公布日：2022.11.01
申請日：2022.08.23
分類號：C02F3/30(2006.01)I;C02F103/06(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供了一種垃圾滲濾液處理系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)罐、EGSB反應(yīng)器、MABR池、缺氧池、MBR池和產(chǎn)水池；所述方法是垃圾滲濾液首先進入EGSB反應(yīng)器，除去大部分的有機物；然后在MABR池內(nèi)無泡曝氣，發(fā)生一體化短程硝化-厭氧氨氧化反應(yīng)；隨后在缺氧池中攪拌，利用水中剩余碳源進行反硝化脫除硝態(tài)氮，污泥回流至MABR池；接著流入MBR池將上一階段殘留的有機碳、氨氮和磷酸鹽進一步去除，污泥回流至缺氧池。本發(fā)明將短程硝化和厭氧氨氧化等新型脫氮工藝耦合生物膜反應(yīng)器以實現(xiàn)自養(yǎng)脫氮同步除磷，具有處理流程短、脫氮除磷效率高和曝氣能耗低等突出優(yōu)勢。
權(quán)利要求書
1.一種垃圾滲濾液處理系統(tǒng)，其特征在于，包括調(diào)節(jié)罐(1)、EGSB反應(yīng)器(2)、MABR池(3)、缺氧池(4)、MBR池(5)和產(chǎn)水池(6)；所述調(diào)節(jié)罐(1)、EGSB反應(yīng)器(2)和MABR池(3)依序通過管路聯(lián)通，MABR池(3)、缺氧池(4)和MBR池(5)依序相鄰設(shè)置，且相鄰池之間通過溢流口聯(lián)通；MABR池(3)內(nèi)部設(shè)有MABR膜組件(3.1)和變頻攪拌器(3.2)，外部設(shè)有與MABR膜組件(3.1)頂部連接的曝氣泵(3.3)，缺氧池(4)內(nèi)設(shè)有勻速攪拌器(4.1)，MBR池(5)內(nèi)部設(shè)有MBR膜組件(5.1)以及位于MBR膜組件(5.1)下方的曝氣盤(5.4)；MBR膜組件(5.1)的出水口通過管路與產(chǎn)水池(6)聯(lián)通；缺氧池(4)設(shè)有混合液回流泵(4.2)，能夠?qū)⑷毖醭?/span>(4)內(nèi)混合液回流至MABR池(3)，MBR池(5)設(shè)有污泥回流泵(5.6)，能夠?qū)?/span>MBR池(5)內(nèi)污泥回流至缺氧池(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液處理系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)節(jié)罐(1)外部設(shè)有提升泵(1.1)，通過提升泵(1.1)與EGSB反應(yīng)器(2)相連；所述EGSB反應(yīng)器(2)出水口通過溢流管道與MABR池(3)的進水口相連；所述EGSB反應(yīng)器(2)外部設(shè)有內(nèi)回流泵(2.1)，內(nèi)回流泵(2.1)一端連接EGSB反應(yīng)器(2)的回流出水口，另一端連接EGSB反應(yīng)器(2)的進水口；所述曝氣盤(5.4)與MBR池(5)外的曝氣風(fēng)機(5.2)連接；曝氣風(fēng)機(5.2)與曝氣盤(5.4)連接的管路上還設(shè)有第二流量計(5.3)；所述MBR膜組件(5.1)的出水口與產(chǎn)水池(6)聯(lián)通的管路上設(shè)有產(chǎn)水泵(5.5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液處理系統(tǒng)，其特征在于，所述MABR膜組件(3.1)頂部與曝氣泵(3.3)連接的管路上設(shè)有第一流量計(3.4)；所述MABR池(3)外部還設(shè)有排氣閥(3.5)，其通過管路與MABR膜組件(3.1)的底部聯(lián)通；所述MABR池(3)還設(shè)有排空管(3.6)；所述MABR池(3)還設(shè)有溶解氧檢測儀(3.7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液處理系統(tǒng)，其特征在于，所述曝氣盤(5.4)與MBR池(5)外的曝氣風(fēng)機(5.2)連接；曝氣風(fēng)機(5.2)與曝氣盤(5.4)連接的管路上還設(shè)有第二流量計(5.3)；所述MBR膜組件(5.1)的出水口與產(chǎn)水池(6)聯(lián)通的管路上設(shè)有產