水箱包括原水箱(2)、后置水箱(3)、前置水箱(4)以及置于原水箱(2)、后置水箱(3)和前置水箱(4)中间的加热水箱(37)，加热水箱中设置有温控加热装置(7)；原水箱(2)通过第一进水管(22)和第一蠕动泵(21)与前置水箱(4)相连接，原水箱(2)通过第四进水管(31)和第七蠕动泵(25)和厌氧氨氧化反应器(15)相连通；一体化水箱中的前置水箱(4)通过第二进水管(8)与第四蠕动泵(35)和SBR短程硝化反应器(30)相连通，SBR短程硝化反应器(30)通过第一出水管(26)和第五蠕动泵(32)与后置水箱(3)相连接，后置水箱(3)通过第三进水管(29)和第三蠕动泵(24)与厌氧氨氧化反应器(15)底部相连接，厌氧氨氧化反应器(15)设有第二回流管(34)和第六蠕动泵(33)用于自循环，厌氧氨氧化反应器(15)通过第二蠕动泵(23)与第一回流管(27)和前置水箱(4)相连接；

SBR短程硝化反应器(30)自上而下设置数个第一取样阀门(12)，第二进水管(8)上设有进水控制阀(5)；第一出水管(26)上设有排水阀(6)；SBR短程硝化反应器(30)设有机械搅拌装置(11)；在SBR短程硝化反应器(30)底部设有曝气头(36)，曝气头(36)与曝气泵(28)通过曝气管(38)相连，曝气管(38)上设有气体流量计(10)；SBR短程硝化反应器(30)匹配设置有DO仪(9)、ORP仪(13)以及pH仪(14)；

厌氧氨氧化反应器(15)设有温控加热带装置(39)和圆筒形污泥床(40)，厌氧氨氧化反应器(15)上部设有三相分离器(17)和顶部密封板(41)，该三相分离器(17)的上部与碱液瓶(18)、气体流量计(19)连通；圆筒形污泥床(40)上部上清液通过第六蠕动泵(33)进入到圆筒形污泥床(40)底部进行循环；圆筒形污泥床(40)顶部溢出水一部分通过第二出水管(20)排放，一部分回流到前置水箱(4)，厌氧氨氧化反应器(15)外部设有连通污泥床的上下数个第二取样阀(16)。

2.一种采用权利要求1所述的垃圾渗滤液SBR与厌氧氨氧化组合脱氮装置进行晚期垃圾渗滤液SBR短程硝化与厌氧氨氧化组合脱氮的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：启动SBR短程硝化反应器(30)：以实际城市污水处理厂的硝化污泥为接种污泥注入SBR短程硝化反应器(30)，其污泥浓度为5000kg MLSS/m³，同时，以实际城市垃圾填埋场渗滤液为原液并用自来水稀释后注入前置水箱(4)，前置水箱通过第二进水管(8)和第四蠕动泵(35)将稀释后的渗滤液泵入SBR短程硝化反应器(30)；随后启动由曝气头(36)、曝气泵(28)以及曝气管(38)组成的曝气系统对流入SBR短程硝化反应器(30)的垃圾渗滤液进行硝化，反应过程维持溶解氧DO在2mg/L左右，pH值维持在7.8左右，如果pH过高或过低时，则投加NaHCO₃使pH值维持在该范围，通过调节第四蠕动泵(35)维持SBR短程硝化反应器(30)进水NH₄⁺-N负荷为ALR＝0.4kgNH₄⁺-N/m³d左右，通过保持pH值和ALR在上述值使SBR短程硝化反应器(30)中的平均游离氨FA浓度为18mg/L；在上述条件下运行SBR短程硝化反应器(30)，当其出水亚硝酸氮NO₂^--N累积率大于95％时，SBR短程硝化得以实现和维持，具备了厌氧氨氧化反应器的进水水质要求；

步骤二：启动厌氧氨氧化反应器(15)：将某污水处理厂的中试厌氧氨氧化反应器中的具有一定厌氧氨氧化活性的污泥投加到厌氧氨氧化反应器(15)，污泥浓度为5kg MLSS/m³；厌氧氨氧化反应器(15)通过温控加热带装置(39)使得温度控制在35℃，将SBR短程硝化反应器(30)出水与渗滤液原液用自来水稀释使其亚硝态氮与氨氮的浓度均维持为100mg/L，同时将稀释后的上述混合水按照20L/d的流量泵入到厌氧氨氧化反应器(15)；当厌氧氨氧化反应器(15)出水NH₄⁺-N与NO₂^--N浓度均小于15mg/L时，厌氧氨氧化反应得以实现和维持；

步骤三：SBR短程硝化反应器(30)与厌氧氨氧化反应器(15)分别完成启动后，将两者串联运行：其中SBR短程硝化反应器(30)的充水比例为1∶1，原水箱(2)中的垃圾渗滤液与厌氧氨氧化反应器(15)出水回流液的混合液经第一蠕动泵(21)和第二蠕动泵(23)泵入到前置水箱(4)，前置水箱(4)中出水通过第四蠕动泵(35)泵入SBR短程硝化反应器(30)，在SBR短程硝化反应器(30)中首先利用渗滤液的碳源作为反硝化的碳源进行脱氮，在反硝化阶段氧化还原电位ORP逐渐下降直到出现平台，同时pH值上升到最高点不再变化时，此时关闭SBR短程硝化反应器(30)的机械搅拌装置(11)，停止缺氧搅拌，停止反硝化，而后开启曝气泵(28)进行曝气硝化，随着硝化过程酸的产生，pH逐渐降低，当氨氮被消耗完，亚硝酸盐浓度达到了最大值，随后pH由于吹脱作用而逐渐增加；同时，DO浓度迅速增加，氨谷和DO突跃点各自出现在pH和DO曲线上，此外，ORP值也随硝化作用的进行而增加直到氨氮被消耗完，亚硝酸盐浓度达到最大值后ORP并不随曝气的继续进行而改变；ORP平台的出现表明硝酸盐和亚硝酸盐不再增加，硝化结束，此时，停止曝气，关闭曝气泵(28)；硝化完成后，静止沉淀30～60分钟，进行泥水分离，开启第五蠕动泵32将上清液泵入后置水箱(3)；后置水箱(3)中出水通过第三蠕动泵(24)从厌氧氨氧化反应器(15)底部泵入，当NO₂^--N/NH₄⁺-N＞1.32时，适当增加从原水箱(2)进入厌氧氨氧化反应器(15)的流量，相反当NO₂^--N/NH₄⁺-N＜1.32时适当降低从原水箱进入厌氧氨氧化反应器(15)的流量；SBR短程硝化反应器(30)和原水箱(2)混合流入的硝化混合液经过第三蠕动泵(24)和第七蠕动泵(25)进入到厌氧氨氧化反应器(15)完成厌氧氨氧化反应；当厌氧氨氧化反应器总氮负荷达到0.8kg TN/m³d以上，并且系统出水NH₄⁺-N与NO₂^--N去除率大于90％时，系统实现了垃圾渗滤液的全程自养脱氮过程。