申請日2016.05.27

　　公開(公告)日2016.10.26

　　IPC分類號C02F3/28; C02F3/30; C02F103/06

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種厭氧‑兼氧上流式反應(yīng)器垃圾滲濾液的處理方法及設(shè)備，包括以下步驟：1)將垃圾滲濾液進(jìn)行可生化性處理;2)將可生化處理后的垃圾滲濾液引入第一級UASB厭氧反應(yīng)塔中，進(jìn)行第一級厭氧生物處理;3)將進(jìn)行第一級厭氧生物處理后的垃圾滲濾液引入下一級UASB厭氧反應(yīng)塔中，進(jìn)行下一級厭氧生物處理;4)將厭氧生物處理后的垃圾滲濾液引入間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔中，進(jìn)行兼氧處理。垃圾滲濾液在串聯(lián)式UASB厭氧反應(yīng)塔內(nèi)進(jìn)行厭氧生物反應(yīng)，去除垃圾滲濾液中大部分CODCr和BOD5。經(jīng)厭氧處理后的垃圾滲濾液再進(jìn)入間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔進(jìn)行兼氧處理，去除垃圾滲濾液中的氨氮與總氮，厭氧‑兼氧上流式反應(yīng)器剩余污泥產(chǎn)量極少，能耗低、設(shè)備可模塊化生產(chǎn)。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種厭氧-兼氧上流式反應(yīng)器處理垃圾滲濾液的方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　1)將垃圾滲濾液進(jìn)行可生化性處理;

　　2)將可生化處理后的垃圾滲濾液引入第一級UASB厭氧反應(yīng)塔中，進(jìn)行第一級厭氧生物處理;

　　3)將進(jìn)行第一級厭氧生物處理后的垃圾滲濾液引入下一級UASB厭氧反應(yīng)塔中，進(jìn)行下一級厭氧生物處理;

　　4)將厭氧生物處理后的垃圾滲濾液引入間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔中，進(jìn)行兼氧處理。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧-兼氧上流式反應(yīng)器處理垃圾滲濾液的方法，其特征在于，

　　步驟2)和步驟3)中產(chǎn)生的沼氣通過連接管道收集。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧-兼氧上流式反應(yīng)器處理垃圾滲濾液的方法，其特征在于，

　　步驟4)中進(jìn)行的兼氧處理是好氧-缺氧-厭氧的交替過程，包括按順序依次運行的三階段：

　　階段①、進(jìn)水、排水期處理：間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔處于缺氧狀態(tài)，發(fā)生兼氧反應(yīng);

　　階段②、反應(yīng)期：間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔內(nèi)污泥與垃圾滲濾液充分接觸發(fā)生好氧硝化反應(yīng);

　　階段③、沉淀期：間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔內(nèi)垃圾滲濾液進(jìn)行反硝化反應(yīng)。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧-兼氧上流式反應(yīng)器處理垃圾滲濾液的方法，其特征在于，將經(jīng)下一級厭氧生物處理后的垃圾滲濾液依次進(jìn)行多級厭氧生物處理后再進(jìn)行步驟4)。

　　5.一種厭氧-兼氧上流式反應(yīng)器處理垃圾滲濾液的方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　1)將垃圾滲濾液通過進(jìn)水管流至位于第一級UASB厭氧反應(yīng)塔中反應(yīng)塔底部的布水器，然后流入反應(yīng)塔內(nèi)，在反應(yīng)塔內(nèi)向上流動，使反應(yīng)塔內(nèi)的污泥層處于流化狀態(tài)，使反應(yīng)塔內(nèi)的垃圾滲濾液與厭氧微生物充分接觸反應(yīng);

　　2)經(jīng)第一級UASB厭氧反應(yīng)塔厭氧消化反應(yīng)后的垃圾滲濾液進(jìn)入下一級UASB厭氧反應(yīng)塔進(jìn)行厭氧消化反應(yīng)，并以此類推;

