申請(qǐng)日2014.11.05
公開(公告)日2016.02.03
IPC分類號(hào)C02F9/14
摘要
本發(fā)明涉及一種垃圾滲濾液處理方法及其系統(tǒng)，屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域。具有高濃度有機(jī)污染物和氨氮的垃圾滲濾液，首先進(jìn)入?yún)捬跆幚韱卧�，去除大部分有機(jī)污染物，將C/N比降低至2:1以下;然后進(jìn)入?yún)捬醢毖趸瘑卧�，在不投加外加碳源的條件下，實(shí)現(xiàn)氨氮去除率85%、總氮去除率80%;最后進(jìn)入生化處理單元，其好氧段通常為膜生物反應(yīng)器，通過碳氧化和硝化、反硝化反應(yīng)，進(jìn)一步去除剩余的有機(jī)污染物和氨氮及總氮。本發(fā)明方法不需外加碳源、脫氮效率高、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、剩余污泥產(chǎn)量低。厭氧處理單元可以大幅降低水中的有機(jī)物，并產(chǎn)生沼氣進(jìn)行利用，對(duì)厭氧氨氧化單元池體進(jìn)行加熱保溫，既實(shí)現(xiàn)了滲濾液中有機(jī)物的資源化，又進(jìn)一步降低了處理成本。
權(quán)利要求書
1.一種垃圾滲濾液處理方法，其特征在于該方法包括以下步驟：
(1)使垃圾滲濾液進(jìn)入一級(jí)厭氧處理反應(yīng)器，垃圾滲濾液在一級(jí)厭氧處理反應(yīng)器中停留8～12天，使垃圾滲濾液停留時(shí)產(chǎn)生的污泥濃度達(dá)到為8～13g/L，使一級(jí)厭氧處理反應(yīng)器中污泥停留時(shí)間為25～40天，使一級(jí)厭氧處理反應(yīng)器中的溶解氧為0.1～0.5mg/L;
(2)使上述一級(jí)處理液進(jìn)入二級(jí)厭氧處理反應(yīng)器，一級(jí)處理液在二級(jí)厭氧處理反應(yīng)器中停留4～10天，使一級(jí)處理液停留時(shí)產(chǎn)生的污泥濃度達(dá)到為6～12g/L，使二厭氧處理反應(yīng)器中污泥停留時(shí)間為18～35天，使二級(jí)厭氧處理反應(yīng)器中的溶解氧為0.1～0.5mg/L，得到厭氧處理液;
(3)使上述厭氧處理液進(jìn)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器中，使厭氧處理液在厭氧氨氧化反應(yīng)器中產(chǎn)生的污泥濃度達(dá)到為3～10g/L，使厭氧氨氧化反應(yīng)器中污泥停留時(shí)間(SRT)為10～ 35天，向厭氧氨氧化反應(yīng)器鼓入氧氣，使厭氧氨氧化反應(yīng)器中的溶解氧(DO)值為0.1～ 0.5mg/L，參考氧化還原電位(ORP)控制在-200mV～50mV，得到去除氮?dú)夂蟮膮捬醢毖趸幚硪?
(4)使厭氧氨氧化處理液進(jìn)入沉淀池，使厭氧氨氧化處理液在沉淀池中停留1.5-2.5 小時(shí)，使厭氧氨氧化處理液進(jìn)行固液分離，得到上清液和厭氧氨氧化污泥，并使其中的厭氧氨氧化污泥返回至厭氧氨氧化反應(yīng)器中;
(5)使步驟(4)的上清液，及步驟(6)中的回流液混合后進(jìn)入缺氧池，使混合液在缺氧池中停留0.5-1小時(shí)，使缺氧池中的溶解氧(DO)值為0.2～1.0mg/L，污泥濃度為 3～4.5g/L，得到缺氧處理液;
(6)使步驟(5)的缺氧池處理液進(jìn)入好氧池，缺氧處理液在好氧池中停留時(shí)間為1.5-4 小時(shí)，向好氧池中鼓入氧氣，使好氧池中的溶解氧(DO)值為2.5～4.0mg/L，污泥濃度為 3～4.5g/L，使好氧池末端處理液回流到缺氧池，回流比為200-400%，在好氧池末端或后部設(shè)置超濾膜，使好氧池末端處理液得到固液分離，固液分離后的好氧處理液為處理系統(tǒng)出水。
說明書
一種垃圾滲濾液處理方法及其系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種垃圾滲濾液處理方法及其系統(tǒng)，特別涉及高氨氮、高COD的垃圾滲濾液處理，屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
垃圾滲濾液具有污染成分復(fù)雜、污染物濃度高、污染物種類多、C/N比失調(diào)等特點(diǎn)，其COD濃度通常為2000mg/L～50000mg/L，氨氮濃度為2000mg/L～8000mg/L;焚燒廠、垃圾站等設(shè)施產(chǎn)生的滲濾液由于發(fā)酵時(shí)間短，文獻(xiàn)表明其化學(xué)需氧量(以下簡(jiǎn)稱COD)、氨氮濃度可高達(dá)80000mg/L、10000mg/L，污染物濃度過高、C/N比嚴(yán)重失調(diào)等特點(diǎn)給達(dá)標(biāo)處理提出了巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。
