CN100488901C

CN100488901C - 一种中老龄垃圾渗滤液处理方法

Info

Publication number: CN100488901C
Application number: CNB2007101193675A
Authority: CN
Inventors: 温丽丽; 倪晋仁; 叶正芳; 崔锋; 张宝刚
Original assignee: Peking University
Current assignee: Peking University
Priority date: 2007-07-23
Filing date: 2007-07-23
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2027-07-23
Also published as: CN101125724A

Abstract

本发明涉及一种中老龄垃圾渗滤液处理方法，采用上流式UBF-BAF固定化微生物组合工艺，步骤是：渗滤液经过UBF反应器去除大部分有机物及毒性物质，使COD去除率达到60%，提高厌氧出水的可生化性；然后，上流式UBF反应器出水进入BAF反应器，可以去除绝大部分的氨氮、一部分有机污染物，经处理，氨氮去除率达到97%，COD去除率达到93%，使好氧处理的出水达到排放标准。本发明优点是可以同时去除碳和氮污染物，去除效率高，投资及运行费用低，占地面积小，抗渗滤液水质冲击负荷能力强，本组合工艺不仅适用于渗滤液的无害化处理，而且可应用于其它高氨氮、高有机物浓度、水质波动大的废水处理。

Description

一种中老龄垃圾渗滤液处理方法

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及中老龄垃圾渗滤液处理方法，是一种城市生活垃圾渗滤液处理方法。

背景技术

随着经济的快速发展、城市化进程的加快以及人们生活质量的逐步提高，城市生活垃圾产量也快速增长，对生态环境的压力日益加剧，垃圾减量化、资源化和安全处置成为现代城市发展的热点环境问题。垃圾卫生填埋是解决这一问题的重要手段。但是垃圾卫生填埋的一个重要问题就是存在渗滤液的二次污染。垃圾渗滤液水质复杂、水质水量变化大，氨氮含量高、有机物浓度高，毒性大、C/N比失调。按照垃圾填埋时间渗滤液可简单分为新鲜渗滤液和中老龄渗滤液。新鲜渗滤液的填埋龄为3-5，其中易生物降解的挥发性脂肪酸含量较高，一般可占总有机碳的60％-70％，生化需氧量与化学需氧量(BOD₅/COD_Cr)比值较高，一般在0.4-0.8之间，氨氮浓度为1000mg/L左右。中老龄渗滤液的填埋龄一般超过5年，其中易生物降解的有机物比例会明显下降，其BOD₅/COD_Cr比值一般为0.1-0.2，氨氮浓度不下降，反而升高，碳氮比降低，给渗滤液的处理带来了困难。鉴于中老龄垃圾渗滤液的特殊水质，其经济有效的处理已经成为一个世界性难题，成为众多研究者关注的热点。

目前，垃圾渗滤液的处理方法很多，生物法、物化法、人工湿地法以及各种方法的组合处理工艺等。以前渗滤液的处理一般都采用活性污泥法，其操作简单，运行费用低，但是活性污泥法不能有效去除废水中的氨氮，特别是对于中老龄的垃圾渗滤液，其处理效果不理想，而且运行过程中会产生大量的污泥需要处理。而物化法虽然处理工艺简单，效果好，但是运行费用高，同时使用化学药剂时还会产生二次污染。对于中老龄垃圾渗滤液中高氨氮的处理，传统的方法多采用好氧硝化、厌氧反硝化，脱氮在两个反应器中进行，虽然采用此方法的处理工艺效果可以达到排放的标准，但是需要回流装置，占地面积大，投资费用高，脱氮周期长。其他一些方法也都存在着处理效果不理想、投资大、占地面积大、运行费用高等不足。上流式污泥层滤池(Upflow Sludge Blanket Filter，UBF)是结合上流式厌氧污泥床(UASB)和厌氧滤池(AF)的优势复合而成的新型反应器，其上部为AF，下部为UASB。UBF反应器可以不设三相分离器，其特殊的结构使反应器内截留了多种菌群，生物量大、生物相丰富，能抗氨氮冲击负荷，可承受较高的有机负荷，处理效果好。固定化微生物曝气生物滤池(BAF)反应器采用固定化微生物技术，以载体结合法固定高效微生物，能有效的去除有机污染物和氨氮。传统工艺处理垃圾渗滤液，COD_Cr、NH₄ ⁺-N两项指标很难达到国家排放标准。而目前固定化微生物技术已经广泛应用于焦化、炼油厂等废水处理过程中，对COD_Cr、NH₄ ⁺-N等指标都有着良好的处理效果。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术中的不足之处，而提供一种城市生活垃圾卫生填埋场中老龄渗滤液处理方法。

在深入认识中老龄垃圾渗滤液的水质特征，综合比较国内外垃圾渗滤液处理工艺的基础上，将UBF厌氧生物处理、BAF好氧生物处理与固定化微生物技术有机结合起来，提供一种处理效率高、投资及运行费用低，占地面积小，抗水质冲击负荷能力强的组合工艺处理中老龄垃圾渗滤液的技术。

