公布日：2022.05.06
申請日：2022.03.11
分類號：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F103/06(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種基于生化與催化電解脫氮的垃圾填埋場地下水處理系統(tǒng)及其處理方法，所述地下水處理系統(tǒng)包括生化處理裝置、物化凈化裝置、催化電解脫氮裝置和污泥脫水裝置。本發(fā)明通過上述地下水處理系統(tǒng)對垃圾填埋場的地下水進行處理后，能夠高效地去除垃圾填埋場地下水中的氨氮、總氮、CODCr、BOD5、總磷、SS以及色度，處理后的廢水氨氮≤1mg/L、總氮≤1.5mg/L、總磷≤0.3mg/L、CODCr≤30mg/L以及BOD5≤6mg/L，此外，其他污染物指標(biāo)也都符合排放標(biāo)準(zhǔn)，特別適合于氨氮、CODCr都較高的垃圾填埋場的地下水的處理。
權(quán)利要求書
1.一種基于生化與催化電解脫氮的垃圾填埋場地下水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括生化處理裝置、物化凈化裝置、催化電解脫氮裝置和污泥脫水裝置，其中：所述生化處理裝置包括依次連接的廢水收集池、好氧池、厭氧池和沉淀池一，所述廢水收集池的出水口與好氧池的進水口連接，所述好氧池的出水口與厭氧池的進水口連接，所述厭氧池的出水口與沉淀池一的進水口連接；所述物化凈化裝置是氣浮凈化裝置或混凝沉淀凈化裝置，所述氣浮凈化裝置包括依次連接的pH調(diào)節(jié)池、混凝池、助凝池和氣浮池，所述pH調(diào)節(jié)池的進水口與沉淀池一的出水口連接，所述pH調(diào)節(jié)池的出水口與混凝池的進水口連接，所述混凝池的出水口與助凝池的進水口連接，所述助凝池的出水口與氣浮池的進水口連接，所述氣浮池的頂部還設(shè)有浮渣出口，所述氣浮池的底部設(shè)有清水出口；所述混凝沉淀凈化裝置包括依次連接的pH調(diào)節(jié)池、混凝池、助凝池和沉淀池二，所述pH調(diào)節(jié)池的進水口與沉淀池一的出水口相連，所述pH調(diào)節(jié)池的出水口與混凝池的進水口連接，所述混凝池的出水口與助凝池的進水口連接，所述助凝池的出水口與沉淀池二的進水口連接，所述沉淀池二的頂部還設(shè)有上清液出口，所述沉淀池二的底部設(shè)有污泥出口；所述催化電解脫氮裝置包括電解機、直流電源、脫氣塔和催化劑投加裝置，所述電解機的進水口與物化凈化裝置中氣浮池的清水出口連接或沉淀池二的上清液出口連接，所述電解機的出水口與脫氣塔的進水口相連，所述脫氣塔的進水口與位于脫氣塔底部的布水器連接，所述電解機的進水管上沿水流方向依次安裝有堿液投加裝置和管道混合器，所述催化劑投加裝置的出口與管道混合器的進口連接；所述污泥脫水裝置包括污泥泵、污泥濃縮池、理化調(diào)節(jié)池、脫水機和污泥池，所述污泥泵的進口與物化凈化裝置中氣浮池的浮渣出口或沉淀池二的污泥出口連接，所述污泥泵的出口與污泥濃縮池的進口連接，所述污泥濃縮池的頂部設(shè)有上清液出水口，所述污泥濃縮池的底部設(shè)有濃縮污泥出口，所述上清液出水口與物化凈化裝置中pH調(diào)節(jié)池的進水口連接，所述濃縮污泥出口與理化調(diào)節(jié)池的進口連接，所述理化調(diào)節(jié)池的出口與脫水機的進水口連接，所述脫水機的出水口與外界連接或與物化凈化裝置中pH調(diào)節(jié)池的進水口連接，所述脫水機的出泥口與污泥池連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生化與催化電解脫氮的垃圾填埋場地下水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