申請(qǐng)日2010.08.05

　　公開(kāi)(公告)日2010.11.24

　　IPC分類號(hào)C02F9/14; C02F1/78; C02F1/72; C02F3/28

　　摘要

　　一種廢水處理技術(shù)領(lǐng)域的零污泥排放的填埋場(chǎng)滲濾液處理方法。包括如下步驟：將填埋場(chǎng)滲濾液按重力流進(jìn)入加蓋調(diào)節(jié)池，進(jìn)行厭氧分解，生成的沼氣導(dǎo)排收集;將所得濾液出水，進(jìn)入兼氧塘進(jìn)行反應(yīng)，發(fā)生生物降解作用;再將所得濾液依次通過(guò)礦化垃圾生物反應(yīng)床，發(fā)生生物降解作用;最后將所得滲濾液進(jìn)行O3/H2O2的高級(jí)氧化，出水達(dá)標(biāo)排放。本發(fā)明使得COD能夠大幅度降低，且生成的污泥由于污泥的內(nèi)源消化，能夠高效去除滲濾液物質(zhì)，最后的O3/H2O2的高級(jí)氧化則可以針對(duì)其中的一些難降解物質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步的降低，使?jié)B濾液達(dá)標(biāo)。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種零污泥排放的填埋場(chǎng)滲濾液處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

　　步驟一，將填埋場(chǎng)滲濾液按重力進(jìn)水流入加蓋調(diào)節(jié)池，進(jìn)行厭氧分解，生成的沼氣導(dǎo)排收集;

　　步驟二，將步驟一所得濾液出水，進(jìn)入兼氧塘進(jìn)行反應(yīng)，發(fā)生生物降解作用;

　　步驟三，再將步驟二所得濾液依次通過(guò)礦化垃圾生物反應(yīng)床，發(fā)生生物降解作用;

　　步驟四，最后將步驟三所得滲濾液進(jìn)行O3/H2O2的高級(jí)氧化，出水達(dá)標(biāo)排放。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零污泥排放的填埋場(chǎng)滲濾液處理方法，其特征是，步驟一中所述填埋場(chǎng)滲濾液：COD為10000-50000mg/L左右，進(jìn)水氨氮濃度在1000-4000mg/L以上，SS值在>10000mg/L。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零污泥排放的填埋場(chǎng)滲濾液處理方法，其特征是，步驟一中所述的加蓋調(diào)節(jié)池采用HDPE膜，用焊接方式進(jìn)行，并在調(diào)節(jié)池四端開(kāi)孔導(dǎo)引出沼氣，收集進(jìn)行發(fā)電處理。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零污泥排放的填埋場(chǎng)滲濾液處理方法，其特征是，步驟二中所述的兼氧反應(yīng)，其溶解氧(DO)控制在1-3mg/L。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零污泥排放的填埋場(chǎng)滲濾液處理方法，其特征是，步驟三中所述礦化垃圾為：為填埋6-10年的礦化垃圾，0<粒徑<100cm的礦化垃圾篩分細(xì)料。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零污泥排放的填埋場(chǎng)滲濾液處理方法，其特征是，步驟四中所述的pH范圍在3-6。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零污泥排放的填埋場(chǎng)滲濾液處理方法，其特征是，步驟四中所述的臭氧的用量為0.9-1.2g/L。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零污泥排放的填埋場(chǎng)滲濾液處理方法，其特征是，步驟四中所述的H2O2投加濃度在1.8-2.4g/L。

　　說(shuō)明書(shū)

　　零污泥排放的填埋場(chǎng)滲濾液處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及的是一種廢水處理技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種零污泥排放的填埋場(chǎng)滲濾液處理方法。

　　背景技術(shù)

　　我國(guó)城市生活垃圾清運(yùn)量以年均大于8%的速度遞增，生活垃圾可控點(diǎn)源排放的滲濾液年產(chǎn)量在2900萬(wàn)噸左右，而1噸滲濾液所含污染物濃度相當(dāng)于100噸城市污水的濃度。滲濾液由于毒性大、水質(zhì)復(fù)雜、水量波動(dòng)大、有機(jī)物和氨氮濃度高、營(yíng)養(yǎng)元素比例失調(diào)等特性，其仍存在很大的問(wèn)題。目前我國(guó)部分滲濾液沒(méi)有進(jìn)行任何處理就直接排放，對(duì)周圍環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。