目前常用的垃圾滲濾液處理工藝是“厭氧反應(yīng)器+膜生物反應(yīng)器(以下簡(jiǎn)稱MBR)”，其中厭氧反應(yīng)器的目的是大幅去除有機(jī)污染物，其出水COD值可達(dá)4000mg/L～6000mg/L，并將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮;膜生物反應(yīng)器(MBR)由缺氧池、好氧池和超濾膜組成，通過碳氧化反應(yīng)進(jìn)一步去除有機(jī)物污染物COD，并通過硝化反硝化反應(yīng)去除總氮。
根據(jù)生物脫氮理論，在膜生物反應(yīng)器中脫氮時(shí)，應(yīng)保持C/N為6～9之間，以保證硝化、反硝化反應(yīng)的正常進(jìn)行。因此，在上述垃圾滲濾液處理工藝中，來水經(jīng)過厭氧反應(yīng)器后進(jìn)入膜生物反應(yīng)器時(shí)，其氨氮通常為2000mg/L～3000mg/L，出現(xiàn)以下問題：
a、脫氮所需COD應(yīng)為12000mg/L～18000mg/L之間，而經(jīng)過厭氧反應(yīng)器后COD濃度為 4000mg/L～6000mg/L，無法滿足要求，需要額外投加碳源，產(chǎn)生了較高的處理成本;
b、厭氧反應(yīng)器后剩余的4000mg/L～6000mg/L的COD以好氧形式去除，相比厭氧處理成本較高;
c、缺氧、好氧脫氮工藝需要較高的回流比，進(jìn)一步增加了運(yùn)行成本;同時(shí)受到工藝本身的限制，當(dāng)回流比為400%時(shí)，總氮去除率僅為80%，當(dāng)進(jìn)水總氮過高時(shí)無法達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn);
厭氧氨氧化工藝的原理是厭氧氨氧化菌在厭氧條件下，以亞硝酸鹽為電子受體將氨氮直接氧化成氮?dú)�，與傳統(tǒng)的硝化、反硝化脫氮工藝相比，其主要特點(diǎn)是不需添加外加碳源，運(yùn)行成本低廉，降低后續(xù)處理工藝的氨氮負(fù)荷。采用厭氧氨氧化工藝，氨氮的去除率可達(dá) 85%，總氮去除率可達(dá)80%。經(jīng)過厭氧和厭氧氨氧化處理后的污水，仍含有較高濃度的有機(jī)污染物和氨氮，設(shè)置膜生物反應(yīng)器(MBR)，利用碳氧化和硝化、反硝化反應(yīng)，進(jìn)一步去除污水中的有機(jī)污染物、氨氮及總氮，然后利用膜組件進(jìn)行固液分離。
綜上所述，垃圾滲濾液在進(jìn)入膜生物反應(yīng)器前有效去除氨氮、總氮，并相應(yīng)的去除有機(jī)污染物，是影響垃圾滲濾液處理工藝的關(guān)鍵因素，對(duì)降低運(yùn)行成本、提高處理效率、穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放具有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種垃圾滲濾液處理方法及其系統(tǒng)，利用多級(jí)厭氧、厭氧氨氧化等技術(shù)單元的組合工藝，解決傳統(tǒng)處理技術(shù)存在運(yùn)行能耗高、需要額外投加碳源、出水效果不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，以應(yīng)用于垃圾填埋場(chǎng)、垃圾焚燒廠等設(shè)施的垃圾滲濾液的處理。
本發(fā)明提出的垃圾滲濾液處理方法，包括以下步驟：
(1)使垃圾滲濾液進(jìn)入一級(jí)厭氧處理反應(yīng)器，垃圾滲濾液在一級(jí)厭氧處理反應(yīng)器中停留8～12天，使垃圾滲濾液停留時(shí)產(chǎn)生的污泥濃度達(dá)到為8～13g/L，使一級(jí)厭氧處理反應(yīng)器中污泥停留時(shí)間為25～40天，使一級(jí)厭氧處理反應(yīng)器中的溶解氧為0.1～0.5mg/L;
(2)使上述一級(jí)處理液進(jìn)入二級(jí)厭氧處理反應(yīng)器，在一級(jí)處理液在二級(jí)厭氧處理反應(yīng)器中停留4～10天，使一級(jí)處理液停留時(shí)產(chǎn)生的污泥濃度達(dá)到為6～12g/L，使二厭氧處理反應(yīng)器中污泥停留時(shí)間為18～35天，使二級(jí)厭氧處理反應(yīng)器中的溶解氧為0.1～ 0.5mg/L，得到厭氧處理液;
(3)使上述厭氧處理液進(jìn)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器中，使厭氧處理液在厭氧氨氧化反應(yīng)器中產(chǎn)生的污泥濃度達(dá)到為3～10g/L，使厭氧氨氧化反應(yīng)器中污泥停留時(shí)間(SRT)為10～ 35天，向厭氧氨氧化反應(yīng)器鼓入氧氣，使厭氧氨氧化反應(yīng)器中的溶解氧(DO)值為0.1～ 0.5mg/L，參考氧化還原電位(ORP)控制在-200mV～50mV，得到去除氮?dú)夂蟮膮捬醢毖趸幚硪?
