基于厌氧氨氧化和多级芬顿联用的老龄化垃圾渗滤液处理系统以及方法

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其是老龄化垃圾渗滤液的处理。

背景技术

垃圾渗滤液尤其是老龄化垃圾渗滤液具有成分复杂、难生化降解有机物(COD)浓度较大、氨氮(NH

发明内容

本公开的一个方面解决的一个技术问题在于，提供一种改进的老龄化垃圾渗滤液处理系统，以及基于该系统而实现的老龄化垃圾渗滤液处理方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于厌氧氨氧化和多级芬顿联用的老龄化垃圾渗滤液处理系统，所述系统包括：

污水初始处理单元，其对污水进行初始处理并将减少杂质后的污水输出；

短程硝化厌氧氨氧化单元，包括第一水箱、SBR反应器、第二水箱以及ASBR反应器；所述第一水箱配置有加热装置，所述第一水箱与所述污水初始处理单元的输出端连接，所述第一水箱的输出端一路连接至所述SBR反应器，另一路连接至所述第二水箱，所述SBR反应器的输出端连接至所述第二水箱，所述第二水箱的输出端连接至所述ASBR反应器；

两级芬顿单元，包括依序连接的第一调节池、电芬顿反应器、芬顿流化床，所述第一调节池连接所述ASBR反应器的输出端；

第二调节池，连接于所述芬顿流化床的输出端以接应处理后的污水；

其中，污水初始处理单元、SBR反应器、ASBR反应器、芬顿流化床均设置有连接至污泥浓缩池的污泥管,所述污泥浓缩池输出端连接至污泥脱水间以输送浓缩后的污泥；所述污泥浓缩池、污泥脱水间均设有连接至所述第一水箱的输送管。

如前所述的基于厌氧氨氧化和多级芬顿联用的老龄化垃圾渗滤液处理系统，所述污水初始处理单元包括依序安装的格栅、混凝沉淀池。

如前所述的基于厌氧氨氧化和多级芬顿联用的老龄化垃圾渗滤液处理系统，所述混凝沉淀池设有所述污泥管。

如前所述的基于厌氧氨氧化和多级芬顿联用的老龄化垃圾渗滤液处理系统，所述SBR反应器配置有PH和DO监测仪，所述第一调节池、第二条调节池配置有PH监测仪。

基于厌氧氨氧化和多级芬顿联用的老龄化垃圾渗滤液处理方法，所述方法基于前述任一项所述的系统而实现，其包括以下内容，

将短程硝化污泥投加至SBR反应器,将厌氧氨氧化污泥投加至ASBR反应器，控制两反应器中混合液污泥浓度为预设值；

垃圾渗滤液经过污水初始处理单元去除杂质获得预处理后的原水；

将原水以及污泥浓缩、脱水处理时产生的液体泵入第一水箱，对其加热至预设温度值；

将加热后第一水箱的水泵入SBR反应器进行曝气搅拌，当SBR反应器中的水达到预设状态时停止曝气搅拌，沉淀后排水；

将SBR反应器出水与第一水箱出水以预设比例泵入第二水箱；

将第二水箱出水泵入ASBR反应器中进行厌氧氨氧化反应，之后沉淀排水；

将ASBR反应器出水泵入第一调节池，在池中调节水的PH值；

将第一调节池的出水泵入电芬顿反应器处理以降低COD浓度；

将电芬顿反应器出水连同底泥泵入芬顿流化床，进一步降低COD浓度；

将芬顿流化床出水泵入第二调节池，调节PH值且待水中Fe3+沉淀完全后排放；

混凝沉淀池、SBR反应器、ASBR反应器以及芬顿流化床所产生的污泥进行浓缩、脱水处理。

如前所述的基于厌氧氨氧化和多级芬顿联用的老龄化垃圾渗滤液处理方法，所述垃圾渗滤液流经格栅去除大体积固体，而后于混凝沉淀池中添加混凝剂去除悬浮颗粒、胶体，以获得预处理后的原水。

如前所述的基于厌氧氨氧化和多级芬顿联用的老龄化垃圾渗滤液处理方法，所述SBR反应器、ASBR反应其中的混合液污泥浓度均控制为4500mg/L；对第一水箱中的水加热的预设温度值为35℃。

如前所述的基于厌氧氨氧化和多级芬顿联用的老龄化垃圾渗滤液处理方法，当SBR反应器中出现“氨谷点”时停止曝气搅拌。

如前所述的基于厌氧氨氧化和多级芬顿联用的老龄化垃圾渗滤液处理方法，SBR反应器出水与第一水箱出水以1:1的比例泵入第二水箱。

如前所述的基于厌氧氨氧化和多级芬顿联用的老龄化垃圾渗滤液处理方法，第一调节池中水的PH值调节至3-4.5；第二调节池中水的PH值调节至中性。

本公开的一个方面带来的一个有益效果：该系统以及方法通过SBR反应器、ASBR反应器等实现短程硝化厌氧氨氧化工艺，有效去除老龄化渗滤液中的氨氮，借助电芬顿反应器、芬顿流化床实现两级芬顿联用有效去除老龄化渗滤液中高浓度难生化的COD，最终实现老龄化垃圾渗滤液的清洁排放。

