垃圾滲濾液處置及低碳節能脫氮技術.pdf

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1、垃圾滲濾液處置及垃圾滲濾液處置及低碳節能脫氮技術低碳節能脫氮技術 主講人：汪曉軍主講人：汪曉軍 教授教授/博士生導師博士生導師華南理工大學華南理工大學 環境與能源學院環境與能源學院 E-mail:高濃度氨氮含量高氨氮有毒性處理后出水難以達到（GB16889-2008）標準垃圾滲濾液垃圾滲濾液的特征垃圾滲濾液的特征難生物降解2023中國給水排水中國給水排水垃圾滲濾液處理會議垃圾滲濾液處理會議u高濃度u中濃度u低濃度吹脫法、鳥糞石法、脫氨吹脫法、鳥糞石法、脫氨膜膜鳥糞石法、鳥糞石法、生化法生化法吸附法、離子交換法、吸附法、離子交換法、生化法、氯氧化法等生化法、氯氧化法等含氨氮廢水的主要處理方法含氨

2、氮廢水的主要處理方法 處理費用高，操作難度大。耗堿，耗能，耗酸（硫酸）。硫酸銨脫水才可生成鹽回收。1000mg/L1000mg/L氨氮處理成本至少氨氮處理成本至少3030元每噸元每噸!這是我們參與做過的中試試驗！這是我們參與做過的中試試驗！高濃度氨氮廢水吹脫工藝高濃度氨氮廢水吹脫工藝鳥糞石法（磷酸銨鎂法）鳥糞石法（磷酸銨鎂法）NH4+Mg2+PO43-+6H2OMgNH4PO46H2OpH=9-10發表相關論文：發表相關論文：（1）許金花，）許金花，汪曉軍汪曉軍，肖丁肖丁.磷酸鎂銨沉淀法處理鐵紅含氨氮廢水磷酸鎂銨沉淀法處理鐵紅含氨氮廢水J.無機鹽工業，無機鹽工業，2006,38(12):45-

3、47.（2）郭冠超，）郭冠超，汪曉軍汪曉軍，陳振國，葛啟龍，陳振國，葛啟龍.氧化鐵紅廠酸性廢水的處理及資源化利用氧化鐵紅廠酸性廢水的處理及資源化利用J.中國給水排水中國給水排水,2013,29(18):113-115.（3）饒力，）饒力，汪曉軍汪曉軍，陳振國，袁延磊，郭冠超，陳振國，袁延磊，郭冠超.響應面法優化響應面法優化MAP法處理高濃度氨氮法處理高濃度氨氮廢水的研究廢水的研究J.工業水處理工業水處理,2015,35(6):61-64.n 消耗大量磷酸鹽和鎂鹽（消耗大量磷酸鹽和鎂鹽（30kg/m3，1000mg/L氨氮廢水氨氮廢水）n 工藝可行，但工程應用上還有不少技術問題！工藝可行，但工程

4、應用上還有不少技術問題！100元元/噸！噸！n 產物無明確市場，存在二次污染風險！產物無明確市場，存在二次污染風險！缺點缺點中高濃度氨氮廢水處理中高濃度氨氮廢水處理-鳥糞石法鳥糞石法總結起來的四種生物脫氮過程包括總結起來的四種生物脫氮過程包括:v 生物同化，生物同化，BOD：N：P100：5：1（貢獻很少）（貢獻很少）v 完全硝化反硝化完全硝化反硝化v 亞硝化反硝化亞硝化反硝化v 厭氧氨氧化厭氧氨氧化常用的生化脫氮法常用的生化脫氮法常用的生物脫氮法常用的生物脫氮法A/O法、法、A2/O法、反置法、反置A2/O法法 SBR法、法、SSBR法法SHARON（荷蘭（荷蘭Delft技術大學）技術大學）

