[发明专利]晚期垃圾渗滤液A/O半短程硝化与UASB厌氧氨氧化组合脱氮装置与方法

说明书

技术领域

本发明属于低碳氮(C/N)比高浓度氨氮废水生物脱氮技术领域，具体是一种首先通过动态控制实现垃圾填埋场垃圾渗滤液半短程硝化反应，而后在无需有机碳源存在的条件下，通过厌氧氨氧化反应去除渗滤液中的氮素完成自养生物脱氮，适用于晚期垃圾渗滤液等低C/N比高氨氮废水的生物脱氮。

背景技术

卫生填埋由于其所具有的经济性和环境友好性而被接受作为固体垃圾的处理方法，在全世界被广泛使用。然而由于雨水渗透和水汽从垃圾填埋场所产生的垃圾渗滤液却对环境产生了严重的危害。虽然渗滤液的组成成分会随着垃圾成分、填埋年龄、填埋位置和当地气候、以及填埋方式上的差异而有所变化，但是仍然有其共同的特点：例如氨氮含量高、含有难降解有机物、重金属等等。这些特征决定了常规的、单一的渗滤液处理方法并不可行。生物方法虽然经济节能但是所受抑制因素较多，物理化学方法虽然成熟稳定，但是费用较高而且后续处理相对繁琐，该类废水的有效处理是目前国内外环境工程领域的难点之一，开发出具有实际推广价值的垃圾渗滤液处理技术具有极其重要的价值。

厌氧氨氧化作为一种新型生物脱氮工艺应运而生。厌氧氨氧化反应方程式为NH₄⁺+1.32NO₂^-+0.066HCO₃^-+0.13H⁺→1.02N₂+0.26NO₃^-+0.066CH₂O_0.5N_0.15+2.03H₂O，在缺氧条件下厌氧氨氧化菌以NO₂^--N为电子受体，NH₄⁺-N为电子供体进行厌氧氨氧化反应，无需曝气和外加碳源。厌氧氨氧化菌是自养菌,碳酸盐/二氧化碳是其生长所需的无机碳源,所以氨氮的氧化无需分子氧参与,同时亚硝态氮的还原也无需有机碳源,这将大大降低污水好氧生物脱氮的运行费用；Anammox微生物的增长率(倍增时间为11d)与产率(0.11g[VSS]/g[NH₄⁺])是非常低的,故污泥产量低,然而氮的转化率却为0.25mg[N]/(mg[SS]·d),与传统的好氧硝化旗鼓相当；在不投加任何化学药品的条件下,既能降低污水处理厂的运行费用,又能够实现氮的高效去除。对低C/N比高氨氮的晚期渗滤液垃圾渗滤液而言，实现厌氧氨氧化反应是其脱氮的最佳途径，同时也是与其水质特点最为适合的脱氮技术。

垃圾渗滤液属于高氨氮低C/N比的污水，为达到厌氧氨氧化工艺进水的水质NH₄⁺-N与NO₂^--N的摩尔浓度比约为1:1.32条件，便提出了半短程硝化的概念，即在碱度缺乏的条件下，只需50％的NH₄⁺-N被氧化为NO₂^--N，正因为仅一半的氨氮被氧化而且硝化过程仅进行到亚硝化阶段，所以被称为半短程硝化。由此可见，半短程硝化的提出是建立在短程硝化的基础之上的，因为如此，半短程硝化与短程硝化存在很多类似的特点化条件，而两者最大的不同就是：在尽可能高的亚硝氮累积率的基础上，短程硝化追求最大化的硝化率，半短程硝化要求硝化率控制在50％。稳定实现的半短程硝化的污水水质，可以直接作为ANAMMOX工艺的进水，并可节省约50％的耗氧量，能够实现污水的全程自养脱氮，有相当高的经济价值。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提出一种处理晚期垃圾渗滤液半短程硝化与厌氧氨氧化组合脱氮的装置和方法，即首先实现城市垃圾填埋场渗滤液中高浓度NH₄⁺-N的半短程硝化反应，而后再实现厌氧氨氧化反应，最终实现经济高效的垃圾渗滤液自养脱氮的装置与方法。

连续流垃圾渗滤液半短程硝化与厌氧氨氧化组合脱氮的装置，其特征在于：