附图说明

下面将结合附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例，附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。

附图中：

图1为本发明示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

参阅附图1，所示为基于厌氧氨氧化和多级芬顿联用的老龄化垃圾渗滤液处理系统，所述系统包括：

污水初始处理单元，其对污水进行初始处理并将减少杂质后的污水输出；

短程硝化厌氧氨氧化单元，包括第一水箱、SBR反应器、第二水箱以及ASBR反应器；所述第一水箱配置有加热装置，所述第一水箱与所述污水初始处理单元的输出端连接，所述第一水箱的输出端一路连接至所述SBR反应器，另一路连接至所述第二水箱，所述SBR反应器的输出端连接至所述第二水箱，所述第二水箱的输出端连接至所述ASBR反应器；

两级芬顿单元，包括依序连接的第一调节池、电芬顿反应器、芬顿流化床，所述第一调节池连接所述ASBR反应器的输出端；

第二调节池，连接于所述芬顿流化床的输出端以接应处理后的污水；

其中，污水初始处理单元、SBR反应器、ASBR反应器、芬顿流化床均设置有连接至污泥浓缩池的污泥管,所述污泥浓缩池输出端连接至污泥脱水间以输送浓缩后的污泥；所述污泥浓缩池、污泥脱水间均设有连接至所述第一水箱的输送管。

SBR(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)反应器，又称程序式活性污泥设备或间遏式活性污泥设备，典型SBR反应器一般集曝气、沉淀于一池，不需设置二沉池及污泥回流设备，在该反应器中反应池在一定时间间隔内充满污水以间歇处理方式运行，处理后混合液进行沉淀，借助专用的排水设备排除上清液，沉淀的生物污泥则留于池内，用于再次与污水混合处理污水，这样依次反复运行，构成了序批式处理工艺。

ASBR(Anaerobic Squencing BatchReactor)反应器，即厌氧序批式反应器。ASBR反应器的运行操作周期包括四个阶段，即进水期、反应期、沉淀期以及排水期。

进水期，渗滤液由进料泵注入ASBR反应器，同时进行搅拌使得基质浓度迅速增加，微生物代谢率相应提升。反应期，在搅拌作用下基质与生物团充分混合，同时基质中的有机物转化为生物气。沉淀期，反应结束后停止搅拌，此时反应器作用与沉淀池相同。排水期，经过充分的固液分离后将上清液和沉降性能差的污泥排出。

电芬顿反应器，电芬顿反应器形式包括阴阳极一体式电解系统及三维电极系统等，其中电极材料可包括多孔石墨、碳-PTFE、活性炭纤维、Ti/TiO

芬顿流化床，又称为芬顿氧化塔、芬顿反应塔，是进行芬顿反应对废水进行高难度氧化的设备。电芬顿反应器中的出水连同底泥从底部泵入芬顿流化床，流化床反应器使上一步骤中Fe

系统工作时，垃圾渗滤液经由输送管路输送至初始处理单元，进行前期的预处理，将其中的大体积固体、悬浮颗粒等去除，而后通过泵体输送至第一水箱。第一水箱具有加热装置，箱内的水除了来自污水初始处理单元外，后续污泥处理时所产生的压滤液、上清液也被输送至箱内，启动加热装置将箱内水的温度加热至目标温度，如35℃。

SBR反应器中投加有短程硝化污泥，传统上来讲，污水中的氮是通过硝化反硝化过程实现：氨氮(NH4+)首先在有氧的条件下由氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)依次转化为亚硝酸盐(NO2-)和硝酸盐(NO3-)，短程硝化污泥就是以AOB为绝对优势菌种的菌群。ASBR反应器中投加厌氧氨氧化污泥，厌氧氨氧化污泥(ANAMMOX)是一种厌氧自养细菌，以NH4+为电子供体，NO2-为电子受体，无机碳为碳源的情况下，产生氮气。

第一水箱中加热后的水泵入SBR反应器中开始曝气搅拌，对SBR反应器的PH(酸碱度)、DO(溶解氧)进行实时监测，以严格掌控曝气时间，当出现“氨谷点”时停止曝气搅拌，沉淀后排水，沉淀时长可控制在40分钟，本技术中“氨谷点”为PH的波谷点，也可以通过监测ORP(氧化还原电位)的波谷点来判断氨谷点的出现。此外，在短程硝化反应(亚硝化)过程中，DO浓度的大小对该反应的建立起着至关重要的作用，DO浓度太低会导致亚硝化过程中氧的浓度不足，DO浓度太高会导致反应朝着硝化反应发生，本技术中DO的浓度优选范围为1.5mg/L-2mg/L。

