CN103466888B - 一种物化-生化联合处理老龄垃圾渗滤液的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种物化-生化联合处理老龄垃圾渗滤液的装置，包括渗滤液池、水泵、布水器、矿化垃圾反应床、通风管和收集管，渗滤液池与水泵连接，水泵的出水口处设置布水器，布水器的下方放置矿化垃圾反应床，矿化垃圾反应床自上而下依次设置均匀布水层、铁屑层、沸石层、集水层、矿化垃圾层和承托层。本发明利用铁屑-沸石层的对老龄垃圾渗滤液的物化作用降低了有机物负荷，提高老龄垃圾渗滤液的可生化性，有利于后续的生物处理；利用矿化垃圾对老龄垃圾渗滤液进行生化处理，COD、BOD5、氨氮、总氮、总磷的去除率高，可达到排放标准，本发明可实现矿化垃圾的资源化，无二次污染，具有极大的经济效益、社会效益和生态效益。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，涉及一种物化-生化联合处理老龄垃圾渗滤液的装置。
背景技术
生活垃圾卫生填埋技术是日前广泛应用的城市垃圾处理方法之一，由此产生的垃圾渗滤液的处理，是垃圾填埋场正常运行中的重要内容。目前，垃圾渗滤液常用的处理方法有：生物法、化学氧化法、絮凝沉淀法、回灌法、人工湿地法等，这些方法对早期垃圾渗滤液（填埋龄较短的垃圾所产生）有较好的处理效果，但对老龄垃圾渗滤液（填埋龄较长的垃圾所产生）的处理效果则很差，而随着《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889-2008）的实施，生活垃圾填埋场面临着垃圾渗滤液的处理高标准达标排放的巨大压力，老龄垃圾渗滤液的处理更为困难。老龄垃圾渗滤液与早期垃圾渗滤液相比，同样具有成分复杂、含盐量高、色度大、氨氮高、可生化性差等特点，直接采用生物处理方法难以有效去除其中的难降解有机污染物，而过高的氨氮也会对生物处理产生不利影响。而吸附法、膜技术和化学氧化法是当前用于“中老龄”垃圾渗滤液难降解有机物去除的主要方法，但因其高额的费用及能耗等需求往往难以为经济不发达地区所接受。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种无机杂质和有机物去除率高、管理方便、处理成本低，使渗滤液处理后符合《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)的物化-生化联合处理老龄垃圾渗滤液的装置。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种物化-生化联合处理老龄垃圾渗滤液的装置，包括渗滤液池、水泵、布水器、矿化垃圾反应床、通风管和蠕动泵，渗滤液池与水泵的进水口连接，水泵的出水口处设置布水器，布水器的下方放置矿化垃圾反应床，矿化垃圾反应床自上而下依次设置：均匀布水层、铁屑层、沸石层、集水层、矿化垃圾层和承托层；通风管从矿化垃圾反应床的均匀布水层插入到承托层的面上。
以上所述的均匀布水层层高为矿化垃圾反应床高度的1/30-1/6；铁屑层层高为矿化垃圾反应床高度的1/20-1/6；沸石层层高是所述矿化垃圾反应床高度的1/20-1/6；集水层层高为矿化垃圾反应床高度的1/30-1/5；矿化垃圾层层高为矿化垃圾反应床高度的1/6-4/5；承托层层高为矿化垃圾反应床高度的1/30-1/6。
以上所述的均匀布水层采用粒径为1-5cm的碎石颗粒填充。
以上所述的铁屑层的铁屑采用长0.5-2.0cm，宽0.5-1.5cm的铁屑；在铁屑层的底部设有透水性支撑板，透水性支撑板上分布有直径为5-15mm的孔。