本发明的技术方案是：提供一种中老龄垃圾渗滤液无害化处理方法，采用的是上流式UBF-BAF固定化微生物组合工艺处理中老龄垃圾渗滤液，包括以下顺序的步骤：中老龄垃圾渗滤液进入调节池，调节pH值至7.0左右，经UBS反应器进水泵进入UBF反应器厌氧降解污染物，主要去除有机物和毒性物质，出水经处理水池调pH在7.2-7.8之间，水质均匀后再进入BAF反应器，进一步去除水中剩余的有机污染物和氨氮，然后达标排放；其中：

UBF厌氧处理：渗滤液经过UBF反应器去除大部分有机物及毒性物质，使COD去除率达到60％，提高厌氧出水的可生化性；

BAF好氧处理：上流式UBF反应器出水进入BAF反应器，可以去除绝大部分的氨氮、一部分总氮和厌氧反应器出水中剩余的有机污染物，经处理，氨氮去除率达到97％，COD去除率达到93％，使好氧处理的出水达到排放标准。

上流式污泥层滤池UBF反应器是上流式厌氧污泥床UASB和厌氧滤池AF复合而成的新型反应器，其上部为AF，下部为UASB；UBF反应器上部的滤池结构可以避免反应器内的污泥流失，使反应器内截留了多种菌群，生物量大、生物相丰富，能抗氨氮冲击负荷，可承受较高的有机负荷。

渗滤液经过UBF反应器，大分子有机物被分解成易降解的小分子有机物，提高了渗滤液的可生化性。

UBF反应器和BAF反应器中间设置一个小型处理水池，调节厌氧反应器的出水水质，保证BAF反应器的进水水质条件。

UBF反应器的AF段及好氧的BAF反应器内均填充FPUFS聚氨酯基生物载体，同时在BAF反应器内添加高效微生物，使其固定在载体表面及内部，反应器不需要反冲洗。BAF反应器中，由于固定化微生物的作用，可以使载体内部形成厌氧—兼氧—好氧的微环境，发生同步硝化反硝化反应，去除总氮。

UBF反应器水力停留时间为48h，容积负荷为5-20kgCOD/m³·d，BAF反应器水力停留时间为36h，容积负荷为0.5-2.0kgNH₄ ⁺-N/m³·d。

如图1所示，通过采用厌氧的上流式UBF反应器和好氧的BAF固定化微生物曝气生物滤池来处理中老龄垃圾渗滤液。具体步骤如下：

垃圾渗滤液在调节池中调pH至中性，进入上流式UBF反应器去除大部分有机物及毒性物质；

厌氧出水经处理水池调pH在7.2-7.8之间，水质均匀后进入BAF反应器，进一步处理后达标排放。

其中：

调节池中，垃圾渗滤液的pH值调至7.0左右，由于中老龄垃圾渗滤液一般呈碱性，采用的药剂是醋酸或盐酸。

在UBF反应器中，采用的是上流式厌氧污泥床反应器(UASB)和厌氧滤池(AF)的新型组合反应器，采用厌氧活性污泥启动。

UBF反应器首先采用调pH值后的人工配水来驯化，逐步在人工配水中加大渗滤液的比例，直至完全渗滤液进水。驯化用废水的COD_Cr浓度在3000-6500mg/L之间；反应器温度为35±2℃。UBF反应器启动后，水力停留时间为36-60h，出水pH为6.9-7.4，COD容积负荷可达5-20kg/m³·d，去除率为50-71％。

处理水池，主要是进行pH值的调节，如果UBF反应器出水pH值过低，则调pH值到7.5左右进入BAF反应器，处理水池还可以保证进入BAF反应器的水质均匀化。

BAF反应器中填充FPUFS聚氨酯基生物载体，同时添加高效微生物，使其固定在载体表面及内部。由于固定化微生物的作用，可以使载体内部形成厌氧—兼氧—好氧的微环境，硝化菌固定在载体表层，反硝化菌固定在载体内部，为同步硝化反硝化反应的发生创造了环境，有利于总氮的去除。采用UBF反应器出水对微生物进行驯化；BAF反应器温度为室温，停留时间为24-50h，溶解氧(D0)浓度为2-6mg/L，出水pH值为7.6-8.1；COD容积负荷可达2-10kg/m³·d，去除率为60-93％；氨氮容积负荷可达0.5-2.0kg/m³·d，去除率为90-99.4％；同时系统的总氮去除率可达到90以上。

一种高效处理中老龄垃圾渗滤液的工艺，不仅适用于渗滤液的处理，而且可应用于任何高有机物浓度，高氨氮浓度，低碳氮比废水的处理。

本实施方式的过程是：中老龄垃圾渗滤液进入调节池，调节pH值至7.0左右，然后进入UBF反应器厌氧降解污染物，主要去除有机物，出水再进入BAF反应器进一步去除水中剩余的有机污染物和氨氮，然后达标排放。

