一种垃圾渗沥液纯氧与空气协同曝气处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及垃圾处理领域，具体而言涉及垃圾渗沥液纯氧与空气协同曝气处理系统。


背景技术：

2.随着我国社会的进步和经济建设的快速发展，城市生活垃圾的处理量日益增多，目前我国普遍采用垃圾焚烧和垃圾填埋的方式进行处理，垃圾处理过程中必然会产生垃圾渗沥液。垃圾渗沥液是一种有毒的高有机物、高氨氮、同时含有重金属离子的污染物，在不同地区、不同季节的渗沥液性质差异明显，且浓度变化很大，水质十分复杂，垃圾渗沥液的这些性质造成了垃圾焚烧厂和垃圾填埋场渗沥液处理困难的问题。
3.污水的生化处理具有效果好、成本低的特点而被业界普遍采用。其中，活性污泥法和生物膜法是生化处理中的两种最具有代表性的方法。而垃圾渗沥液的处理工艺中，活性污泥工艺是去除不同浓度污染物的悬浮生长式废水生物处理方法，应用更为广泛。根据处理要求或排放标准的不同，选用活性污泥法的不同组合形式对渗沥液进行处理。硝化
‑
反硝化活性污泥法及其组合工艺能够满足不同处理要求中对有机物及氮元素的脱除效果，应用项目多。
4.在传统的硝化
‑
反硝化活性污泥法及其组合工艺处理渗沥液过程中，生化反应池中曝气的方式主要采用空气曝气(鼓风曝气管曝气、鼓风
‑
射流曝气等)的方式进行。由于渗沥液的高有机物、高氨氮的性质特征，在生化处理过程中有机负荷高，生化反应剧烈，导致反应池内泡沫增多，引起飞溅的环境问题。同时，因空气中所含氮气和氧气的组成成分的差异，空气曝气中氧气的传递效率较低，相应地氧气利用率较低，为生化反应池提供相同数量的溶解性氧气所需要消耗的能量较多，能耗较高。
5.专利cn201721104140提出的一种纯氧曝气系统，用以解决曝气污泥活化和搅拌力度不够的问题，专利cn201921277141提出的一种用于废水处理的纯氧曝气系统，用以提高水中的溶解氧，改善污泥活性、减少臭氧量，上述专利均不能解决垃圾渗沥液生化系统泡沫较多而容易飞溅的环境问题。
6.为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种垃圾渗沥液纯氧与空气协同曝气处理系统。


技术实现要素：

7.在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
8.为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种垃圾渗沥液纯氧与空气协同曝气处理系统，包括沿着渗沥液流通方向依次连通的反硝化池、一级硝化池和二级硝化池，
其中，
9.所述一级硝化池内设置有纯氧曝气装置，用以采用纯氧进行曝气处理；以及
10.所述二级硝化池内设置有空气曝气装置，用以采用空气进行曝气处理，其中，所述二级硝化池内的渗沥液还回流至所述反硝化池进行反硝化处理。
11.示例性地，所述空气曝气装置采用鼓风
‑
射流曝气形式向所述二级硝化池内通入空气。
12.示例性地，还包括深度处理系统，用以对所述二级硝化池内的产水进行深度处理以达到可排放产水或可被综合利用产水。
13.示例性地，还包括碳源补充装置，所述碳源补充装置与所述反硝化池相连，用以向所述反硝化池中补充碳源。
14.示例性地，所述碳源包括葡萄糖、乙酸钠和/或渗沥液原液等有机物。
15.示例性地，还包括渗沥液输入系统，所述渗沥液输入系统用以向所述反硝化池输入渗沥液。
16.示例性地，所述渗沥液输入系统包括填埋场渗沥液输入系统和/或焚烧厂渗沥液输入系统，
17.所述填埋场渗沥液输入系统用以输入填埋场渗沥液；
18.所述焚烧厂渗沥液输入系统用以输入焚烧厂渗沥液。
19.示例性地，所述焚烧厂渗沥液输入系统包括厌氧反应处理系统，焚烧厂渗沥液经过所述厌氧反应处理系统后输入至所述反硝化系统。
20.示例性地，所述一级硝化池的有效容积小于所述二级硝化池。
21.示例性地，所述一级硝化池与所述二级硝化池的有效容积的比值范围为1/6
‑
1/3。
22.根据本实用新型的垃圾渗沥液纯氧与空气协同曝气处理系统，一级硝化池内的纯氧曝气装置高效、快速的传氧能力确保一级硝化池内微生物对溶解氧的利用效率，迅速地降低污染物的浓度，有效地控制泡沫形成及泡沫飞溅，减轻泡沫飞溅引起的环境风险；在一级硝化池内迅速降低有机负荷过程中，使二级硝化池内的有机污染物质浓度相对较低，二级硝化池内采用空气曝气时的负荷也较低，从而有效控制其中的泡沫的产生量，维持二级硝化池内较低的泡沫量，进一步减轻泡沫飞溅引起的环境风险。同时，空气曝气的相对低的氧气传递效率，使得二级硝化池内保持相对较低的溶解氧浓度，二级硝化池内的渗沥液回流至反硝化池内可以提高反硝化池内反硝化处理能力。根据本实用新型的一种垃圾渗沥液纯氧与空气协同曝气处理系统，既可以有效地降低能源的消耗，实现节能减排，又同时兼顾环境污染风险。
