申請日2015.07.27

　　公開(公告)日2018.01.23

　　IPC分類號C02F3/30; C02F101/16

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種用于垃圾滲濾液處理的裝置，該裝置包含依次串聯(lián)連接的第一缺氧反應區(qū)、第一好氧反應區(qū)、第一可調(diào)區(qū)、第二缺氧反應區(qū)以及第二可調(diào)區(qū)。第一可調(diào)區(qū)和第二可調(diào)區(qū)分別能夠?qū)崿F(xiàn)缺氧和好氧狀態(tài)的切換。第一缺氧反應區(qū)、第一好氧反應區(qū)、第一可調(diào)區(qū)、第二缺氧反應區(qū)以及第二可調(diào)區(qū)體積比優(yōu)選為1:3:1:2:1。第一缺氧反應區(qū)、第一好氧反應區(qū)、第一可調(diào)區(qū)、第二缺氧反應區(qū)以及第二可調(diào)區(qū)內(nèi)分別含有流化生物載體，能夠使微生物以懸浮態(tài)和固著態(tài)的形式同時存在。本發(fā)明提供的用于垃圾滲濾液處理的裝置，能夠克服垃圾填埋場中的老齡滲濾液傳統(tǒng)處理所存在的弊端，實現(xiàn)穩(wěn)定達標排放。

　　權利要求書

　　1.一種用于垃圾滲濾液處理的裝置，其特征在于，該裝置包含依次串聯(lián)連接的第一缺氧反應區(qū)(1)、第一好氧反應區(qū)(2)、第一可調(diào)區(qū)(3)、第二缺氧反應區(qū)(4)以及第二可調(diào)區(qū)(5);

　　所述的第一可調(diào)區(qū)(3)和第二可調(diào)區(qū)(5)分別能夠?qū)崿F(xiàn)缺氧和好氧狀態(tài)的切換;

　　所述的第一缺氧反應區(qū)(1)、第一好氧反應區(qū)(2)、第一可調(diào)區(qū)(3)、第二缺氧反應區(qū)(4)以及第二可調(diào)區(qū)(5)內(nèi)分別含有流化生物載體(6);

　　所述的第一缺氧反應區(qū)(1)內(nèi)分別還設有磷營養(yǎng)素投加系統(tǒng)和優(yōu)質(zhì)碳源投加系統(tǒng);所述的優(yōu)質(zhì)碳源為填埋時間小于5年的年輕垃圾滲濾液。

　　2.如權利要求1所述的用于垃圾滲濾液處理的裝置，其特征在于，所述的第一缺氧反應區(qū)(1)、第一好氧反應區(qū)(2)、第一可調(diào)區(qū)(3)、第二缺氧反應區(qū)(4)以及第二可調(diào)區(qū)(5)體積比為1:3:1:2:1;所述的裝置中垃圾滲濾液的總停留時間為3~15d。

　　3.如權利要求1所述的用于垃圾滲濾液處理的裝置，其特征在于，所述的流化生物載體(6)是呈懸浮流化狀態(tài)的能夠使微生物附著生長的生物填料，其自身比重為0.94~0.97，比表面積≥620m2/m3。

　　4.如權利要求3所述的用于垃圾滲濾液處理的裝置，其特征在于，所述的流化生物載體(6)能夠使微生物以懸浮態(tài)和固著態(tài)的形式同時存在;所述的懸浮態(tài)為活性污泥，所述的固著態(tài)為生物膜。

　　5.如權利要求1所述的用于垃圾滲濾液處理的裝置，其特征在于，所述的第一缺氧反應區(qū)(1)內(nèi)設有攪拌器(7);

　　所述的第一缺氧反應區(qū)(1)能夠接收第一好氧反應區(qū)(2)內(nèi)產(chǎn)生的硝化液的回流。

　　6.如權利要求1所述的用于垃圾滲濾液處理的裝置，其特征在于，所述的第一好氧反應區(qū)(2)內(nèi)設有曝氣器(8);所述的第一好氧反應區(qū)(2)內(nèi)還設有堿度投加系統(tǒng)和污泥循環(huán)系統(tǒng)。

