CN103408189B

CN103408189B - Gzbs垃圾渗滤液处理方法

Info

Publication number: CN103408189B
Application number: CN201310324633.3A
Authority: CN
Inventors: 赵宏; 芦俊; 高重建; 张海华; 范霁雯; 蔡光辉; 沈明华; 郑学娟
Original assignee: Hangzhou Tiancheng Environmental Development Co Ltd
Current assignee: HANGZHOU ENVIRONMENTAL GROUP CO Ltd
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2033-07-30
Also published as: CN103408189A

Abstract

本发明公开了一种GZBS垃圾渗滤液处理方法，由生化处理段和深度处理段二部分组成：包括如下步骤：（1）将垃圾渗滤液依次经混合池和旋转式高效生物反应器反应后进入梯度生化曝气池和沉淀池；（2）经沉淀池后的水进入一级芬顿反应池，此时加入复合芬顿试剂和双氧水；反应后经第一中和反应池、沉淀池和一级曝气生物滤池进入二级芬顿反应池；（3）在二级芬顿反应池再次加入复合芬顿试剂和双氧水，经第二中和反应池、沉淀池和二级曝气生物滤池后排放。本发明的GZBS垃圾渗滤液处理方法主要应用于生活垃圾卫生填埋场及垃圾焚烧（发电）厂产生的垃圾渗滤液。

Description

GZBS垃圾渗滤液处理方法

技术领域

本发明涉及垃圾处理领域，具体的是一种GZBS垃圾渗滤液处理方法。

背景技术

垃圾渗滤液处理是国内外公认的难题，特别是《GB16889－2008》《生活垃圾填埋场污染控制标准》新标准的实施，对垃圾渗滤液的处理提出了更高的要求。垃圾渗滤液处理技术经过多年的发展，目前行业内公认的主流处理工艺为前段采用“生化+MBR”，后段采用“纳滤或反渗透”。前段生化工艺以采用A2/O为主，MBR近年来又以外置膜的形式居多；后端“纳滤或反渗透”基本上采用DTRO膜或卷式膜。

国内现有垃圾渗滤液处理技术主要存在以下问题：（1）能耗大：垃圾渗滤液特点是TN和NH₃-N高，A2/O生化处理脱氮技术与理论是建立在低浓度TN和NH₃-N基础之上的，对于高浓度TN和NH₃-N采用A2/O系统脱氮，缺乏成熟的系统理论，工程上更多是借鉴低浓度TN和NH₃-N理论。由于垃圾渗滤液中TN和NH₃-N浓度高，为了提高处理效率，必须增大供氧量和提高污泥浓度，传统活性污泥法好氧污泥在污泥浓度达到6000mg/L以上时，泥水很难分离。为有效提高污泥浓度，采用膜过滤替代生化二沉池，在垃圾渗滤液生化处理段成为必然。同时根据传统理论脱除1g氮需要3g以上的氧，为此生化系统耗能极高。（2）运行难度大：A2/O技术中A（厌氧反硝化）与O（好氧硝化）单元本身运行条件相差甚远。传统脱氮理论认为A单元以异养菌为主，泥龄较短，而O单元以自养菌为主，泥龄较长。由于A2/O技术中无污泥沉淀池，实际运行中，A段微生物会随污水进入O段，而通过MBR（Membrane Bio-Reactor）截留的O段微生物通过回流进入A段，因此现有系统很难各段高效运行。加之在A2/O技术中，污水温度、碱度、有机碳浓度及溶解氧浓度都会对系统稳定运行及处理效果造成影响。为此，实际工程中实现生化系统稳定运行难道极大。（3）需补充碳源：垃圾渗滤液总体而言碳氮比失调。采用A2/O实现脱氮，要求碳源与总氮的比例一般达到6~8。如此高的碳氮比，一般仅在垃圾填埋场使用初期勉强达到要求，对于绝大多说垃圾渗滤液处理工程，要实现理想的脱氮效果，必须从外界补投碳源。（4）污染转移：纳滤或反渗透实质上是污染物浓缩过程，经过纳滤或反渗透截留的污染物目前绝大部分采取处置方式是将浓缩液回喷至垃圾填埋场，理论上，残留的污染物并没有得到有效分解。虽然目前有关技术人员在探寻浓缩液彻底处理技术，在实际应用过程中其成本及运行方式还存在着一定问题。（5）膜更换成本高：作为膜分离技术而言，使用一段时间后进行膜的更换是必须的。从目前国内实际工程运行状况看，2~3年需对膜进行一次更换。根据国内填埋场垃圾渗滤液处理设施实际运行状况统计，采用“生化+MBR+纳滤或反渗透”处理工艺真正做到连续稳定运行的低于50%，处理出水达到《GB16889-2008》标准的，数量极少。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种GZBS垃圾渗滤液处理方法，由生化处理段和深度处理段二部分组成：包括如下步骤：

