[發明專利]厭氧氨氧化耦合電氧化工藝處理垃圾滲濾液實現深度除碳脫氮的方法

在審

• 申請號: 201810475243.9
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN108658372A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 吳莉娜;梁大為;李志;沈明玉
• 申請（專利權）人: 北京建筑大學;北京航空航天大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F101/16;C02F101/30;C02F103/06
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

厭氧氨氧化耦合電氧化工藝處理垃圾滲濾液實現深度除碳脫氮的方法屬于除碳脫氮技術領域，適用于高濃度有機污水特別是垃圾滲濾液的深度處理。通過前端的UASB?A/O工藝高效降解COD，保證后續厭氧氨氧化反應器創造良好的理化環境；同時，在A/O反應器中實現短程硝化，為后續的厭氧氨氧化反應器提供亞硝態氮，厭氧氨氧化反應器采用UASB的形式，保證較長的污泥齡通過短程硝化和厭氧氨氧化，在未對系統內投加碳源的情況下，實現氨氮和總氮的同步、深度去除。最后，通過電氧化作為把關工藝，深度去除有機物。最終出水的有機物、總氮和氨氮濃度僅為70、11.3和39mg·L^?1，整個工藝的處理成本僅為5.5元/m³，并且完全達到了生活垃圾填埋場污染控制標準(GB16889?2008)的排放要求。

技術領域

本發明涉及一種垃圾滲濾液深度除碳脫氮的方法，屬于厭氧氨氧化-電氧化工藝處理城市生活垃圾滲濾液技術領域，適用于垃圾滲濾液深度處理。通過厭氧氨氧化-電氧化深度處理實際城市生活垃圾滲濾液，實現氨氮、總氮和有機物的深度去除，從而解決垃圾滲濾液處理出水總氮和有機物不達標及其處理成本高的問題。

背景技術

垃圾滲濾液是垃圾填埋后產生的一類含有高濃度有機物和氨氮的污水。而這類水對周圍環境是非常有害的，如果不加處理會嚴重危害周圍環境和地下水。目前全國城市生活垃圾每年產生的新鮮滲濾液約2900萬噸/年，而1噸滲濾液所含污染物的濃度約相當于100噸城市污水。據2010年度最新調查報告顯示：我國城市垃圾填埋場所排放的滲濾液產生化學需氧量32.46萬噸，氨氮3.22萬噸。垃圾滲濾液的氨氮濃度通常在1000-2500mg/L,COD也在3000-20000mg/L，如此高的氨氮濃度非常不利于生物處理。

目前垃圾滲濾液的常規處理技術就是物化法、土地法、生物法以及不同種類方法的綜合。生物法由于其處理成本低，是垃圾滲濾液處理的主體工藝，但仍然存在許多問題難以解決。垃圾滲濾液中的有機物濃度高，但含有大量的難降解物質，如腐殖酸等，很難被生物降解。目前多數生物法對難降解有機物去除效果差，生物法出水COD_cr通常仍有500-1000mg/L的難降解有機物，遠不能滿足排放標準要求。這也是其生物出水有機物難以達標的主要原因。特別是晚期滲濾液有機物濃度降低，腐殖質增加，NH₃-N濃度增大，BOD₅與COD之比將降至0.2以下。為了強化對難降解有機物去除，目前是增加如雙膜法“超濾+反滲透”、高級氧化等后處理工藝,然而處理成本又過高。

垃圾滲濾液為典型的高氨氮廢水，而高氨氮廢水的脫氮問題一直是國內外研究的重點和難點。通常,氨氮的硝化可以被很好的完成，但反硝化卻有很多限制因素如溫度、反硝化菌的生物量、碳源種類和碳氮比等。滲濾液C/N低，碳源缺乏是其反硝化最重要的限制因素。為了提高總氮去除率，強化反硝化過程，通常需外加碳源。但這無疑額外增加了運營成本，建設、處理費用高。

而要實現厭氧氨氧化需滿足較長的污泥齡；反應器內可降解的COD很少；反應器內存在一定量的亞硝態氮。而我們前期研究發現，垃圾滲濾液在控制FA、pH和溶解氧(DO)等條件下較容易實現短程硝化。晚期垃圾滲濾液可降解的COD不多，且厭氧反應器(UASB)污泥生長慢，有比較廠的污泥齡。因此，可以采用UASB實現垃圾滲濾液的厭氧氨氧化。然而，在已有的厭氧氨氧化的研究中大多采用模擬污水，用實際垃圾滲濾液研究的很少；同時也基本上都是用單一反應器，反應條件控制嚴格，不利于該工藝的工程應用。