[0001]
本发明涉及废水处理技术领域，更具体地说，涉及城镇垃圾转运站渗滤液原位脱氮除碳一体化装置及其工艺。
背景技术：
[0002]
垃圾在堆放和填埋过程中由于压实、发酵等生物化学降解作用，同时在降水和地下水的渗流作用下产生了一种高浓度的有机或无机成份的液体，我们称之为垃圾渗滤液，也叫渗沥液。影响渗滤液产生的因素很多，主要有垃圾堆放填埋区域的降雨情况、垃圾的性质与成分、填埋场的防渗处理情况、场地的水文地质条件等。
[0003]
垃圾渗滤液中codcr、bod5浓度最高值可达数千至几万，和城市污水相比，浓度高得多，所以渗滤液不经过严格的处理、处置是不可以直接排入城市污水处理管道的。一般而言，codcr、bod5、bod5/codcr随填埋场的“年龄”增长而降低，碱度含量则升高。
[0004]
生物法是渗滤液处理中最常用的一种方法，由于其运行费用相对较低、处理效率高，不会出现化学污泥等造成二次污染，因而被世界各国广泛采用。垃圾渗滤液处理工艺形式有传统活性污泥法、稳定塘、生物转盘、厌氧固定膜生物反应器等。
[0005]
一种典型的渗滤液处理工艺是ibaf作为主要处理工艺，再与其他处理工艺相结合。选用厌氧生物滤池（iaf）和曝气生物滤池(ibaf)相结合作为生物处理工艺，厌氧生物滤池利用厌氧微生物的水解、发酵、酸化作用，大量降低cod，提高污水的b/c值，通过反硝化菌实现脱氮，还可降低污水处理的成本；厌氧生物滤池的出水进入曝气生物滤池进行好氧处理，通过好氧菌使有机物转变为二氧化碳和水，氨氮转变为硝酸根和亚硝酸根，微量重金属离子与微生物螯合而得以去除。生物处理所选用的微生物是高效专用微生物与复合酶制剂，该产品是采用基因工程的手段对自然微生物的强化与改性，提高微生物的活性及适应性，可有效的降解污水中的芳烃、酚、萘等难降解有机物。
[0006]
但是现有的装置其中生物处理与曝气是分离的，一方面曝气不够均匀充分，导致局部区域的生物活性较差，处理效果差效率低下，另一方面由于生物处理长时间处于静态处理中，因此导致效率较低，处理周期较长，处理质量也难以上去。
技术实现要素：
[0007]
1．要解决的技术问题针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供城镇垃圾转运站渗滤液原位脱氮除碳一体化装置及其工艺，可以通过在生物填料中镶嵌多个动态催化球的方式，在感受到水流挤压时，触发摩擦动作从而生成热量，通过热量触发反应网包内的化学分解反应，释放出大量的氧气，并在一定的膨胀延迟后向生物填料内释放，同时在膨胀的过程中同步带动磁性摩擦颗粒的迁移，致使动态催化球的重心发生变化，从而促使其在生物填料发生转动动作，并且在转动过程中向生物填料中释放氧气，既可以扩大氧气扩散范围，并对废水进行持续充氧，同时引起水流的动态变化，对气泡和微生物菌团进行不断的剪切细化，形成致密
细小的絮凝体，为除碳、硝化的高效反应运行创造了条件，与现有技术相比，显著提高处理效率，并提高处理质量。
[0008]
2．技术方案为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
[0009]
城镇垃圾转运站渗滤液原位脱氮除碳一体化装置，包括反应器，所述反应器内固定安装有固定网架，所述固定网架内填充有生物填料，所述生物填料内活动镶嵌有多个均匀分布的动态催化球，所述动态催化球包括基础球体、多个制气包以及感知帽，所述制气包均匀镶嵌连接于基础球体外端，且感知帽覆盖连接于制气包外端，所述制气包内中心处镶嵌连接有内陷气膜，所述内陷气膜内填充有多个磁性摩擦颗粒，所述感知帽内端连接有多根延伸至内陷气膜内的摩擦柱，所述感知帽内端中心处还连接有磁性气针，所述制气包内侧靠近内陷气膜一端连接有反应网包。
[0010]
