CN102583908B - 垃圾渗滤液处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种垃圾渗滤液处理工艺。首先采用催化氧化预处理，而后进行一次生化处理，再经深度氧化处理，出水最后经二次生化和多介质过滤后，可达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)表2标准排放；如在特殊情况下(如环境敏感区域)，可接入活性炭吸附(活性炭吸附也可作为应急措施)处理***，出水可达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)表3标准排放。本方法处理时间短、效果好、成本低，且易于连续操作实现规模化治理，具有非常好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种垃圾渗滤液处理工艺，具体涉及一种垃圾渗滤液非膜法处理工艺。
背景技术
垃圾渗滤液的成分极其复杂，含有大量的重金属离子和难生物降解有机物，是一种有毒有害的高浓度有机废水，通常冬季COD在30000～50000mg/L甚至更高，夏季也有10000～30000mg/L；总氮浓度高，大量生活垃圾产生的无机氨和有机氨，导致废水中总氮含量达到1000～3000mg/L；色度高：水质呈酱油色，浑浊，感官效果极差；水质水量波动大：受到气候的影响较大，如雨季等，水质水量波动明显；盐分高，同时含有硫酸盐、氯盐等，对生物抑制性大。
垃圾渗滤液排放要求十分严格，如果接入城市污水处理厂，需执行《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ343-2010)，其中COD 100mg/L，氨氮25mg/L，总氮40mg/L，总磷8mg/L以下。如在非敏感区域直接排放，执行《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)表2标准，其中COD 100mg/L，氨氮25mg/L，总氮40mg/L，总磷3mg/L。如在特殊情况下(如环境敏感区域)，可转入活性炭吸附(活性炭吸附也可作为应急措施)处理，出水可达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)表3标准排放，其中COD 60mg/L，氨氮8mg/L，总氮20mg/L，总磷1.5mg/L；
目前，现有的大型垃圾渗滤液处理厂，均采用调节池、厌氧、缺氧、好氧、MBR(膜生物反应器)膜处理和R/O(或纳滤)的处理工艺，或在厌氧池前加混凝沉淀工艺。厌氧工艺分别有UASB、ABR、水解酸化池、厌氧滤池等，缺氧/好氧主要为了脱氮，出水以MBR代替二沉池，以提高污泥浓度，强化处理效果。通常在要求较高的环境敏感区域，为了达到“零排放”，而采用运行成本较高的R/O(或纳滤)工艺。
现有处理工艺主要存在以下问题：1)缺乏进水预处理保障体系，生化***运行易受有毒物质、高负荷冲击，硝化、反硝化脱氮细菌较为脆弱，难以重新培养，影响出水稳定；2)MBR膜易堵塞，无论是内置式还是外置式膜组件均不能有效地解决堵塞问题，特别是当污泥性状不好的时候，堵塞加剧，影响正常运行；3)MBR在截留污泥的同时，同时截留有大量生物代谢产物或者有毒物质，导致上述物质长期积累，出水COD较高，一般在500～1000左右。另外，生物泡沫很多，必须大量额外投加消泡剂，增加了运行成本；4)生化及常规MBR出水众多指标(包括COD、总氮等指标)仍很高，排水外观呈棕红色，不能达到城市污水处理厂要求，更难以达到直接排放标准；5)目前大型垃圾渗滤液处理厂采用R/O作为深度处理工艺，然而R/O进水COD高达好几百，含有大量生物无法代谢的污染物和生化代谢产物，直接进行R/O膜(或纳滤)处理(R/O、纳滤前的保安单元对这些物质的去除率十分有限)加剧了膜组件的负荷，膜易堵塞，更换频率高；6)废水盐分高，且生化出水后R/O、纳滤膜组件需使用高压耐盐耐污膜，投资和运行成本巨大，吨水处理成本达数十元以上。7)R/O(或纳滤)浓水很难处理，盐分很高，目前大多数污水厂由于条件限制，只能将浓水回灌入填埋场，导致盐分长期累积在渗滤液处理***中，严重增加了渗滤液后续处理的难度。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术不足，而提供的一种垃圾渗滤液处理工艺。
