申請日2016.05.12

　　公開(公告)日2016.07.20

　　IPC分類號C02F9/14

　　摘要

　　本發(fā)明提供一種垃圾滲濾液處理工藝，垃圾滲濾液依次通過預(yù)處理系統(tǒng)、主體生物處理系統(tǒng)和深度處理系統(tǒng)，預(yù)處理系統(tǒng)由調(diào)節(jié)池、吸附池和混凝池組成，廢水依次經(jīng)過上述裝置進行預(yù)處理;出水進入主體生物處理系統(tǒng)，主體生物處理系統(tǒng)包括厭氧EGSB反應(yīng)器、A/O短程硝化反應(yīng)池、厭氧氨氧化UASB反應(yīng)器，所述的上述處理裝置通過PLC控制系統(tǒng)進行實時調(diào)控，進行脫氮除碳反應(yīng);出水進入深度處理系統(tǒng)進一步處理，所述的深度處理系統(tǒng)包括二級混凝池、一級均相催化臭氧氧化反應(yīng)池、MBR二次生物反應(yīng)池、二級均相催化臭氧氧化反應(yīng)池，最終出水的有機物和總氮、氨氮都達到排放標準。本發(fā)明具有高效脫氮除碳、節(jié)能降耗、運行穩(wěn)定的優(yōu)點，同時實現(xiàn)了零濃縮液產(chǎn)生的目的。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種垃圾滲濾液處理的組合工藝，其特征在于，包括如下步驟：

　　(1)垃圾滲濾液經(jīng)吸附池、混凝池進行預(yù)處理;

　　(2)混凝池的出水與厭氧氨氧化反應(yīng)器的回流液混合后，在厭氧EGSB反應(yīng)器中進行同步反硝化產(chǎn)甲烷化反應(yīng);

　　(3)厭氧處理出水55%-60%進入A/O短程硝化反應(yīng)池，剩余部分進入集水池Ⅱ;

　　(4)A/O短程硝化出水與集水池Ⅱ中的厭氧液按體積比1:1混合后，在UASB厭氧氨氧化反應(yīng)器中進行脫氮反應(yīng);

　　(5)厭氧氨氧化反應(yīng)器的出水進入零濃縮液深度處理系統(tǒng)，依次經(jīng)過二級混凝處理、一級均相催化臭氧氧化處理、MBR二次生物處理、二級均相催化臭氧氧化處理后，達標排放。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液處理的組合工藝，其特征在于，所述PLC控制系統(tǒng)對所述厭氧處理、短程硝化處理、厭氧氨氧化處理進行實時控制：

　　所述厭氧EGSB反應(yīng)器前回流管道上安裝有第一液體流量傳感器，反應(yīng)器中部設(shè)有第一溫度傳感器、液體流速計、第一pH電極，A/O短程硝化反應(yīng)池的進水口設(shè)有第二液體流量傳感器，在所述A/O短程硝化池好氧區(qū)中設(shè)有第二溫度傳感器、DO電極、第二pH電極、第一氨氮電極，曝氣管道上設(shè)有氣體流量傳感器;在所述厭氧氨氧化反應(yīng)器前的連接集水池Ⅱ的進水管道上設(shè)有第三液體流量傳感器，在所述UASB厭氧氨氧化反應(yīng)器中設(shè)有第三溫度傳感器、第三pH電極、ORP電極、第二NH4+-N電極、NO2--N電極;上述各在線監(jiān)測儀分別與PLC控制系統(tǒng)連接;

　　所述的PLC控制系統(tǒng)將采集到的信號顯示于人機界面上，根據(jù)運行程序計算得到實時控制變量，對與PLC控制系統(tǒng)相連的泵、加熱裝置、曝氣機、電動閥進行實時調(diào)控。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液處理的組合工藝，其特征在于，所述厭氧處理產(chǎn)生的沼氣輸送至沼氣儲罐，提純后，燃燒，用于加熱所述短程硝化處理、厭氧氨氧化處理單元，剩余熱量用于發(fā)電。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液處理的組合工藝，其特征在于，所述深度處理為MBR二次生物處理和臭氧氧化處理的組合工藝，包括絮凝沉淀處理、一級均相催化臭氧氧化處理、MBR二次生物處理、二級均相催化臭氧氧化處理，真正實現(xiàn)零濃縮液深度處理工藝。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液處理的組合工藝，其特征在于，所述第一、第二均相催化臭氧氧化處理所使用的催化劑為液體催化劑，其中含有Mn2+、Ag+等過渡金屬離子。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液處理的組合工藝，其特征在于，所述深度處理中產(chǎn)生的臭氧尾氣，收集后進入臭氧尾氣分解裝置處理后排放。

