CN115259377A - 一种垃圾渗滤液处理***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种垃圾渗滤液处理***和方法，所述***包括调节罐、EGSB反应器、MABR池、缺氧池、MBR池和产水池；所述方法是垃圾渗滤液首先进入EGSB反应器，除去大部分的有机物；然后在MABR池内无泡曝气，发生一体化短程硝化‑厌氧氨氧化反应；随后在缺氧池中搅拌，利用水中剩余碳源进行反硝化脱除硝态氮，污泥回流至MABR池；接着流入MBR池将上一阶段残留的有机碳、氨氮和磷酸盐进一步去除，污泥回流至缺氧池。本发明将短程硝化和厌氧氨氧化等新型脱氮工艺耦合生物膜反应器以实现自养脱氮同步除磷，具有处理流程短、脱氮除磷效率高和曝气能耗低等突出优势。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，特别提供了一种垃圾渗滤液处理***和方法。
背景技术
垃圾渗滤液水质复杂且污染物浓度高，属于高氨氮、低碳氮比污水，传统的生物脱氮技术例如活性污泥法、生物膜法等工艺流程长，构筑物占地面积大，尤其是需要额外补充有机碳源才能取得较好的脱氮效果，无论是投资成本还是运行成本都不占优势。以短程硝化(PN)、厌氧氨氧化(Anammox)等为代表的新型生物脱氮技术，具有脱氮效率高、能耗低等特点，特别适用于以垃圾渗滤液为代表的低碳氮比废水处理，在垃圾渗滤液高效脱氮领域已有较多的研究和工程应用。
由于垃圾渗滤液复杂的水质特性，直接应用某单一新型生物脱氮技术，工艺往往很难稳定运行，通常采用短程硝化和厌氧氨氧化组合工艺进行联合处理，但是这两种技术所依赖的脱氮功能菌种又各不一致，很难在同一个溶解氧浓度下实现共生，当两者处于不同装置内时虽然便于溶解氧单独调控，但是处理流程和构筑物也相应增加；当两者处于同一装置内时，则对组合工艺溶解氧的精准调控提出了很高的要求。
厌氧氨氧化菌世代周期长、难以倍增，市场上成熟的厌氧氨氧化种泥价格相当昂贵，而且在实际工程应用中，经常出现厌氧氨氧化功能菌种流失，造成***脱氮处理性能急剧下降甚至后期运行趋于崩溃，因此如何创造一个适宜的生长环境，最大程度的保留厌氧氨氧化菌群，并且让不同种类的脱氮功能菌群协同发挥作用，对提高***脱氮效率和保证***稳定性极为重要。
发明内容
发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种垃圾渗滤液处理***和方法，该***和方法能够创造一个不同脱氮功能菌群协同共生的微氧环境，最大程度的截留脱氮功能菌群，在提高垃圾渗滤液自养脱氮和同步除磷效率的同时，也能降低回流能耗，减少构筑物占地。
技术方案：本发明提供了一种垃圾渗滤液处理***，包括调节罐、EGSB反应器、MABR池、缺氧池、MBR池和产水池；所述调节罐、EGSB反应器和MABR池依序通过管路联通，MABR池、缺氧池和MBR池依序相邻设置，且相邻池之间通过溢流口联通；MABR池内部设有MABR膜组件和变频搅拌器，外部设有与MABR膜组件顶部连接的曝气泵，缺氧池内设有匀速搅拌器，MBR池内部设有MBR膜组件以及位于MBR膜组件下方的曝气盘；MBR膜组件的出水口通过管路与产水池联通；缺氧池设有混合液回流泵，能够将缺氧池内混合液回流至MABR池，MBR池设有污泥回流泵，能够将MBR池内污泥回流至缺氧池。
作为优选或者具体实施方案：
所述调节罐外部设有提升泵，通过提升泵与EGSB反应器相连；所述EGSB反应器出水口通过溢流管道与MABR池的进水口相连。
所述EGSB反应器外部设有内回流泵，内回流泵一端连接EGSB反应器的回流出水口，另一端连接EGSB反应器的进水口。
所述MABR膜组件顶部与曝气泵连接的管路上设有第一流量计；所述MABR池外部还设有排气阀，其通过管路与MABR膜组件的底部联通；所述MABR池还设有排空管，用于收集MABR池、缺氧池和MBR池反应生成的气体后排出***外；所述MABR池还设有溶解氧检测仪。
所述曝气盘与MBR池外的曝气风机连接；曝气风机与曝气盘连接的管路上还设有第二流量计；所述MBR膜组件的出水口与产水池联通的管路上设有产水泵。
所述产水池还设有反洗水泵，其一端连接MBR膜组件的出水口，一端连接产水池的出水口；所述产水池还设有产水阀，其设置在产水池的出水管路上。
所述MABR池、缺氧池、MBR池和产水池的体积比为4～5:2:3～4:1。
所述MABR膜组件为疏水性帘式中空纤维膜或平板膜或管式膜组件之一，膜孔径50～200nm，空隙率大于50％，曝气临界压力小于0.3bar，初始透氧速率大于20L/(m2·h)。