(4)使厭氧氨氧化處理液進(jìn)入沉淀池，使厭氧氨氧化處理液在沉淀池中停留1.5-2.5 小時(shí)，使厭氧氨氧化處理液進(jìn)行固液分離，得到上清液和厭氧氨氧化污泥，并使其中的厭氧氨氧化污泥返回至厭氧氨氧化反應(yīng)器中;
(5)使步驟(4)的上清液，及步驟(6)中的回流液混合后進(jìn)入缺氧池，使混合液在缺氧池中停留0.5-1小時(shí)，使缺氧池中的溶解氧(DO)值為0.2～1.0mg/L，污泥濃度為 3～4.5g/L，得到缺氧處理液;
(6)使步驟(5)的缺氧池處理液進(jìn)入好氧池，缺氧處理液在好氧池中停留時(shí)間為1.5-4 小時(shí)，向好氧池中鼓入氧氣，使好氧池中的溶解氧(DO)值為2.5～4.0mg/L，污泥濃度為 3～4.5g/L，使好氧池末端處理液回流到缺氧池，回流比為200-400%，在好氧池末端或后部設(shè)置超濾膜，使好氧池末端處理液得到固液分離，固液分離后的好氧處理液為處理系統(tǒng)出水。
本發(fā)明提出的垃圾滲濾液處理系統(tǒng)，包括：一級(jí)厭氧反應(yīng)器、二級(jí)厭氧反應(yīng)器、厭氧氨氧化反應(yīng)器、沉淀池、缺氧池、好氧池、膜組件和鼓風(fēng)機(jī);所述的一級(jí)厭氧反應(yīng)器的進(jìn)口端與來水相連接，一級(jí)厭氧反應(yīng)器的出口端與所述的二級(jí)厭氧反應(yīng)器相連，二級(jí)厭氧反應(yīng)的出口端與所述的厭氧氨氧化反應(yīng)器的進(jìn)口端相連接，厭氧氨氧化反應(yīng)器的出水進(jìn)入沉淀池，沉淀池的出口端與所述的缺氧池的進(jìn)口端相連接，缺氧池的出水進(jìn)入所述的好氧池，好氧池的部分出水通過回流泵送至缺氧池的進(jìn)口端，好氧池的出水進(jìn)入膜組件進(jìn)行固液分離，所述的鼓風(fēng)機(jī)將空氣送入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器和好氧池，以滿足厭氧氨氧化反應(yīng)器和好氧池對(duì)氧氣的需求。
本發(fā)明提出的垃圾滲濾液處理方法及其系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、本發(fā)明的垃圾滲濾液處理方法，充分結(jié)合厭氧反應(yīng)器去除COD、厭氧氨氧化技術(shù)去除總氮、膜生物反應(yīng)器高效分離的優(yōu)勢(shì)，將多級(jí)厭氧反應(yīng)器、厭氧氨氧化技術(shù)、膜生物反應(yīng)器技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，使本發(fā)明方法具有不需外加碳源、脫氮效率高、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、剩余污泥產(chǎn)量低等優(yōu)點(diǎn)。
2、本發(fā)明的垃圾滲濾液處理系統(tǒng)，通過設(shè)置多級(jí)厭氧反應(yīng)器，可以有效的降低垃圾滲濾液中的COD濃度，降低單位處理成本，為后續(xù)的厭氧氨氧化單元?jiǎng)?chuàng)造有利進(jìn)水條件;同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物的資源化利用，利用厭氧反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣為厭氧氨氧化單元加熱保溫，厭氧氨氧化單元可以大幅去除系統(tǒng)的氨氮、總氮，將后續(xù)膜生物反應(yīng)器的負(fù)荷降低至正常水平，可以充分的發(fā)揮出膜生物反應(yīng)器處理效率高、固液分離效果好、脫氮穩(wěn)定高效的優(yōu)點(diǎn)，使其出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo);利用厭氧反應(yīng)器去除COD、利用厭氧氨氧化技術(shù)進(jìn)行脫氮，相比傳統(tǒng)工藝中好氧去除COD、硝化反硝化脫氮，極大的降低了鼓風(fēng)曝氣、泵送回流等成本，總體電耗降低50～60%;不需要額外投加碳源，是一種可持續(xù)的生物處理技術(shù)。