进一步的，所述磁性摩擦颗粒采用高摩擦性材料与磁性材料混合制成，所述制气包内端连接有主磁吸层，摩擦柱同时具备高摩擦性和磁性两种性质，一方面可以相互吸引提高摩擦柱之间的密合度，在与磁性摩擦颗粒相对移动时可以提高摩擦效果，从而生成更多的热量，另一方面通过主磁吸层对磁性摩擦颗粒的吸引，可以在转动撤销水流挤压作用后进行复位，恢复动态催化球的重心位置。
[0011]
进一步的，所述感知帽内侧远离制气包一端连接有导热囊，所述导热囊靠近制气包一端连接有导热块，所述感知帽内填充有惰性气体，位于动态催化球上侧的感知帽可以更充分的感知到水流压力，并在导热块的重力作用下使得导热囊形变以使导热块与感知帽内侧壁接触，此时磁性摩擦颗粒也经过内陷气膜的挤压迁移后与感知帽接触，从而实现向生物填料中的高效散热，一方面可以维持微生物合适的生长温度，另一方面可以防止热量始终促使反应网包内分解出氧气，导致氧气释放过多，在该感知帽转动至下侧是水流压力减小，同时在重力作用下导热块不再与感知帽接触，可以避免热量散发过多导致下一次的分解温度时刻延迟。
[0012]
进一步的，所述导热囊内填充有质量比1:1的导热油和导热砂，所述导热块采用硬质导热材料制成，导热囊既具有良好的导热性，同时可以进行一定程度的形变来与导热块进行配合。
[0013]
进一步的，所述内陷气膜中心处开设有与磁性气针相匹配的漏斗形气槽，所述漏斗形气槽中镶嵌连接有密封垫，所述密封垫远离感知帽一端连接有副磁吸层，所述漏斗形气槽侧壁与密封垫之间连接有多根弹性复位丝，通过副磁吸层对磁性气针的吸引可以迫使磁性气针准确插入漏斗形气槽，并抵开密封垫使得膨胀后的内陷气膜内氧气得以释放，并在释放一定程度后在弹性复位丝的作用下复位恢复密封。
[0014]
进一步的，所述基础球体采用多孔隙陶瓷材料制成，所述制气包采用硬质材料制成，所述感知帽采用弹性材料制成。
[0015]
进一步的，所述生物填料采用聚丙烯纤维和活性炭纤维以质量比1:1的比例混合制成。
[0016]
进一步的，所述反应网包内填充有高锰酸钾和中空pvc微球，且中空pvc微球均匀镶嵌于挤压成块后的高锰酸钾内，高锰酸钾在加热时会迅速分解产生大量的氧气，并在释放的过程中裹挟中空pvc微球，不仅辅助氧气对水流进行细化，同时可以填充于生物填料和
动态催化球之间降低转动时的摩擦力，从而间接提高动态处理效果。
[0017]
进一步的，所述生物填料由边缘区域靠近中心区域的直径逐渐缩小，数量逐渐增多，根据水流分布和微生物分布特点，将处理工作主要集中至生物填料中央区域，可以有效提高处理效果及效率。
[0018]
进一步的，所述脱氮除碳工艺包括以下步骤：s1、向生物填料内投入渗滤液质量百分数2-10%的海洋异养硝化菌，待海洋异养硝化菌在生物填料上富集生长完成挂膜；s2、将渗滤液通入反应器内，并于生物填料内停留2-4h，由动态催化球辅助海洋异养硝化菌发挥作用；s3、海洋异养硝化菌先以部分有机物作为电子供体将氨氮转化为硝态氮，再以剩余的有机物作为碳源将硝态氮转化为氮气排出；s4、将处理后的废水和淤泥分开收集，实现同步脱氮除碳。
[0019]
3．有益效果相比于现有技术，本发明的优点在于：（1）本方案可以通过在生物填料中镶嵌多个动态催化球的方式，在感受到水流挤压时，触发摩擦动作从而生成热量，通过热量触发反应网包内的化学分解反应，释放出大量的氧气，并在一定的膨胀延迟后向生物填料内释放，同时在膨胀的过程中同步带动磁性摩擦颗粒的迁移，致使动态催化球的重心发生变化，从而促使其在生物填料发生转动动作，并且在转动过程中向生物填料中释放氧气，既可以扩大氧气扩散范围，并对废水进行持续充氧，同时引起水流的动态变化，对气泡和微生物菌团进行不断的剪切细化，形成致密细小的絮凝体，为除碳、硝化的高效反应运行创造了条件，与现有技术相比，显著提高处理效率，并提高处理质量。
[0020]
（2）磁性摩擦颗粒采用高摩擦性材料与磁性材料混合制成，制气包内端连接有主磁吸层，摩擦柱同时具备高摩擦性和磁性两种性质，一方面可以相互吸引提高摩擦柱之间的密合度，在与磁性摩擦颗粒相对移动时可以提高摩擦效果，从而生成更多的热量，另一方面通过主磁吸层对磁性摩擦颗粒的吸引，可以在转动撤销水流挤压作用后进行复位，恢复动态催化球的重心位置。