本发明相比现有技术具有如下优点：

(1)UBF反应器不需要设置单独的三相分离器，简化了设计，节省了投资。

(2)此系统不需要污泥和污水的回流，不需要设置单独的沉淀池，BAF反应器不需要反冲洗，工艺流程简单，运行方便。

(3)系统占地面积小，减小了基建费用。

(4)系统采用了固定化微生物技术，使得系统内生物量很大，生物种类丰富，含有短杆菌、长杆菌和球菌等，有大量菌胶团；同时世代时间长的硝化菌、反硝化菌等可有效固定在载体上，避免了传统方法中菌的流失。

(5)系统承受进水污染物负荷变化的能力很强，有抵抗系统冲击的能力，是一种高效组合生物反应系统。

系统可同时去除渗滤液中碳和氮的污染，不需要外加碳源，同时还可脱色、除臭。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图，图中符号表示如下：

1-渗滤液调节池；2-UBF反应器进水泵；3-集气瓶；4-UBF反应器；5-UBF反应器取样口；6-处理水池；7-BAF反应器进水泵；8-BAF反应器；9-BAF反应器取样口；10-出水集水池。

具体实施方式

下面列举2个实施例，对本发明加以进一步说明，但本发明不只限于这些实施例。

实施例1

采用本发明处理中老龄垃圾渗滤液，原水COD_Cr浓度为3950mg/L，NH₄ ⁺-N浓度为870mg/L，TIN(总无机氮)浓度为882mg/L，C/N比为4.5，UBF反应器4和BAF反应器8水温分别控制在35±2℃和28±2℃，停留时间分别为48h和36h，最终出水COD_Cr浓度为385mg/L，NH₄ ⁺-N浓度为8.3mg/L，TIN浓度为79.6mg/L，COD_Cr、NH₄ ⁺-N和TIN去除率分别为90.3％、99.0％和91.0％。

实施例2

采用本发明处理中老龄垃圾渗滤液，原水COD_Cr浓度为11900mg/L，NH₄ ⁺-N浓度为1440mg/L，TIN浓度为1465mg/L，C/N比为8.1，UBF反应器4和BAF反应器8水温分别控制在35±2℃和28±2℃，停留时间分别为60h和48h，最终出水COD_Cr浓度为472mg/L，NH₄ ⁺-N浓度为7.6mg/L，TN浓度为168mg/L，COD_Cr、NH₄ ⁺-N和TIN去除率分别为96.0％、99.5％和88.5％。

由上述实施例可见，本发明组合工艺对于不同浓度的中老龄渗滤液均具有良好的处理效果，最终出水达到污水综合排放二级标准(GB8978-1996)。

Claims

1、一种中老龄垃圾渗滤液处理方法，其特征在于采用的是上流式UBF-BAF固定化微生物组合工艺处理中老龄垃圾渗滤液，包括以下顺序的步骤：中老龄垃圾渗滤液进入调节池(1)，调节pH值至7.0左右，经进UBF反应器进水泵(2)进入UBF反应器(4)厌氧降解污染物，主要去除有机物和毒性物质，出水经处理水池(6)调pH在7.2-7.8之间，水质均匀后再进入BAF反应器(8)，进一步去除水中剩余的有机污染物和氨氮，然后达标排放；其中：

UBF厌氧处理：上流式污泥层滤池UBF反应器(4)是上流式厌氧污泥床UASB和厌氧滤池AF复合而成的反应器，其上部为AF，下部为UASB；渗滤液经过UBF反应器(4)去除大部分有机物及毒性物质，使COD去除率达到60％，提高厌氧出水的可生化性；

BAF好氧处理：上流式UBF反应器(4)出水进入BAF反应器(8)，可以去除绝大部分的氨氮、一部分总氮和厌氧反应器出水中剩余的有机污染物，经处理，氨氮去除率达到97％，COD去除率达到93％，使好氧处理的出水达到排放标准。

2、根据权利要求1所述的中老龄垃圾渗滤液处理方法，其特征在于渗滤液经过UBF反应器(4)，大分子有机物被分解成易降解的小分子有机物，提高了渗滤液的可生化性。

3、根据权利要求1所述的中老龄垃圾渗滤液处理方法，其特征在于UBF反应器(4)的上部设置集气瓶(3)，收集产生的甲烷气体。

4、根据权利要求1或2所述的中老龄垃圾渗滤液处理方法，其特征在于UBF反应器(4)和BAF反应器(8)中间设置一个小型处理水池(6)，调节厌氧反应器的出水水质，保证BAF反应器的进水水质条件。

5、根据权利要求1所述的中老龄垃圾渗滤液处理方法，其特征在于UBF反应器(4)的AF段及好氧的BAF反应器(8)内均填充聚氨酯基生物载体，同时在BAF反应器内添加高效微生物，使其固定在载体表面及内部，反应器不需要反冲洗。

6、根据权利要求1所述的中老龄垃圾渗滤液处理方法，其特征在于BAF反应器(8)中，由于固定化微生物的作用，使载体内部形成厌氧—兼氧—好氧的微环境，发生同步硝化反硝化反应，去除总氮。

7、根据权利要求1所述的中老龄垃圾渗滤液处理方法，其特征在于UBF反应器(4)水力停留时间为48h，容积负荷为5-20kgCOD/m³·d，BAF反应器(8)水力停留时间为36h，容积负荷为0.5-2.0kgNH₄ ⁺-N/m³·d。