[发明专利]垃圾渗滤液同步反硝化产甲烷与自养脱氮组合装置与方法

权利要求书

1.一种垃圾渗滤液同步反硝化产甲烷与自养脱氮组合装置，其特征在于：所述装置包括一体化水箱(26)、同步反硝化产甲烷反应器(7)、A/O短程硝化反应器(15)、沉淀池(18)以及厌氧氨氧化反应器(43)；一体化水箱(26)包括渗滤液原水箱(1)、加热水箱(2)及温控加热装置(3)；渗滤液原水箱(1)与同步甲烷化反硝化反应器(7)底部通过第一进水管(25)与第一蠕动泵(27)相连通；同步甲烷化反硝化反应器(7)通过第一出水管(11)和第四蠕动泵(10)与A/O短程硝化反应器(15)的作为缺氧区的第1格室相连通，该格室安装有搅拌器(14)，A/O短程硝化反应器(15)用上下交错设置过水孔的隔板分成为4-8个格室，每个格室底部设有曝气头(16)，每个格室上部设有空气调节阀(46)，空气调节阀(46)与曝气头(16)连通并连接设置有曝气泵(35)以及气体流量计(34)；A/O短程硝化反应器(15)通过第三出水管(17)与沉淀池(18)连通，沉淀池(18)底部通过第三回流管(36)和第六蠕动泵(37)与A/O短程硝化反应器(15)缺氧区即第1格室连通，沉淀池(18)设有中心管(47)，在中心管(47)下方设有锥形反射板(48)；沉淀池(18)自上而下设置数个第二取样阀(19)，沉淀池(18)上部通过第四出水管(38)和第七蠕动泵(39)与厌氧氨氧化反应器(43)底部连通，同步反硝化产甲烷反应器(7)通过第二出水管(32)和第五蠕动泵(33)与厌氧氨氧化反应器(43)底部相连通；

同步反硝化产甲烷反应器(7)设有第一温控加热带装置(5)，其上部设有第一三相分离器(6)和第一顶部密封板(8)，该第一三相分离器(6)的上部通过第一排气管(9)与第一碱液瓶(12)及第一气体流量计(13)连通；同步反硝化产甲烷反应器(7)上部上清液通过第三蠕动泵(31)与第二回流管(30)进入其底部进行自循环；同时甲烷化反硝化反应器(7)出水一部分通过第一出水管(11)和第四蠕动泵(10)流入A/O短程硝化反应器(15)第1格室，一部分通过第二出水管(32)与第五蠕动泵(33)流入厌氧氨氧化反应器(43)；同步反硝化产甲烷反应器(7)上下设置有数个第一取样阀(4)；

厌氧氨氧化反应器(43)设有第二温控加热带装置(42)其上部设有第二三相分离器(23)和第二顶部密封板(24)，该第二三相分离器(23)的上部通过第二排气管(22)与第二碱液瓶(21)及第二气体流量计(20)连通；厌氧氨氧化反应器(43)上部上清液通过第四回流管(40)和第八蠕动泵(41)回流到其底部进行自循环；沉淀池(18)通过第四出水管(38)和第七蠕动泵(39)与厌氧氨氧化反应器(43)底部连通，厌氧氨氧化反应器(43)出水一部分通过第一回流管(29)与第二蠕动泵(28)回流到同步甲烷化反硝化反应器(7)底部，一部分通过第五出水管(44)排放；厌氧氨氧化反应器(43)外部上下设有数个第三取样阀(45)。

2.一种根据权利要求1所述的垃圾渗滤液同步反硝化产甲烷与自养脱氮组合装置进行同步反硝化产甲烷、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：启动同步甲烷化反硝化反应器(7)：将取自垃圾填埋场反应器的厌氧污泥为种泥，注入同步甲烷化反硝化反应器(7)中；将取自垃圾填埋场的渗滤液用自来水稀释，并加入适当浓度为300mg/L的亚硝态氮，将该混合液注入渗滤液原水箱(1)，开启第一蠕动泵(27)，通过第一温控加热带装置(5)使得温度控制在35℃，在接种污泥初期，通过调节第三蠕动泵(31)加大循环流量尽量保证泥水完全混合，当污泥适应垃圾渗滤液水质，产气量逐渐加大以后，即可减小内循环流量，当混合液COD去除率达到70％，亚硝态氮去除率达到90％以上时，此时同步甲烷化反硝化反应器(7)启动成功；