本发明的具体技术方案是：垃圾渗滤液处理工艺，工艺步骤为：物化预处理、一次生化、深度氧化、再经二次生化和多介质过滤；具体步骤如下：
(a)先将垃圾渗滤液进行物化预处理；物化预处理采用臭氧氧化、次氯酸钠氧化或Fenton氧化中的一种；其中：臭氧的投加质量占垃圾渗滤液体积50～1000mg/L、调节pH为5～10、停留时间为0.1～5h；次氯酸钠[有效氯10％(质量百分数)]投加量为垃圾渗滤液质量的2‰～4‰、调节pH为6～9、停留时间为0.5～3h；Fenton试剂中质量浓度为30％的双氧水的投加量为垃圾渗滤液质量的0.5～5‰、硫酸亚铁和双氧水的摩尔比n[Fe2+]∶n[H2O2]为：1∶10～1∶20、调节pH为2～5、停留时间为0.5～4h；
(b)再将经物化预处理后的出水进行一次生化处理；一次生化处理依次采用厌氧、缺氧和好氧处理；其中厌氧溶解氧0.01～0.2mg/L，氧化还原电位-500mV～-300mV，停留时间为4～10d；缺氧溶解氧0.2～0.5mg/L，停留时间为2～5d；好氧溶解氧2.0～4.0mg/L，停留时间为4～10d；缺氧和好氧负荷为0.08～0.25kgTN/m3·d；缺氧和好氧回流比均为2～10倍；
(c)将一次生化处理后的出水再进行经深度氧化处理；深度氧化工艺与步骤(a)相同；采用臭氧氧化、次氯酸钠氧化或Fenton氧化中的一种；其中：臭氧的投加质量占一次生化处理后出水的体积50～1000mg/L、调节pH为5～10、停留时间为0.1～5h；次氯酸钠[有效氯10％(质量百分数)]投加量为一次生化处理后出水质量的2‰～4‰、调节pH为6～9、停留时间为0.5～3h；Fenton试剂中质量浓度为30％的双氧水的投加量为一次生化处理后出水质量的0.5～5‰、硫酸亚铁和双氧水的摩尔比n[Fe2+]∶n[H2O2]为：1∶10～1∶20、调节pH为2～5、停留时间为0.5～4h；
(d)然后将深度氧化处理后的出水经行二次生化处理；二次生化采用低负荷的生物滤池，滤池分为缺氧、好氧段；采用上流式或下流式；缺氧段溶解氧0.2～0.8mg/L，好氧解氧2.0～5.0mg/L，总停留时间为1～3d；一般缺氧和好氧段停留时间比为1∶1～1∶3。
(e)最后将二次生化处理后的出水再经多介质填料过滤处理；设计滤速控制在5～10m/h。
优选步骤(b)中好氧工艺中投加悬浮填料；填料的材质为聚乙烯或聚丙烯；填料密度为0.9～0.95g/cm3，有效比表面积200～600m2/m3；填料投加量为池容的10～50％(体积百分数)。步骤(d)中滤池填料采用常规的低负荷的生物滤池所填的填料，一般为火山岩、陶粒、无烟煤、砾石等，填料高度1～3m；步骤(e)中所采用的填料液位常规的多介质填料过滤处理采用的填料，一般为石英砂或者石英砂与无烟煤混合填料，混合填料作为过滤层；填料高度一般为0.6～1.2m。
在特殊情况下(如环境敏感区域)，
当垃圾渗滤液经步骤(a)、(b)、(c)处理后，可达到《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ343-2010)要求接入城市污水处理厂，则可以直接接管；
当垃圾渗滤液经步骤(a)、(b)、(c)、(d)、(e)处理后，可达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)表2标准排放；
如在特殊情况下(如环境敏感区域)，经上述步骤(a)、(b)、(c)、(d)、(e)处理过的出水还可接入活性炭吸附(活性炭吸附也可作为应急措施)处理***；其中活性炭设计平衡吸附量为50～300mg COD/g活性炭；出水可达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)表3标准排放。