述pH調(diào)節(jié)池還包括pH調(diào)節(jié)劑加藥裝置和攪拌機；所述混凝池還包括混凝劑加藥裝置和攪拌機；所述助凝池還包括助凝劑加藥裝置和攪拌機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生化與催化電解脫氮的垃圾填埋場地下水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述催化電解脫氮裝置還包括極清洗裝置，所述電極清洗裝置包括酸洗溶液貯罐和酸洗溶液輸送泵，所述酸洗溶液貯罐的出口與電解機的出水口連接且酸洗溶液輸送泵設(shè)置在兩者的連接管路上，所述酸洗溶液貯罐的進口與電解機的進水口連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生化與催化電解脫氮的垃圾填埋場地下水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述催化電解脫氮裝置中脫氣塔的出水口與還原池的進水口相連，所述還原池的出水口與排水管連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生化與催化電解脫氮的垃圾填埋場地下水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述催化電解脫氮裝置中脫氣塔的頂部還設(shè)有刮渣器和浮渣收集槽，所述脫氣塔的出水口下部800-1000mm處設(shè)置有回流口，所述回流口通過管道和回流泵與電解機的進水口相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生化與催化電解脫氮的垃圾填埋場地下水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述催化電解脫氮裝置中脫氣塔的底部還設(shè)有排渣口，所述排渣口與污泥處理裝置中污泥濃縮池的進水口連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生化與催化電解脫氮的垃圾填埋場地下水處理系統(tǒng)，其特征在于，在物化凈化裝置與催化電解脫氮裝置之間還設(shè)有中間水池，所述物化凈化裝置中氣浮池的清水出口或沉淀池二的上清液出口與中間水池的進水口連接，所述催化電解脫氮裝置中電解機的進水口與中間水池的出水口通過提升泵連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生化與催化電解脫氮的垃圾填埋場地下水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述物化凈化裝置還包括污泥回流泵，所述污泥回流泵的進口與氣浮池中的浮渣出口或沉淀池二中的污泥出口連接，所述污泥回流泵的出口與混凝池的進水口連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生化與催化電解脫氮的垃圾填埋場地下水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述污泥濃縮池為重力濃縮池，所述污泥泵的進口與物化凈化裝置中氣浮池中的浮渣出口或沉淀池二的污泥出口連接，所述重力濃縮池內(nèi)包括由上至下的上層清液區(qū)和下層污泥濃縮區(qū)，所述上層清液區(qū)的出水口與物化凈化裝置中pH調(diào)節(jié)池的進水口連接，所述下層污泥濃縮區(qū)的出口與理化調(diào)節(jié)池的進口連接。