　　由于滲濾液的濃度較高，常規(guī)的生物和物化處理的污泥濃度較大。一般來(lái)說(shuō)，常規(guī)活性污泥處理方法中，污泥產(chǎn)率約為污水濃度的1-2%(質(zhì)量比)，體積為污水體積的0.3-0.5%，而滲濾液處理過(guò)程產(chǎn)生的污泥量則為其2-3倍。作為填埋場(chǎng)滲濾液處理所必需的工序，生物處理在滲濾液處理中得到廣泛的應(yīng)用，一般填埋場(chǎng)會(huì)采用調(diào)節(jié)池-厭氧塘-兼氧塘的處理工藝，但其出水COD仍然在3000-5000mg/L左右，氨氮出水則在100-1000mg/L左右，而經(jīng)后續(xù)常規(guī)好氧處理后，其COD和氨氮仍分別高達(dá)500-2000mg·L-1和100-500mg·L-1，這些殘余滲濾液中含有多種難生物降解的有機(jī)物、大量無(wú)機(jī)鹽以及復(fù)雜的絡(luò)合物和鰲合物。特別是經(jīng)過(guò)生物處理后的滲濾液，其需要采用物化方法進(jìn)行處理，如：反滲透、活性碳吸附、Fenton(芬頓)氧化、電解處理等，但其污泥量更大，單位COD的污泥去除量比前述生物處理更大。

　　污泥成分復(fù)雜，不僅含有大量氮、磷、有機(jī)質(zhì)和多種微量元素等可利用成分，也含有有毒、有害、難降解的有機(jī)物、重金屬、病原菌及寄生蟲(chóng)(卵)等物質(zhì)，如果處置不當(dāng)，將對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類自身造成極大危害。而且，污泥處理的投資和運(yùn)行費(fèi)用巨大，可占整個(gè)污水處理廠投資及運(yùn)行費(fèi)用的20%-50%。因此如果能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效的源頭減量化技術(shù)，兼顧生態(tài)效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益之間的平衡，具有重要意義。

　　經(jīng)過(guò)生物處理后的滲濾液尾水，可采用臭氧進(jìn)行污水的深度處理。臭氧在水中具有較高的氧化還原電位(2.072V)，可起到除菌、消毒、除味、脫色等多重作用。臭氧在水溶液中，與有機(jī)物主要進(jìn)行以下兩種方式的反應(yīng)：①臭氧分子直接進(jìn)攻對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解;②臭氧分解形成自由基，對(duì)污染物具有強(qiáng)烈的氧化反應(yīng)作用。而通過(guò)外加H2O2，則可有效誘導(dǎo)臭氧形成羥基自由基，進(jìn)一步加速原有不可降解有機(jī)物的分解，降低滲濾液中污染物濃度，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　因此，總的來(lái)說(shuō)，加蓋調(diào)節(jié)池+兼氧塘+礦化垃圾生物反應(yīng)床+O3/H2O2的處理工藝，是集氧化還原、絮凝吸附、催化氧化、絡(luò)合、高級(jí)氧化等作用于一體的系統(tǒng)，能提高可生物降解性和降低滲濾液污染物排放的良好處理工藝技術(shù)。

　　經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利授權(quán)公告號(hào)為CN1120131C(公告日：2003.9.3)的專利說(shuō)明書(shū)披露了如下內(nèi)容：采用填埋場(chǎng)穩(wěn)定化垃圾或礦化垃圾組成生物反應(yīng)床，然后用泵將垃圾滲濾水通過(guò)布水器噴灑在反應(yīng)床內(nèi)的礦化垃圾上，滲濾水通過(guò)礦化垃圾的吸附和降解達(dá)到凈化效果，部分解決了滲濾液處理不達(dá)標(biāo)問(wèn)題，但其出水仍然不能達(dá)到《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)GB 16889-2008》。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：解決滲濾液難降解物質(zhì)多，去除效果差的問(wèn)題，使之排水滿足標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)減少處理工藝的污泥排量。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有污水處理技術(shù)的污泥濃度高、產(chǎn)量大的不足，提供一種零污泥排放的填埋場(chǎng)滲濾液處理方法。本發(fā)明中利用調(diào)節(jié)池加蓋厭氧強(qiáng)化轉(zhuǎn)化為沼氣技術(shù)，礦化垃圾組建生物反應(yīng)床，利用礦化垃圾內(nèi)部的土著微生物降低滲濾液難降解物質(zhì)，以及O3/H2O2的高級(jí)氧化使?jié)B濾液污染物生成CO2和H2O的技術(shù)，使得在解決滲濾液污染物去除的同時(shí)，將污染物質(zhì)盡量的轉(zhuǎn)化為氣相物質(zhì)CO2、CH4和H2O，最終降低滲濾液的CODcr和氨氮。從而在解決滲濾液尾水達(dá)標(biāo)排放的基礎(chǔ)上，基本不產(chǎn)生污泥。

