CN110282825A - 一种垃圾渗滤液处理方法及*** - Google Patents

一种垃圾渗滤液处理方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种垃圾渗滤液处理方法及***，该***包括依次连通的第1调质池、超声波反应池、第2调质池、一级铁碳微电解池、第1混凝沉淀池、载体微生物生化处理***和环保填料过滤装置；超声波反应池用于使第1调质池的出水进行超声波反应；一级铁碳微电解池用于使第2调质池的出水进行铁碳微电解催化氧化反应；第1混凝沉淀池用于使一级铁碳微电解池的出水进行混凝沉淀；载体微生物生化处理***包括依次相连的水解酸化池和厌氧‑缺氧‑好氧法生物脱氮除磷***；环保填料过滤装置用于将载体微生物生化处理***的出水过滤。本发明将物化处理***和生化处理***组合，处理后的尾水总氮含量可降低至20‑30mg/L。

Description

一种垃圾渗滤液处理方法及***
技术领域
本发明属于环境工程污水处理技术领域，尤其涉及一种垃圾渗滤液处理方法及***。
背景技术
垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土层的饱和持水量，并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度废水。高浓度的氨氮是渗滤液的水质特征之一，渗滤液氨氮浓度一般从几十至上千毫克每升。根据国内生活垃圾填埋场产生的渗滤液水质变化规律，随着填埋时间的延长，渗滤液的氨氮浓度有升高的趋势，可生化性能下降。
由于垃圾渗滤液成分复杂，污染浓度高、重金属离子含量高的特性，并且随着填埋渗滤液的老龄化，普遍出现渗滤液的可生化性失调，运行成本高、污染物累积、总氮超标等问题，原有工艺很难满足实际运行需求，出水稳定达标难度较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，包括下述的步骤：
S1、将渗滤液pH值调至10～11，然后使渗滤液进入超声波反应池，加入次氯酸钠作为氧化剂，在25～30千赫兹的声波作用下进行超声波反应；
S2、将超声波反应池的出水pH值调至2～3，然后使其进入铁碳微电解池，同时加入双氧水，进行铁碳微电解催化氧化反应；
S3、使铁碳微电解池的出水进入混凝沉淀池，pH值调至7.5～8.0，然后加入混凝剂进行混凝沉淀；
S4、使混凝沉淀池的出水进入载体微生物生化处理***进行处理，所述载体微生物生化处理***包括依次相连的水解酸化池和厌氧-缺氧-好氧法生物脱氮除磷***；
S5、使载体微生物生化处理***的出水进入环保填料过滤装置进行过滤后，将出水排放。
进一步的，S1中次氯酸钠加入量为1.5～2.5kg/吨水。
进一步的，S2中双氧水加入量为0.8～1.2kg/吨水。
进一步的，S3混凝沉淀池的出水进行第二级铁碳微电解催化氧化反应，然后再次混凝沉淀后进入载体微生物生化处理***。
一种适用于所述处理方法的垃圾渗滤液处理***，该***包括依次连通的第1调质池、超声波反应池、第2调质池、一级铁碳微电解池、第1混凝沉淀池、载体微生物生化处理***和环保填料过滤装置；
所述第1调质池、第2调质池用于调节处理液的pH值；
所述超声波反应池用于使第1调质池的出水进行超声波反应；
所述一级铁碳微电解池用于使第2调质池的出水进行铁碳微电解催化氧化反应；
所述第1混凝沉淀池用于使一级铁碳微电解池的出水进行混凝沉淀；
所述载体微生物生化处理***包括依次相连的水解酸化池和厌氧-缺氧-好氧法生物脱氮除磷***；
所述环保填料过滤装置用于将载体微生物生化处理***的出水过滤。
进一步的，在所述第1混凝沉淀池和载体微生物生化处理***之间还包括依次连通的第3调质池、二级铁碳微电解池和第2混凝沉淀池。
进一步的，所述载体微生物生化处理***的好氧区采用流动床生物膜反应池，反应池包括位于反应池底部的曝气器、设置在反应池内部中间的第一导流板、以及第二导流板和第三导流板，曝气器与第二导流板分别位于第一导流板两侧，第三导流板位于第二导流板外侧、靠近反应池壁，水流围绕第一导流板循环并被第二导流板改变流向，第三导流板与反应池壁之间构成出水区。