　　7.如權利要求1所述的用于垃圾滲濾液處理的裝置，其特征在于，所述的第一可調(diào)區(qū)(3)內(nèi)設有攪拌器(7)和曝氣器(8)。

　　8.如權利要求1所述的用于垃圾滲濾液處理的裝置，其特征在于，所述的第二缺氧反應區(qū)(4)內(nèi)設有攪拌器(7)。

　　9.如權利要求1所述的用于垃圾滲濾液處理的裝置，其特征在于，所述的第二可調(diào)區(qū)(5)內(nèi)設有攪拌器(7)和曝氣器(8)。

　　說明書

　　一種用于垃圾滲濾液處理的裝置

　　技術領域

　　本發(fā)明涉及一種垃圾滲濾液處理的反應器，具體地，涉及一種用于垃圾填埋場中特別是老齡滲濾液處理的裝置。

　　背景技術

　　垃圾填埋場滲濾液是一種高濃度有機廢水，其化學特性與填埋場廢物成分、填埋方式、填埋齡以及填埋場環(huán)境條件等密切相關。按填埋時間可將滲濾液簡單劃分為年輕滲濾液(<5年)、中齡滲濾液(5-10年)、老齡滲濾液(>10年)。

　　現(xiàn)階段，市場上較為成熟的垃圾滲濾液處理工藝中，一般采用厭氧反應器或高負荷生物反應器對滲濾液進行預處理;采用好氧膜生物反應器(MBR)作為生物處理主體工藝;“納濾+反滲透”作為深度處理工藝。

　　實際運行表明，按上述工藝路線搭建的處理系統(tǒng)，在處理年輕滲濾液及中齡滲濾液時一般可獲得較好的效果，處理出水水質(zhì)可達到GB 16889-2008中的表2或表3標準。但隨著填埋場運行時間的推移，滲濾液水量、水質(zhì)也在發(fā)生變化，相較于年輕及中齡滲濾液，老齡滲濾液呈現(xiàn)出高NH3-N、TN(總氮)，低COD(化學需氧量)、低C/N(碳氮比)、低B/C(BOD/COD,生化需氧量/化學需氧量)的特征。采用好氧膜生物反應器(MBR)處理老齡滲濾液出水水質(zhì)較差，NH3-N、TN等指標難以穩(wěn)定達標，膜污染嚴重，清洗頻繁，且需投加大量碳源，運行成本十分高。因此，有必要根據(jù)老齡滲濾液的水質(zhì)特點開發(fā)出一種具有針對性的生物處理反應器。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是提供一種用于垃圾填埋場滲濾液處理的裝置，針對老齡滲濾液，即填埋時間在10年以上的滲濾液高NH3-N、TN，低COD、低C/N、低B/C的特征及其處理需求，克服垃圾填埋場中的老齡滲濾液傳統(tǒng)處理所存在的弊端，實現(xiàn)穩(wěn)定達標排放。