5、ANAMMOXOLAND（氧限制自養硝化反硝化，由比利時（氧限制自養硝化反硝化，由比利時Gent微微生物實驗室開發的）生物實驗室開發的）SND傳統的硝化反硝化過程傳統的硝化反硝化過程氨氮氨氮亞硝氮亞硝氮硝氮硝氮氮氣氮氣AOBNOB反硝化反硝化 國家新排放標準：國家新排放標準：對氨氮、總氮都有要求！對氨氮、總氮都有要求！目前仍是應用最多的工藝，對于碳源充足的污水目前仍是應用最多的工藝，對于碳源充足的污水處理，傳統的工藝仍是一個好工藝！處理，傳統的工藝仍是一個好工藝！廢水氨氮和總氮的去除廢水氨氮和總氮的去除傳統生物脫氮與新型脫氮技術對比傳統生物脫氮與新型脫氮技術對比 需氧量（gO2/gN）2.29

6、1.142.291.15 外加碳源（gBOD/gN）1.141.721.72 堿度（gCaCO3/gN）7.147.143.57完全硝化反硝化完全硝化反硝化亞硝化反硝化亞硝化反硝化厭氧氨氧化厭氧氨氧化無需有機碳源Reference:Soliman M,Eldyasti A.Development of partial nitrification as a first step of nitrite shunt process in a Sequential Batch Reactor(SBR)using Ammonium Oxidizing Bacteria(AOB)controlled by

7、 mixing regimeJ.Bioresource Technology,2016,221:85-95.影響生化脫氮的因素影響生化脫氮的因素v 亞硝化需要消耗大量的堿度，從亞硝酸根轉化為硝酸根，則不需要堿度！反硝化又產生堿度。v 垃圾滲濾液一般都具有充足堿度。v 這幾種生化脫氮方式，有可能是同時存在的。這幾種生化脫氮方式，有可能是同時存在的。C/N比完全硝化反硝化：3.0左右亞硝化反硝化：1.8左右厭氧氨氧化：不需要碳源厭氧氨氧化：不需要碳源完全反硝化完全反硝化短程反硝化短程反硝化厭氧氨氧化厭氧氨氧化 工藝成熟，廣泛應用（A2O、氧化溝等）。消耗大量碳源?；緹o報道，論文也不可能發表。研究

8、報道較多，大規模應用不多。碳源消耗比完全反硝化少。大規模應用很少。大規模應用很少。無需碳源消耗。無需碳源消耗。研究報道多，但實際工程不多！研究報道多，但實際工程不多！我們開發出實用化工程應用技術！我們開發出實用化工程應用技術！生化脫氮的工藝比較生化脫氮的工藝比較習近平總書記要求：中國力爭于習近平總書記要求：中國力爭于2030年前二氧化年前二氧化碳排放達到峰值、碳排放達到峰值、2060年前實現碳中和。年前實現碳中和。生物脫氮技術的選擇生物脫氮技術的選擇 對于碳氮比高達20以上的廢水處理，幾乎不需要考慮脫氮，脫碳的過程，就可以脫氨氮。若選擇厭氧處理，可能只消耗碳源，將氮積累下來！在碳氮比5以上脫氮

9、，可以考慮常規的硝化反硝化工藝。生活污水處理，氨氮20-40mg/L，COD值在150-250mg/L左右，常規工藝即可。碳氮比在碳氮比在2-5的脫氮，短程硝化反硝化。的脫氮，短程硝化反硝化。碳氮比小于碳氮比小于2，特別是小于，特別是小于1的場合，厭氧氨氧化最合適！的場合，厭氧氨氧化最合適！垃圾滲濾液處理達標的關鍵垃圾滲濾液處理達標的關鍵總氮總氮高氨氮處理，帶來的總氮問題及解決高氨氮處理，帶來的總氮問題及解決方法方法氨問題氨問題高高氨氮及其氨氮及其毒性對生化的毒性對生化的影響影響COD不可生物降解的不可生物降解的COD，對，對COD達標的達標的影響影響老齡垃圾滲濾液處理老齡垃圾滲濾液處理的低碳