以上所述的沸石层中的采用粒径为0.5-3.5cm的沸石。
以上所述的集水层是由粒径为3-5cm的碎石组成；在集水层中部设置一根内径为2-4cm的集水管Ⅰ；集水管Ⅰ的下半部分不设孔，上半部分设有孔径为0.2-0.5mm的孔，孔密度为400-1200个/㎡；集水管Ⅰ延伸到集水层的外部，在集水管Ⅰ上设置阀门。
以上所述的矿化垃圾层是选用填埋了7-45年的矿化垃圾，矿化垃圾为自然风干，含水率20-55%，过3-5 cm筛孔的筛分细料。
以上所述的承托层是由粒径为3-5cm的碎石组成；在承托层下部设置一根内径为2-4cm的集水管Ⅱ；集水管Ⅱ的下半部分不设孔，上半部分设有孔径为0.2-0.5mm的孔，孔密度为400-1200个/㎡；集水管Ⅱ延伸到承托层的外部，在集水管Ⅱ上设置阀门。
以上所述的水泵上安装有定时器，用于控制配水时间。
以上所述通风管的内径为2-4 cm，管壁上设有直径为0.3-0.6cm的通孔，通孔在通风管上的设置密度为400-1200 个通孔/㎡；所述的通风管的放置密度为1-4根/㎡；通风管下端头为密封头，通风管上端与蠕动泵（5）连接，蠕动泵向通风管通空气。
使用时，水泵将渗滤液池中的渗滤液抽取后经过布水器洒入矿化垃圾反应床中，渗滤液通过矿化垃圾反应床中的均匀布水层后进入铁屑层，铁屑浸没在垃圾渗滤液中形成无数个微小的原电池，铁屑起到了氧化还原作用，使有机物得到电子被还原，从而使垃圾渗滤液中的有机负荷降低，还能使垃圾渗滤液中的硝酸盐氮转化成氨氮。然后进入到沸石层中，沸石对垃圾渗滤液中的污染物具有吸附的作用和离子交换的作用，特别是对垃圾渗滤液中的氨氮有较强的吸附作用，可大大降低氨氮的浓度。老龄垃圾渗滤液经过铁屑-沸石的处理后，再利用矿化垃圾处理其出水，因矿化垃圾具有较大的比表面积、松散的结构、较好的水力传导和渗透性能，较好的阳离子交换能力，并含有大量和丰富的微生物种群，这些微生物具有很强的适应能力，矿化垃圾通过过滤、吸附、化学转化和生物作用降解渗滤液中的有机污染物，使得渗滤液中的COD、BOD5、氨氮、总氮、总磷等指标达标排放。由蠕动泵将空气泵入矿化垃圾反应床，促进矿化垃圾层内的气体交换，提高处理效果；承托层将矿化垃圾层架空，便于滤液顺畅排出，集水管将处理后的滤液收集。
相对于现有技术，本发明具有以下的优点：
1、本发明中矿化垃圾反应床中设置的铁屑层可降低有机负荷，还能使垃圾渗滤液中的硝酸盐氮转化成氨氮，沸石层对老龄垃圾渗滤液中的污染物具有很强的吸附的作用和离子交换的作用，特别是对老龄垃圾渗滤液中的氨氮有较强的吸附作用，可大大降低氨氮的浓度。铁屑-沸石层对老龄垃圾渗滤液进行了物化处理，降低了有机物负荷，且能提高可生化性，，有利于后续的生物处理。
2、本发明中老龄垃圾渗滤液经过铁屑-沸石的处理后，再利用矿化垃圾处理其出水，因矿化垃圾具有较大的比表面积、松散的结构、较好的水力传导和渗透性能，较好的阳离子交换能力，并含有大量和丰富的微生物种群，这些微生物具有很强的适应能力，矿化垃圾通过过滤、吸附、化学转化和生物作用降解渗滤液中的有机污染物，使得渗滤液中的COD、BOD5、氨氮、总氮、总磷等指标达标排放。
3、本发明设置是物化与生化一体化的处理系统，节省占地面积，设备投资简单易行，经济效益明显。本发明可实现矿化垃圾的资源化，无二次污染，具有极大的经济效益、社会效益和生态效益。
附图说明
图1为本发明一种物化-生化联合处理老龄垃圾渗滤液的装置的结构示意图。