　　為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于垃圾滲濾液處理的裝置，其中，該裝置包含依次串聯(lián)連接的第一缺氧反應區(qū)、第一好氧反應區(qū)、第一可調(diào)區(qū)、第二缺氧反應區(qū)以及第二可調(diào)區(qū);所述的第一可調(diào)區(qū)和第二可調(diào)區(qū)分別能夠?qū)崿F(xiàn)缺氧和好氧反應狀態(tài)的切換，實際運行時可根據(jù)具體情況調(diào)節(jié)。垃圾滲濾液經(jīng)預處理后進入第一缺氧反應區(qū)，通過微生物進行一級反硝化反應脫氮，然后進入第一好氧反應區(qū)，通過微生物進行一級硝化反應，再依次進入第一可調(diào)區(qū)、第二缺氧反應區(qū)以及第二可調(diào)區(qū)。第二缺氧反應區(qū)的作用是通過微生物進行二級反硝化反應，進一步完善脫氮過程。第一可調(diào)區(qū)處于好氧狀態(tài)時，即屬于第一好氧反應區(qū)，相當于延長了一級硝化反應時間;當?shù)谝豢烧{(diào)區(qū)處于缺氧狀態(tài)時，即屬于第二缺氧反應區(qū)，相當于延長了二級反硝化時間。第二可調(diào)區(qū)處于好氧狀態(tài)時，可提高出水溶解氧，防止在后續(xù)沉淀工藝過程發(fā)生反硝化破壞沉淀效果;當?shù)诙�可調(diào)區(qū)處于缺氧狀態(tài)時，即屬于第二缺氧反應區(qū)，相當于延長了二級反硝化時間。硝化反應是指將氨態(tài)氮氧化為亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮離子的生物學反應。在好氧條件下，由亞硝酸細菌將NH3-N氧化為NO2-N，再由硝酸細菌將NO2-N氧化為NO3-N，亞硝酸細菌和硝酸細菌統(tǒng)稱為硝化菌。反硝化反應是指硝態(tài)氮(鹽)、亞硝態(tài)氮(鹽)及其它氮氧化物被用作電子受體而還原為氮氣或氮的其它氣態(tài)氧化物的生物學反應，這個過程由反硝化細菌完成。

　　上述的用于垃圾滲濾液處理的裝置，其中，所述的第一缺氧反應區(qū)、第一好氧反應區(qū)、第一可調(diào)區(qū)、第二缺氧反應區(qū)以及第二可調(diào)區(qū)體積比優(yōu)選為1:3:1:2:1。該體積比也可根據(jù)具體水質(zhì)情況確定。

　　上述的用于垃圾滲濾液處理的裝置，其中，所述的第一缺氧反應區(qū)、第一好氧反應區(qū)、第一可調(diào)區(qū)、第二缺氧反應區(qū)以及第二可調(diào)區(qū)內(nèi)分別含有流化生物載體。

　　上述的用于垃圾滲濾液處理的裝置，其中，所述的流化生物載體是呈懸浮流化狀態(tài)的能夠使微生物附著生長的生物填料，其自身比重為0.94~0.97，比表面積≥620m2/m3;在水處理過程中，流化生物載體通過曝氣或攪拌呈懸浮流化狀態(tài)，密度與水相近，可為微生物生長提供受保護空間的載體。流化生物載體本身的比重約0.94~0.97，在培菌期間，填料表面會慢慢附著大量的生物膜，生物膜生長過程中不斷的發(fā)生脫落與新生，最終達到動態(tài)平衡，這時流化生物載體的比重稍大于1。流化生物載體應具有較大的比表面積，推薦的流化生物載體比表面積宜大于或等于620m2/m3。

　　上述的用于垃圾滲濾液處理的裝置，其中，所述的流化生物載體能夠使微生物以懸浮態(tài)和固著態(tài)的形式同時存在;所述的懸浮態(tài)為活性污泥，所述的固著態(tài)為生物膜�；钚晕勰�(activesludge)是懸浮的微生物群體及它們所依附的有機物質(zhì)和無機物質(zhì)的總稱，一般為懸浮生長的微生物絮體，主要用來處理污廢水;生物膜是指附著在某些固體表面的微生物。

　　上述的用于垃圾滲濾液處理的裝置，其中，所述的第一缺氧反應區(qū)內(nèi)設有攪拌器;所述的第一缺氧反應區(qū)內(nèi)分別還設有磷營養(yǎng)素投加系統(tǒng)和優(yōu)質(zhì)碳源投加系統(tǒng)，能夠分別進行投加磷元素和碳源進行補充;第一缺氧反應區(qū)內(nèi)所進行的反硝化過程主要利用滲濾液本身所帶的碳源進行，當碳源不足時，應通過優(yōu)質(zhì)碳源投加系統(tǒng)進行補充，所述的優(yōu)質(zhì)碳源優(yōu)選為填埋時間小于5年的年輕垃圾滲濾液;當磷元素不足時可通過投加藥劑進行補充，投加的藥劑為含有磷元素的物質(zhì)，如磷酸鹽等;所述的第一缺氧反應區(qū)能夠接收第一好氧反應區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的硝化液的回流，硝化液回流的目的是為了給反硝化反應提供電子受體。

