公布日：2022.11.01
申请日：2022.08.23
分类号：C02F3/30(2006.01)I;C02F103/06(2006.01)N
摘要
本发明提供了一种垃圾渗滤液处理系统和方法，所述系统包括调节罐、EGSB反应器、MABR池、缺氧池、MBR池和产水池；所述方法是垃圾渗滤液首先进入EGSB反应器，除去大部分的有机物；然后在MABR池内无泡曝气，发生一体化短程硝化-厌氧氨氧化反应；随后在缺氧池中搅拌，利用水中剩余碳源进行反硝化脱除硝态氮，污泥回流至MABR池；接着流入MBR池将上一阶段残留的有机碳、氨氮和磷酸盐进一步去除，污泥回流至缺氧池。本发明将短程硝化和厌氧氨氧化等新型脱氮工艺耦合生物膜反应器以实现自养脱氮同步除磷，具有处理流程短、脱氮除磷效率高和曝气能耗低等突出优势。
权利要求书
1.一种垃圾渗滤液处理系统，其特征在于，包括调节罐(1)、EGSB反应器(2)、MABR池(3)、缺氧池(4)、MBR池(5)和产水池(6)；所述调节罐(1)、EGSB反应器(2)和MABR池(3)依序通过管路联通，MABR池(3)、缺氧池(4)和MBR池(5)依序相邻设置，且相邻池之间通过溢流口联通；MABR池(3)内部设有MABR膜组件(3.1)和变频搅拌器(3.2)，外部设有与MABR膜组件(3.1)顶部连接的曝气泵(3.3)，缺氧池(4)内设有匀速搅拌器(4.1)，MBR池(5)内部设有MBR膜组件(5.1)以及位于MBR膜组件(5.1)下方的曝气盘(5.4)；MBR膜组件(5.1)的出水口通过管路与产水池(6)联通；缺氧池(4)设有混合液回流泵(4.2)，能够将缺氧池(4)内混合液回流至MABR池(3)，MBR池(5)设有污泥回流泵(5.6)，能够将MBR池(5)内污泥回流至缺氧池(4)。
2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理系统，其特征在于，所述调节罐(1)外部设有提升泵(1.1)，通过提升泵(1.1)与EGSB反应器(2)相连；所述EGSB反应器(2)出水口通过溢流管道与MABR池(3)的进水口相连；所述EGSB反应器(2)外部设有内回流泵(2.1)，内回流泵(2.1)一端连接EGSB反应器(2)的回流出水口，另一端连接EGSB反应器(2)的进水口；所述曝气盘(5.4)与MBR池(5)外的曝气风机(5.2)连接；曝气风机(5.2)与曝气盘(5.4)连接的管路上还设有第二流量计(5.3)；所述MBR膜组件(5.1)的出水口与产水池(6)联通的管路上设有产水泵(5.5)。
3.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理系统，其特征在于，所述MABR膜组件(3.1)顶部与曝气泵(3.3)连接的管路上设有第一流量计(3.4)；所述MABR池(3)外部还设有排气阀(3.5)，其通过管路与MABR膜组件(3.1)的底部联通；所述MABR池(3)还设有排空管(3.6)；所述MABR池(3)还设有溶解氧检测仪(3.7)。
4.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理系统，其特征在于，所述曝气盘(5.4)与MBR池(5)外的曝气风机(5.2)连接；曝气风机(5.2)与曝气盘(5.4)连接的管路上还设有第二流量计(5.3)；所述MBR膜组件(5.1)的出水口与产水池(6)联通的管路上设有产水泵(5.5)。
5.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理系统，其特征在于，所述MABR膜组件(3.1)为疏水性帘式中空纤维膜或平板膜或管式膜组件之一，膜孔径50-200nm，空隙率大于50％，曝气临界压力小于0.3bar，初始透氧速率大于20L/(m2·h)。
6.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理系统，其特征在于，所述MBR膜组件(5.1)为亲水性帘式中空纤维膜或平板膜或管式膜组件之一，膜孔径100-400nm，空隙率大于50％，跨膜压差小于0.6bar，运行通量在25-40L/(m2·h)之间。
7.一种垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将垃圾渗滤液从调节罐提升至EGSB反应器，进行厌氧发酵去除大部分的有机物；2)EGSB反应器出水溢流至MABR池进行无泡曝气，同时汇入的还有缺氧池回流的混合液，池内接种的污泥为厌氧氨氧化颗粒污泥，发生一体化短程硝化-厌氧氨氧化反应，同步去除有机物和氨氮；3)MABR池出水溢流至缺氧池，同时汇入的还有MBR池回流的污泥，利用水中剩余碳源进行反硝化，去除前后两个阶段反应生成的硝态氮，混合液回流至前端MABR池；4)缺氧池出水溢流至MBR池，池体底部进行曝气，将上一阶段残留的有机碳、氨氮和磷酸盐进一步去除，同时在MBR膜组件的截留下，产水进入产水池，污泥回流至前端缺氧池。
8.根据权利要求7所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，步骤2)中，所述MABR池内，控制溶解氧浓度为0.3-0.5mg/L、污泥浓度为4000-6000mg/L。
9.根据权利要求7所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，步骤3)中，所述缺氧池内，溶解氧在0.2-0.3mg/L之间；所述混合液回流至前端MABR池，回流比例在50-100％之间。