　　3)反應(yīng)后的垃圾滲濾液通過反應(yīng)塔的出水口進(jìn)入間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔，再在其內(nèi)部進(jìn)行兼氧處理。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述厭氧-兼氧上流式反應(yīng)器處理垃圾滲濾液的方法，其特征在于，所述步驟3)在間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔內(nèi)進(jìn)行兼氧處理包括以下步驟：

　　(1)進(jìn)水、排水期處理;在進(jìn)水、排水期內(nèi)反應(yīng)塔不進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)、不曝氣，垃圾滲濾液從進(jìn)水塔底部布水器以上流推流的方式進(jìn)入進(jìn)水塔，在垃圾滲濾液從進(jìn)水塔由下向上進(jìn)水的同時，將上一個反應(yīng)期得到的凈化垃圾滲濾液從進(jìn)水塔上部推入中間塔底部布水器，中間塔出水被推入至出水塔底部布水器，出水塔由下向上進(jìn)水的同時將上一個反應(yīng)期得到的凈化垃圾滲濾液從出水塔上部推出實現(xiàn)排水;

　　(2)反應(yīng)期;進(jìn)水期完成后，間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔進(jìn)入循環(huán)反應(yīng)期，在反應(yīng)期內(nèi)反應(yīng)塔不進(jìn)水、不排水，用循環(huán)泵使反應(yīng)塔內(nèi)的廢水由進(jìn)水塔、中間塔、出水塔組成的循環(huán)系統(tǒng)在反應(yīng)塔內(nèi)向上循環(huán)流動進(jìn)行生化反應(yīng)，使反應(yīng)塔內(nèi)污泥床處于流化狀態(tài)，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時，停止循環(huán)上流反應(yīng);

　　(3)沉淀期;反應(yīng)期完成后，反應(yīng)塔進(jìn)入沉淀期，在沉淀期內(nèi)反應(yīng)塔不進(jìn)水、不排水，用循環(huán)泵使反應(yīng)塔內(nèi)的廢水由進(jìn)水塔、中間塔、出水塔組成的循環(huán)系統(tǒng)在反應(yīng)塔內(nèi)以低于1.5m/h的上流流速繼續(xù)向上循環(huán)流動進(jìn)行生化反應(yīng)和沉淀，當(dāng)沉淀反應(yīng)結(jié)束時，停止循環(huán)泵的運行，反應(yīng)塔進(jìn)入下一個周期的進(jìn)水、排水階段。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述厭氧-兼氧上流式反應(yīng)器處理垃圾滲濾液的方法，其特征在于，所述反應(yīng)期內(nèi)，充氧循環(huán)廢水通過布水器進(jìn)入進(jìn)水塔、中間塔和出水塔底部并向上循環(huán)流動。

　　8.一種用于處理垃圾滲濾液的厭氧-兼氧上流式反應(yīng)器設(shè)備，其特征在于，包括兩個或兩個以上串聯(lián)連接的UASB厭氧反應(yīng)塔和間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔，所述間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔的垃圾滲濾液入口與所述串聯(lián)連接的UASB厭氧反應(yīng)塔的垃圾滲濾液出口連接。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，每個UASB厭氧反應(yīng)塔包括：

　　反應(yīng)塔，所述反應(yīng)塔設(shè)有進(jìn)水管、出水口和氣體出口;

　　布水器，所述布水器設(shè)于所述反應(yīng)塔底部，并與所述進(jìn)水管連通;以及三相分離器，所述三相分離器設(shè)置于所述反應(yīng)塔內(nèi)。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔包括：

　　進(jìn)水塔，所述進(jìn)水塔底部設(shè)有布水器，所述布水器與進(jìn)水管連接;

　　中間塔，所述中間塔的底部設(shè)有布水器，所述中間塔的進(jìn)水管與所述進(jìn)水塔中的出水口連接;

　　出水塔，所述出水塔的底部設(shè)有布水器，所述出水塔的進(jìn)水管與所述中間塔中的出水口連接，所述出水塔內(nèi)設(shè)有恒水位潷水器和循環(huán)水泵，所述循環(huán)水泵與射流曝氣器連接，所述射流曝氣器與所述進(jìn)水塔的進(jìn)水管連接。

