公布日：2023.11.10
申请日：2023.09.25
分类号：C02F3/12(2023.01)I;C02F3/20(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I;B01D65/02(2006.01)I;C02F103/06(2006.01)N;C02F1/44(2023.01)N
摘要
本发明涉及垃圾渗滤液处理技术领域，具体为一种垃圾渗滤液反渗透浓缩液生物脱氮系统及其运行方法，包括混合液储液槽、海绵块流化床好氧MBR槽、曝气系统、处理水储槽和污泥储槽；本发明中采用海绵块生物载体化床好氧膜生物反应装置，并以含HN-AD菌的好氧污泥为种污泥，富集培养异养硝化-好氧反硝化HN-AD菌群，HN-AD菌群在增殖过程中不断附着在生物载体和游离于悬浮污泥中，将渗滤液反渗透浓缩液的硝酸盐转化为氮气、实现好氧条件下反渗透浓缩液的HN-AD菌脱氮处理，并且投加的海绵块生物载体具备孔内固定微生物量大、孔外表面生物膜更新快，孔内附着微生物不容易流失，化学与生物稳定性高的优点，能够有利于HN-AD菌固着与减少流失。
权利要求书
1.一种垃圾渗滤液反渗透浓缩液生物脱氮系统，其特征在于：包括混合液储液槽(1)、海绵块流化床好氧MBR槽(2)、曝气系统(3)、处理水储槽(4)和污泥储槽(5)；所述海绵块流化床好氧MBR槽(2)包括槽体(21)、位于槽体(21)中间段的海绵块生物载体悬浮污泥流化段(22)和位于槽体(21)相对两侧的膜组件固液分离器(23)，所述海绵块生物载体悬浮污泥流化段(22)由含HN-AD菌的好氧污泥液以及投加海绵块生物载体而构成，所述曝气系统(3)包括相互独立的第一曝气组件(31)和第二曝气组件(32)，所述第一曝气组件(31)对应海绵块生物载体悬浮污泥流化段(22)设置，所述第二曝气组件(32)对应两侧的膜组件固液分离器(23)设置；所述混合液储液槽(1)用于储存待处理的混合液；所述海绵块生物载体悬浮污泥流化段(22)用于对混合液中的硝酸盐转化为氮气，实现生物脱氮处理；所述膜组件固液分离器(23)用于将处理后的混合液中的污泥絮体固相截留、将液相通过膜过滤抽出；所述第一曝气组件(31)用于对海绵块生物载体悬浮污泥流化段(22)进行曝气并使海绵块生物载体悬浮污泥流化段(22)的污泥絮体呈悬浮态；所述第一曝气组件(31)用于对膜组件固液分离器(23)进行曝气并使膜组件固液分离器(23)呈抖动状态；所述处理水储槽(4)用于接收膜组件固液分离器(23)过滤得到的处理液，并提供膜组件固液分离器(23)反冲洗的冲洗液；所述污泥储槽(5)用以接收海绵块流化床好氧MBR槽(2)中过量的污泥。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液反渗透浓缩液生物脱氮系统，其特征在于：所述海绵块生物载体悬浮污泥流化段(22)占槽体(21)整体体积的80％。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液反渗透浓缩液生物脱氮系统，其特征在于：所述海绵块生物载体的堆体积占槽体(21)整体体积的20％。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液反渗透浓缩液生物脱氮系统，其特征在于：还包括均与混合液储液槽(1)相连通的RO浓缩液储槽(6)、葡萄糖液储罐(7)和氨氮储罐(8)，所述RO浓缩液储槽(6)内设置有第一液位控制器(9)；所述RO浓缩液储槽(6)用于储存厂区渗滤液处理设备处理得到的RO浓缩液；所述葡萄糖液储罐(7)用于储存补充碳源的葡萄糖液；所述氨氮储罐(8)用于储存硫酸铵液；所述第一液位控制器(9)用于监测RO浓缩液储槽(6)内的液体高度。