有益效果：
1.物化预处理提高了渗滤液处理***整体的抗冲击能力；
2.厌氧沉淀池的增加提高了厌氧污泥的纯度，利于甲烷菌的富集；
3.缺氧/好氧中投加悬浮填料，形成泥、膜复合体系，利于世代周期较长的微生物的富集，提高了难降解有机物及总氮的脱除效果。
4.深度氧化解决了出水色度的问题，为后续处理奠定基础，提高了达标稳定性、可靠性；
5.二次生化出水感官效果好，COD、氨氮、总氮、总磷、SS等各项指标可达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)表2标准排放，如经活性炭吸附处理后，出水可达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)表3标准排放；
6.运行成本比以膜为主的处理工艺低20～30％；
7.操作简单，无需定期更换、清晰膜组件，运行成本低，减少了二次污染；
8.无生物泡沫问题，无浓缩液处置问题。
具体实施方式
实施例1
南京某垃圾填埋场垃圾渗滤液的处理：
本发明实施例处理量按0.5t/h设计，调节池24m3；
垃圾渗滤液先经物化预处理，物化预处理采用Fenton氧化，Fenton氧化(质量浓度为30％)双氧水投加量为废水质量的0.5‰(质量千分数)、且n[Fe2+]∶n[H2O2]＝1∶20，调节pH为2、停留时间为4h；
物化出水再经一次生化处理：依次采用厌氧、缺氧、好氧工艺；其中厌氧氧化还原电位-300mV、停留时间为4d、溶解氧0.01mg/L；缺氧溶解氧0.2mg/L、停留时间为5d；好氧停留时间为4d，溶解氧4mg/L。好氧工艺中投加聚乙烯悬浮填料，填料密度0.9g/cm3，有效比表面积200m2/m3，填料投加量为好氧池容的30％(体积百分数)。缺氧/好氧的脱氮负荷为0.08kgTN/m3·d。缺氧/好氧回流比2倍；
一次生化出水再经深度氧化处理，深度氧化采用Fenton氧化，Fenton试剂中质量浓度为30％的双氧水的投加量为5‰(质量千分数)、硫酸亚铁和双氧水的摩尔比(n[Fe2+]∶n[H2O2])为：1∶10、调节pH为5、停留时间为0.5h；
深度氧化出水再经二次生化，二次生化采用上流式低负荷的生物滤池、填料为火山石，填料高度1m，缺氧/好氧工艺，缺氧停留时间为1.5d，好氧停留时间为1.5d，缺氧段溶解氧0.2mg/L，好氧溶解氧2.0mg/L；
二次生化出水经多介质过滤，多介质过滤采用无烟煤和石英砂的混合填料(常规)作为过滤层，过滤层填料高度0.6m，设计滤速为5m/h。
多介质过滤出水经活性炭吸附，活性炭设计平衡吸附量为50mg COD/g活性炭。原水及各处理工段出水水质见附表1。
附表1南京某垃圾填埋场垃圾渗滤液的处理
实施例2
无锡某垃圾填埋场垃圾渗滤液：
本发明实施例处理量按0.5t/h设计，调节池24m3；
垃圾渗滤液先经物化预处理，物化预处理采用次氯酸钠氧化，次氯酸钠[有效氯10％(质量百分数)]投加量为废水质量的2‰(质量千分数)、调节pH为6、停留时间为0.5h；
物化出水再经一次生化处理：一次生化采用厌氧、缺氧和好氧工艺；其中厌氧溶解氧0.19mg/L、氧化还原电位-500mV、停留时间为5d；缺氧溶解氧0.4mg/L、停留时间为4d；好氧溶解氧3.0mg/L、停留时间为9d。好氧工艺中投加聚丙烯悬浮填料，填料密度0.95g/cm3，有效比表面积600m2/m3，填料投加量为池容的40％(体积百分数)。好氧和缺氧负荷为0.25kgTN/m3·d。缺氧/好氧回流比10倍；
一次生化出水再经深度氧化处理，深度氧化采用臭氧氧化，臭氧投加量(投加质量占一次生化出水体积)为1000mg/L、调节pH为10、停留时间为0.1h；
深度氧化出水再经二次生化，二次生化采用低负荷的生物滤池(缺氧和好氧工艺)，填料为山岩、陶粒、无烟煤和砾石(常规)，填料高度3m；缺氧好氧停留时间1d，好氧停留时间为1.5d、缺氧段溶解氧0.5mg/L，好氧溶解氧3.0mg/L；
二次生化出水经多介质过滤，多介质过滤采用石英砂填料作为过滤层，过滤层填料高度1.2m，设计滤速为10m/h。