10.一種基于生化與催化電解脫氮的垃圾填埋場地下水的處理方法，其特征在于，該方法利用權(quán)利要求1所述的基于生化與電解脫氮垃圾填埋場地下水的處理系統(tǒng)按照如下步驟處理：(1)生化處理：將收集于廢水收集池中的垃圾填埋場地下水送入好氧池，經(jīng)好氧微生物處理6-48h后進入?yún)捬醭刂羞M行厭氧微生物處理4-24h，得到生化處理后的垃圾填埋場地下水；(2)物化凈化：將生化處理后的垃圾填埋場地下水經(jīng)沉淀池一送入到pH調(diào)節(jié)池中并將垃圾填埋場地下水的pH調(diào)節(jié)至8-9，得到調(diào)節(jié)后的垃圾填埋場地下水；將調(diào)節(jié)后的垃圾填埋場地下水送入混凝池中并加入混凝劑溶液不斷攪拌，得到混凝后的垃圾填埋場地下水；將混凝后的垃圾填埋場地下水送入助凝池中并加入PAM溶液不斷攪拌，得到助凝后的垃圾填埋場地下水；將助凝后的垃圾填埋場地下水送入氣浮池或沉淀池二中進行固液分離，得到物化凈化后的地下水清液與浮渣或污泥；(3)催化電解脫氮：將經(jīng)過步驟(2)物化凈化后的地下水清液經(jīng)提升泵送入到電解機中，采用堿液投加裝置投加堿液將地下水的pH調(diào)節(jié)到9-9.5，再與催化劑投加裝置中的氯離子催化劑通過管道混合器混合均勻之后送入電解機中進行催化電解脫氮，將催化電解脫氮后的地下水送入脫氣塔中進行氣液分離得到脫氮合格的出水；(4)污泥脫水：將經(jīng)過步驟(2)物化凈化后產(chǎn)生的浮渣或污泥送入污泥濃縮池內(nèi)進行濃縮得到上層清液和下層濃縮污泥，將上層清液送入物化凈化裝置中的pH調(diào)節(jié)池，將下層濃縮污泥送入理化調(diào)節(jié)池中并加入理化調(diào)理劑進行理化調(diào)節(jié)，經(jīng)理化調(diào)節(jié)后的污泥再送入脫水機內(nèi)進行脫水處理；所述理化調(diào)理劑選自石灰、三氯化鐵和聚合氯化鋁中的至少一種。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對當(dāng)前垃圾填埋場地下水中的氨氮、總氮、CODCr和BOD5都嚴(yán)重超標(biāo)時，其采用的處理工藝存在占地大、投資大、出水質(zhì)量差、出水氨氮不達標(biāo)和運行成本高等缺陷，而提供一種基于生化與催化電解脫氮的垃圾填埋場地下水處理系統(tǒng)和處理方法，該處理系統(tǒng)和處理方法將生化處理、物化凈化、催化電解脫氮以及污泥脫水相結(jié)合，具有工藝流程短、占地面積小、投資小、出水水質(zhì)高、運行成本低、對廢水水質(zhì)的適應(yīng)性強以及持續(xù)效果好等優(yōu)點。
具體地，本發(fā)明的第一目的提供了一種基于生化與催化電解脫氮的垃圾填埋場地下水處理系統(tǒng)，包括生化處理裝置、物化凈化裝置、催化電解脫氮裝置和污泥脫水裝置，其中：
所述生化處理裝置包括依次連接的廢水收集池、好氧池、厭氧池和沉淀池一，所述廢水收集池的出水口與好氧池的進水口連接，所述好氧池的出水口與厭氧池的進水口連接，所述厭氧池的出水口與沉淀池一的進水口連接；
所述物化凈化裝置是氣浮凈化裝置或混凝沉淀凈化裝置，所述氣浮凈化裝置包括依次連接的pH調(diào)節(jié)池、混凝池、助凝池和氣浮池，所述pH調(diào)節(jié)池的進水口與沉淀池一的出水口連接，所述pH調(diào)節(jié)池的出水口與混凝池的進水口連接，所述混凝池的出水口與助凝池的進水口連接，所述助凝池的出水口與氣浮池的進水口連接，所述氣浮池的頂部還設(shè)有浮渣出口，所述氣浮池的底部設(shè)有清水出口；所述混凝沉淀凈化裝置包括依次連接的pH調(diào)節(jié)池、混凝池、助凝池和沉淀池二，所述pH調(diào)節(jié)池的進水口與沉淀池一的出水口相連，所述pH調(diào)節(jié)池的出水口與混凝池的進水口連接，所述混凝池的出水口與助凝池的進水口連接，所述助凝池的出水口與沉淀池二的進水口連接，所述沉淀池二的頂部還設(shè)有上清液出口，所述沉淀池二的底部設(shè)有污泥出口；