5.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液反渗透浓缩液生物脱氮系统，其特征在于：还包括压力表(10)，所述压力表(10)用于监测膜组件固液分离器(23)出液口的出水泵压力。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的垃圾渗滤液反渗透浓缩液生物脱氮系统的运行方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：HN-AD菌污泥培养驯化：按比例将葡萄糖液、硫酸铵液和自来水注入到混合液储液槽(1)内；将取自填埋场垃圾渗滤液处理设施好氧槽的新鲜污泥液直接装入槽体(21)中间段，并投加海绵块生物载体形成海绵块生物载体悬浮污泥流化段(22)；打开第一曝气组件(31)和第二曝气组件(32)，分别使海绵块生物载体悬浮污泥流化段(22)的污泥絮体呈悬浮态和使膜组件固液分离器(23)呈抖动状态；将混合液储液槽(1)内的混合液注入到海绵块流化床好氧MBR槽(2)内进水运行2-3周，直到脱氮系统出水的总氮去除率稳定在70％时，HN-AD菌污泥培养驯化阶段运行结束；S2：耐盐HN-AD菌污泥培养驯化：HN-AD菌污泥培养的启动阶段的运行结束后，将混合液储液槽(1)内的混合液排空，然后按照以下进水工况顺序驯化培养耐盐HN-AD菌污泥：A工况：配制40％反渗透浓缩液与60％自来水的混合液进水运行2周；B工况：配制60％反渗透浓缩液与40％自来水的混合液进水继续运行2周；C工况：配制80％反渗透浓缩液与20％自来水的混合液进水再继续运行2周；D工况：用100％反渗透浓缩液的进水运行2-3周，直到脱氮系统出水的总氮去除率稳定在60％-70％时，耐盐HN-AD菌污泥培养驯化阶段结束，系统进入稳定运行阶段，并且在每个工况运行期间向混合液储液槽(1)内投加相应比例的葡萄糖和硫酸铵；S3：系统稳定运行：用100％反渗透浓缩液的进水运行，并且出水达满足厂区中水回用标准要求；S4：在步骤S1-S3运行过程中，每周检测一次海绵块流化床好氧MBR槽(2)内的反应液中的污泥浓度，并且在污泥浓度超过设定的范围值时，将约10％的污泥液抽送到污泥储箱(5)。
7.根据权利要求6所述的一种垃圾渗滤液反渗透浓缩液生物脱氮系统，其特征在于：所述脱氮系统的运行过程中采用每日进水5次，每次进水60min的方式进水，采用出水5min，停5min的方式出水，且出水过程中第二曝气组件(32)的曝气量调高至1.5倍的第一曝气组件(31)的曝气量。
8.根据权利要求6所述的一种垃圾渗滤液反渗透浓缩液生物脱氮系统，其特征在于：在压力表(10)监测膜组件固液分离器(23)出液口的出水压力低于设定值时，停止出水并将处理水储槽(4)内的处理水通过反冲洗管对膜组件固液分离器(23)进行反冲洗，并且采用运行5min、停5min的方式重复三次进行反冲洗。
9.根据权利要求6所述的一种垃圾渗滤液反渗透浓缩液生物脱氮系统，其特征在于：在脱氮系统运行过程中发现海绵块生物载体外表面被较厚的污泥絮体包埋形成球状，在气泡夹带流化作用下移动困难时，将第一曝气组件的风量调至最大，用气泡的剪切作用清除海绵块生物载体表面污泥层。
10.根据权利要求6所述的一种垃圾渗滤液反渗透浓缩液生物脱氮系统，其特征在于：所述步骤S4中在抽取污泥液时将第一曝气组件(31)的风量调高使海绵块生物载体始终悬浮在槽体(21)的中上部。
发明内容
本发明的目的在于提供一种垃圾渗滤液反渗透浓缩液生物脱氮系统及其运行方法，可以有效避免HN-AD容易流失的技术问题，以此提高垃圾渗滤液的反渗透膜浓缩液的除氮效果。
为实现上述目的，本发明提供如下第一种技术方案：
一种垃圾渗滤液反渗透浓缩液生物脱氮系统，包括混合液储液槽、海绵块流化床好氧MBR槽、曝气系统、处理水储槽和污泥储槽；
所述海绵块流化床好氧MBR槽包括槽体、位于槽体中间段的海绵块生物载体悬浮污泥流化段和位于槽体相对两侧的膜组件固液分离器，所述海绵块生物载体悬浮污泥流化段由含HN-AD菌的好氧污泥液以及投加海绵块生物载体而构成，所述曝气系统包括相互独立的第一曝气组件和第二曝气组件，所述第一曝气组件对应海绵块生物载体悬浮污泥流化段设置，所述第二曝气组件对应两侧的膜组件固液分离器设置；
所述混合液储液槽用于储存待处理的混合液；
所述海绵块生物载体悬浮污泥流化段用于对混合液中的硝酸盐转化为氮气，实现生物脱氮处理；
所述膜组件固液分离器用于将处理后的混合液中的污泥絮体固相截留、将液相通过膜过滤抽出；
所述第一曝气组件用于对海绵块生物载体悬浮污泥流化段进行曝气并使海绵块生物载体悬浮污泥流化段的污泥絮体呈悬浮态；
所述第一曝气组件用于对膜组件固液分离器进行曝气并使膜组件固液分离器呈抖动状态；
所述处理水储槽用于接收膜组件固液分离器过滤得到的处理液，并提供膜组件固液分离器反冲洗的冲洗液；