　　說明書

　　厭氧-兼氧上流式反應(yīng)器垃圾滲濾液的處理方法及設(shè)備

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及垃圾滲濾液生物處理領(lǐng)域，特別涉及一種厭氧-兼氧上流式反應(yīng)器垃圾滲濾液的處理方法及設(shè)備。

　　背景技術(shù)

　　衛(wèi)生填埋是目前我國城市垃圾處置的主要方法之一，填埋過程中產(chǎn)生的滲濾液是一種有毒有害的高濃度有機廢水，且可生化性差。目前我國處理垃圾填埋場滲濾液大都采用RO反滲透膜過濾、蒸餾和傳統(tǒng)的生物處理方法。RO反滲透膜過濾及蒸餾法處理垃圾滲濾液出水水質(zhì)好、設(shè)備運行穩(wěn)定，但能耗大、運行成本高。而采用生物處理技術(shù)處理垃圾滲濾液是目前可以降低垃圾滲濾液處理成本最理想的方法。但由于垃圾滲濾液含有機污染物濃度、NH3-N濃度高，含P濃度低，可生化性差，采用傳統(tǒng)生物處理方法單獨處理垃圾滲濾液存在出水水質(zhì)難以達(dá)標(biāo)，在排放指標(biāo)要求越來越嚴(yán)格的背景下，將多種生物處理技術(shù)進(jìn)行組合是實現(xiàn)垃圾滲濾液達(dá)標(biāo)排放的有效途徑。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)檢索發(fā)現(xiàn)，授權(quán)公告號為CN103833185A的發(fā)明專利公開了一種基于能量回收的垃圾滲濾液自養(yǎng)脫氮方法，該專利主要通過厭氧反應(yīng)、短程硝化反應(yīng)與厭氧氨氧化反應(yīng)達(dá)到收集甲烷及脫氮的目的，但反應(yīng)過程中需曝氣消耗能量、且不能靈活應(yīng)對不同時期垃圾滲濾液的水質(zhì)水量變化。另一發(fā)明專利(授權(quán)公告號為CN101967031A)公開了一種垃圾滲濾液處理方法，通過對垃圾滲濾液進(jìn)行均化、兩相厭氧生化系統(tǒng)、三效強化生物處理系統(tǒng)與深度處理，雖能抵抗垃圾滲濾液原液水質(zhì)水量變化的沖擊，但過程中使用反滲透膜需要定期更換，且處理過程復(fù)雜，污泥產(chǎn)量大，無形中增加了處理成本。因此，探索一種低能耗、能靈活應(yīng)對垃圾滲濾液原液水質(zhì)水量波動，污泥產(chǎn)量少、滿足出水排放標(biāo)準(zhǔn)，處理成本低，工程中容易實現(xiàn)的垃圾滲濾液處理新方法及設(shè)備尤為重要。

　　公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種厭氧-兼氧上流式反應(yīng)器垃圾滲濾液的處理方法及設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在對不同時期垃圾滲濾液原液水質(zhì)水量波動適應(yīng)性差、能耗高、成本大等問題，同時還兼具污泥產(chǎn)量少、設(shè)備模塊化生產(chǎn)、易在實際生產(chǎn)中應(yīng)用的優(yōu)勢。

　　為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的厭氧-兼氧上流式反應(yīng)器垃圾滲濾液的處理方法，包括以下步驟：

　　1)將垃圾滲濾液進(jìn)行可生化性處理;

　　2)將可生化處理后的垃圾滲濾液引入第一級UASB厭氧反應(yīng)塔中，進(jìn)行第一級厭氧生物處理;

　　3)將進(jìn)行第一級厭氧生物處理后的垃圾滲濾液引入下一級UASB厭氧反應(yīng)塔中，進(jìn)行下一級厭氧生物處理;

　　4)將厭氧生物處理后的垃圾滲濾液引入間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔中，進(jìn)行兼氧處理。

　　優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述的處理垃圾滲濾液的方法，步驟2)和步驟3)中產(chǎn)生的沼氣通過連接管道收集。