所述MBR膜组件为亲水性帘式中空纤维膜或平板膜或管式膜组件之一，膜孔径100～400nm，空隙率大于50％，跨膜压差小于0.6bar，运行通量在25～40L/(m2·h)之间。
本发明还提供了一种利用上述***处理垃圾渗滤液的方法，包括以下步骤：
1)将垃圾渗滤液从调节罐提升至EGSB反应器，进行厌氧发酵去除大部分的有机物，降低后端有机负荷；
2)EGSB反应器出水溢流至MABR池进行无泡曝气，同时汇入的还有缺氧池回流的混合液，池内接种的污泥为厌氧氨氧化颗粒污泥，在MABR膜组件表面依次形成好氧、兼氧和厌氧的分层环境，发生一体化短程硝化-厌氧氨氧化反应，同步去除有机物和氨氮；
3)MABR池出水溢流至缺氧池，同时汇入的还有MBR池回流的污泥，利用水中剩余碳源进行反硝化，去除前后两个阶段反应生成的硝态氮，混合液回流至前端MABR池；
4)缺氧池出水溢流至MBR池，池体底部进行曝气，将上一阶段残留的有机碳、氨氮和磷酸盐进一步去除，同时在MBR膜组件的截留下，产水进入产水池，污泥回流至前端缺氧池。
作为优选或者具体实施方案：
步骤1)中，所述EGSB反应器的水力停留时间为20～24h。
步骤2)中，所述MABR池内，控制溶解氧浓度为0.3～0.5mg/L、污泥浓度为4000～6000mg/L。
步骤3)中，所述缺氧池内，溶解氧在0.2～0.3mg/L之间；所述混合液回流至前端MABR池，回流比例在50～100％之间。
步骤4)中，所述MBR池内，控制溶解氧浓度为2～4mg/L、污泥浓度为8000～12000mg/L；所述污泥回流至前端缺氧池，回流比例在200～300％之间。
所述MABR池、缺氧池、MBR池和产水池的总水力停留时间为2～3d。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：
(1)将污泥回流至缺氧池而非兼氧池，避免了NO3-N对厌氧段聚磷菌释磷的干扰，使厌氧池的功能得到充分发挥，在不影响脱氮效率的同时提高了磷的去除率，达到垃圾渗滤液同步脱氮除磷目的。
(2)将短程硝化、厌氧氨氧化和反硝化脱氮融合在一个***内，在微氧环境下，利用脱氮功能菌群的协同作用，降低了生物脱氮过程对外加碳源的需求，在降低曝气能耗的同时降低了药剂消耗和污泥处置等成本，实现了垃圾渗滤液的低成本自养脱氮处理。
(3)***耦合了MABR和MBR两种生物膜反应器，MABR膜表面独特的溶解氧分层环境可以为不同类型的脱氮功能菌种提供适宜的生长环境，MBR膜则可以截留脱氮功能菌种，两者结合协同提高了生物脱氮效率，不仅缩短了处理工艺流程，也减小了构筑物占地面积，特别适用于以垃圾渗滤液为代表的低C/N比、高氨氮城市污废水处理模块化集成应用。
附图说明
图1为本发明中垃圾渗滤液处理***所含装置示意图；
其中，1-调节罐，1.1-提升泵；2-EGSB反应器，2.1-回流泵；3-MABR池，3.1-MABR膜组件，3.2-变频搅拌器，3.3-曝气泵，3.4-第一流量计，3.5-排气阀，3.6-排空管，3.7-溶解氧检测仪；4-缺氧池，4.1-匀速搅拌器，4.2-混合液回流泵；5-MBR池，5.1-MBR膜组件，5.2-曝气风机，5.3-第二流量计，5.4-曝气盘，5.5-产水泵，5.6-污泥回流泵；6-产水池，6.1-反洗水泵，6.2-产水阀。
图2为本发明垃圾渗滤液处理***处理流程示意图。
具体实施方式
下面对本发明作出进一步说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
实施例1
一种垃圾渗滤液处理***，如图1所示，包括调节罐1、EGSB反应器2、MABR池3、缺氧池4、MBR池5和产水池6；调节罐1、EGSB反应器2和MABR池3依序通过管路联通，MABR池3、缺氧池4和MBR池5依序相邻设置，且相邻池之间通过溢流口联通；
调节罐1外部设有提升泵1.1，通过提升泵1.1与EGSB反应器2相连；EGSB反应器2出水口通过溢流管道与MABR池3的进水口相连。
EGSB反应器2外部设有内回流泵2.1，内回流泵2.1一端连接EGSB反应器2的回流出水口，另一端连接EGSB反应器2的进水口。
MABR池3内部设有MABR膜组件3.1和变频搅拌器3.2，外部设有与MABR膜组件3.1顶部连接的曝气泵3.3，MABR膜组件3.1顶部与曝气泵3.3连接的管路上设有第一流量计3.4；MABR池3外部还设有排气阀3.5、排空管3.6和溶解氧检测仪3.7，排气阀3.5通过管路与MABR膜组件3.1的底部联通；排空管3.6收集MABR池3、缺氧池4和MBR池5反应生成的气体后排出***外；溶解氧检测仪3.7用于检测MABR池3内的溶解氧，控制溶解氧浓度在0.3～0.5mg/L之间。