附图标识：1-渗滤液池，2-水泵，3-布水器，4-矿化垃圾反应床，41-均匀布水层，42-铁屑层，43-沸石层，44-集水层，45-矿化垃圾层，46-承托层，47-集水管Ⅰ，48-集水管Ⅱ，5-蠕动泵，6-通风管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种物化-生化联合处理老龄垃圾渗滤液的装置，包括渗滤液池1、水泵2、布水器3、矿化垃圾反应床4和通风管6，渗滤液池1与水泵2的进水口连接，水泵2上安装有定时器，用于控制配水时间。水泵2的出水口处设置有布水器3，布水器3的下方放置矿化垃圾反应床4，布水器3可以将垃圾渗滤液均匀地洒在矿化垃圾反应床4上。矿化垃圾反应床4自上而下依次设有：均匀布水层41、铁屑层42、沸石层43、集水层44、矿化垃圾层45和承托层46；通风管6从矿化垃圾反应床4的均匀布水层41插入到承托层46的面上。通风管6的内径为2cm，管壁上设有直径为0.3cm的通孔，通孔在通风管6上的设置密度为1200 个通孔/㎡；通风管6的放置密度为1根/㎡；通风管6的下端头密封，上端头与蠕动泵5连接，蠕动泵5向通风管6通空气，通风管允许空气进入矿化垃圾反应床4的各层中，尤其是促进矿化垃圾层45内的气体交换。
矿化垃圾反应床的高度为120cm、直径为32 cm的PVC柱子，顶部开放。其中，均匀布水层41采用粒径为1-3cm的碎石颗粒填成，层高4cm。铁屑层42采用长1.0-2.0cm，宽0.5-1.0cm的铁屑；在铁屑层42的底部设有透水性支撑板，透水性支撑板上分布有直接为5mm的孔；铁屑层42层高6cm。沸石层43中采用的沸石粒径为0.5-2.0cm，层高6cm。集水层44由粒径为3-4cm的碎石组成，在集水层44中部设置一根内径为2cm的集水管Ⅰ47；所述的集水管Ⅰ47的下半部分不设孔，上半部分设有孔径为0.2mm的孔，孔密度为1200个/㎡；所述的集水管Ⅰ47延伸到集水层44的外部，在集水管Ⅰ47上设置阀门。集水管Ⅰ47可收集经过铁屑-沸石的处理后处理后的垃圾渗滤液，阀门打开后可将其排出。集水层44的层高4cm。矿化垃圾层45是选用填埋了7年的矿化垃圾，矿化垃圾为自然风干，含水率20%，过3 cm筛孔的筛分细料；矿化垃圾层45层高96cm。承托层46采用粒径为3-4cm的碎石组成；在承托层下部设置一根内径为2cm的集水管Ⅱ48；所述的集水管Ⅱ48的下半部分不设孔，上半部分设有孔径为0.2mm的孔，孔密度为1200个/㎡；集水管Ⅱ48延伸到承托层46的外部，在集水管Ⅱ48上设置阀门，集水管Ⅱ48可收集经过最终的矿化垃圾处理后的垃圾渗滤液，阀门打开后可将其排出。承托层46的层高4cm。承托层46将矿化垃圾层45架空，便于滤液顺畅排出。
使用时，水泵2是将渗滤液池1中的垃圾渗滤液提升到矿化垃圾反应床4的顶部，通过布水器3在矿化垃圾反应床4的上方将垃圾渗滤液均匀地洒在上层的均匀布水层41上，利用定时器控制配水时间与落干时间垃圾渗滤液依次经过铁屑层42和沸石层43进行物化处理，降低了有机负荷，特别是大大降低了氨氮的浓度，还提高了可生化性，再利用矿化垃圾层45中的矿化垃圾对渗滤液进行后续的生化处理，使得渗滤液中的COD、BOD5、氨氮、总氮、总磷等指标达标排放。
实施例2：