SBR反应器出水与第一水箱出水按一定比例，如1:1的比例泵入至第二水箱混合，而后泵入ASBR反应器进行厌氧氨氧化反应，反应完成后停止搅拌，沉淀40分钟后排水，此时总氮去除率较高，甚至可达99％，出水TN(总氮含量)<40mg/L。ASBR反应器的出水进入第一调节池，将池中的混合液PH调节至3-4.5后排入电芬顿反应器中。

电芬顿反应器是利用电解还原的方法使Fe

将电芬顿反应器中的出水连同底泥从底部泵入芬顿流化床。流化床反应器使上一步骤中Fe

混凝沉淀池、SBR反应器、ASBR反应器及芬顿流化床中产生的剩余污泥泵入污泥浓缩池中，添加PAM并使用带式浓缩机浓缩污泥，浓缩后污泥进入污泥脱水间，使用板框压滤机进一步脱水，脱水后污泥另行处理，污泥浓缩池缠上的上清液，污泥脱水间产生的压滤液回流至第一水箱。

污水初始处理单元可包括依序设置的格栅、混凝沉淀池。渗滤液流经格栅之后其中的大体积固体会被去除，而后流入混凝沉淀池，往池内投加混凝剂，去除污水中的悬浮颗粒、胶体后将水泵入短程硝化厌氧氨氧化单元。所产生的污泥则通过混凝沉淀池设置的污泥管排送至污泥浓缩池处理。

为便于对系统中的SBR反应器、第一调节池、第二调节池进行实时监测，可以相应的配置PH检测仪、DO检测仪。

提供一种基于厌氧氨氧化和多级芬顿联用的老龄化垃圾渗滤液处理方法，该方法基于前述系统得以实现：

将短程硝化污泥投加至SBR反应器,将厌氧氨氧化污泥投加至ASBR反应器，控制两反应器中混合液污泥浓度为预设值，如控制投加后各个反应器混合液污泥浓度为4500mg/L。当污泥浓度低于前述数值时，还原NO

垃圾渗滤液经过污水初始处理单元去除杂质获得预处理后的原水。具体的，垃圾渗滤液流经格栅去除大体积固体，而后于混凝沉淀池中添加混凝剂去除悬浮颗粒、胶体，以获得预处理后的原水。

将原水以及后续污泥浓缩、脱水处理时产生的液体泵入第一水箱，对其加热至预设温度值，如加热至35℃，生物硝化适宜温度为20～30℃，当温度超过25℃时，硝化反应速率降低，亚硝化反应速率增大，控制反应器温度为30～35℃可以实现NO

将SBR反应器出水与第一水箱出水按比例，如1:1的比例泵入第二水箱混合，而后泵入ASBR反应器中进行厌氧氨氧化反应，反应完成后停止搅拌，沉淀约40分钟后排水，此时总氮去除率甚至可达99％，出水TN<40mg/L。

ASBR反应器出水被泵入第一调节池，经由ASBR处理的水接近中性，在池中调节水的PH值至3-4.5，该范围是本技术中芬顿反应最优值，再排入电芬顿反应器中以降低COD浓度，而后电芬顿反应器出水连同底泥泵入芬顿流化床，进一步降低COD浓度。经由两级芬顿处理之后的水从芬顿流化床排送至第二调节池，调节其PH至中性，待水中Fe

混凝沉淀池、SBR反应器、ASBR反应器以及芬顿流化床所产生的污泥进行浓缩、脱水处理。

厌氧氨氧化和多级芬顿联用的老龄化垃圾渗滤液处理技术有效解决了老龄化垃圾渗滤液中的两大难点：难以生化降解的COD、高浓度氨氮。

短程硝化厌氧氨氧化技术对被处理污水中的COD要求苛刻，如果污水中可生化降解的COD过高，那么将影响AOB和厌氧氨氧化菌等自养菌的优势，使反应朝着传统工艺的硝化反硝化方向发展，对氨氮的去除极为不利。正是由于老龄化垃圾渗滤液中的COD基本难以被生化降解，因此将短程硝化厌氧氨氧化技术放在两级芬顿之前，有效地去除老龄化垃圾渗滤液中的高浓度氨氮成分，紧接着通过两级芬顿反应，有效地去除难以生化降解的COD。

SBR、ASBR两级反应器的厌氧氨氧化技术提高了脱氮效率。

两级芬顿技术可有效解决现有传统芬顿技术加药量大、成本高、在高浓度下处理效果不佳且铁泥产量大等弊端，且第一级芬顿反应后混合液中的铁离子能够固定在第二季芬顿反应的流化床中，作为该级芬顿反应的反应物。

两级芬顿技术代替膜技术作为垃圾渗滤液的深度处理。我国大部分垃圾渗滤液的处理模式多为“预处理+生化处理+膜深度处理”，其中膜深度处理以反渗透为主导。反渗透技术的处理效果优良，但其设备的稳定性、投资及运行成本以及反渗透过程中产生的浓缩液处理问题均限制了其广泛应用。两级芬顿技术代替膜处理后无浓缩液产生，减少后续处理环节。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。