　　說明書

　　厭氧-自養(yǎng)脫氮-臭氧氧化耦合的垃圾滲濾液全流程零排放處理工藝

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種垃圾滲濾液處理的組合工藝。

　　背景技術(shù)

　　城市垃圾衛(wèi)生填埋產(chǎn)生的垃圾滲濾液中含有大量有機污染物、含氮物質(zhì)以及種類繁多的重金屬物質(zhì)，如果處理不當，會成為周圍環(huán)境的巨大威脅。尤其是其中所含的氨氮，是滲濾液穩(wěn)定化處理的關(guān)鍵因素;并且過高的氨氮濃度會抑制微生物的正常生長和生化處理的效果。國家頒布的《垃圾滲濾液排放標準》(GB16889-2008)，增加了對總氮排放的標準，要求出水總氮質(zhì)量濃度小于40mg/L，至今，它仍是垃圾滲濾液處理中的一大難題。目前，垃圾滲濾液的處理通常采用“預(yù)處理+生物處理+深度處理”的工藝組合。在垃圾滲濾液處理市場上較為成熟的深度處理工藝是超濾、納濾等膜工藝，雖然經(jīng)納濾處理后的上清液達標，可直接排放，但納濾分離后產(chǎn)生的濃縮液色度深、鹽分高、COD主要為難降解的腐殖酸類物質(zhì)，很難處理，常采取回噴、回灌填埋或外運處理等方式處置，易形成二次污染。此部分約占總處理水量的40%，工藝能耗大，運行及投資費用高，所以濃縮液的處理是垃圾滲濾液處理過程中的又一大難題�？偟膩碚f，傳統(tǒng)工藝存在處理工藝復(fù)雜、化學(xué)藥劑消耗量大、成本高、處理后垃圾滲濾液總氮排放不達標、濃縮液處理不達標等缺陷。

　　短程硝化-厭氧氨氧化串聯(lián)工藝是目前廢水生物脫氮領(lǐng)域內(nèi)最經(jīng)濟、最簡潔的工藝之一。短程硝化技術(shù)，是將生物硝化過程控制在氨氧化階段，使NH4+-N在轉(zhuǎn)化為NO2--N后不再轉(zhuǎn)變?yōu)镹O3--N;厭氧氨氧化技術(shù)是將NH4+-N和NO2--N直接轉(zhuǎn)化為氮氣的生物反應(yīng)技術(shù)。而短程硝化-厭氧氨氧化組合工藝則結(jié)合了兩種技術(shù)的優(yōu)點，相對于傳統(tǒng)脫氮工藝而言，該工藝具有耗氧量低、無需有機碳源、剩余污泥量少、脫氮效率高等優(yōu)點。

　　此外，臭氧的強氧化作用，可將垃圾滲濾液中的難降解有機物降解為易生物降解的有機物，提高其可生化性，后續(xù)通過MBR工藝的二級生物處理及臭氧深度氧化，使出水有機物達標排放。同時實現(xiàn)脫色、除臭的目的。臭氧強氧化深度處理技術(shù)，可實現(xiàn)垃圾滲濾液“零濃縮液”的目的，徹底解決傳統(tǒng)工藝中濃縮液難處置、處置成本高的問題。

　　因此，如何將以上兩種技術(shù)應(yīng)用到垃圾滲濾液的處理中就成為研究熱點之一。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是提供一種垃圾滲濾液處理的組合工藝，通過厭氧技術(shù)、自養(yǎng)脫氮技術(shù)、與臭氧高級氧化技術(shù)有機結(jié)合，取長補短，從而具有高氨氮去除率、高色度去除率、高COD去除率、運行穩(wěn)定、對水質(zhì)變化適應(yīng)能力強、費用較低、零濃縮液產(chǎn)生等優(yōu)點。

　　為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

　　一種垃圾滲濾液處理的組合工藝，包括如下步驟：

　　(1)垃圾滲濾液經(jīng)吸附池、混凝池進行預(yù)處理;

　　(2)混凝池的出水與厭氧氨氧化反應(yīng)器的回流液混合后，在厭氧EGSB反應(yīng)器中進行同步反硝化產(chǎn)甲烷化反應(yīng);

　　(3)厭氧處理出水55%-60%進入A/O短程硝化反應(yīng)池，剩余部分進入集水池Ⅱ;