所述催化電解脫氮裝置包括電解機、直流電源、脫氣塔和催化劑投加裝置，所述電解機的進水口與物化凈化裝置中氣浮池的清水出口連接或沉淀池二的上清液出口連接，所述電解機的出水口與脫氣塔的進水口相連，所述脫氣塔的進水口與位于脫氣塔底部的布水器連接，所述電解機的進水管上沿水流方向依次安裝有堿液投加裝置和管道混合器，所述催化劑投加裝置的出口與管道混合器的進口連接；
所述污泥脫水裝置包括污泥泵、污泥濃縮池、理化調(diào)節(jié)池、脫水機和污泥池，所述污泥泵的進口與物化凈化裝置中氣浮池的浮渣出口或沉淀池二的污泥出口連接，所述污泥泵的出口與污泥濃縮池的進口連接，所述污泥濃縮池的頂部設(shè)有上清液出水口，所述污泥濃縮池的底部設(shè)有濃縮污泥出口，所述上清液出水口與物化凈化裝置中pH調(diào)節(jié)池的進水口連接，所述濃縮污泥出口與理化調(diào)節(jié)池的進口連接，所述理化調(diào)節(jié)池的出口與脫水機的進水口連接，所述脫水機的出水口與外界連接或與物化凈化裝置中pH調(diào)節(jié)池的進水口連接，所述脫水機的出泥口與污泥池連接。
在一種優(yōu)選的實施方式中，所述pH調(diào)節(jié)池還包括pH調(diào)節(jié)劑加藥裝置和攪拌機；所述混凝池還包括混凝劑加藥裝置和攪拌機；所述助凝池還包括助凝劑加藥裝置和攪拌機。
在一種優(yōu)選的實施方式中，所述催化電解脫氮裝置還包括極清洗裝置，所述電極清洗裝置包括酸洗溶液貯罐和酸洗溶液輸送泵，所述酸洗溶液貯罐的出口與電解機的出水口連接且酸洗溶液輸送泵設(shè)置在兩者的連接管路上，所述酸洗溶液貯罐的進口與電解機的進水口連接。
在一種優(yōu)選的實施方式中，所述催化電解脫氮裝置中脫氣塔的出水口與還原池的進水口相連，所述還原池的出水口與排水管連通。
在一種優(yōu)選的實施方式中，所述催化電解脫氮裝置中脫氣塔的頂部還設(shè)有刮渣器和浮渣收集槽，所述脫氣塔的出水口下部800-1000mm處設(shè)置有回流口，所述回流口通過管道和回流泵與電解機的進水口相連。
在一種優(yōu)選的實施方式中，所述催化電解脫氮裝置中脫氣塔的底部還設(shè)有排渣口，所述排渣口與污泥處理裝置中污泥濃縮池的進水口連接。
在一種優(yōu)選的實施方式中，在物化凈化裝置與催化電解脫氮裝置之間還設(shè)有中間水池，所述物化凈化裝置中氣浮池的清水出口或沉淀池二的上清液出口與中間水池的進水口連接，所述催化電解脫氮裝置中電解機的進水口與中間水池的出水口通過提升泵連接。
在一種優(yōu)選的實施方式中，所述物化凈化裝置還包括污泥回流泵，所述污泥回流泵的進口與氣浮池中的浮渣出口或沉淀池二中的污泥出口連接，所述污泥回流泵的出口與混凝池的進水口連接。
在一種優(yōu)選的實施方式中，所述污泥濃縮池為重力濃縮池，所述污泥泵的進口與物化凈化裝置中氣浮池中的浮渣出口或沉淀池二的污泥出口連接，所述重力濃縮池內(nèi)包括由上至下的上層清液區(qū)和下層污泥濃縮區(qū)，所述上層清液區(qū)的出水口與物化凈化裝置中pH調(diào)節(jié)池的進水口連接，所述下層污泥濃縮區(qū)的出口與理化調(diào)節(jié)池的進口連接。
本發(fā)明的第二目的提供了一種基于生化與催化電解脫氮的垃圾填埋場地下水的處理方法，該方法利用所述的基于生化與電解脫氮垃圾填埋場地下水的處理系統(tǒng)按照如下步驟處理：
(1)生化處理：將收集于廢水收集池中的垃圾填埋場地下水送入好氧池，經(jīng)好氧微生物處理6-48h后進入?yún)捬醭刂羞M行厭氧微生物處理4-24h，得到生化處理后的垃圾填埋場地下水；
(2)物化凈化：將生化處理后的垃圾填埋場地下水經(jīng)沉淀池一送入到pH調(diào)節(jié)池中并將垃圾填埋場地下水的pH調(diào)節(jié)至8-9，得到調(diào)節(jié)后的垃圾填埋場地下水；將調(diào)節(jié)后的垃圾填埋場地下水送入混凝池中并加入混凝劑溶液不斷攪拌，得到混凝后的垃圾填埋場地下水；將混凝后的垃圾填埋場地下水送入助凝池中并加入PAM溶液不斷攪拌，得到助凝后的垃圾填埋場地下水；將助凝后的垃圾填埋場地下水送入氣浮池或沉淀池二中進行固液分離，得到物化凈化后的地下水清液與浮渣或污泥；