10.根据权利要求7所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，步骤4)中，所述MBR池内，控制溶解氧浓度为2-4mg/L、污泥浓度为8000-12000mg/L；所述污泥回流至前端缺氧池，回流比例在200-300％之间。
发明内容
发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种垃圾渗滤液处理系统和方法，该系统和方法能够创造一个不同脱氮功能菌群协同共生的微氧环境，最大程度的截留脱氮功能菌群，在提高垃圾渗滤液自养脱氮和同步除磷效率的同时，也能降低回流能耗，减少构筑物占地。
技术方案：本发明提供了一种垃圾渗滤液处理系统，包括调节罐、EGSB反应器、MABR池、缺氧池、MBR池和产水池；所述调节罐、EGSB反应器和MABR池依序通过管路联通，MABR池、缺氧池和MBR池依序相邻设置，且相邻池之间通过溢流口联通；MABR池内部设有MABR膜组件和变频搅拌器，外部设有与MABR膜组件顶部连接的曝气泵，缺氧池内设有匀速搅拌器，MBR池内部设有MBR膜组件以及位于MBR膜组件下方的曝气盘；MBR膜组件的出水口通过管路与产水池联通；缺氧池设有混合液回流泵，能够将缺氧池内混合液回流至MABR池，MBR池设有污泥回流泵，能够将MBR池内污泥回流至缺氧池。
作为优选或者具体实施方案：
所述调节罐外部设有提升泵，通过提升泵与EGSB反应器相连；所述EGSB反应器出水口通过溢流管道与MABR池的进水口相连。
所述EGSB反应器外部设有内回流泵，内回流泵一端连接EGSB反应器的回流出水口，另一端连接EGSB反应器的进水口。
所述MABR膜组件顶部与曝气泵连接的管路上设有第一流量计；所述MABR池外部还设有排气阀，其通过管路与MABR膜组件的底部联通；所述MABR池还设有排空管，用于收集MABR池、缺氧池和MBR池反应生成的气体后排出系统外；所述MABR池还设有溶解氧检测仪。
所述曝气盘与MBR池外的曝气风机连接；曝气风机与曝气盘连接的管路上还设有第二流量计；所述MBR膜组件的出水口与产水池联通的管路上设有产水泵。
所述产水池还设有反洗水泵，其一端连接MBR膜组件的出水口，一端连接产水池的出水口；所述产水池还设有产水阀，其设置在产水池的出水管路上。
所述MABR池、缺氧池、MBR池和产水池的体积比为4-5:2:3-4:1。
所述MABR膜组件为疏水性帘式中空纤维膜或平板膜或管式膜组件之一，膜孔径50-200nm，空隙率大于50％，曝气临界压力小于0.3bar，初始透氧速率大于20L/(m2·h)。
所述MBR膜组件为亲水性帘式中空纤维膜或平板膜或管式膜组件之一，膜孔径100-400nm，空隙率大于50％，跨膜压差小于0.6bar，运行通量在25-40L/(m2·h)之间。
本发明还提供了一种利用上述系统处理垃圾渗滤液的方法，包括以下步骤：
1)将垃圾渗滤液从调节罐提升至EGSB反应器，进行厌氧发酵去除大部分的有机物，降低后端有机负荷；
2)EGSB反应器出水溢流至MABR池进行无泡曝气，同时汇入的还有缺氧池回流的混合液，池内接种的污泥为厌氧氨氧化颗粒污泥，在MABR膜组件表面依次形成好氧、兼氧和厌氧的分层环境，发生一体化短程硝化-厌氧氨氧化反应，同步去除有机物和氨氮；
3)MABR池出水溢流至缺氧池，同时汇入的还有MBR池回流的污泥，利用水中剩余碳源进行反硝化，去除前后两个阶段反应生成的硝态氮，混合液回流至前端MABR池；
4)缺氧池出水溢流至MBR池，池体底部进行曝气，将上一阶段残留的有机碳、氨氮和磷酸盐进一步去除，同时在MBR膜组件的截留下，产水进入产水池，污泥回流至前端缺氧池。
作为优选或者具体实施方案：
步骤1)中，所述EGSB反应器的水力停留时间为20-24h。
步骤2)中，所述MABR池内，控制溶解氧浓度为0.3-0.5mg/L、污泥浓度为4000-6000mg/L。
步骤3)中，所述缺氧池内，溶解氧在0.2-0.3mg/L之间；所述混合液回流至前端MABR池，回流比例在50-100％之间。
步骤4)中，所述MBR池内，控制溶解氧浓度为2-4mg/L、污泥浓度为8000-12000mg/L；所述污泥回流至前端缺氧池，回流比例在200-300％之间。
所述MABR池、缺氧池、MBR池和产水池的总水力停留时间为2-3d。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：
(1)将污泥回流至缺氧池而非兼氧池，避免了NO3-N对厌氧段聚磷菌释磷的干扰，使厌氧池的功能得到充分发挥，在不影响脱氮效率的同时提高了磷的去除率，达到垃圾渗滤液同步脱氮除磷目的。
(2)将短程硝化、厌氧氨氧化和反硝化脱氮融合在一个系统内，在微氧环境下，利用脱氮功能菌群的协同作用，降低了生物脱氮过程对外加碳源的需求，在降低曝气能耗的同时降低了药剂消耗和污泥处置等成本，实现了垃圾渗滤液的低成本自养脱氮处理。
(3)系统耦合了MABR和MBR两种生物膜反应器，MABR膜表面独特的溶解氧分层环境可以为不同类型的脱氮功能菌种提供适宜的生长环境，MBR膜则可以截留脱氮功能菌种，两者结合协同提高了生物脱氮效率，不仅缩短了处理工艺流程，也减小了构筑物占地面积，特别适用于以垃圾渗滤液为代表的低C/N比、高氨氮城市污废水处理模块化集成应用。
（发明人：黄勇;陈梦雪;陈道康;俞朝庭;谈帅;韩笑）