10、節能脫氮的低碳節能脫氮工藝工藝v前置反硝化，脫除進水中的BOD與部分總氮v高效亞硝化，實現部分亞硝化v主流厭氧氨氧主流厭氧氨氧化，深度脫除化，深度脫除進水中的進水中的氨氮氨氮和和TNv工藝工藝流程流程圖圖老齡滲濾液前置反硝化（厭氧）高效亞硝化反應器厭氧氨氧化反應器出水與常規硝化反硝化相比的優越性與常規硝化反硝化相比的優越性v節省曝氣能耗節省曝氣能耗65%v節省反硝化碳源節省反硝化碳源100%。以。以1000mg/L的氨氮計算的氨氮計算，碳源的成本一噸水應在，碳源的成本一噸水應在20元以上，若是元以上，若是2000 mg/L的滲濾液處理，碳源的費用就高達的滲濾液處理，碳源的費用就高達40元以上元

11、以上，而用厭氧氨氧化，而用厭氧氨氧化，碳源全??！，碳源全??！v管理方便管理方便，處理，處理效果效果穩定，產穩定，產泥量極泥量極少少v常規生化處理氨氮達常規生化處理氨氮達2000mg/L的老齡滲濾液，的老齡滲濾液，前脫氮工藝成本前脫氮工藝成本50元以上，不包括設備元以上，不包括設備折舊。折舊。v新方法減少二氧化碳排放，一噸水新方法減少二氧化碳排放，一噸水16公斤。公斤。30頁二種工藝前段脫氨成本比較二種工藝前段脫氨成本比較v老齡垃圾滲濾液，堿度充足，不需補充堿度！老齡垃圾滲濾液，堿度充足，不需補充堿度！v垃圾滲濾液除特殊營養物，一般營養物充足！垃圾滲濾液除特殊營養物，一般營養物充足！v采用厭氧氨

12、氧化，曝氣的動力成本，只需要完全采用厭氧氨氧化，曝氣的動力成本，只需要完全硝化反硝化的三分之一，加上回流水泵等，噸水硝化反硝化的三分之一，加上回流水泵等，噸水電費應在電費應在35元。元。v反應器的容積負荷反應器的容積負荷v對于普通的對于普通的AO工藝的垃圾滲濾液處理，其容積負工藝的垃圾滲濾液處理，其容積負荷為荷為0.10.2 kgNH3/M3D。vvv泡沫問題泡沫問題v常規硝化反硝化，在硝化工段，需要大量曝氣，常規硝化反硝化，在硝化工段，需要大量曝氣，水質粘稠，產生大量泡沫，對于老齡垃圾滲濾液水質粘稠，產生大量泡沫，對于老齡垃圾滲濾液的處理，往往要投加消泡劑。的處理，往往要投加消泡劑。v由于厭

13、氧氨氧化的需氧量大幅減少，反應體系的由于厭氧氨氧化的需氧量大幅減少，反應體系的污泥濃度也大幅降低，厭氧氨氧化產生的泡沫較污泥濃度也大幅降低，厭氧氨氧化產生的泡沫較少，一般情況下不需要投加消泡劑。少，一般情況下不需要投加消泡劑。v有時不用消泡劑，噸水處理成本又可減少有時不用消泡劑，噸水處理成本又可減少35元元滲濾液處理的冷卻問題滲濾液處理的冷卻問題v由于老齡滲濾液氨氮濃度高，為了硝化反硝化脫由于老齡滲濾液氨氮濃度高，為了硝化反硝化脫氮，往往要投加大量的碳源，且在脫氮過程中，氮，往往要投加大量的碳源，且在脫氮過程中，一方面鼓進水中的風是熱的，且量也大；一方面鼓進水中的風是熱的，且量也大；v另一方面

