公布日：2022.11.11
申請日：2022.10.13
分類號：C02F3/28(2006.01)I;C02F3/30(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F103/06(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種降解垃圾滲濾液的厭氧氨氧化處理工藝，屬于垃圾滲濾液降解技術(shù)領(lǐng)域，包括如下步驟：（1）垃圾滲濾液經(jīng)管道收集進入調(diào)節(jié)池，加入聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺和磷酸鈣；（2）調(diào)節(jié)亞硝化反應器與厭氧氨氧化反應器的操作參數(shù)，接種污泥及配置降解用水；（3）部分垃圾滲濾液直接進入?yún)捬醢毖趸磻�，另一部分從進入亞硝化反應器，而后經(jīng)中間箱稀釋后進入懸掛有載體的厭氧氨氧化反應器中；（4）經(jīng)厭氧氨氧化反應器處理后由出水口排出。本工藝懸掛生物親和性的載體，為反應器中微生物提供了便利，使它們能夠附著載體生長，改善了反應器內(nèi)的生物量，通過調(diào)節(jié)反應器內(nèi)溫度、PH和水力停留時間的參數(shù)，改善氨氮、亞硝氮和COD去除率。
權(quán)利要求書
1.一種降解垃圾滲濾液的厭氧氨氧化處理工藝，其特征在于，包括如下步驟：（1）垃圾滲濾液經(jīng)管道收集進入調(diào)節(jié)池，加入聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺和磷酸鈣，控制調(diào)節(jié)池pH為8-9，控溫，機械攪拌均勻；（2）調(diào)節(jié)亞硝化反應器與厭氧氨氧化反應器的操作參數(shù)，接種污泥及配置降解用水；（3）經(jīng)步驟（2）處理后，經(jīng)調(diào)節(jié)池處理的部分垃圾滲濾液直接進入?yún)捬醢毖趸磻�，另一部分垃圾滲濾液進入亞硝化反應器，經(jīng)過反應區(qū)、沉淀區(qū)后由出水口排出，進入中間箱，在中間箱中稀釋后通過中間泵進入?yún)捬醢毖趸磻髦�；�?/span>4）厭氧氨氧化反應器中的垃圾滲濾液經(jīng)污泥床及填料床反應區(qū)，再經(jīng)三相分離器將反應過程中產(chǎn)生的氣體分離后，進入沉淀區(qū)，最后從沉淀區(qū)的出水口排出;其中，厭氧氨氧化反應器中懸掛有載體，所述載體由以下方法制得：1）將聚丙烯腈基炭纖維于乙醇中浸泡，浸泡完成后用蒸餾水洗滌、烘干，再浸入濃硫酸溶液中進行液相氧化，水浴加熱后用蒸餾水洗滌至聚丙烯腈基炭纖維的pH=7，控溫113-126℃烘干3-4h，得到初反應纖維；2）將步驟1）制得的初反應纖維浸入環(huán)氧氯丙烷溶液中，依次加入馬來酸酐、聚丙烯酰胺、硬脂酸鈣和濃鹽酸，水浴加熱，用無水乙醇洗滌、烘干，烘干后進行剪裁，得到載體；步驟1）中所述乙醇的浸泡溫度為20-23℃，浸泡時間為20-22h，烘干的溫度及時間分別為113-126℃、3-4h，水浴加熱的溫度及時間分別為60-73℃、2-3h；步驟2）中所述水浴加熱的溫度及時間分別為52-58℃、4.5-5h，中所述烘干的溫度為113-126℃，烘干時間為3-4h；所述初反應纖維、馬來酸酐、濃鹽酸、聚丙烯酰胺和硬脂酸鈣的重量份比為12.4-22.6:4.65-6.83:2.47-4.22:2.55-3.08:2.05-3.28。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降解垃圾滲濾液的厭氧氨氧化處理工藝，其特征在于，步驟（1）中所述聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺和磷酸鈣質(zhì)量配比為7.8-12.5:1.6-2.9:3.2-6.7，攪拌溫度為55-65℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降解垃圾滲濾液的厭氧氨氧化處理工藝，其特征在于，步驟（2）中所述亞硝化反應器內(nèi)操作參數(shù)為：pH=8.4-8.9、控溫20-23℃、進水氨氮濃度為330-425mg/L、水力停留時間為38-53h，所述厭氧氨氧化反應器內(nèi)操作參數(shù)為：pH=7.5-7.8、控溫28-34℃、進水氨氮濃度為435-516mg/L、水力停留時間為32-49h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降解垃圾滲濾液的厭氧氨氧化處理工藝，其特征在于，所述亞