[0021]
（3）感知帽内侧远离制气包一端连接有导热囊，导热囊靠近制气包一端连接有导热块，感知帽内填充有惰性气体，位于动态催化球上侧的感知帽可以更充分的感知到水流压力，并在导热块的重力作用下使得导热囊形变以使导热块与感知帽内侧壁接触，此时磁性摩擦颗粒也经过内陷气膜的挤压迁移后与感知帽接触，从而实现向生物填料中的高效散热，一方面可以维持微生物合适的生长温度，另一方面可以防止热量始终促使反应网包内分解出氧气，导致氧气释放过多，在该感知帽转动至下侧是水流压力减小，同时在重力作用下导热块不再与感知帽接触，可以避免热量散发过多导致下一次的分解温度时刻延迟。
[0022]
（4）导热囊内填充有质量比1:1的导热油和导热砂，导热块采用硬质导热材料制成，导热囊既具有良好的导热性，同时可以进行一定程度的形变来与导热块进行配合。
[0023]
（5）内陷气膜中心处开设有与磁性气针相匹配的漏斗形气槽，漏斗形气槽中镶嵌连接有密封垫，密封垫远离感知帽一端连接有副磁吸层，漏斗形气槽侧壁与密封垫之间连接有多根弹性复位丝，通过副磁吸层对磁性气针的吸引可以迫使磁性气针准确插入漏斗形
气槽，并抵开密封垫使得膨胀后的内陷气膜内氧气得以释放，并在释放一定程度后在弹性复位丝的作用下复位恢复密封。
[0024]
（6）反应网包内填充有高锰酸钾和中空pvc微球，且中空pvc微球均匀镶嵌于挤压成块后的高锰酸钾内，高锰酸钾在加热时会迅速分解产生大量的氧气，并在释放的过程中裹挟中空pvc微球，不仅辅助氧气对水流进行细化，同时可以填充于生物填料和动态催化球之间降低转动时的摩擦力，从而间接提高动态处理效果。
[0025]
（7）生物填料由边缘区域靠近中心区域的直径逐渐缩小，数量逐渐增多，根据水流分布和微生物分布特点，将处理工作主要集中至生物填料中央区域，可以有效提高处理效果及效率。
附图说明
[0026]
图1为本发明的结构示意图；图2为本发明动态催化球正常状态下的结构示意图；图3为图2中a处的结构示意图；图4为本发明动态催化球释放氧气状态下的结构示意图；图5为本发明感知帽位于上侧时的结构示意图；图6为本发明感知帽位于下侧时的结构示意图；图7为本发明漏斗形气槽的结构示意图。
[0027]
图中标号说明：1反应器、2生物填料、3固定网架、4动态催化球、401基础球体、402制气包、403感知帽、5主磁吸层、6反应网包、7内陷气膜、8摩擦柱、9磁性摩擦颗粒、10磁性气针、11导热囊、12导热块、13密封垫、14副磁吸层、15弹性复位丝。
具体实施方式
[0028]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0030]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0031]
实施例1：
请参阅图1-3，城镇垃圾转运站渗滤液原位脱氮除碳一体化装置，包括反应器1，反应器1内固定安装有固定网架3，固定网架3内填充有生物填料2，生物填料2内活动镶嵌有多个均匀分布的动态催化球4，动态催化球4包括基础球体401、多个制气包402以及感知帽403，制气包402均匀镶嵌连接于基础球体401外端，且感知帽403覆盖连接于制气包402外端，制气包402内中心处镶嵌连接有内陷气膜7，内陷气膜7内填充有多个磁性摩擦颗粒9，感知帽403内端连接有多根延伸至内陷气膜7内的摩擦柱8，感知帽403内端中心处还连接有磁性气针10，磁性气针10采用铁磁性材料制成，制气包402内侧靠近内陷气膜7一端连接有反应网包6。
[0032]
基础球体401采用多孔隙陶瓷材料制成，制气包402采用硬质材料制成，感知帽403采用弹性材料制成。
[0033]
生物填料2采用聚丙烯纤维和活性炭纤维以质量比1:1的比例混合制成。
[0034]