一种物化-生化联合处理老龄垃圾渗滤液的装置，包括渗滤液池1、水泵2、布水器3、矿化垃圾反应床4和通风管6，渗滤液池1与水泵2的进水口连接，水泵2上安装有定时器，用于控制配水时间。水泵2的出水口处设置有布水器3，布水器3的下方放置矿化垃圾反应床4，布水器3可以将垃圾渗滤液均匀地洒在矿化垃圾反应床4上。矿化垃圾反应床4自上而下依次设有：均匀布水层41、铁屑层42、沸石层43、集水层44、矿化垃圾层45和承托层46；通风管6从矿化垃圾反应床4的均匀布水层41插入到承托层46的面上。通风管6的内径为3 cm，管壁上设有直径为0.5cm的通孔，通孔在通风管6上的设置密度为800个通孔/㎡；通风管6的放置密度为2根/㎡；通风管6的下端头密封，上端头与蠕动泵5连接，蠕动泵5向通风管6通空气，通风管允许空气进入矿化垃圾反应床4的各层中，尤其是促进矿化垃圾层45内的气体交换。
矿化垃圾反应床的高度为150 cm、直径为32 cm的PVC柱子，顶部开放。其中，均匀布水层41采用粒径为1-3cm的碎石颗粒填成，层高10cm。铁屑层42采用长1.0-1.5cm，宽0.5-1.0cm的铁屑；在铁屑层42的底部设有透水性支撑板，透水性支撑板上分布有直接为10mm的孔；铁屑层42层高61cm。沸石层43中采用的沸石粒径为1.0-2.5cm，层高10cm。集水层44采用粒径为3-4m的碎石组成，在集水层44中部设置一根内径为2cm的集水管Ⅰ47；所述的集水管Ⅰ47的下半部分不设孔，上半部分设有孔径为0.3mm的孔，孔密度为800个/㎡；所述的集水管Ⅰ47延伸到集水层44的外部，在集水管Ⅰ47上设置阀门。集水管Ⅰ47可收集经过铁屑-沸石的处理后处理后的垃圾渗滤液，阀门打开后可将其排出。集水层44层高10cm。矿化垃圾层45是选用填埋了12年的矿化垃圾，矿化垃圾为自然风干，含水率35%，过4 cm筛孔的筛分细料；矿化垃圾层45层高90cm。承托层46采用粒径为3-5cm的碎石组成；在承托层下部设置一根内径为3cm的集水管Ⅱ48；所述的集水管Ⅱ48的下半部分不设孔，上半部分设有孔径为0.3mm的孔，孔密度为800个/㎡；集水管Ⅱ48延伸到承托层46的外部，在集水管Ⅱ48上设置阀门，集水管Ⅱ48可收集经过最终的矿化垃圾处理后的垃圾渗滤液，阀门打开后可将其排出。承托层46的层高20cm。承托层46将矿化垃圾层45架空，便于滤液顺畅排出。
该实施例中物化-生化联合处理老龄垃圾渗滤液的装置的使用方法与实施例1相同。
实施例3：
一种物化-生化联合处理老龄垃圾渗滤液的装置，包括渗滤液池1、水泵2、布水器3、矿化垃圾反应床4和通风管6，渗滤液池1与水泵2的进水口连接，水泵2上安装有定时器，用于控制配水时间。水泵2的出水口处设置有布水器3，布水器3的下方放置矿化垃圾反应床4，布水器3可以将垃圾渗滤液均匀地洒在矿化垃圾反应床4上。矿化垃圾反应床4自上而下依次设有：均匀布水层41、铁屑层42、沸石层43、集水层44、矿化垃圾层45和承托层46；通风管6从矿化垃圾反应床4的均匀布水层41插入到承托层46的面上的各层中。通风管6的内径为4 cm，管壁上设有直径为0.6cm的通孔，通孔在通风管6上的设置密度为400个通孔/㎡；通风管6的放置密度为4根/㎡；通风管6的下端头密封，上端头与蠕动泵5连接，蠕动泵5向通风管6通空气，通风管允许空气进入矿化垃圾反应床4的各层中，尤其是促进矿化垃圾层45内的气体交换。
矿化垃圾反应床的高度为240cm、直径为32 cm的PVC柱子，顶部开放。其中，均匀布水层41采用粒径为3-5cm的碎石颗粒填成，层高40cm。铁屑层42采用长1.5-2.0cm，宽1.0-1.5cm的铁屑；在铁屑层42的底部设有透水性支撑板，透水性支撑板上分布有直接为15mm的孔；铁屑层42层高40cm。沸石层43中采用的沸石粒径为2.0-3.5cm，层高40cm。