　　優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述的處理垃圾滲濾液的方法，步驟4)中進(jìn)行的兼氧處理是好氧-缺氧-厭氧的交替過程，包括按順序依次運行的三階段：

　　階段①、進(jìn)水、排水期處理：間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔處于缺氧狀態(tài)，發(fā)生兼氧反應(yīng);

　　階段②、反應(yīng)期：間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔內(nèi)污泥與垃圾滲濾液充分接觸發(fā)生好氧硝化反應(yīng);

　　階段③、沉淀期：間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔內(nèi)垃圾滲濾液進(jìn)行反硝化反應(yīng)。

　　優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述的處理垃圾滲濾液的方法，將經(jīng)下一級厭氧生物處理后的垃圾滲濾液依次進(jìn)行多級厭氧生物處理后再進(jìn)行步驟4)。

　　一種厭氧-兼氧上流式反應(yīng)器處理垃圾滲濾液的方法，包括以下步驟：

　　1)將垃圾滲濾液通過進(jìn)水管流至位于第一級UASB厭氧反應(yīng)塔中反應(yīng)塔底部的布水器，然后流入反應(yīng)塔內(nèi)，在反應(yīng)塔內(nèi)向上流動，使反應(yīng)塔內(nèi)的污泥層處于流化狀態(tài)，使反應(yīng)塔內(nèi)的垃圾滲濾液與厭氧微生物充分接觸反應(yīng);

　　2)經(jīng)第一級UASB厭氧反應(yīng)塔厭氧消化反應(yīng)后的垃圾滲濾液進(jìn)入下一級UASB厭氧反應(yīng)塔進(jìn)行消化反應(yīng)，并以此類推;

　　3)反應(yīng)后的垃圾滲濾液通過反應(yīng)塔的出水口進(jìn)入間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔，再在其內(nèi)部進(jìn)行兼氧處理。

　　優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述處理垃圾滲濾液的方法，所述步驟3)在間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔內(nèi)進(jìn)行兼氧處理包括以下步驟：

　　(1)進(jìn)水、排水期處理;在進(jìn)水、排水期內(nèi)反應(yīng)塔不進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)、不曝氣，垃圾滲濾液從進(jìn)水塔底部布水器以上流推流的方式進(jìn)入進(jìn)水塔，在垃圾滲濾液從進(jìn)水塔由下向上進(jìn)水的同時，將上一個反應(yīng)期得到的凈化垃圾滲濾液從進(jìn)水塔上部推入中間塔底部布水器，中間塔出水被推入至出水塔底部布水器，出水塔由下向上進(jìn)水的同時將上一個反應(yīng)期得到的凈化垃圾滲濾液從出水塔上部推出實現(xiàn)排水;

　　(2)反應(yīng)期;進(jìn)水期完成后，間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔進(jìn)入循環(huán)反應(yīng)期，在反應(yīng)期內(nèi)反應(yīng)塔不進(jìn)水、不排水，用循環(huán)泵使反應(yīng)塔內(nèi)的廢水由進(jìn)水塔、中間塔、出水塔組成的循環(huán)系統(tǒng)在反應(yīng)塔內(nèi)向上循環(huán)流動進(jìn)行生化反應(yīng)，使反應(yīng)塔內(nèi)污泥床處于流化狀態(tài)，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時，停止循環(huán)上流反應(yīng);

　　(3)沉淀期;反應(yīng)期完成后，反應(yīng)塔進(jìn)入沉淀期，在沉淀期內(nèi)反應(yīng)池不進(jìn)水、不排水，用循環(huán)泵使反應(yīng)塔內(nèi)的廢水由進(jìn)水塔、中間塔、出水塔組成的循環(huán)系統(tǒng)在反應(yīng)塔內(nèi)以低于1.5m/h的上流流速繼續(xù)向上循環(huán)流動進(jìn)行生化反應(yīng)和沉淀，當(dāng)沉淀反應(yīng)結(jié)束時，停止循環(huán)泵的運行，反應(yīng)池進(jìn)入下一個周期的進(jìn)水、排水階段。