请参阅图4，反应网包6内填充有高锰酸钾和中空pvc微球，且中空pvc微球均匀镶嵌于挤压成块后的高锰酸钾内，高锰酸钾在加热时会迅速分解产生大量的氧气，并在释放的过程中裹挟中空pvc微球，不仅辅助氧气对水流进行细化，同时可以填充于生物填料2和动态催化球4之间降低转动时的摩擦力，从而间接提高动态处理效果。
[0035]
生物填料2由边缘区域靠近中心区域的直径逐渐缩小，数量逐渐增多，根据水流分布和微生物分布特点，将处理工作主要集中至生物填料2中央区域，可以有效提高处理效果及效率。
[0036]
磁性摩擦颗粒9采用高摩擦性材料与磁性材料混合制成，制气包402内端连接有主磁吸层5，摩擦柱8同时具备高摩擦性和磁性两种性质，一方面可以相互吸引提高摩擦柱8之间的密合度，在与磁性摩擦颗粒9相对移动时可以提高摩擦效果，从而生成更多的热量，另一方面通过主磁吸层5对磁性摩擦颗粒9的吸引，可以在转动撤销水流挤压作用后进行复位，恢复动态催化球4的重心位置。
[0037]
请参阅图5-6，感知帽403内侧远离制气包402一端连接有导热囊11，导热囊11靠近制气包402一端连接有导热块12，感知帽403内填充有惰性气体，位于动态催化球4上侧的感知帽403可以更充分的感知到水流压力，并在导热块12的重力作用下使得导热囊11形变以使导热块12与感知帽403内侧壁接触，此时磁性摩擦颗粒9也经过内陷气膜7的挤压迁移后与感知帽403接触，从而实现向生物填料2中的高效散热，一方面可以维持微生物合适的生长温度，另一方面可以防止热量始终促使反应网包6内分解出氧气，导致氧气释放过多，在该感知帽403转动至下侧是水流压力减小，同时在重力作用下导热块12不再与感知帽403接触，可以避免热量散发过多导致下一次的分解温度时刻延迟。
[0038]
导热囊11内填充有质量比1:1的导热油和导热砂，导热块12采用硬质导热材料制成，导热囊11既具有良好的导热性，同时可以进行一定程度的形变来与导热块12进行配合。
[0039]
请参阅图7，内陷气膜7中心处开设有与磁性气针10相匹配的漏斗形气槽，漏斗形气槽中镶嵌连接有密封垫13，密封垫13远离感知帽403一端连接有副磁吸层14，漏斗形气槽侧壁与密封垫13之间连接有多根弹性复位丝15，通过副磁吸层14对磁性气针10的吸引可以迫使磁性气针10准确插入漏斗形气槽，并抵开密封垫13使得膨胀后的内陷气膜7内氧气得以释放，并在释放一定程度后在弹性复位丝15的作用下复位恢复密封。
[0040]
脱氮除碳工艺包括以下步骤：
s1、向生物填料2内投入渗滤液质量百分数2-10%的海洋异养硝化菌，待海洋异养硝化菌在生物填料2上富集生长完成挂膜；s2、将渗滤液通入反应器1内，并于生物填料2内停留2-4h，由动态催化球4辅助海洋异养硝化菌发挥作用；s3、海洋异养硝化菌先以部分有机物作为电子供体将氨氮转化为硝态氮，再以剩余的有机物作为碳源将硝态氮转化为氮气排出；s4、将处理后的废水和淤泥分开收集，实现同步脱氮除碳。
[0041]
本发明可以通过在生物填料2中镶嵌多个动态催化球4的方式，在感受到水流挤压时，触发摩擦动作从而生成热量，通过热量触发反应网包6内的化学分解反应，释放出大量的氧气，并在一定的膨胀延迟后向生物填料2内释放，同时在膨胀的过程中同步带动磁性摩擦颗粒9的迁移，致使动态催化球4的重心发生变化，从而促使其在生物填料2发生转动动作，并且在转动过程中向生物填料2中释放氧气，既可以扩大氧气扩散范围，并对废水进行持续充氧，同时引起水流的动态变化，对气泡和微生物菌团进行不断的剪切细化，形成致密细小的絮凝体，为除碳、硝化的高效反应运行创造了条件，与现有技术相比，显著提高处理效率，并提高处理质量。
[0042]
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
技术特征：