硝化反應器和厭氧氨氧化反應器的降解用水均采用人工配水，第一階段每升人工配水包括如下重量份原料：0.46-0.87重量份硫酸銨、0.76-1.45重量份氯化銨、0.39-0.98重量份亞硝酸鈉、2.87-3.76重量份碳酸氫鈉、1.04-2.91重量份氯化鈉、0.26-0.57重量份磷酸二氫鉀、0.16-0.34重量份七水硫酸鎂、0.57-0.72重量份七水硫酸鋅、0.24-0.31重量份二水氯化鈣和1.0-1.2重量份微量元素；第二階段人工配水為第一階段人工配水和步驟（1）中調(diào)節(jié)池處理后的滲濾液以質(zhì)量配比為1:2混合所得的混合液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種降解垃圾滲濾液的厭氧氨氧化處理工藝，其特征在于，所述微量元素包括亞鐵離子、銅離子、錳離子、鈷離子、鎳離子和鋅離子。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種降解垃圾滲濾液的厭氧氨氧化處理工藝，本工藝懸掛生物親和性的載體，為反應器中微生物提供了便利，使它們能夠附著載體生長，改善了反應器內(nèi)的生物量，通過調(diào)節(jié)反應器內(nèi)溫度、pH和水力停留時間的參數(shù)，改善氨氮、亞硝氮和COD去除率。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：提升厭氧氨氧化反應器內(nèi)微生物活性和數(shù)量，進而提高垃圾滲濾液中氨氮、亞硝氮和COD去除率。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
一種降解垃圾滲濾液的厭氧氨氧化處理工藝，包括如下步驟：
（1）垃圾滲濾液經(jīng)管道收集進入調(diào)節(jié)池，加入聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺和磷酸鈣，控制調(diào)節(jié)池pH為8-9，控溫，機械攪拌均勻；
（2）調(diào)節(jié)亞硝化反應器與厭氧氨氧化反應器的操作參數(shù)，接種污泥及配置降解用水；
（3）經(jīng)步驟（2）處理后，經(jīng)調(diào)節(jié)池處理的部分垃圾滲濾液直接進入?yún)捬醢毖趸磻�，另一部分垃圾滲濾液進入亞硝化反應器，經(jīng)過反應區(qū)、沉淀區(qū)后由出水口排出，進入中間箱，在中間箱中稀釋后通過中間泵進入懸掛有載體的厭氧氨氧化反應器中；
（4）厭氧氨氧化反應器中的垃圾滲濾液經(jīng)污泥床及填料床反應區(qū)，再經(jīng)三相分離器將反應過程中產(chǎn)生的氣體分離后，進入沉淀區(qū)，最后從沉淀區(qū)的出水口排出。
進一步地，步驟（1）中所述聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺和磷酸鈣質(zhì)量配比為7.8-12.5:1.6-2.9:3.2-6.7，攪拌溫度為55-65℃，投加聚丙烯酰胺能使動電位降低、減少液體間的磨擦阻力，改善聚合氯化鋁絮體結(jié)構(gòu)，進而增強聚合氯化鋁的混凝效果。
進一步地，步驟（2）中所述亞硝化反應器接種的污泥為本公司1號河底經(jīng)篩分、靜置的污泥，其污泥性狀為MLSS：49.73g/L、VSS/SS：0.34%；所述厭氧氨氧化反應器接種的污泥為本公司2號河底經(jīng)曝氣2夜的污泥，其污泥性狀為MLSS：7.8g/L、VSS/SS：58.98%。
進一步地，步驟（2）中所述亞硝化反應器內(nèi)操作參數(shù)為：pH=8.4-8.9、控溫20-23℃、進水氨氮濃度為330-425mg/L、水力停留時間為38-53h，所述厭氧氨氧化反應器內(nèi)操作參數(shù)為：pH=7.5-7.8、控溫28-34℃、進水氨氮濃度為435-516mg/L、水力停留時間為32-49h，合適的溫度將避免反應器內(nèi)的微生物難以激活，導致活性低、反應系統(tǒng)運行效率緩慢的現(xiàn)象，同時規(guī)避了生物顆粒粘結(jié)在一起造成生物顆粒與污水的有效接觸面積急劇減少的可能性。
進一步地，所述亞硝化反應器和厭氧氨氧化反應器的降解用水均采用人工配水，第一階段每升人工配水包括如下重量份原料：0.46-0.87重量份硫酸銨、0.76-1.45重量份氯化銨、0.39-0.98重量份亞硝酸鈉、2.87-3.76重量份碳酸氫鈉、1.04-2.91重量份氯化鈉、0.26-0.57重量份磷酸二氫鉀、0.16-0.34重量份七水硫酸鎂、0.57-0.72重量份七水硫酸鋅、0.24-0.31重量份二水氯化鈣和1.0-1.2重量份微量元素；第二階段人工配水為第一階段人工配水和步驟（1）中調(diào)節(jié)池處理后的滲濾液以質(zhì)量配比為1:2混合所得的混合液。