附图说明
23.本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。
24.附图中：
25.图1为根据本实用新型的一个实施例的一种垃圾渗沥液纯氧与空气协同曝气处理系统的结构框图。
具体实施方式
26.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
27.为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的描述，以说明本实用新型的垃圾渗沥液纯氧与空气协同曝气处理系统。显然，本实用新型的施行并不限于垃圾处理领域技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。
28.应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
29.现在，将参照附图更详细地描述根据本实用新型的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本实用新型的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的元件，因而将省略对它们的描述。
30.为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种垃圾渗沥液纯氧与空气协同曝气处理系统，包括：
31.包括沿着渗沥液流通方向依次连通的反硝化池、一级硝化池和二级硝化池，其中，
32.所述一级硝化池内设置有纯氧曝气装置，用以采用纯氧进行曝气处理；以及
33.所述二级硝化池内设置有空气曝气装置，用以采用空气进行曝气处理，所述二级硝化池内的渗沥液还回流至所述反硝化池进行反硝化处理。
34.下面参看图1对根据本实用新型的一种垃圾渗沥液处理装置进行示例性说明。其中，图1为根据本实用新型的一个实施例的一种垃圾渗沥液纯氧与空气协同曝气处理系统的结构框图。
35.垃圾渗沥液是垃圾在堆放和填埋过程中由于压实、发酵等物理、生物、化学作用，同时在降水和其他外部来水的渗流作用下产生的含有机或无机成分的液体。垃圾渗沥液是一种有毒的高有机物、高氨氮、同时含有重金属离子的污染物，在不同地区、不同季节的渗沥液性质差异明显，且浓度变化很大，水质十分复杂，垃圾渗沥液的这些性质造成了垃圾焚烧厂和垃圾填埋场渗沥液处理困难的问题。
36.首先参看图1，示出为根据本实用新型的一种垃圾渗沥液纯氧与空气协同曝气处理系统的示意性结构框图，其中，根据本实用新型的一种垃圾渗沥液纯氧与空气协同曝气处理系统包括反硝化池1、一级硝化池2和二级硝化池3，其中反硝化池1、一级硝化池2和二级硝化池3沿着渗沥液的流通方向连通设置。
37.反硝化池1用以对渗沥液进行反硝化处理，反硝化池中设置有反硝化菌，反硝化菌将硝酸盐(no3‑
)中的氮(n)通过一系列中间产物(no2‑
、no、n2o)还原为氮气(n2)。反硝化菌在
无氧条件下，通过将硝酸盐(no3‑
)作为电子受体完成呼吸作用(respiration)以获得能量。
38.一级硝化池2和二级硝化池3中用以对渗沥液进行硝化处理，硝化处理是生物用氧气将氨氧化为亚硝酸盐继而将亚硝酸盐氧化为硝酸盐的过程。尤指将有机化合物转化成硝基化合物或硝酸酯(如用硝酸和硫酸的混合物处理)。将氨降解为亚硝酸盐的步骤常常是硝化作用的限速步骤。硝化作用是环境中氮循环的重要步骤。
39.本实用新型中，设置两级硝化池进行硝化处理，硝化处理后的渗沥液进一步输入反硝化池进行反硝化处理，使渗沥液中的含氮有机物充分分解，提高系统的反硝化处理能力，可以有效地降低能源的消耗，实现节能减排。
40.如图1所示，一种垃圾渗沥液纯氧与空气协同曝气处理系统还包括渗沥液进水系统4，渗沥液进水系统4连接在反硝化池1前端，用以提供渗沥液进入反硝化池1进行反硝化系统。
41.渗沥液进水系统4例如可以是直接与渗沥液储池相连的传输管道或者渗沥液储存装置。在根据本发明的一个实施例中，渗沥液进水系统4包括填埋场渗沥液进水系统和/或焚烧厂渗沥液进水系统。填埋场渗沥液进水系统向反硝化池1内输入填埋场渗沥液，焚烧厂渗沥液进水系统向反硝化池1内输入焚烧厂渗沥液。其中，焚烧厂渗沥液先经过厌氧反应处理后再输入反硝化池1。