1.城镇垃圾转运站渗滤液原位脱氮除碳一体化装置，包括反应器（1），其特征在于：所述反应器（1）内固定安装有固定网架（3），所述固定网架（3）内填充有生物填料（2），所述生物填料（2）内活动镶嵌有多个均匀分布的动态催化球（4），所述动态催化球（4）包括基础球体（401）、多个制气包（402）以及感知帽（403），所述制气包（402）均匀镶嵌连接于基础球体（401）外端，且感知帽（403）覆盖连接于制气包（402）外端，所述制气包（402）内中心处镶嵌连接有内陷气膜（7），所述内陷气膜（7）内填充有多个磁性摩擦颗粒（9），所述感知帽（403）内端连接有多根延伸至内陷气膜（7）内的摩擦柱（8），所述感知帽（403）内端中心处还连接有磁性气针（10），所述制气包（402）内侧靠近内陷气膜（7）一端连接有反应网包（6）。2.根据权利要求1所述的城镇垃圾转运站渗滤液原位脱氮除碳一体化装置，其特征在于：所述磁性摩擦颗粒（9）采用高摩擦性材料与磁性材料混合制成，所述制气包（402）内端连接有主磁吸层（5）。3.根据权利要求1所述的城镇垃圾转运站渗滤液原位脱氮除碳一体化装置，其特征在于：所述感知帽（403）内侧远离制气包（402）一端连接有导热囊（11），所述导热囊（11）靠近制气包（402）一端连接有导热块（12），所述感知帽（403）内填充有惰性气体。4.根据权利要求3所述的城镇垃圾转运站渗滤液原位脱氮除碳一体化装置，其特征在于：所述导热囊（11）内填充有质量比1:1的导热油和导热砂，所述导热块（12）采用硬质导热材料制成。5.根据权利要求1所述的城镇垃圾转运站渗滤液原位脱氮除碳一体化装置，其特征在于：所述内陷气膜（7）中心处开设有与磁性气针（10）相匹配的漏斗形气槽，所述漏斗形气槽中镶嵌连接有密封垫（13），所述密封垫（13）远离感知帽（403）一端连接有副磁吸层（14），所述漏斗形气槽侧壁与密封垫（13）之间连接有多根弹性复位丝（15）。6.根据权利要求1所述的城镇垃圾转运站渗滤液原位脱氮除碳一体化装置，其特征在于：所述基础球体（401）采用多孔隙陶瓷材料制成，所述制气包（402）采用硬质材料制成，所述感知帽（403）采用弹性材料制成。7.根据权利要求1所述的城镇垃圾转运站渗滤液原位脱氮除碳一体化装置，其特征在于：所述生物填料（2）采用聚丙烯纤维和活性炭纤维以质量比1:1的比例混合制成。8.根据权利要求1所述的城镇垃圾转运站渗滤液原位脱氮除碳一体化装置，其特征在于：所述反应网包（6）内填充有高锰酸钾和中空pvc微球，且中空pvc微球均匀镶嵌于挤压成块后的高锰酸钾内。9.根据权利要求1所述的城镇垃圾转运站渗滤液原位脱氮除碳一体化装置，其特征在于：所述生物填料（2）由边缘区域靠近中心区域的直径逐渐缩小，数量逐渐增多。10.根据权利要求1-9任一所述的城镇垃圾转运站渗滤液原位脱氮除碳一体化装置，其特征在于：所述脱氮除碳工艺包括以下步骤：s1、向生物填料（2）内投入渗滤液质量百分数2-10%的海洋异养硝化菌，待海洋异养硝化菌在生物填料（2）上富集生长完成挂膜；s2、将渗滤液通入反应器（1）内，并于生物填料（2）内停留2-4h，由动态催化球（4）辅助海洋异养硝化菌发挥作用；s3、海洋异养硝化菌先以部分有机物作为电子供体将氨氮转化为硝态氮，再以剩余的有机物作为碳源将硝态氮转化为氮气排出；
s4、将处理后的废水和淤泥分开收集，实现同步脱氮除碳。
技术总结
本发明公开了城镇垃圾转运站渗滤液原位脱氮除碳一体化装置及其工艺，属于废水处理技术领域，本发明可以通过在生物填料中镶嵌多个动态催化球的方式，在感受到水流挤压时，触发摩擦动作从而生成热量，通过热量触发反应网包内的化学分解反应，释放出大量的氧气，并在一定的膨胀延迟后向生物填料内释放，同时在膨胀的过程中同步带动磁性摩擦颗粒的迁移，致使动态催化球的重心发生变化，从而促使其在生物填料发生转动动作，既可以扩大氧气扩散范围，并对废水进行持续充氧，同时引起水流的动态变化，对气泡和微生物菌团进行不断的剪切细化，形成致密细小的絮凝体，为除碳、硝化的高效反应运行创造了条件，显著提高处理效率，并提高处理质量。处理质量。处理质量。
技术开发人、权利持有人：何娜