進一步地，所述微量元素包括亞鐵離子、銅離子、錳離子、鈷離子、鎳離子和鋅離子。
進一步地，步驟（3）中所述載體由以下方法制得：
1）將聚丙烯腈基炭纖維于乙醇中浸泡，浸泡完成后用蒸餾水洗滌、烘干，再浸入濃硫酸溶液中進行液相氧化，水浴加熱后用蒸餾水洗滌至聚丙烯腈基炭纖維的pH=7，控溫113-126℃烘干3-4h，得到初反應纖維。
2）將步驟1）制得的初反應纖維浸入環(huán)氧氯丙烷溶液中，依次加入馬來酸酐、聚丙烯酰胺、硬脂酸鈣和濃鹽酸，水浴加熱，用無水乙醇洗滌、烘干，烘干后進行剪裁，得到載體。
進一步地，步驟1）中所述聚丙烯腈基炭纖維為17.76-32.08重量份，所述乙醇和濃硫酸溶液體積量為剛好沒過聚丙烯腈基炭纖維，乙醇的浸泡溫度為20-23℃，浸泡時間為20-22h，烘干的溫度及時間分別為113-126℃、3-4h，水浴加熱的溫度及時間分別為60-73℃、2-3h，乙醇具有較大的粘性以及較低的表面張力，有利于分子間形成較大的團聚結(jié)構(gòu)，便于后續(xù)制得的載體表面附著大量微生物，配合濃硫酸液相氧化法增加炭纖維表面極性含氧官能團，降低接觸角，提高炭纖維表面親水性。
進一步地，步驟2）中所述初反應纖維、環(huán)氧氯丙烷溶液、馬來酸酐、濃鹽酸、聚丙烯酰胺和硬脂酸鈣的重量份比為12.4-22.6:6.37-9.53:4.65-6.83:2.47-4.22:2.55-3.08:2.05-3.28，通過馬來酸酐接枝聚丙烯腈基炭纖維，修復了之前濃硫酸液相氧化導致的部分炭纖維表面缺陷的現(xiàn)象，減少了炭纖維邊緣毛糙度及對微生物的損害，提高炭纖維載體的微生物親和性，有助于增強載體對微生物的附著能力，加入交聯(lián)劑環(huán)氧氯丙烷，使聚丙烯腈基炭纖維分子與其他溶劑分子之間形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使聚丙烯腈基炭纖維耐受性更佳，能在更寬的酸堿條件下應用。
進一步地，步驟2）中所述水浴加熱的溫度及時間分別為52-58℃、4.5-5h，所述烘干的溫度為113-126℃，烘干時間為3-4h，所述剪裁尺寸為20cm×35cm×2cm。
本發(fā)明的有益效果：
（1）本工藝懸掛載體，為反應器中厭氧氨氧化菌等微生物提供了便利，使它們能夠附著載體生長，改善了反應器內(nèi)的生物量，有助于提高氨氮去除率，制備的載體具有優(yōu)異的親水性和生物親和性。采用小直徑纖維狀材料聚丙烯腈基炭纖維，可使微生物在短時間內(nèi)大量粘附在其表面，相對于其他生物膜載體而言優(yōu)勢明顯，且耐微生物分解與耐腐蝕能力強，對其他溶劑要求低，配合濃硫酸液相氧化法增加炭纖維表面極性含氧官能團，降低接觸角，提高炭纖維表面親水性；通過馬來酸酐接枝聚丙烯腈基炭纖維，因接枝反應的進行，使之前濃硫酸液相氧化導致的部分炭纖維表面缺陷被修復，聚丙烯腈基炭纖維表面粗糙度降低，減少了炭纖維邊緣毛糙度及對微生物的損害，大大提高炭纖維載體的微生物親和性，有助于增強載體對微生物的附著能力；加入交聯(lián)劑環(huán)氧氯丙烷，使聚丙烯腈基炭纖維分子與其他溶劑分子之間形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，改善其溶脹性能、提高穩(wěn)定性，使聚丙烯腈基炭纖維耐受性更佳，能在更寬的酸堿條件下應用。
（2）通過調(diào)節(jié)亞硝化反應器與厭氧氨氧化反應器內(nèi)溫度、pH和水力停留時間的參數(shù)，改善氨氮、亞硝氮和COD去除率。當溫度過低時，反應器內(nèi)的微生物難以激活，導致活性低、反應系統(tǒng)運行效率緩慢，溫度過高時，反應器中出現(xiàn)生物顆粒粘結(jié)在一起的現(xiàn)象，隨著反應器中產(chǎn)生的氣體的推動下沿反應器上升至頂部，造成生物顆粒與污水的有效接觸面積急劇減少，導致COD、氨氮和亞硝氮去除率的降低，因此本工藝將溫度控制在特定范圍內(nèi)，使氨氮、亞硝氮和COD去除率有顯著提高。
（3）pH值的變化將直接影響反應器內(nèi)的微生物的生存與活動，若長期處于高pH環(huán)境下，微生物活性會受到抑制，進而使系統(tǒng)脫氮性能降低，而較小的水力停留時間會加大反應器內(nèi)上升流速，減小厭氧氨氧化污泥對微生物的接觸時間，進而影響氨氮和亞硝氮的去除率，因此本工藝控制的pH和水力停留時間參數(shù)范圍均能使生物反應能保持較高的活性，有助于氨氮和亞硝氮的去除。
（發(fā)明人：姜元臻;郭訓文;饒力;何智聰;黃永秋;顧曉揚;汪曉軍;簡磊）