　　(4)A/O短程硝化出水與集水池Ⅱ中的厭氧液按體積比1:1混合后，在UASB厭氧氨氧化反應(yīng)器中進行脫氮反應(yīng);

　　(5)厭氧氨氧化反應(yīng)器的出水進入零濃縮液深度處理系統(tǒng)，依次經(jīng)過二級混凝處理、一級均相催化臭氧氧化處理、MBR二次生物處理、二級均相催化臭氧氧化處理后，達標排放。

　　根據(jù)以上方案，所述PLC控制系統(tǒng)對所述厭氧處理、短程硝化處理、厭氧氨氧化處理進行實時控制：

　　所述厭氧EGSB反應(yīng)器前回流管道上安裝有第一液體流量傳感器，反應(yīng)器中部設(shè)有第一溫度傳感器、液體流速計、第一pH電極，A/O短程硝化反應(yīng)池的進水口設(shè)有第二液體流量傳感器，在所述A/O短程硝化池好氧區(qū)中設(shè)有第二溫度傳感器、DO電極、第二pH電極、第一氨氮電極，曝氣管道上設(shè)氣體流量傳感器;在所述厭氧氨氧化反應(yīng)器前的連接集水池Ⅱ的進水管道上設(shè)有第三液體流量傳感器，在所述UASB厭氧氨氧化反應(yīng)器中設(shè)有第三溫度傳感器、第三pH電極、ORP電極、第二NH4+-N電極、NO2--N電極;上述各在線監(jiān)測儀分別與PLC控制系統(tǒng)連接;

　　所述的PLC控制系統(tǒng)將采集到的信號顯示于人機界面上，根據(jù)運行程序計算得到實時控制變量，對與PLC控制系統(tǒng)相連的泵、加熱裝置、曝氣機、電動閥進行實時調(diào)控。

　　根據(jù)以上方案，所述厭氧處理產(chǎn)生的沼氣輸送至沼氣儲罐，提純后，燃燒，用于加熱所述短程硝化處理、厭氧氨氧化處理單元，剩余熱量用于發(fā)電，提供全廠的使用電量，實現(xiàn)能源自給。

　　根據(jù)以上方案，所述深度處理為MBR二次生物處理和臭氧氧化處理的組合工藝，包括二級混凝處理、一級均相催化臭氧氧化處理、MBR二次生物處理、二級均相催化臭氧氧化處理，真正實現(xiàn)零濃縮液處理工藝。

　　根據(jù)以上方案，所述第一均相催化臭氧氧化處理所使用的催化劑為液體催化劑，其中含有Mn2+、Ag+等過渡金屬離子。

　　根據(jù)以上方案，所述深度處理中產(chǎn)生的臭氧尾氣，收集后進入臭氧尾氣分解裝置處理后排放。

　　本發(fā)明的各工藝原理如下：

　　a.吸附混凝：

　　垃圾滲濾液首先進入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)、均衡水量后進入吸附池，在吸附池中投加一定量的吸附劑，反應(yīng)完全后出水進入混凝池中，在混凝劑和助凝劑-的作用下，進行混凝反應(yīng)，吸附池與混凝池中的沉淀物經(jīng)過泵與管道送入污泥濃縮池中。

　　b.厭氧處理(同步反硝化產(chǎn)甲烷化處理)：

　　經(jīng)過吸附混凝處理后的垃圾滲濾液與厭氧氨氧化反應(yīng)池的回流液混合后，進入?yún)捬醴磻?yīng)池，控制pH在7-8，溫度為30-35℃，混合液與底部污泥接觸后，首先進行反硝化，乙酸等揮發(fā)性脂肪酸可作為反硝化的有機碳源，去除厭氧氨氧化回流液中的硝態(tài)氮，提高了系統(tǒng)的總氮去除率，同時產(chǎn)生大量的堿度;然后在膨脹顆粒污泥中產(chǎn)酸菌作用下將滲濾液中的大分子有機物水解酸化為小分子有機物，接著經(jīng)過厭氧菌、兼氧菌的吸附、發(fā)酵、產(chǎn)甲烷的共同作用將其分解成甲烷或二氧化碳;攜帶沼氣的液體上升到頂部經(jīng)三相分離器后，污泥落回反應(yīng)區(qū)，沼氣輸送至沼氣儲罐中，水部分進行內(nèi)回流，部分作為出水流出。