14、，大量的另一方面，大量的COD降解也放熱，故在夏季，降解也放熱，故在夏季，生化反應池中的溫度有可能超過生化反應池中的溫度有可能超過40度以上，必須度以上，必須安裝冷卻系統，以保證系統正常運轉！安裝冷卻系統，以保證系統正常運轉！v厭氧氨氧化，需氣量少，生化過程發熱量低，在厭氧氨氧化，需氣量少，生化過程發熱量低，在夏季溫度只要不超過夏季溫度只要不超過38度，不需要另外冷卻！度，不需要另外冷卻！污泥問題污泥問題v常規硝化反硝化，氨氮在常規硝化反硝化，氨氮在2000mg/L，所需的，所需的BOD要高達要高達10000mg/L以上，才能完全脫氮，往以上，才能完全脫氮，往往要添加大量的碳源，而許多碳源都轉

15、化為污泥往要添加大量的碳源，而許多碳源都轉化為污泥，污泥量大！，污泥量大！vv厭氧氨氧化的污泥可不是廢物，而是資源！厭氧氨氧化的污泥可不是廢物，而是資源！v采用厭氧氨氧化，可以節省大量污泥處置費用！采用厭氧氨氧化，可以節省大量污泥處置費用！與常規硝化反硝化相比的優越性與常規硝化反硝化相比的優越性厭氧氨氧化的優越性厭氧氨氧化的優越性節省100%的碳源節省曝氣能耗65%噸水處理成本大大降低污泥產量極少產生的污泥不是廢物，而是資源容積負荷是常規工藝的4-8倍倍短程硝化反硝化與厭氧氨氧化關鍵短程硝化反硝化與厭氧氨氧化關鍵我們的研究進展我們的研究進展這二種低碳節能的工藝，關鍵在于穩定亞硝化這二種低碳節能

16、的工藝，關鍵在于穩定亞硝化。我們開發了高效的，穩定的亞硝化工藝，可穩我們開發了高效的，穩定的亞硝化工藝，可穩定實現高達定實現高達95%以上的亞硝化率。以上的亞硝化率。2017年，我們在國際年，我們在國際（BT）、國內頂級、國內頂級（中國（中國環境科學）環境科學）雜志發表相關研究成果，并立即著手雜志發表相關研究成果，并立即著手技術產業化工作。技術產業化工作。1m3/天亞硝化反硝化中試（氨氮濃度天亞硝化反硝化中試（氨氮濃度3000mg/L）技術相關研究論文技術相關研究論文發表在國內中文雜志論文發表在國內中文雜志論文 楊永愿，汪曉軍，趙爽，陳振國.沸石曝氣生物濾池短程硝化特性及其機制J.中國環境科學

17、，2017,37(12):4518-4525.陳振國，汪曉軍，周松偉，陳浩川.基于吸附-生化解吸實現低濃度氨氮廢水亞硝化J.中國給水排水,2019,35(3):1-7.王瑞鑫，陳婧，汪曉軍，胡浩林.Karasuta Chayangkun.堿度對沸石序批式反應器亞硝化的影響J.環境科學,2019,6(6):1-10.陳婧，汪曉軍，陳靜，等.臭氧加速人造沸石的合成及其對氨氮吸附特性影響J環境化學,2019,38(4):915-922.其它十多篇中文期刊雜志論文！已申請了二十多項發明專利，九已申請了二十多項發明專利，九項授權項授權v 一種低碳一種低碳/氮比的中低濃度廢水低碳處理方法及裝置氮比的中低濃