多介质过滤出水经活性炭吸附，活性炭设计平衡吸附量为150mg COD/g活性炭。原水及各处理工段出水水质见附表2。
附表2无锡某垃圾填埋场垃圾渗滤液的处理
实施例3
常州某垃圾填埋场垃圾渗滤液：
本发明实施例处理量按0.5t/h设计，调节池24m3；
垃圾渗滤液先经物化预处理，物化预处理采用臭氧氧化的投加量为50mg/L、调节pH为5、停留时间为0.1h；
物化出水再经一次生化处理：一次生化采用厌氧、缺氧、好氧工艺；其中厌氧溶解氧0.01mg/L、氧化还原电位-400mV、停留时间为8d；缺氧溶解氧0.4mg/L、停留时间为3d；好氧溶解氧3.0mg/L、停留时间为9d。好氧工艺中投加聚乙烯悬浮填料，填料密度0.95g/cm3，有效比表面积200m2/m3，填料投加量为池容的25％((体积百分数))。厌氧/好氧/缺氧负荷为0.18kgTN/m3·d。缺氧/好氧回流比5倍；
一次生化出水再经深度氧化处理，深度氧化处理采用次氯酸钠氧化，次氯酸钠投加量为4％、调节pH为9、停留时间为3h。
深度氧化出水再经二次生化，二次生化采用低负荷的生物滤池(缺氧/好氧工艺)，填料为山岩、陶粒和砾石(常规)，填料高度3m缺氧停留时间为0.5d，好氧停留时间为1.5d、缺氧段溶解氧0.5mg/L，好氧解氧4.0mg/L；
二次生化出水经多介质过滤，多介质过滤采用无烟煤和石英砂混合填料作为过滤层，过滤层填料高度0.8m，设计滤速为5m/h。
多介质过滤出水经活性炭吸附，活性炭设计平衡吸附量为300mg COD/g。原水及各处理工段出水水质见附表3。
附表3常州某垃圾填埋场垃圾渗滤液的处理
Claims (1)
1.垃圾渗滤液处理工艺，工艺步骤为：物化预处理、一次生化、深度氧化、再经二次生化和多介质过滤；具体步骤如下：
(a)先将垃圾渗滤液进行物化预处理；物化预处理采用臭氧氧化、次氯酸钠氧化或Fenton氧化中的一种；其中：臭氧的投加质量占垃圾渗滤液体积50～1000mg/L，调节pH为5～10，停留时间为0.1～5h；次氯酸钠投加量为垃圾渗滤液质量的2‰～4‰，调节pH为6～9，停留时间为0.5～3h；Fenton试剂中双氧水的投加量为垃圾渗滤液质量的0.5～5‰，硫酸亚铁和双氧水的摩尔比n[Fe2+]：n[H2O2]为1:10～1:20，调节pH为2～5，停留时间为0.5～4h；
(b)再将经物化预处理后的出水进行一次生化处理；一次生化处理依次采用厌氧、缺氧和好氧处理；其中厌氧溶解氧0.01～0.2mg/L，氧化还原电位-500mV～-300mV，停留时间为4～10d；缺氧溶解氧0.2～0.5mg/L，停留时间为2～5d；好氧溶解氧2.0～4.0mg/L，停留时间为4～10d；缺氧和好氧负荷均为0.08～0.25kgTN/m3·d；缺氧和好氧回流比均为2～10倍；其中好氧工艺中投加悬浮填料；填料的材质为聚乙烯或聚丙烯；填料密度为0.9～0.95g/cm3，有效比表面积200～600m2/m3；填料投加量为池容的10～50%；
(c)将一次生化处理后的出水再进行深度氧化处理；深度氧化工艺与步骤(a)相同；采用臭氧氧化、次氯酸钠氧化或Fenton氧化中的一种；其中：臭氧的投加质量占一次生化处理后出水的体积50～1000mg/L、调节pH为5～10、停留时间为0.1～5h；次氯酸钠投加量为一次生化处理后出水质量的2‰～4‰、调节pH为6～9、停留时间为0.5～3h；Fenton试剂中双氧水的投加量为一次生化处理后出水质量的0.5～5‰、硫酸亚铁和双氧水的摩尔比n[Fe2+]：n[H2O2]为1:10～1:20、调节pH为2～5、停留时间为0.5～4h；
(d)然后将深度氧化处理后的出水进行二次生化处理；二次生化采用低负荷的生物滤池，滤池分为缺氧、好氧段；缺氧段溶解氧0.2～0.8mg/L，好氧段溶解氧2.0～5.0mg/L，总停留时间为1～3d；
(e)最后将二次生化处理后的出水再经多介质过滤处理；设计滤速控制在5～10m/h。
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