42.继续参看图1，渗沥液经过渗沥液进水系统4输入至反硝化池1进行反硝化处理。反硝化处理是在无氧或低氧条件下，微生物将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原成气态氮的过程。反硝化处理过程中，微生物需要补充碳源。
43.如图1所示，示例性的，根据本实用新型的一个示例，垃圾渗沥液纯氧与空气协同曝气处理系统还包括碳源补充装置5，碳源补充装置5与反硝化池相连，用以向反硝化池中输入碳源。示例性的，碳源包括葡萄糖、乙酸钠、渗沥液原液等有机物。
44.在根据本实用新型的一个优选实施例中，碳源采用渗沥液原液。采用渗沥液原液作为碳源，渗沥液原液与反硝化池中的渗沥液反应液成分相同或相近，避免浓度分布不均，同时提高渗沥液的处理效率，另一方面也减少碳源补充的成本。
45.继续参看图1，经过反硝化池1进行反硝化处理后的渗沥液输入一级消化池2内进行曝气处理。如图1所示，一级硝化池2内设置有纯氧曝气装置21，纯氧曝气装置21向一级硝化池2内提供纯氧以进行纯氧曝气处理。
46.一级硝化池内采用纯氧进行曝气处理，纯氧高效的氧气传递效率，快速地降低有机污染物质的负荷，维持池内低的泡沫高度，有效地控制泡沫形成及泡沫飞溅，从而减轻泡沫飞溅引起的环境风险。
47.示例性的，一级硝化池设置为矩形或者正方形，其中，相邻两边的长度比的范围为0.5
‑
2。
48.在根据本实用新型的一个实例中，一级硝化池设置为正方形。
49.继续参看图1，经过一级硝化池2的硝化处理之后，渗沥液进一步输入至二级硝化池3进行进一步的硝化处理。
50.二级硝化池3内设置有空气曝气装置31，空气曝气装置提供空气使二级硝化池3利用空气进行硝化处理，使二级硝化池3内维持较低的溶解氧浓度。由于一级硝化池2内采用纯氧曝气装置进行辅助硝化处理，快速的降低了有机污染物质的负荷，在二级硝化池3内的
有机污染物质浓度相对较低，使空气曝气时的负荷也较低，可以有效地控制其中的泡沫产生量，减轻泡沫飞溅的环境风险，进一步减轻泡沫飞溅引起的环境风险。同时，空气曝气的相对低的氧气传递效率，使得二级硝化池内保持相对较低的溶解氧浓度，二级硝化池内的渗沥液回流至反硝化池内可以提高反硝化池内反硝化处理能力。
51.示例性的，一级硝化池的有效容积小于二级硝化池。由于以及硝化池中采用纯氧进行曝气处理，氧气传递效率高，使得一级硝化池内微生物能够迅速的降低污染物的浓度，迅速降低有机负荷。而二级硝化池内采用空气进行曝气处理，空气曝气处理中氧气传递效率相对较低，为了保证一级硝化池内硝化处理后的渗沥液在二级硝化池内能够充分分解，将一级硝化池的有效容积设置为小于二级硝化池，使二级硝化池内的污染物浓度相对较低，从而提高整个系统的净化处理的效率。
52.根据本实用新型的一个示例中，一级硝化池与二级硝化池的有效容积的比值范围为1/6
‑
1/3。
53.在根据本实用新型的一种垃圾渗沥液纯氧与空气协同曝气处理系统，二级硝化池3内的渗沥液进一步回流至反硝化池进行反硝化处理，从而减低了系统内总氮的含量，提高了反硝化池内反硝化处理能力，因此，根据本实用新型可以有效地降低能源的消耗，实现节能减排。
54.示例性的，二级硝化池3内的所述空气曝气装置31采用鼓风
‑
射流曝气形式向所述二级硝化池内通入空气。在二级硝化池中利用射流式扩散器充氧曝气，其搅动混合能力强，氧转递效率高，活性污泥沉降性能好。
55.示例性的，根据本实用新型的垃圾渗沥液纯氧与空气协同曝气处理系统还包括深度处理系统，用以对所述二级硝化池内的产水进行深度处理以达到可排放产水或可被综合利用产水。
56.如图1所示，经过二级硝化池3硝化处理后的产水，进一步输入至深度处理系统6。示例性的，深度处理系统6包括膜反应系统。膜反应系统包括但不限于反渗透处理系统等。
57.根据本实用新型的一种垃圾渗沥液纯氧与空气协同曝气处理系统，一级硝化池内的纯氧曝气装置高效、快速的传氧能力确保一级硝化池内微生物对溶解氧的利用效率，迅速地降低污染物的浓度，有效地控制泡沫形成及泡沫飞溅，减轻泡沫飞溅引起的环境风险；在一级硝化池内迅速降低有机负荷过程中，使二级硝化池内的有机污染物质浓度相对较低，二级硝化池内采用空气曝气时的负荷也较低，从而有效控制其中的泡沫的产生量，维持二级硝化池内较低的泡沫量，进一步减轻泡沫飞溅引起的环境风险。同时，空气曝气的相对低的氧气传递效率，使得二级硝化池内保持相对较低的溶解氧浓度，二级硝化池内的渗沥液回流至反硝化池内可以提高反硝化池内反硝化处理能力。根据本实用新型的一种垃圾渗沥液纯氧与空气协同曝气处理系统，既可以有效地降低能源的消耗，实现节能减排，又同时兼顾环境污染风险。
58.本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。