　　本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

　　本發(fā)明涉及一種填埋場(chǎng)滲濾液的處理工藝，包括如下步驟：

　　步驟一，將填埋場(chǎng)滲濾液按重力進(jìn)水流入加蓋調(diào)節(jié)池，進(jìn)行厭氧分解，生成的沼氣導(dǎo)排收集;

　　步驟二，將步驟一所得濾液出水，進(jìn)入兼氧塘進(jìn)行反應(yīng)，發(fā)生生物降解作用;

　　步驟三，再將步驟二所得濾液依次通過(guò)礦化垃圾生物反應(yīng)床，發(fā)生生物降解作用。

　　步驟四，最后將步驟三所得滲濾液進(jìn)行O3/H2O2的高級(jí)氧化，出水達(dá)標(biāo)排放。

　　步驟一中所述填埋場(chǎng)滲濾液：COD為10000-50000mg/L左右，進(jìn)水氨氮濃度在1000-4000mg/L以上，SS值在>10000mg/L。

　　步驟一中所述的加蓋調(diào)節(jié)池采用HDPE膜，用焊接方式進(jìn)行，并在調(diào)節(jié)池四端開(kāi)孔導(dǎo)引出沼氣，收集進(jìn)行發(fā)電處理。

　　步驟二中所述的兼氧反應(yīng)，其溶解氧(DO)控制在1-3mg/L。

　　步驟三中所述礦化垃圾為：為填埋6-10年的礦化垃圾，0<粒徑<100cm的礦化垃圾篩分細(xì)料。

　　步驟四中所述的pH范圍在3-6。

　　步驟四中所述的臭氧的用量為0.9-1.2g/L。

　　步驟四中所述的H2O2投加濃度在1.8-2.4g/L。

　　本發(fā)明中，滲濾液調(diào)節(jié)池的厭氧和兼氧作用主要起到去除易降解有機(jī)物的作用，并將其轉(zhuǎn)化為沼氣收集排出。而礦化垃圾生物反應(yīng)床，是一個(gè)由礦物質(zhì)、有機(jī)物(包括活的有機(jī)體)、水分和氣體四大組分組成的固、液、氣三相自然體系。其中的礦物質(zhì)是其主要固體成分，是整個(gè)物質(zhì)體系構(gòu)成的骨架，它的性狀決定了礦化垃圾的水力學(xué)特性;有機(jī)質(zhì)能改善基質(zhì)結(jié)構(gòu)和水力傳導(dǎo)率，為微生物提供營(yíng)養(yǎng)環(huán)境;水分和氣體則為生物的生長(zhǎng)提供基本的生存條件。同時(shí)，此類穩(wěn)定化垃圾具有良好的多孔性結(jié)構(gòu)，巨大的表面積，并富含微生物，尤其是降解型微生物。本發(fā)明前期試驗(yàn)結(jié)果表明：礦化垃圾具有較強(qiáng)的離子交換容量(67.9meq/100g干垃圾)，較大的吸附比表面積，有機(jī)質(zhì)含量較高(5.41%)，含有種類和數(shù)量可觀的微生物種群(細(xì)菌數(shù)達(dá)4.5×106個(gè))，可應(yīng)用于生物降解，pH值中性，含水率良好(20%左右)，是一種良好的生物填料。礦化垃圾是極端環(huán)境微生物的載體，包括嗜鹽、嗜堿、嗜熱和嗜冷微生物，說(shuō)明正是由于礦化垃圾反應(yīng)床中含有這些具有特殊代謝系統(tǒng)的極端微生物才使其具有強(qiáng)的污染物降解能力，證實(shí)了礦化垃圾是一種性能優(yōu)越的生物介質(zhì)。反應(yīng)床體系中的細(xì)菌以芽孢桿菌屬、變形菌屬和動(dòng)球菌屬為優(yōu)勢(shì)菌屬，古菌以甲烷八疊球菌屬和甲烷嗜熱菌屬為優(yōu)勢(shì)菌屬。運(yùn)行良好的反應(yīng)床體系中的細(xì)菌主要包括芽孢桿菌屬、微桿菌屬、放線菌屬、動(dòng)球菌屬、γ-變性菌屬以及未分類的氮轉(zhuǎn)化細(xì)菌;古菌包括euryarchaeote、methanomicrobia、產(chǎn)甲烷archaea、Crenarchaeote和一種未知菌。