进一步的，第二导流板顶部低于水面，第三导流板顶部稍高于水面，第二导流板包括上部的垂直段和下部的向外倾斜段，向外倾斜段的底端设有向内倾斜的内钩段。
进一步的，在第二导流板的下方，反应池侧壁和底部相交处设置第一导流斜面，第一导流斜面与所述内钩段平行，水流从二者之间通过。
进一步的，在曝气器上方、反应池侧壁顶部设置第二导流斜面。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明将物化处理***和生化处理***组合，处理后的尾水总氮含量可降低至20-30mg/L。通过超声波空化作用，去除率可达40-50％，通过铁碳微电解反应，每级去除率可达70-80％，载体微生物生化处理***通过硝化菌和反硝化菌作用，去除率可达70-80％，通脱环保填料离子交换、吸附、催化等作用，去除率可达70-80％。
通过超声波空化产生自由基氧化水中的有机污染物，同时由于次氯酸钠的存在，频率可降至25～30千赫兹，耗电量小，有机物和氨氮的去除效果好，可提升渗滤液的可生化性。
通过两级铁碳微电解处理，形成无数个原电池发生氧化反应使难降解有机物断裂开环，同时利用碳为催化剂，空气为氧化剂，进一步氧化去除水中污染物。该阶段能有效去除渗滤液的色度，达到降解脱色的作用。
通过环保填料的离子交换、吸附和催化性能进一步去除水中氨氮和有机物，确保出水稳定达标。
本发明能适用于不同阶段的填埋场渗滤液，也能适用于焚烧厂垃圾渗滤液的处理。针对污染浓度较高的老龄垃圾填埋场渗滤液，在物化处理***和环保填料过滤之间设生化处理***。针对生活垃圾焚烧厂渗滤液，可将生化处理***设置在物化处理***之前。
目前国内市场垃圾渗滤液的新增项目单位投资额为10万元/吨，而本发明的物化结合生化的处理工艺的单位成本投资额只有3-3.5万元/吨。并且此工艺在运行过程中的运行费用可控制在20-25元/吨左右，与目前国内市场其它工艺的运行费用相当，但无浓缩液产生，可降低运行成本，具有优势。
本发明工艺具有出水稳定达标、不引起污染物累积、低能耗、投资和运行成本低等特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明垃圾渗滤液处理***及方法示意图；
图2是本发明一个具体实施方式的流动床生物膜反应池结构。
其中，1、曝气管；2、曝气器；3、载体；4、空气；5、出水口；6、第一导流板；7、第二导流板；8、第三导流板；9、进水口；10、第一导流斜面；11、第二导流斜面。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
在本发明一个具体实施方式中，如图1，垃圾渗滤液处理***包括依次连通的第1调质池、超声波反应池、第2调质池、一级铁碳微电解池、第1混凝沉淀池、第3调质池、二级铁碳微电解池和第2混凝沉淀池、载体微生物生化处理***和环保填料过滤装置。载体微生物生化处理***包括依次相连的水解酸化池和厌氧-缺氧-好氧法生物脱氮除磷***。
在本发明一个具体实施方式中，如图1，垃圾渗滤液处理方法包括下述的步骤：
(一)、渗滤液流入调节池，进行水质水量调节后泵送至第1调质池。
(二)、在第1调质池加碱将渗滤液pH值调至10～11，然后进入超声波反应池。
(三)、通过三级空气压缩产生25～30千赫兹的声波，投加次氯酸钠溶液作为氧化剂，进行超声波反应。次氯酸钠加入量1.5～2.5‰(1.5～2.5kg/吨水)。
超声波空化产生的局部高温、高压环境下，氨氮转化为游离氮，游离氮经氧化为氮气逸出水面而去除。同时水可被分解产生H和OH自由基，另外溶解在溶液中的空气(N2和O2)也可以发生自由基裂解反应产生N和O自由基。这些氧化性自由基可以与废水中的有机物发生化学反应，并使有机物逐步降解。由于超声波空化作用所引起的反应条件的变化，导致了化学反应的热力学变化，使化学反应的速度和产率提高。
(四)、超声波处理后的出水进入第2调质池，加酸调节pH值至2～3之间。