所述污泥储槽用以接收海绵块流化床好氧MBR槽中过量的污泥。
优选的，所述海绵块生物载体悬浮污泥流化段占槽体整体体积的80％。
优选的，所述海绵块生物载体的堆体积占槽体整体体积的20％。
优选的，还包括均与混合液储液槽相连通的RO浓缩液储槽、葡萄糖液储罐和氨氮储罐，所述RO浓缩液储槽内设置有第一液位控制器；
所述RO浓缩液储槽用于储存厂区渗滤液处理设备处理得到的RO浓缩液；
所述葡萄糖液储罐用于储存补充碳源的葡萄糖液；
所述氨氮储罐用于储存硫酸铵液；
所述第一液位控制器用于监测RO浓缩液储槽内的液体高度。
优选的，还包括压力表，所述压力表用于监测膜组件固液分离器出液口的出水泵压力。
同时，本发明还提供如下第二种技术方案：
一种垃圾渗滤液反渗透浓缩液生物脱氮系统的运行方法，包括以下步骤：
S1：HN-AD菌污泥培养驯化：按比例将葡萄糖液、硫酸铵液和自来水注入到混合液储液槽内；将取自填埋场垃圾渗滤液处理设施好氧槽的新鲜污泥液直接装入槽体中间段，并投加海绵块生物载体形成海绵块生物载体悬浮污泥流化段；打开第一曝气组件和第二曝气组件，分别使海绵块生物载体悬浮污泥流化段的污泥絮体呈悬浮态和使膜组件固液分离器呈抖动状态；将混合液储液槽内的混合液注入到海绵块流化床好氧MBR槽内进水运行2-3周，直到脱氮系统出水的总氮去除率稳定在70％时，HN-AD菌污泥培养驯化阶段运行结束；
S2：耐盐HN-AD菌污泥培养驯化：HN-AD菌污泥培养的启动阶段的运行结束后，将混合液储液槽内的混合液排空，然后按照以下进水工况顺序驯化培养耐盐HN-AD菌污泥：
A工况：配制40％反渗透浓缩液与60％自来水的混合液进水运行2周；
B工况：配制60％反渗透浓缩液与40％自来水的混合液进水继续运行2周；
C工况：配制80％反渗透浓缩液与20％自来水的混合液进水再继续运行2周；
D工况：用100％反渗透浓缩液的进水运行2-3周，直到脱氮系统出水的总氮去除率稳定在60％-70％时，耐盐HN-AD菌污泥培养驯化阶段结束，系统进入稳定运行阶段，并且在每个工况运行期间向混合液储液槽内投加相应比例的葡萄糖和硫酸铵；
S3：系统稳定运行：用100％反渗透浓缩液的进水运行，并且出水达满足厂区中水回用标准要求；
S4：在步骤S1-S3运行过程中，每周检测一次海绵块流化床好氧MBR槽内的反应液中的污泥浓度，并且在污泥浓度超过设定的范围值时，将约10％的污泥液抽送到污泥储箱。
优选的，所述脱氮系统的运行过程中采用每日进水5次，每次进水60min的方式进水，采用出水5min，停5min的方式出水，且出水过程中第二曝气组件的曝气量调高至1.5倍的第一曝气组件的曝气量。
优选的，在压力表监测膜组件固液分离器出液口的出水压力低于设定值时，停止出水并将处理水储槽内的处理水通过反冲洗管对膜组件固液分离器进行反冲洗，并且采用运行5min、停5min的方式重复三次进行反冲洗。
优选的，在脱氮系统运行过程中发现海绵块生物载体外表面被较厚的污泥絮体包埋形成球状，在气泡夹带流化作用下移动困难时，将第一曝气组件的风量调至最大，用气泡的剪切作用清除海绵块生物载体表面污泥层。
优选的，所述步骤S4中在抽取污泥液时将第一曝气组件的风量调高使海绵块生物载体始终悬浮在槽体的中上部。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明中采用海绵块生物载体化床好氧膜生物反应装置，并以含HN-AD菌的好氧污泥为种污泥，富集培养异养硝化-好氧反硝化HN-AD菌群，HN-AD菌群在增殖过程中不断附着在生物载体和游离于悬浮污泥中，将渗滤液反渗透浓缩液的硝酸盐转化为氮气、实现好氧条件下反渗透浓缩液的HN-AD菌脱氮处理，并且投加的海绵块生物载体具备孔内固定微生物量大、孔外表面生物膜更新快，孔内附着微生物不容易流失，化学与生物稳定性高的优点，能够有利于HN-AD菌固着与减少流失；
本发明中的第一曝气组件对海绵块生物载体悬浮污泥流化段进行曝气处理，不仅提高了海绵块生物载体悬浮污泥流化段内的氧气含量，同时使海绵块生物载体悬浮污泥流化段中的污泥絮体呈悬浮态，以此提高海绵块生物载体悬浮污泥流化段内液体的流动性，从而提高反应效率，而第二曝气组件使膜组件固液分离器呈抖动状态，能够将过滤得到的污泥垢抖落，从而解决膜组件固液分离器容易堵塞的问题。
（发明人：李晓;王小铎;李林曦;郭亚娇;王星发;付饶;陈东水;尹胜涛）