步骤二：启动A/O短程硝化反应器(15)：A/O短程硝化反应器(15)接种污泥来自城市污水处理厂，其污泥浓度为5000kg MLSS/m³左右，将渗滤液原液用自来水稀释使其氨氮浓度调节为200mg/L，并且通过则投加NaHCO₃调节pH值使其维持在7.8左右后注入A/O短程硝化反应器(15)，随后启动由曝气头(16)、曝气泵(35)、气体流量计(34)以及空气调节阀(46)组成的曝气系统对流入A/O短程硝化反应器(15)的垃圾渗滤液进行硝化，反应过程维持溶解氧DO为2mg/L，同时维持进水NH₄⁺-N负荷ALR＝0.5kgNH₄⁺-N/m³d，通过保持pH值和ALR在上述值，使A/O短程硝化反应器(15)中的平均游离氨FA浓度在3mg/L左右，在上述条件下运行A/O短程硝化反应器(15)，当出水亚硝酸氮NO₂^--N累积率大于95％以上时，A/O短程硝化得以实现和维持，具备了厌氧氨氧化反应器(43)的进水水质要求；

步骤三：启动厌氧氨氧化反应器(43)：将取自某个中试厌氧氨氧化反应器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(43)，其污泥浓度为5kg MLSS/m³；厌氧氨氧化反应器(43)通过第二温控加热带装置(42)使得温度控制在35℃，将A/O短程硝化反应器(15)出水氨氮浓度用自来水稀释到100mg/L，，并按照NH₄⁺-N/NO₂^--N比例为1∶1.32混合入渗滤液原液，同时将将稀释后的上述混合水按照30L/d的流量泵入到厌氧氨氧化反应器(43)，同时开启厌氧氨氧化反应器(43)的第八蠕动泵(41)使其回流比为3∶1；当厌氧氨氧化反应器(43)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；

步骤四：同步甲烷化反硝化反应器(7)、A/O短程硝化反应器(15)与厌氧氨氧化反应器(43)分别完成启动后，将其串联运行：将垃圾渗滤液注入渗滤液原水箱(1)并通过第一进水管(25)与第一蠕动泵(27)泵入同步甲烷化反硝化反应器(7)，厌氧氨氧化反应器(43)出水通过第一回流管(29)和第二蠕动泵(28)泵入同步甲烷化反硝化反应器(7)，同步甲烷化反硝化反应器(7)出水通过第一出水管(11)和第四蠕动泵(10)泵入到A/O短程硝化反应器(15)的缺氧区，A/O短程硝化反应器(15)中混合液进入到沉淀池(18)中进行泥水分离，同时沉淀池(18)中的污泥通过污泥通过第三回流管(36)和第六蠕动泵(37)按照100％的比例回流到缺氧区，沉淀池(18)上清液通过第四出水管(38)和第七蠕动泵(39)泵入到厌氧氨氧化反应器(43)底端，当NH₄⁺-N/NO₂^--N比例偏离1∶1.32时，通过控制第一蠕动泵(27)调节渗滤液原水箱(1)进入同步甲烷化反硝化反应器(7)的流量大小；同步甲烷化反硝化反应器(7)部分出水通过第二出水管(32)与第五蠕动泵(33)泵入到厌氧氨氧化反应器(43)与来自沉淀池(18)的硝化液混合从而进行厌氧氨氧化反应；当厌氧氨氧化反应器(43)总氮负荷达到1kg TN/m³d以上，并且出水NH₄⁺-N与NO₂^--N去除率大于90％时，则完成了垃圾渗滤液的全程自养脱氮过程。