　　優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述處理垃圾滲濾液的方法，所述反應(yīng)期內(nèi)，充氧循環(huán)廢水通過布水器進(jìn)入進(jìn)水塔、中間塔和出水塔底部并向上循環(huán)流動。

　　一種用于處理垃圾滲濾液的厭氧-兼氧上流式反應(yīng)器設(shè)備，包括兩個或兩個以上串聯(lián)連接的UASB厭氧反應(yīng)塔和間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔，所述間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔的垃圾滲濾液入口與所述串聯(lián)連接的UASB厭氧反應(yīng)塔的垃圾滲濾液出口連接。

　　多級UASB厭氧反應(yīng)塔具有良好的污泥截留能力，能保證反應(yīng)器內(nèi)足夠的生物量。多級UASB厭氧反應(yīng)塔具有生物污泥與進(jìn)水基質(zhì)充分接觸的條件，能充分發(fā)揮微生物對有機物的降解能力。多級UASB厭氧反應(yīng)塔具有提供微生物適宜的生長環(huán)境條件功能，能使不同種群的厭氧微生物在其最優(yōu)環(huán)境條件下發(fā)揮作用，穩(wěn)定運行。多級UASB厭氧反應(yīng)塔具有良好的水解酸化作用，能提高垃圾滲濾液的可生化性BOD5/CODCr。

　　優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述的設(shè)備，每個UASB厭氧反應(yīng)塔包括：反應(yīng)塔，所述反應(yīng)塔設(shè)有進(jìn)水管、出水口和氣體出口;布水器，所述布水器設(shè)于所述反應(yīng)塔底部，并與所述進(jìn)水管連通;以及三相分離器，所述三相分離器設(shè)置于所述反應(yīng)塔內(nèi)。

　　優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述的設(shè)備，所述間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔包括：進(jìn)水塔，所述進(jìn)水塔底部設(shè)有布水器，所述布水器與進(jìn)水管連接;中間塔，所述中間塔的底部設(shè)有布水器，所述中間塔的進(jìn)水管與所述進(jìn)水塔中的出水口連接;以及出水塔，所述出水塔的底部設(shè)有布水器，所述出水塔的進(jìn)水管與所述中間塔中的出水口連接，所述出水塔內(nèi)設(shè)有恒水位潷水器和循環(huán)水泵，所述循環(huán)水泵與射流曝氣器連接，所述射流曝氣器與所述進(jìn)水塔的進(jìn)水管連接。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

　　(1)本發(fā)明先對垃圾滲濾液的可生化性進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高了UASB厭氧反應(yīng)塔的生化能力，能靈活應(yīng)對不同時期的垃圾填埋場滲濾液的處理。

　　(2)本發(fā)明采用串聯(lián)式UASB厭氧反應(yīng)塔使活性污泥與進(jìn)水基質(zhì)充分接觸的條件，充分發(fā)揮微生物對有機物的降解酸化能力，同時具有良好的污泥截留能力，能保證反應(yīng)塔內(nèi)足夠的生物量。以達(dá)到降解CODCr的目的。

　　(3)串聯(lián)式UASB厭氧反應(yīng)塔產(chǎn)生的沼氣經(jīng)提純后可加以回收利用，提高能源的利用率。

　　(4)串聯(lián)式UASB厭氧反應(yīng)塔出水中剩余有機物可作為間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔微生物生長代謝的碳源，解決了該反應(yīng)器存在碳源不足的問題。

　　(5)本發(fā)明采用間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔形成好氧-缺氧-厭氧的交替過程，本過程只在反應(yīng)期中回流泵與射流曝氣器耗能，大大降低能源消耗，同時提高垃圾滲濾液處理系統(tǒng)脫氨氮、總氮的效率。

　　(6)根據(jù)倫斯-麥卡蒂的第二基本方程式以及活性污泥凈增殖方程式，可知提高間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔兼氧反應(yīng)器中的活性污泥濃度(XV)將有利于活性污泥產(chǎn)量的減少。本發(fā)明在間歇式循環(huán)上流污泥床兼氧生物反應(yīng)塔內(nèi)活性污泥濃度高達(dá)20g/L，剩余污泥產(chǎn)量極少。