(chǎn)水泵(5.5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液處理系統(tǒng)，其特征在于，所述MABR膜組件(3.1)為疏水性簾式中空纖維膜或平板膜或管式膜組件之一，膜孔徑50-200nm，空隙率大于50％，曝氣臨界壓力小于0.3bar，初始透氧速率大于20L/(m2·h)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液處理系統(tǒng)，其特征在于，所述MBR膜組件(5.1)為親水性簾式中空纖維膜或平板膜或管式膜組件之一，膜孔徑100-400nm，空隙率大于50％，跨膜壓差小于0.6bar，運行通量在25-40L/(m2·h)之間。
7.一種垃圾滲濾液處理方法，其特征在于，包括以下步驟：1)將垃圾滲濾液從調(diào)節(jié)罐提升至EGSB反應(yīng)器，進行厭氧發(fā)酵去除大部分的有機物；2)EGSB反應(yīng)器出水溢流至MABR池進行無泡曝氣，同時匯入的還有缺氧池回流的混合液，池內(nèi)接種的污泥為厭氧氨氧化顆粒污泥，發(fā)生一體化短程硝化-厭氧氨氧化反應(yīng)，同步去除有機物和氨氮；3)MABR池出水溢流至缺氧池，同時匯入的還有MBR池回流的污泥，利用水中剩余碳源進行反硝化，去除前后兩個階段反應(yīng)生成的硝態(tài)氮，混合液回流至前端MABR池；4)缺氧池出水溢流至MBR池，池體底部進行曝氣，將上一階段殘留的有機碳、氨氮和磷酸鹽進一步去除，同時在MBR膜組件的截留下，產(chǎn)水進入產(chǎn)水池，污泥回流至前端缺氧池。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的垃圾滲濾液處理方法，其特征在于，步驟2)中，所述MABR池內(nèi)，控制溶解氧濃度為0.3-0.5mg/L、污泥濃度為4000-6000mg/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的垃圾滲濾液處理方法，其特征在于，步驟3)中，所述缺氧池內(nèi)，溶解氧在0.2-0.3mg/L之間；所述混合液回流至前端MABR池，回流比例在50-100％之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的垃圾滲濾液處理方法，其特征在于，步驟4)中，所述MBR池內(nèi)，控制溶解氧濃度為2-4mg/L、污泥濃度為8000-12000mg/L；所述污泥回流至前端缺氧池，回流比例在200-300％之間。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種垃圾滲濾液處理系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法能夠創(chuàng)造一個不同脫氮功能菌群協(xié)同共生的微氧環(huán)境，最大程度的截留脫氮功能菌群，在提高垃圾滲濾液自養(yǎng)脫氮和同步除磷效率的同時，也能降低回流能耗，減少構(gòu)筑物占地。
技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種垃圾滲濾液處理系統(tǒng)，包括調(diào)節(jié)罐、EGSB反應(yīng)器、MABR池、缺氧池、MBR池和產(chǎn)水池；所述調(diào)節(jié)罐、EGSB反應(yīng)器和MABR池依序通過管路聯(lián)通，MABR池、缺氧池和MBR池依序相鄰設(shè)置，且相鄰池之間通過溢流口聯(lián)通；MABR池內(nèi)部設(shè)有MABR膜組件和變頻攪拌器，外部設(shè)有與MABR膜組件頂部連接的曝氣泵，缺氧池內(nèi)設(shè)有勻速攪拌器，MBR池內(nèi)部設(shè)有MBR膜組件以及位于MBR膜組件下方的曝氣盤；MBR膜組件的出水口通過管路與產(chǎn)水池聯(lián)通；缺氧池設(shè)有混合液回流泵，能夠?qū)⑷毖醭貎?nèi)混合液回流至MABR池，MBR池設(shè)有污泥回流泵，能夠?qū)?/span>MBR池內(nèi)污泥回流至缺氧池。
作為優(yōu)選或者具體實施方案：
所述調(diào)節(jié)罐外部設(shè)有提升泵，通過提升泵與EGSB反應(yīng)器相連；所述EGSB反應(yīng)器出水口通過溢流管道與MABR池的進水口相連。