（1）将垃圾渗滤液依次经混合池和旋转式高效生物反应器反应后进入梯度生化曝气池和沉淀池；

（2）经沉淀池后的水进入一级芬顿反应池，此时加入复合芬顿试剂和双氧水；反应后经第一中和反应池、沉淀池和一级曝气生物滤池进入二级芬顿反应池；

（3）在二级芬顿反应池再次加入复合芬顿试剂和双氧水，经第二中和反应池、沉淀池和二级曝气生物滤池后排放。

进一步的，在旋转式高效生物反应器反应时加入微生物生长促进剂，建立以芽孢杆菌群落为优势菌种的生化处理微生物。

进一步的，该微生物生长促进剂是固体粉末，其中富含Ca²⁺ 、Mg²⁺、Si²⁺等芽孢杆菌生长需要的微量元素。

进一步的，所述芬顿复合药剂，包括如下含量的成分：F_eSO₄·7H₂O含量15~20%、H₂SO₄含量3~5%、缓冲剂2~3%，其余含量为水。

进一步的，在第一中和反应池和第二中和反应池反应时，加入复合碱、石灰水和PAM。

本发明的GZBS垃圾渗滤液处理方法主要应用于生活垃圾卫生填埋场及垃圾焚烧（发电）厂产生的垃圾渗滤液。

附图说明

图1是本发明的GZBS垃圾渗滤液处理方法的流程框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，GZBS( Genotype Zoogloea Biochemical System)，又名基因生物处理系统，是在对国内外垃圾渗滤液处理技术反复筛选、优化基础上发明的，GZBS垃圾渗滤液处理方法由生化处理段和深度处理段二部分组成。

生化处理段是在沿用传统活性污泥构架基础上，采用微生物生长促进剂形成以枯草芽孢杆菌（Bacillus）为优势菌种分解污染物的处理技术，系统由旋转式高效生物反应器、梯度生化曝气池、生化沉淀池及相应回流系统组成，经过该段处理后可将原始浓度为COD cr:4000~20000mg/L、TN:1000~3500mg/L、NH₃-N:800~3000mg/L的垃圾渗滤液，处理出水控制在CODcr:600~1000mg/L、TN:80~200mg/L、NH₃-N:<10mg/L的水平。

微生物生长促进剂，建立以芽孢杆菌群落为优势菌种的生化处理微生物，该微生物生长促进剂是固体粉末，其中富含Ca²⁺ 、Mg²⁺、Si²⁺等芽孢杆菌生长需要的微量元素。

本发明在生化处理段根据进水碳氮比的变化，通过调整每个处理单元运行参数，在保证各单元设定处理效率的基础上，控制碳源的消耗，最终实现在低碳氮比（BOD₅/TN>2）的条件下，同步去除COD、BOD、TN、NH₃-N、TP及其他有机和无机污染物的目标。

深度处理段由芬顿（Fenton）反应沉淀池及曝气生物滤池构成。鉴于渗滤液水质复杂性及排放标准的严格，为保证系统出水连续稳定达标，深度处理段采用了二级芬顿（Fenton）反应沉淀及曝气生物滤池组合方式。

本发明在深度处理段对传统芬顿（Fenton）反应进行工程化改进。GZBS技术将传统分别投加硫酸调节反应酸度、投加硫酸亚铁做催化剂、投加双氧水做氧化剂的芬顿（Fenton）反应形式，改为仅投加双氧水与复合芬顿试剂的方式进行。所述芬顿复合药剂，包括如下含量的成分：F_eSO₄·7H₂O含量15~20%、H₂SO₄含量3~5%、缓冲剂2~3%，其余含量为水。在一定范围内，药剂投加量，仅需通过控制反应池内PH值即可。复合芬顿药剂的使用，一方面消除了普通芬顿（Fenton）反应使用硫酸时带来的安全隐患，另一方面简化了工作强度，使操作更加简单。在曝气滤池布置中，对厌氧滤池的设计，增加了曝气系统。根据厌氧程度，适度曝气，以防极度厌氧时脱硫菌过分生长，造成水质变质。二级芬顿（Fenton）及曝气滤池的设置，足以保证系统连续稳定达标。

本发明的GZBS垃圾渗滤液处理方法主要控制参数：

以进水渗滤液水质CODcr:8000~10000mg/L、TN:2000~2500mg/L、NH₃-N:1800~2200mg/L为基准：

生化段主要控制参数：

（1）旋转高效生物反应器部分：转速：1~4r.p.m，处理负荷：1~2kgBOD/m2/d；

（2）生化曝气池：处理停留时间（HRT）：120小时，污泥负荷（F/M）：0.3~0.5kgBOD/kgMLSS/.d，污泥浓度（MLSS）：6000~12000mg/L，曝气量（Q）：80~120m3/kgBOD；生化沉淀池：15~25 m³/ m²/d；

生化段出水指标：CODcr:600~1000mg/L、TN:100~200mg/L、NH₃-N:1~10mg/L。

深度处理段主要控制参数：

一级芬顿及曝气生物滤池主要控制参数：

（1）一级芬顿（Fenton）药剂投加量：0.8~1.2kg H₂O₂/kgCOD，复合芬顿试剂：15~25kg /kgCOD，（2）一级曝气生物滤池（BAF）：回流比100~200%，TN负荷：1~2kgTN/m2/d。