　　上述的用于垃圾滲濾液處理的裝置，其中，所述的第一好氧反應區(qū)內(nèi)設有曝氣器;所述的第一好氧反應區(qū)內(nèi)還設有堿度投加系統(tǒng)和污泥循環(huán)系統(tǒng)。一般而言，硝化反應的pH范圍為5.5~10.0，適宜pH為6.5～9.0。pH值低于6.5或高于9.0，硝化速率降低，當pH值降到5～5.5時，硝化反應基本停止，同時pH值的下降對活性污泥的絮凝性能產(chǎn)生不良影響;由于硝化反應會消耗堿度，污水中堿度往往不夠充足，需要投加藥劑補充。堿度是指污水中含有的能與H+反應的物質(zhì)，因此所投加的藥劑可以包含氫氧化物、碳酸鹽和重碳酸鹽等。污泥循環(huán)系統(tǒng)能夠使污泥在反應區(qū)內(nèi)回流，重復進行反應，以使反應更充分徹底。

　　上述的用于垃圾滲濾液處理的裝置，其中，所述的第一可調(diào)區(qū)內(nèi)設有攪拌器和曝氣器。

　　上述的用于垃圾滲濾液處理的裝置，其中，所述的第二缺氧反應區(qū)內(nèi)設有攪拌器。

　　上述的用于垃圾滲濾液處理的裝置，其中，所述的第二可調(diào)區(qū)內(nèi)設有攪拌器和曝氣器。

　　上述的用于垃圾滲濾液處理的裝置，其中，缺氧反應區(qū)和可調(diào)區(qū)內(nèi)的所述攪拌器優(yōu)選為潛水攪拌器，或其他形式攪拌設施，也可以不設攪拌設施。好氧反應區(qū)和可調(diào)區(qū)內(nèi)的所述曝氣器優(yōu)選為射流曝氣器，空氣通過曝氣器向好氧反應區(qū)和可調(diào)區(qū)內(nèi)進行供氧，可采用底部曝氣或其他曝氣方式。

　　上述的用于垃圾滲濾液處理的裝置，其中，所述的裝置可以采取分段進水的形式，即垃圾滲濾液經(jīng)預處理后同時進入第一缺氧反應區(qū)和第一好氧反應區(qū)。

　　本發(fā)明提供的用于垃圾滲濾液處理的裝置具有以下優(yōu)點：

　　1.本發(fā)明采用AO法作為處理垃圾滲濾液的主體工藝，有針對性的強化了生物處理系統(tǒng)的脫氮能力;

　　2.通過第一、第二可調(diào)區(qū)的切換，生物反應器可實現(xiàn)一段AO(厭氧好氧工藝)法、二段AO法兩種運行模式。大大提高了運行管理的靈活性，能充分應對中老齡滲濾液水質(zhì)變化情況;

　　3.在反應區(qū)內(nèi)投加流化生物載體，使反應區(qū)內(nèi)微生物維持兩種形態(tài)，即懸浮污泥和生物膜。有效增加了反應器內(nèi)生物種類，提高系統(tǒng)整體的處理能力。尤其是生物膜內(nèi)能夠存活世代時間較長的微生物，有利于硝化作用的進行;

　　4.與MBR工藝相比，流化生物載體反應器對碳源的需求較低，降低運行成本;

　　5.與MBR工藝相比，流化生物載體反應器不存在反應過程的污泥溫升，無需設置冷卻系統(tǒng)，降低投資成本;

　　6.本發(fā)明推薦采用射流曝氣器為好氧區(qū)曝氣，可提高氧轉移效率，降低系統(tǒng)能耗;

　　7.本發(fā)明為生物反應器提供了優(yōu)質(zhì)碳源、磷營養(yǎng)素、堿度等藥劑投加系統(tǒng)，通過有針對性的投加藥劑及投加過程的精確控制，可大幅降低藥耗。