所述EGSB反應(yīng)器外部設(shè)有內(nèi)回流泵，內(nèi)回流泵一端連接EGSB反應(yīng)器的回流出水口，另一端連接EGSB反應(yīng)器的進水口。
所述MABR膜組件頂部與曝氣泵連接的管路上設(shè)有第一流量計；所述MABR池外部還設(shè)有排氣閥，其通過管路與MABR膜組件的底部聯(lián)通；所述MABR池還設(shè)有排空管，用于收集MABR池、缺氧池和MBR池反應(yīng)生成的氣體后排出系統(tǒng)外；所述MABR池還設(shè)有溶解氧檢測儀。
所述曝氣盤與MBR池外的曝氣風(fēng)機連接；曝氣風(fēng)機與曝氣盤連接的管路上還設(shè)有第二流量計；所述MBR膜組件的出水口與產(chǎn)水池聯(lián)通的管路上設(shè)有產(chǎn)水泵。
所述產(chǎn)水池還設(shè)有反洗水泵，其一端連接MBR膜組件的出水口，一端連接產(chǎn)水池的出水口；所述產(chǎn)水池還設(shè)有產(chǎn)水閥，其設(shè)置在產(chǎn)水池的出水管路上。
所述MABR池、缺氧池、MBR池和產(chǎn)水池的體積比為4-5:2:3-4:1。
所述MABR膜組件為疏水性簾式中空纖維膜或平板膜或管式膜組件之一，膜孔徑50-200nm，空隙率大于50％，曝氣臨界壓力小于0.3bar，初始透氧速率大于20L/(m2·h)。
所述MBR膜組件為親水性簾式中空纖維膜或平板膜或管式膜組件之一，膜孔徑100-400nm，空隙率大于50％，跨膜壓差小于0.6bar，運行通量在25-40L/(m2·h)之間。
本發(fā)明還提供了一種利用上述系統(tǒng)處理垃圾滲濾液的方法，包括以下步驟：
1)將垃圾滲濾液從調(diào)節(jié)罐提升至EGSB反應(yīng)器，進行厭氧發(fā)酵去除大部分的有機物，降低后端有機負荷；
2)EGSB反應(yīng)器出水溢流至MABR池進行無泡曝氣，同時匯入的還有缺氧池回流的混合液，池內(nèi)接種的污泥為厭氧氨氧化顆粒污泥，在MABR膜組件表面依次形成好氧、兼氧和厭氧的分層環(huán)境，發(fā)生一體化短程硝化-厭氧氨氧化反應(yīng)，同步去除有機物和氨氮；
3)MABR池出水溢流至缺氧池，同時匯入的還有MBR池回流的污泥，利用水中剩余碳源進行反硝化，去除前后兩個階段反應(yīng)生成的硝態(tài)氮，混合液回流至前端MABR池；
4)缺氧池出水溢流至MBR池，池體底部進行曝氣，將上一階段殘留的有機碳、氨氮和磷酸鹽進一步去除，同時在MBR膜組件的截留下，產(chǎn)水進入產(chǎn)水池，污泥回流至前端缺氧池。
作為優(yōu)選或者具體實施方案：
步驟1)中，所述EGSB反應(yīng)器的水力停留時間為20-24h。
步驟2)中，所述MABR池內(nèi)，控制溶解氧濃度為0.3-0.5mg/L、污泥濃度為4000-6000mg/L。
步驟3)中，所述缺氧池內(nèi)，溶解氧在0.2-0.3mg/L之間；所述混合液回流至前端MABR池，回流比例在50-100％之間。
步驟4)中，所述MBR池內(nèi)，控制溶解氧濃度為2-4mg/L、污泥濃度為8000-12000mg/L；所述污泥回流至前端缺氧池，回流比例在200-300％之間。
所述MABR池、缺氧池、MBR池和產(chǎn)水池的總水力停留時間為2-3d。
有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：
(1)將污泥回流至缺氧池而非兼氧池，避免了NO3-N對厭氧段聚磷菌釋磷的干擾，使厭氧池的功能得到充分發(fā)揮，在不影響脫氮效率的同時提高了磷的去除率，達到垃圾滲濾液同步脫氮除磷目的。
(2)將短程硝化、厭氧氨氧化和反硝化脫氮融合在一個系統(tǒng)內(nèi)，在微氧環(huán)境下，利用脫氮功能菌群的協(xié)同作用，降低了生物脫氮過程對外加碳源的需求，在降低曝氣能耗的同時降低了藥劑消耗和污泥處置等成本，實現(xiàn)了垃圾滲濾液的低成本自養(yǎng)脫氮處理。
(3)系統(tǒng)耦合了MABR和MBR兩種生物膜反應(yīng)器，MABR膜表面獨特的溶解氧分層環(huán)境可以為不同類型的脫氮功能菌種提供適宜的生長環(huán)境，MBR膜則可以截留脫氮功能菌種，兩者結(jié)合協(xié)同提高了生物脫氮效率，不僅縮短了處理工藝流程，也減小了構(gòu)筑物占地面積，特別適用于以垃圾滲濾液為代表的低C/N比、高氨氮城市污廢水處理模塊化集成應(yīng)用。
（發(fā)明人：黃勇;陳夢雪;陳道康;俞朝庭;談帥;韓笑）