　　c.短程硝化：

　　經(jīng)過同步反硝化產(chǎn)甲烷處理后的滲濾液部分進入A/O短程硝化反應(yīng)池的缺氧區(qū)，進一步去除有機物后流入好氧區(qū)，控制好氧區(qū)內(nèi)pH在7.5-8.0，溫度為25-30℃，隨后啟動曝氣和攪拌系統(tǒng)，維持反應(yīng)過程中的DO為2.0mg/L左右，使硝化過程停止在亞硝酸鹽階段，根據(jù)在線氨氮電極實時監(jiān)控反應(yīng)池內(nèi)的氨氮濃度，并通過PLC系統(tǒng)及時調(diào)整進水氨氮負荷，使反應(yīng)池中的平均FA(游離氨)低于10mg/L，通過FA抑制和實時控制使短程硝化實現(xiàn)95%以上的亞硝酸氮累積率。

　　d.厭氧氨氧化：

　　經(jīng)短程硝化處理后的滲濾液進入?yún)捬醢毖趸疷ASB反應(yīng)器，與集水池Ⅱ中的厭氧處理液按一定比例混合后，由安裝在進水口的在線NO2--N電極、NH4+-N電極進行實時監(jiān)測，使進水NO2--N/NH4+-N=1.32，運行溫度控制在35℃，上升流速為1-2m/h，在厭氧氨氧化顆粒污泥的作用下進行反應(yīng)，可使NO2--N、NH4+-N的去除率達到90%以上，并經(jīng)反應(yīng)器頂部的三相分離器進行泥水分離。

　　e.深度處理：

　　厭氧氨氧化反應(yīng)池的出水進入零濃縮液深度處理系統(tǒng)，包括二級混凝池、第一均相催化臭氧氧化反應(yīng)池、MBR膜反應(yīng)池、第二臭氧氧化反應(yīng)池。厭氧氨氧化反應(yīng)器的出水進入絮凝沉淀池，在混凝劑和絮凝劑的作用下使部分大分子的難降解有機物、金屬離子以沉淀物形式去除，沉淀后，上清液進入一級均相催化臭氧氧化反應(yīng)池，在液體催化劑作用下，利用臭氧的強氧化性，使垃圾滲濾液中的難降解有機物得以降解為易生物降解的有機物，改善其可生化性;出水進入MBR膜反應(yīng)池，在MBR反應(yīng)池中設(shè)計浸沒式MBR膜處理裝置，進行硝化與反硝化反應(yīng)，進一步去除有機物、氨氮等污染物，其內(nèi)置或外置的膜組件，進行高效地固液分離，降低出水中污染物質(zhì)濃度;出水進入二級均相催化臭氧氧化反應(yīng)池，降解廢水中殘留的少量難生化有機物，同時具有脫色、除臭等作用，使出水穩(wěn)定達標。

　　本發(fā)明的有益效果是：

　　1)本發(fā)明主體生物工藝采用“厭氧EGSB反應(yīng)器+A/O短程硝化反應(yīng)池+UASB厭氧氨氧化反應(yīng)器”處理工藝，充分結(jié)合厭氧EGSB高效去除COD、A/O池累積亞硝酸鹽、厭氧氨氧化去除總氮的優(yōu)勢，使本發(fā)明具有不需外加碳源、曝氣能耗低、脫氮效率高、系統(tǒng)運行穩(wěn)定、剩余污泥產(chǎn)量少等優(yōu)點;

　　2)本發(fā)明的深度處理工藝采用“絮凝沉淀池+一級均相催化臭氧氧化反應(yīng)池+MBR反應(yīng)池+二級均相催化臭氧氧化反應(yīng)池”工藝，完全實現(xiàn)零濃縮液排放，解決了傳統(tǒng)納濾、反滲透等膜處理無法避免的濃縮液難處置問題;

　　3)本發(fā)明的厭氧處理系統(tǒng)產(chǎn)生的沼氣輸送至沼氣儲罐，提純后，燃燒，用于加熱所述短程硝化處理、厭氧氨氧化處理單元，剩余熱量用于發(fā)電，提供全廠的使用電量，實現(xiàn)能源自給;

　　4)本發(fā)明采用PLC控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)對主體生物工藝的運行條件進行實時控制，保證處理工藝的穩(wěn)定運行;

　　5)本發(fā)明的第一、第二催化臭氧氧化反應(yīng)池中，加入液體催化劑(Mn2+、Ag+)促進臭氧在水中的分解反應(yīng)，產(chǎn)生更多的活性自由基，大幅度地提高了滲濾液中COD的去除率，且消耗的臭氧劑量大大減少;

　　6)本發(fā)明的臭氧深度處理產(chǎn)生的臭氧尾氣，收集后進入臭氧尾氣分解裝置處理后排放，避免了對環(huán)境產(chǎn)生危害。