(五)、进行一级铁碳微电解、催化氧化反应，同时加入双氧水(投加量0.8～1.2‰，0.8～1.2kg/吨水)，将废水中难降解的有机物进行“断链开环”。生成的Fe2+进一步氧化成Fe3+，它们的水合物具有较强的吸附-絮凝活性，反应后pH值能升至5.5以上。铁碳反应时间控制在1.5-2.5h。
(六)、一级铁碳微电解、催化氧化反应后的出水进入第1混凝沉淀池，加碱调pH值至7.5～8.0后再投加PAC、PAM，进行混凝沉淀，生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体，它们的吸附能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体，能大量吸附水中分散的微小颗粒，金属粒子及有机大分子。
(七)、第1混凝沉淀池的出水进入第3调质池，加酸调节pH值至2.5～3.0后进行二级铁碳微电解催化氧化和在第2混凝沉淀池进行混凝沉淀，进一步氧化去除水中污染物。两级铁碳微电解反应池产生的污泥在混凝沉淀池进行沉淀排出后进入污泥浓缩池，再泵入污泥脱水机进行脱水处理，泥饼填埋处理，废水回流至调节池内。
(八)、第2混凝沉淀池出水进入载体微生物生化处理***。采用水解酸化池+A2/O的组合处理，A2/O中厌氧区、缺氧区和好氧区的连接设置采用常规技术。
(1)水解酸化池
首先经水解酸化池将非溶解性有机物转变为溶解性有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理。
(2)A2/O(厌氧-缺氧-好氧法生物脱氮除磷)
a.厌氧
经过预处理后的渗滤液和回流污泥首先进入厌氧区，在该单元中，聚磷菌获得充足的碳源，释放磷。溶解性有机物和氨氮因微生物作用而被去除一部分，
b.缺氧
进入缺氧区的渗滤液和回流混合液在反硝化菌的作用下，利用水中有机物作为碳源，将硝酸盐氮转化为氮气。
c.好氧
好氧区采用流动床生物膜工艺。在流动床生物膜反应池的微生物作用下，有机物、氨氮、磷被进一步降解。流化态的生物载体在反应池内剧烈运动及碰撞，既能够使生物膜表面得到不断更新，又能够保证生物膜表面的微生物大多处于对数生长期，从而提高了***的综合处理效率，增强了***的抗负荷冲击能力。
反应条件：溶解氧控制在2.0-4.0mg/l，停留时间控制在8-10h，碱度控制在100-200mg/l，pH值控制在6.5-8.0之间。
本发明的流动床生物膜反应池构筑结构如图2所示，包括曝气管1、位于反应池底部的曝气器2、设置在反应池内部中间的第一导流板6、第二导流板7和第三导流板8。进水口9和出水口5分别设置在相对的反应池侧壁上部。曝气器2与第二导流板7分别位于第一导流板6两侧。第三导流板8靠近出水口5，第二导流板7位于第三导流板8内侧。第二导流板7顶部低于水面，第三导流板8顶部稍高于水面，第二导流板7包括上部的垂直段和下部的向外倾斜段，向外倾斜段的底部设有向内倾斜的内钩段。在第二导流板7下方、反应池侧壁和底部相交处设置第一导流斜面10，第一导流斜面10与内钩段平行，水流从二者之间通过。在曝气器2上方、反应池侧壁顶部设置第二导流斜面11。水流围绕第一导流板6循环并被第二导流板7改变流向，第三导流板8与反应池壁之间构成出水区。
本发明的池型设计及第一导流板6、第二导流板7的设置有效保证了池内良好的流化态，防止了生物载体的沉积。空气4在生物反应池内循环流动(如图2中箭头)，被流化态的载体3切割成更细小的气泡，有效防止了气泡在反应池内的合并，大大提高了氧利用率。同时，通过流化态载体的互相碰撞、磨擦，防止了因老化甚至死亡的生物膜造成的出水恶化。而第三导流板8的设置，使得出水区成为静止区，有效地避免了载体随出水流失。
(九)、载体微生物生化处理***出水最后通过环保填料(采用污水过滤用环保填料，可以商购，例如张家口瑞鸿水处理公司的HB-66填料，其主要化学成分二氧化硅、三氧化二铝及氧化铁等)过滤，进行离子交换、吸附和催化反应，进一步去除水中氨氮和有机物，确保出水稳定达标。最后经出水池达标排放。
针对污染浓度较高的老龄垃圾填埋场渗滤液，如图2，在物化处理***和环保填料过滤之间设生化处理***。针对生活垃圾焚烧厂渗滤液，生化处理***设置在物化处理***之前，将载体微生物生化处理***设置在调节池与第1调质池之间，二级混凝沉淀后的出水进行环保填料过滤。