18、度廢水低碳處理方法及裝置v 發明專利申請號：發明專利申請號：CN201810097604.0 v 申請日期：申請日期：2018年年1月月31日日v 一種以碳酸鈉提供堿度實現高濃度氨氮廢水高效亞硝化的方法一種以碳酸鈉提供堿度實現高濃度氨氮廢水高效亞硝化的方法v 發明專利申請號：發明專利申請號：CN201711474755.5 v 申請日期：申請日期：2017年年12月月29日日 授權公告日：授權公告日：2020年年9月月22日日v 一種利用吸附氨氮材料強化一種利用吸附氨氮材料強化SBR實現穩定亞硝化的方法實現穩定亞硝化的方法v 發明專利申請號：發明專利申請號：CN201710757573.2 v

19、 申請日期：申請日期：2017年年8月月29日日 授權公告日：授權公告日：2020年年12月月22日日已獲得的授權專利（已獲得的授權專利（2）v一種中低濃度氨氮廢水穩定亞硝化反硝化脫氮方一種中低濃度氨氮廢水穩定亞硝化反硝化脫氮方法法v發明專利號：發明專利號：201811454772.7 v一種基于吸附再生及厭氧氨氧化的低濃度氨氮一種基于吸附再生及厭氧氨氧化的低濃度氨氮廢水脫氮方法廢水脫氮方法v發明專利號：發明專利號：CN201810677927.7v一種基于氨氮吸附和強化生物再生脫除低溫廢水一種基于氨氮吸附和強化生物再生脫除低溫廢水中氨氮的方法中氨氮的方法v發明專利號：發明專利號：CN2018

20、10257008.4 已獲得授權發明專利（已獲得授權發明專利（3）v 一種尿素廢水的高效自養脫氮處理方法一種尿素廢水的高效自養脫氮處理方法v 發明專利申請號：發明專利申請號：202110243805.9 v 授權公告日：授權公告日：2022年年7月月26日日v 一種氨氮廢水部分預亞硝化厭氧氨氧化高效脫氮方法一種氨氮廢水部分預亞硝化厭氧氨氧化高效脫氮方法v 發明專利申請號：發明專利申請號：201811454800.5v 授權公告日：授權公告日：2021年年10月月29日日v 一體式分區厭氧氨氧化脫氮裝置及其脫除氨氮方法一體式分區厭氧氨氧化脫氮裝置及其脫除氨氮方法v 申請申請(專利專利)號：號：C

21、N202010952035.0v 公開公告日：公開公告日：2021-01-22200L厭氧氨氧化中試裝置與紅菌照片厭氧氨氧化中試裝置與紅菌照片厭氧氨氧化厭氧氨氧化10噸工程化驗證噸工程化驗證-氧化鐵紅廢水處理氧化鐵紅廢水處理處理量處理量10m3/天天進水氨氮進水氨氮1000mg/L出水氨氮出水氨氮100mg/L出水總氮出水總氮200mg/L厭氧氨氧化厭氧氨氧化30噸的工程化驗證噸的工程化驗證處理量處理量30m3/天天進水氨氮進水氨氮1500-2500mg/L出水氨氮出水氨氮150mg/L出水總氮出水總氮300mg/L厭氧氨氧化厭氧氨氧化80噸垃圾滲濾液工程化驗證噸垃圾滲濾液工程化驗證我們的厭氧

22、氨氧化技術開發歷程我們的厭氧氨氧化技術開發歷程200L中試試驗10m3/天工程化驗證30m3/天工程化驗證80m3/天工程化驗證我們一步一個腳印地發展與驗證，證明了它的優點與工藝、工程的可靠性。液氨絲光廢水的厭氧氨氧化工程（液氨絲光廢水的厭氧氨氧化工程（500KgN/D負荷）負荷）廣州陳家林垃圾滲濾液處理廣州陳家林垃圾滲濾液處理我們建設的陳家林垃圾滲濾液處理廠采用厭氧氨氧化芬頓氧化曝氣生物濾池，日處理400噸，運行穩定可靠，大大節省了處理成本。清遠垃圾滲濾液高氨氮厭氧氨氧化處理工程清遠垃圾滲濾液高氨氮厭氧氨氧化處理工程進水氨氮濃度2000mg/L左右，處理出水氨氮去除率95%，總氮去除率80%