(3)催化電解脫氮：將經(jīng)過步驟(2)物化凈化后的地下水清液經(jīng)提升泵送入到電解機中，采用堿液投加裝置投加堿液將地下水的pH調(diào)節(jié)到9-9.5，再與催化劑投加裝置中的氯離子催化劑通過管道混合器混合均勻之后送入電解機中進行催化電解脫氮，將催化電解脫氮后的地下水送入脫氣塔中進行氣液分離得到脫氮合格的出水；
(4)污泥脫水：將經(jīng)過步驟(2)物化凈化后產(chǎn)生的浮渣或污泥送入污泥濃縮池內(nèi)進行濃縮得到上層清液和下層濃縮污泥，將上層清液送入物化凈化裝置中的pH調(diào)節(jié)池，將下層濃縮污泥送入理化調(diào)節(jié)池中并加入理化調(diào)理劑進行理化調(diào)節(jié)，經(jīng)理化調(diào)節(jié)后的污泥再送入脫水機內(nèi)進行脫水處理；所述理化調(diào)理劑選自石灰、三氯化鐵和聚合氯化鋁中的至少一種。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：
(1)水質(zhì)高、變廢水為可循環(huán)使用的水資源
采用本發(fā)明提供的垃圾填埋場地下水處理系統(tǒng)對垃圾填埋場的地下水處理后，CODCr≤30mg/L、BOD5≤6mg/L、氨氮≤1mg/L、總氮≤1.5mg/L以及總磷≤0.3mg/L指標(biāo)均達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)表1中的Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，實現(xiàn)了將垃圾填埋場的地下水轉(zhuǎn)變成可以循環(huán)使用的水資源，排入自然水體中，能夠有效提高水體的溶解氧，有效抑制藻類的生長，全面改善和提升水質(zhì)，同時能作為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和商業(yè)用水。
(2)工藝流程簡單、運行簡單
采用本發(fā)明提供的垃圾填埋場地下水處理系統(tǒng)對垃圾填埋場的地下水進行處理僅包括生化處理、物化凈化、催化電解脫氮和污泥脫水四道主要工序，生產(chǎn)工藝流程較現(xiàn)有的垃圾填埋場的地下水處理生產(chǎn)工藝流程更為簡單，建筑構(gòu)筑物更少，操作運行更簡單。
(3)從源頭上根除氮磷污染
當(dāng)前，現(xiàn)有的污水廠執(zhí)行的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)表1中污水的排放標(biāo)準(zhǔn)是氨氮≤5mg/L、總氮≤15mg/L和總磷≤0.5mg/L，大量的氮、磷隨著污水處理廠的排放水進入水體，造成水體氮大量富集。因此，污水處理廠的排放水是江河、湖泊水體中氮磷的主要來源之一，水體中的氮磷日積月累，導(dǎo)致氮磷嚴(yán)重超標(biāo)，造成江河、湖泊水體的富營養(yǎng)化。采用本發(fā)明提供的垃圾填埋場地下水處理系統(tǒng)對垃圾填埋場的地下水進行處理后，水體的氨氮≤1mg/L、總氮≤1.5mg/L和總磷≤0.3mg/L，能夠從源頭上徹底根除水體的氮磷污染。
(4)運行成本低
采用本發(fā)明提供的垃圾填埋場地下水處理系統(tǒng)對垃圾填埋場的地下水進行處理的運行成本較現(xiàn)有的垃圾填埋場的地下水處理廠的運行成本低得多，但水質(zhì)卻高得多，出水已是可以循環(huán)使用的水資源，因此，運行成本低。
（發(fā)明人：羅依依;孔玲芬）