采用上述步骤(一)～(九)进行处理，取岳阳云溪区垃圾填埋场渗滤液为进水进行中试，处理量为300L/h，进水水质COD(6342mg/L),NH3-N(1965mg/L)，TN(3406mg/L)，采用本发明技术方案进行为期6个月的处理试验，经过处理后水质平均值为COD(62.6mg/L)，NH3-N(28.4mg/L)，TN(30mg/L)，如表1所示。
表1垃圾渗滤液处理站进出水水质
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，包括下述的步骤：
S1、将渗滤液pH值调至10～11，然后使渗滤液进入超声波反应池，加入次氯酸钠作为氧化剂，在25～30千赫兹的声波作用下进行超声波反应；
S2、将超声波反应池的出水pH值调至2～3，然后使其进入铁碳微电解池，同时加入双氧水，进行铁碳微电解催化氧化反应；
S3、使铁碳微电解池的出水进入混凝沉淀池，pH值调至7.5～8.0，然后加入混凝剂进行混凝沉淀；
S4、使混凝沉淀池的出水进入载体微生物生化处理***进行处理，所述载体微生物生化处理***包括依次相连的水解酸化池和厌氧-缺氧-好氧法生物脱氮除磷***；
S5、使载体微生物生化处理***的出水进入环保填料过滤装置进行过滤后，将出水排放。
2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，S1中次氯酸钠加入量为1.5～2.5kg/吨水。
3.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，S2中双氧水加入量为0.8～1.2kg/吨水。
4.根据权利要求1～3之一所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，S3混凝沉淀池的出水进行第二级铁碳微电解催化氧化反应，然后再次混凝沉淀后进入载体微生物生化处理***。
5.一种适用于权利要求1～4之一所述处理方法的垃圾渗滤液处理***，其特征在于，该***包括依次连通的第1调质池、超声波反应池、第2调质池、一级铁碳微电解池、第1混凝沉淀池、载体微生物生化处理***和环保填料过滤装置；
所述第1调质池、第2调质池用于调节处理液的pH值；
所述超声波反应池用于使第1调质池的出水进行超声波反应；
所述一级铁碳微电解池用于使第2调质池的出水进行铁碳微电解催化氧化反应；
所述第1混凝沉淀池用于使一级铁碳微电解池的出水进行混凝沉淀；
所述载体微生物生化处理***包括依次相连的水解酸化池和厌氧-缺氧-好氧法生物脱氮除磷***；
所述环保填料过滤装置用于将载体微生物生化处理***的出水过滤。
6.根据权利要求5所述的垃圾渗滤液处理***，其特征在于，在所述第1混凝沉淀池和载体微生物生化处理***之间还包括依次连通的第3调质池、二级铁碳微电解池和第2混凝沉淀池。
7.根据权利要求5或6所述的垃圾渗滤液处理***，其特征在于，所述载体微生物生化处理***的好氧区采用流动床生物膜反应池，反应池包括位于反应池底部的曝气器(2)、设置在反应池内部中间的第一导流板(6)、以及第二导流板(7)和第三导流板(8)，曝气器(2)与第二导流板(7)分别位于第一导流板(6)两侧，第三导流板(8)位于第二导流板(7)外侧、靠近反应池壁，水流围绕第一导流板(6)循环并被第二导流板(7)改变流向，第三导流板(8)与反应池壁之间构成出水区。
8.根据权利要求7所述的垃圾渗滤液处理***，其特征在于，第二导流板(7)顶部低于水面，第三导流板(8)顶部稍高于水面，第二导流板(7)包括上部的垂直段和下部的向外倾斜段，向外倾斜段的底端设有向内倾斜的内钩段。
9.根据权利要求8所述的垃圾渗滤液处理***，其特征在于，在第二导流板(7)的下方，反应池侧壁和底部相交处设置第一导流斜面(10)，第一导流斜面(10)与所述内钩段平行，水流从二者之间通过。
10.根据权利要求9所述的垃圾渗滤液处理***，其特征在于，在曝气器(2)上方、反应池侧壁顶部设置第二导流斜面(11)。
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