　　臭氧在水溶液中，與有機(jī)物主要進(jìn)行以下兩種方式反應(yīng)：臭氧分子直接進(jìn)攻有機(jī)物，進(jìn)行降解反應(yīng)和臭氧分解形成的自由基反應(yīng)。其中：①分子臭氧的反應(yīng)：臭氧分子結(jié)構(gòu)成三角形，中心氧原子與其余兩個(gè)氧原子間距離相等，在分子中存在一離域的π鍵。這種獨(dú)特結(jié)構(gòu)使得臭氧可成為偶極試劑、親電試劑和親核試劑，不同的作用導(dǎo)致3類不同的直接反應(yīng)。(a)加成反應(yīng)。(b)親電反應(yīng)。(c)親核反應(yīng)。臭氧分子的反應(yīng)具有很強(qiáng)的選擇性，只對(duì)那些不飽和芳香族、脂肪族化合物或某些特殊基團(tuán)上才能發(fā)生反應(yīng)。②自由基反應(yīng)：臭氧在水中分解速度的快慢與水體中的pH值、臭氧濃度及其它環(huán)境因素(自由基捕獲劑濃度、是否有紫外光照射等)等有關(guān)。而雙氧水的加入則有利于臭氧生成其活性自由基團(tuán)，增加其可能氧化有機(jī)物的能力。

　　通過(guò)對(duì)新鮮滲濾液進(jìn)行加蓋技術(shù)，使?jié)B濾液在調(diào)節(jié)池中進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的厭氧停留，可有效降低滲濾液污染濃度，同時(shí)使?jié)B濾液的污染物質(zhì)絕大部分轉(zhuǎn)化為沼氣形式排出，而所形成的污泥，由于其長(zhǎng)時(shí)間的停留，經(jīng)過(guò)污泥的內(nèi)源呼吸，使得其在系統(tǒng)中殘留量較少。經(jīng)過(guò)厭氧調(diào)節(jié)后的滲濾液進(jìn)行兼氧池的調(diào)節(jié)反應(yīng)，也可部分降低滲濾液的污染物質(zhì)，使之滿足后續(xù)的生物反應(yīng)作用。

　　填埋場(chǎng)封場(chǎng)數(shù)年(南方地區(qū)一般8-10年)后，垃圾中易降解物質(zhì)完全或接近完全降解，此時(shí)填埋場(chǎng)表面沉降量非常小(如小于1cm/a)，垃圾本身已很少或不產(chǎn)生滲濾液和填埋氣，垃圾中可生物降解含量(BDM)較小(如<2.55%)，滲濾液COD濃度較低，垃圾填埋場(chǎng)達(dá)到穩(wěn)定化狀態(tài)即無(wú)害化狀態(tài)，此時(shí)的腐熟垃圾臭味降低、易自然晾篩。其中的細(xì)料物質(zhì)(Φ≤100mm)外觀類似腐殖質(zhì)、呈微團(tuán)聚體狀、質(zhì)地疏松、具有無(wú)數(shù)極微孔隙和巨大的表面積，且富含有機(jī)質(zhì)、通透性好、陽(yáng)離子交換容量高，加之其上因特殊形成過(guò)程而附著生長(zhǎng)的種類繁多、數(shù)量龐大、適應(yīng)性強(qiáng)的微生物群落和各種活性酶，對(duì)纖維素、木質(zhì)素、多環(huán)芳烴等難降解有機(jī)物有與生俱來(lái)的親合性和降解能力，因此非常適于用作優(yōu)良高效的污水凈化基質(zhì)，用其構(gòu)建的生物反應(yīng)床可有效去除滲濾液中易降解物質(zhì)，且無(wú)污泥產(chǎn)生。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：本發(fā)明中厭氧調(diào)節(jié)加蓋能有效提高其厭氧效果，從而大幅度降低易降解有機(jī)物濃度，礦化垃圾中的部分碳物質(zhì)以及內(nèi)含大量微生物，經(jīng)過(guò)填埋場(chǎng)穩(wěn)定化的長(zhǎng)期自然馴化，具有對(duì)滲濾液很強(qiáng)的自適應(yīng)性，由其組成的礦化垃圾生物反應(yīng)床，具有很好的降低滲濾液的CODCr和氨氮的功能，而臭氧可進(jìn)一步降低滲濾液尾水中的難降解物質(zhì)，解決滲濾液尾水的達(dá)標(biāo)排放要求，而且可以降低甚至不產(chǎn)生污泥量。