一种具有原位脱氮功能的生活垃圾填埋处理技术及生物反应器

摘要

本发明公开了一种具有原位脱氮功能的生活垃圾填埋处理技术，在硝化反应器内实现上层曝气，形成上层好氧、中间缺氧、下层厌氧的环境，在好氧区，氨在自养型硝化细菌的作用下将其氧化成NO3－，在缺氧区，由反硝化细菌以有机物作为电子供体，使NO3－还原为N2而从液相中释放，实现NH4+－N的转化和去除，在厌氧区，实现有机物的降解产甲烷。本发明还提供了采用上述处理技术的生物反应器。本发明将垃圾填埋主体、填埋气和渗滤液作为一个有机整体考虑，在硝化反应器上层设置曝气层，使得硝化反应器内形成一个上层好氧、中间缺氧、下层厌氧的环境，实现了在生物反应器填埋场内部生物原位脱氮功能，无需单独针对渗滤液进行场外处理，投资运行费用低，处理效率高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种生活垃圾填埋处理技术，具体来说是指一种具有原位脱氮功能的生活垃圾填埋处理技术及生物反应器。

背景技术

渗滤液直接回灌型生物反应器填埋场由于厌氧环境和循环积累作用，渗滤液中氨氮浓度远高于传统卫生填埋场，造成填埋场内生态环境恶化，延缓填埋场稳定化进程。然而目前渗滤液中氨氮的脱除普遍采用物化处理法和场外生物处理法，投资建设费用高，而且存在环境风险，因此不适宜推广使用。采用本设计不仅解决生物原位脱氮功能，实现生活垃圾的快速稳定化，而且最大限制避免填埋场的二次污染问题。

发明专利申请200410088806.7公开了一种处理垃圾渗滤液的一体化生物反应器，由两个生物反应区和一个调节区组成，每个生物反应区内均填充生物填料，形成好氧区和厌氧区。在好氧区内，有机物被好氧异养菌降解为无机碳，并控制氨氮的硝化过程在亚硝化阶段，将50％的氨氮氧化为亚硝酸盐，好氧区的出水在调节区中与pH调节剂混合均匀后，进入厌氧区。在厌氧区，厌氧氨氧化菌以氨氮为电子供体还原亚硝酸盐，以亚硝酸盐为电子受体来氧化氨氮，将氨氮和亚硝态氮转变为氮气，部分有机物贝其它厌氧微生物吸收或降解。该技术方案是单独针对垃圾渗滤液进行液体处理，将垃圾填埋主体和渗滤液分开考虑，这样投资运行费用高。

发明内容

本发明提供了一种为解决垃圾渗滤液中氨氮浓度过高的突出问题，实现生物脱碳和生物原位脱氮功能有机结合的生活垃圾填埋处理技术。

一种具有原位脱氮功能的生活垃圾填埋处理技术，包括以下步骤：在硝化反应器内实现上层曝气，形成上层好氧、中间缺氧、下层厌氧的环境，在好氧区，氨在自养型硝化细菌的作用下将其氧化成NO₃^-，在缺氧区，由反硝化细菌以有机物作为电子供体，使NO₃^-还原为N₂而从液相中释放，实现NH₄⁺-N的转化和去除，在厌氧区，实现有机物的降解产甲烷。

本发明还提供了一种基于上述处理技术的生物反应器。

一种具有原位脱氮功能的生活垃圾填埋生物反应器，是由三级反应器依次为新鲜垃圾填埋场、产甲烷反应器和硝化反应器通过前一级反应器的底部渗滤液出水口和后一级反应器的顶部渗滤液进水口连通组成的循环系统，各级反应器内均设有垃圾室和气室，硝化反应器垃圾室上层设有曝气层，硝化反应器垃圾室内由上至下依次为好氧区、缺氧区和厌氧区。

所述的产甲烷反应器的底部渗滤液出水口经一三相分离器和硝化反应器的顶部渗滤液进水口连通，三相分离器的气相通路接入集气袋。

所述的产甲烷反应器内设有若干集气管，集气管接入集气袋。

所述的各级反应器与下一级反应器之间的渗滤液流通管道上均设有集水瓶和进水泵。

所述的各级反应器垃圾室底部垫有碎石层，以便于渗滤液流出。

所述的各级反应器垃圾室顶部设有沙层。

本发明将垃圾填埋主体、填埋气和渗滤液作为一个有机整体进行考虑，在硝化反应器上层设置曝气层，使得硝化反应器内形成一个上层好氧、中间缺氧、下层厌氧的环境，实现了在生物反应器填埋场内部生物原位脱氮功能，无需单独针对渗滤液进行场外处理，投资运行费用低，处理效率高。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种具有原位脱氮功能的生活垃圾填埋生物反应器，是由三级反应器依次为新鲜垃圾填埋场12、产甲烷反应器13和硝化反应器14通过前一级反应器的底部渗滤液出水口经一集水瓶9和一进水泵10和后一级反应器的顶部渗滤液进水口连通组成的循环系统，各级反应器内均设有垃圾室和气室3，气室3上设有导气管6，便于填埋气的收集和利用。

各级反应器垃圾室底部垫有便于渗滤液顺利排出的碎石层1，顶部设有沙层2。

产甲烷反应器13的底部渗滤液出水口经一三相分离器8、集水瓶9和进水泵10与硝化反应器14的顶部渗滤液进水口连通，三相分离器8的气相通路接入集气袋7，产甲烷反应器13内设有若干集气管4，集气管4接入集气袋7。

硝化反应器14垃圾室上层设有曝气层11，硝化反应器14垃圾室内由上至下依次为好氧区、缺氧区和厌氧区。

将生活垃圾分别装入新鲜垃圾填埋场12、产甲烷反应器13和硝化反应器14中，运行装置，新鲜垃圾填埋场12的渗滤液流入产甲烷反应器13，经产甲烷反应器13中的三相分离器8后，流入硝化反应器14，硝化反应器14上层通过曝气泵12装置限氧曝气，实现上层好氧，中间缺氧，下部厌氧的环境，使其上层垃圾介质中硝化细菌为优势菌群，下层垃圾介质中反硝化细菌数量占优势，具备同步硝化、反硝化生物原位脱氮功能。经硝化反应器14同步硝化和反硝化生物脱氮后的渗滤液经进水泵循环到新鲜垃圾填埋场12中。如此循环进行，直至生活垃圾稳定化。