缺氧池4内设有匀速搅拌器4.1，外部设有混合液回流泵4.2，能够将缺氧池4内混合液回流至MABR池3。
MBR池5内部设有MBR膜组件5.1以及位于MBR膜组件5.1下方的曝气盘5.4，曝气盘5.4与MBR池5外的曝气风机5.2连接；曝气风机5.2与曝气盘5.4连接的管路上还设有第二流量计5.3；MBR膜组件5.1的出水口通过管路与产水池6联通，该管路上设有产水泵5.5；MBR池5外部还设有污泥回流泵5.6，能够将MBR池5内污泥回流至缺氧池4。
产水池6设有反洗水泵6.1和产水阀6.2，反洗水泵6.1一端连接MBR膜组件5.1的出水口，另一端连接产水池6的出水口；产水阀6.2设置在产水池6的出水管路上。
MABR池3、缺氧池4、MBR池5和产水池6的体积比为4～5:2:3～4:1。
MABR膜组件3.1为疏水性帘式中空纤维膜或平板膜或管式膜组件之一，膜孔径50～200nm，空隙率大于50％，曝气临界压力小于0.3bar，初始透氧速率大于20L/(m2·h)。
MBR膜组件5.1为亲水性帘式中空纤维膜或平板膜或管式膜组件之一，膜孔径100～400nm，空隙率大于50％，跨膜压差小于0.6bar，运行通量在25～40L/(m2·h)之间。
实施例2
采用如图1所示的垃圾渗滤液处理***，处理南京某生活垃圾中转站渗滤液，进料液水质如下：COD浓度为6000～8000mg/L，NH3 +-N为400～430mg/L，TN为450～500mg/L，TP为10～20mg/L。
采用图2所示流程，处理方法具体包括以下步骤：
1)将垃圾渗滤液通过提升泵1.1从调节罐1提升至EGSB反应器2，反应停留时间为24h，进行厌氧发酵去除大部分的有机物，COD去除率为86％，极大降低了后端有机负荷；
2)EGSB反应器2出水自流至MABR池3进行无泡曝气，同时汇入的还有缺氧池4回流的混合液，池内接种的污泥为厌氧氨氧化颗粒污泥，控制溶解氧浓度为0.3～0.5mg/L、污泥浓度为4500mg/L，在MABR膜组件3.1表面依次形成好氧、兼氧和厌氧的分层环境，发生一体化短程硝化-厌氧氨氧化反应，兼氧段反应停留时间为24h，COD去除率为11％，氨氮去除率为82％，总氮去除率为80％，实现了同步去除有机物和氨氮；
3)MABR池3出水溢流至缺氧池4，同时汇入的还有MBR池5回流的污泥，利用水中剩余碳源进行反硝化，去除前后两个阶段反应生成的硝态氮，缺氧段反应停留时间为10h，COD去除率为15％，总氮去除率为47％，混合液回流至前端MABR池3，回流比例为50％；
4)缺氧池4出水溢流至MBR池5，池体底部进行曝气，控制溶解氧浓度为2.5mg/L、污泥浓度为10000mg/L，将上一阶段残留的有机碳、氨氮和磷酸盐进一步去除，好氧段反应停留时间为20h，COD去除率为86％，氨氮去除率为75％，有机磷去除率为98.5％，同时在MBR膜组件5.1的截留下，产水进入产水池6，污泥回流至前端缺氧池4，回流比例为200％。
试验结果表明：***长期稳定运行后，出水COD浓度为63～85mg/L，NH3 +-N为12～23mg/L，TN为25～38mg/L，TP<1mg/L，达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)中表2直接排放的要求。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种垃圾渗滤液处理***，其特征在于，包括调节罐(1)、EGSB反应器(2)、MABR池(3)、缺氧池(4)、MBR池(5)和产水池(6)；所述调节罐(1)、EGSB反应器(2)和MABR池(3)依序通过管路联通，MABR池(3)、缺氧池(4)和MBR池(5)依序相邻设置，且相邻池之间通过溢流口联通；MABR池(3)内部设有MABR膜组件(3.1)和变频搅拌器(3.2)，外部设有与MABR膜组件(3.1)顶部连接的曝气泵(3.3)，缺氧池(4)内设有匀速搅拌器(4.1)，MBR池(5)内部设有MBR膜组件(5.1)以及位于MBR膜组件(5.1)下方的曝气盘(5.4)；MBR膜组件(5.1)的出水口通过管路与产水池(6)联通；缺氧池(4)设有混合液回流泵(4.2)，能够将缺氧池(4)内混合液回流至MABR池(3)，MBR池(5)设有污泥回流泵(5.6)，能够将MBR池(5)内污泥回流至缺氧池(4)。
2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理***，其特征在于，所述调节罐(1)外部设有提升泵(1.1)，通过提升泵(1.1)与EGSB反应器(2)相连；所述EGSB反应器(2)出水口通过溢流管道与MABR池(3)的进水口相连；