一级生物滤池出水指标：CODcr:70~150mg/L、TN:15~60mg/L、NH₃-N:1~5mg/L。

二级芬顿及曝气生物滤池主要控制参数：

（1）二级芬顿（Fenton）药剂投加量：0.8~1.2kg H₂O₂/kgCOD，复合芬顿试剂：10~20kg /kgCOD，（2）二级曝气生物滤池（BAF）：回流比100~200%，TN负荷：0.5~1kgTN/m2/d。

二级生物滤池出水指标：CODcr:30~50mg/L、TN:8~20mg/L、NH₃-N:<3mg/L。

本发明的GZBS垃圾渗滤液处理方法优点如下：

（1）对涉及到各个单元的主要功能、承载的负荷、运行参数逐一量化，实际运行表明，进水水质COD在4000~15000mg/L、TN在1200~3000mg/L条件下，通过改变运行参数，均能实现理想的处理效果。（2）运行简单效果稳定：生化处理段采用以枯草芽孢杆杆菌为优势菌种的处理技术。由于枯草芽孢杆杆菌生存条件要求较低，生化系统在日常运行过程中，仅需将溶解氧控制在1.0mg/L以下即可，相对而言运行简单。（3）深度处理段，将常规芬顿反应进行了工程简化，将亚铁、酸、缓释剂按照一定比例进行复配，实际操作过程中，仅需投加双氧水和复配后的芬顿试剂即可。消除了常规芬顿反应使用硫酸调节反应所需酸度的安全隐患。二级芬顿和曝气生物滤池的组合工艺，确保最终排水连续稳定达标。（4）能耗低：芽孢杆菌有很好的絮凝作用，这种絮凝作用可以将水体中的有机碎屑互相粘连在一起，构成菌胶团，担负氧化分解的任务，将有机物结合成絮状。此特性有效解决了活性污泥法处理废水时，在污泥高浓度情况下必须采用膜（MBR）进行泥水分离的问题。运行数据表明，当污泥浓度在15000mg/L的条件下，采用沉淀池，仍能较好实现泥水分离。生化系统吨水耗电在8~10度。（5）无需补充碳源：芽孢杆菌是好氧菌和兼性厌氧菌，以分子氧为载体，在供氧不充分的时间与空间，可以利用硝酸盐为最终电子载体产生NO₂--N和N₂，将硝酸盐移出系统外。运行数据表明，系统在保证碳氮比大于2的情况下，既能实现系统稳定运行。（6）污染分解彻底：生化系统与深度处理系统均采用分解污染物的污水处理技术，从根本上消除污染物。（7）无臭气二次污染：芽孢杆菌利用其丰富的酶，强烈分解氮系、硫系污染物，净化水体的同时消除污水处理过程中产生的异味（8）污泥产生量少：工程运行数据表明，“GZBS”技术在垃圾渗滤液处理过程中，产生的污泥量是比较少的。以进水水质CODcr8000~10000mg/L、TN1800~2000mg/L为基准，由沉淀池排除的浓缩前污泥量，生化系统段为处理水量的8~12%，深度处理段为处理水量的10~15%，整个系统初次污泥量为处理水量的20~25%。（9）处理成本低：该系统较现主流工艺相比运行成本降低20~30%。本发明核心是在处理系统中，通过投加自主研发的特种微生物生长促进剂，配合使用选择性高效生物反应器，建立以芽孢杆菌群落为优势菌种的生化处理体系。由于芽孢杆菌分解污染物能力强，同时还具有同步分解硫系、氮系污染物的特性，因此BRGA市政（生活）污水处理技术在满足处理后污水排放达标的同时，消除了污水处理设施产生臭气的问题。

Claims

1.一种GZBS垃圾渗滤液处理方法，由生化处理段和深度处理段二部分组成：包括如下步骤：

（3）在二级芬顿反应池再次加入复合芬顿试剂和双氧水，经第二中和反应池、沉淀池和二级曝气生物滤池后排放；

其中，在第一中和反应池和第二中和反应池反应时，加入复合碱、石灰水和PAM。

2.如权利要求1所述的GZBS垃圾渗滤液处理方法，其特征在于：在旋转式高效生物反应器反应时加入微生物生长促进剂，建立以芽孢杆菌群落为优势菌种的生化处理微生物。

3.如权利要求2所述的GZBS垃圾渗滤液处理方法，其特征在于：该微生物生长促进剂是固体粉末，其中富含Ca²⁺ 、Mg²⁺、Si²⁺芽孢杆菌生长需要的微量元素。

4.如权利要求1所述的GZBS垃圾渗滤液处理方法，其特征在于：所述复合芬顿试剂，包括如下含量的成分：F_eSO₄·7H₂O含量15~20%、H₂SO₄含量3~5%、缓冲剂2~3%，其余含量为水。