23、以上。處理成本僅為設備電耗，無任何藥劑費用！垃圾滲濾液處理-重慶墊江垃圾填埋滲濾液100噸/天n 進水氨氮3000-3300mg/L，總氮3100-3500mg/L，COD3000-3500mg/Ln 厭氧氨氧化單元出水氨氮300mg/L，出水總氮濃度不超過450mg/L。根據項目運行結果表明，平均氨氮、總氮去除率分別高達95.1%和94.3%，采用厭氧氨氧化處理該填埋場滲濾液的生物脫氮直接處理成本不超過30元/噸，相比于傳統硝化反硝化工藝可節約74.4%的直接運行成本。垃圾滲濾液處理-武漢陳家沖垃圾填埋滲濾液10噸/天n 進水氨氮濃度1800-2500mg/L，COD濃度3000-3500m

24、g/Ln 出水氨氮濃度不超過200mg/L，出水總氮300mg/Ln 氨氮去除率與總氮去除率可穩定達到90%和80%以上n 生物脫氮處理成本不超過30元/噸，相比傳統硝化反硝化節約74.4%直接運行成本我們做的厭氧氨氧化成套設備我們做的厭氧氨氧化成套設備200噸噸/天昆明高鐵廁所高氨氮廢水處理（中鐵合作）天昆明高鐵廁所高氨氮廢水處理（中鐵合作）該工程已通過工程驗收，拿到驗收款！該工程已通過工程驗收，拿到驗收款！l 進水氨氮濃度600-1000mg/L，COD濃度200-1500mg/Ll 出水氨氮不超過100mg/L，出水總氮不超過200mg/Ll 氨氮、總氮去除率可穩定達到85%和75%以上

25、l 處理成本不超過13元/kg氨氮厭氧氨氧化厭氧氨氧化10噸工程化噸工程化驗證驗證-氧化鐵紅廢水氧化鐵紅廢水1000噸氧化鐵紅厭氧氨氧化處理工程噸氧化鐵紅厭氧氨氧化處理工程1000噸氧化鐵紅厭氧氨氧化處理工程噸氧化鐵紅厭氧氨氧化處理工程厭氧氨氮化工程技術已成熟厭氧氨氮化工程技術已成熟 我們可以提供大型厭氧氨氧化工程的設計、建設、調試、和運行！也可提供厭氧氨氧化的標準化設備，可以做成也可提供厭氧氨氧化的標準化設備，可以做成6米長標準集裝米長標準集裝箱。箱。我們承諾：廢水的水質達到我們認可的要求，設備到位后，二個月內調試成功！結語結語 沒有最好的技術，只有合適的技術！對于普通的生活污水，碳/氮比合

26、適的廢水，普通的生化法或A2O法，即可達到很好的處理效果。國內的一些城市，用每噸近500元的代價，處理垃圾滲濾液，而歐洲一些國家，垃圾滲濾液只經過厭氧氨氧化脫氮處理，就排入市政管網，直接處理成本每噸也不會大于10元。十多年前，我們就感覺十多年前，我們就感覺RO濃水的問題，開發了芬頓氧化濃水的問題，開發了芬頓氧化-BAF工工藝。大家這次要看的洛磧餐廚，界石中轉滲濾液都用了我們的技藝。大家這次要看的洛磧餐廚，界石中轉滲濾液都用了我們的技術。術。環境問題就是經濟問題，也是平衡點的選擇問題。2023中國給水排水中國給水排水垃圾滲濾液處理會議垃圾滲濾液處理會議真正的產學研團隊真正的產學研團隊技術推廣技術推廣2023 中國給水排水中國給水排水垃圾滲濾液處理會議垃圾滲濾液處理會議謝謝大家！謝謝大家！http:/http:/http:/http:/2023中國給水排水中國給水排水垃圾滲濾液會議垃圾滲濾液會議