所述EGSB反应器(2)外部设有内回流泵(2.1)，内回流泵(2.1)一端连接EGSB反应器(2)的回流出水口，另一端连接EGSB反应器(2)的进水口；
所述曝气盘(5.4)与MBR池(5)外的曝气风机(5.2)连接；曝气风机(5.2)与曝气盘(5.4)连接的管路上还设有第二流量计(5.3)；所述MBR膜组件(5.1)的出水口与产水池(6)联通的管路上设有产水泵(5.5)。
3.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理***，其特征在于，所述MABR膜组件(3.1)顶部与曝气泵(3.3)连接的管路上设有第一流量计(3.4)；所述MABR池(3)外部还设有排气阀(3.5)，其通过管路与MABR膜组件(3.1)的底部联通；所述MABR池(3)还设有排空管(3.6)；所述MABR池(3)还设有溶解氧检测仪(3.7)。
4.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理***，其特征在于，所述曝气盘(5.4)与MBR池(5)外的曝气风机(5.2)连接；曝气风机(5.2)与曝气盘(5.4)连接的管路上还设有第二流量计(5.3)；所述MBR膜组件(5.1)的出水口与产水池(6)联通的管路上设有产水泵(5.5)。
5.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理***，其特征在于，所述MABR膜组件(3.1)为疏水性帘式中空纤维膜或平板膜或管式膜组件之一，膜孔径50～200nm，空隙率大于50％，曝气临界压力小于0.3bar，初始透氧速率大于20L/(m2·h)。
6.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理***，其特征在于，所述MBR膜组件(5.1)为亲水性帘式中空纤维膜或平板膜或管式膜组件之一，膜孔径100～400nm，空隙率大于50％，跨膜压差小于0.6bar，运行通量在25～40L/(m2·h)之间。
7.一种垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将垃圾渗滤液从调节罐提升至EGSB反应器，进行厌氧发酵去除大部分的有机物；
2)EGSB反应器出水溢流至MABR池进行无泡曝气，同时汇入的还有缺氧池回流的混合液，池内接种的污泥为厌氧氨氧化颗粒污泥，发生一体化短程硝化-厌氧氨氧化反应，同步去除有机物和氨氮；
3)MABR池出水溢流至缺氧池，同时汇入的还有MBR池回流的污泥，利用水中剩余碳源进行反硝化，去除前后两个阶段反应生成的硝态氮，混合液回流至前端MABR池；
4)缺氧池出水溢流至MBR池，池体底部进行曝气，将上一阶段残留的有机碳、氨氮和磷酸盐进一步去除，同时在MBR膜组件的截留下，产水进入产水池，污泥回流至前端缺氧池。
8.根据权利要求7所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，步骤2)中，所述MABR池内，控制溶解氧浓度为0.3～0.5mg/L、污泥浓度为4000～6000mg/L。
9.根据权利要求7所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，步骤3)中，所述缺氧池内，溶解氧在0.2～0.3mg/L之间；所述混合液回流至前端MABR池，回流比例在50～100％之间。
10.根据权利要求7所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，步骤4)中，所述MBR池内，控制溶解氧浓度为2～4mg/L、污泥浓度为8000～12000mg/L；所述污泥回流至前端缺氧池，回流比例在200～300％之间。
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- 2022-08-23 CN CN202211012628.4A patent/CN115259377A/zh active Pending
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| CN117164178B (zh) * | 2023-11-02 | 2024-01-05 | 珙县华洁危险废物治理有限责任公司成都分公司 | 酿酒废水处理***和方法 |
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