集水层44由粒径为4-5cm的碎石组成，在集水层44中部设置一根内径为4cm的集水管Ⅰ47；所述的集水管Ⅰ47的下半部分不设孔，上半部分设有孔径为0.5mm的孔，孔密度为400个/㎡；所述的集水管Ⅰ47延伸到集水层44的外部，在集水管Ⅰ47上设置阀门。集水管Ⅰ47可收集经过铁屑-沸石的处理后处理后的垃圾渗滤液，阀门打开后可将其排出。集水层44的层高40cm。矿化垃圾层45是选用填埋了45年的矿化垃圾，矿化垃圾为自然风干，含水率55%，过5 cm筛孔的筛分细料；矿化垃圾层45层高40cm，为矿化垃圾反应床4高度的1/6。承托层46采用粒径为3-5cm的碎石组成；在承托层下部设置一根内径为4cm的集水管Ⅱ48；所述的集水管Ⅱ48的下半部分不设孔，上半部分设有孔径为0.5mm的孔，孔密度为400个/㎡；集水管Ⅱ48延伸到承托层46的外部，在集水管Ⅱ48上设置阀门，集水管Ⅱ48可收集经过最终的矿化垃圾处理后的垃圾渗滤液，阀门打开后可将其排出。承托层46的层高40cm。承托层46将矿化垃圾层45架空，便于滤液顺畅排出。
该实施例中物化-生化联合处理老龄垃圾渗滤液的装置的使用方法与实施例1相同。
Claims (9)
1.一种物化-生化联合处理老龄垃圾渗滤液的装置，包括渗滤液池（1）、水泵（2）、布水器（3）、矿化垃圾反应床（4）、通风管（6）和蠕动泵（5），渗滤液池（1）与水泵（2）的进水口连接，水泵（2）的出水口处设置布水器（3），布水器（3）的下方放置矿化垃圾反应床（4），其特征在于：所述的矿化垃圾反应床（4）自上而下依次设有：均匀布水层（41）、铁屑层（42）、沸石层（43）、集水层（44）、矿化垃圾层（45）和承托层（46）；所述的通风管（6）从矿化垃圾反应床（4）的均匀布水层（41）插入到承托层（46）的面上；
所述通风管（6）的内径为2-4cm，管壁上设有直径为0.3-0.6cm的通风孔，通风孔在通风管上的设置密度为400-1200个通孔/㎡；所述的通风管（6）的放置密度为1-4根/㎡；所述的通风管（6）下端头为密封头，通风管（6）上端与蠕动泵（5）连接。
2.根据权利要求1所述的一种物化-生化联合处理老龄垃圾渗滤液的装置，其特征在于：所述的均匀布水层（41）层高为矿化垃圾反应床（4）高度的1/30-1/6；所述的铁屑层（42）层高为矿化垃圾反应床（4）高度的1/20-1/6；所述的沸石层（43）层高是所述的矿化垃圾反应床（4）高度的1/20-1/6；所述的集水层（44）层高为矿化垃圾反应床（4）高度的1/30-1/5；所述的矿化垃圾层（45）层高为矿化垃圾反应床（4）高度的1/6-4/5；所述的承托层（46）层高为矿化垃圾反应床（4）高度的1/30-1/6。
3.根据权利要求1或2所述的任一种物化-生化联合处理老龄垃圾渗滤液的装置，其特征在于：所述的均匀布水层（41）采用粒径为1-5cm的碎石颗粒填成。
4.根据权利要求1或2所述的任一种物化-生化联合处理老龄垃圾渗滤液的装置，其特征在于：所述的铁屑层（42）采用长0.5-2.0cm，宽0.5-1.5cm的铁屑；在所述的铁屑层（42）的底部设有透水性支撑板，透水性支撑板上分布有直径为5-15mm的孔。
5.根据权利要求1或2所述的任一种物化-生化联合处理老龄垃圾渗滤液的装置，其特征在于：所述的沸石层（43）采用粒径为0.5-3.5cm的沸石。
6.根据权利要求1或2所述的任一种物化-生化联合处理老龄垃圾渗滤液的装置，其特征在于：所述的集水层（44）是由粒径为3-5cm的碎石组成；在集水层（44）中部设置一根内径为2-4cm的集水管Ⅰ（47）；所述的集水管Ⅰ（47）的下半部分不设孔，上半部分设有孔径为0.2-0.5mm的孔，孔密度为400-1200个/㎡；所述的集水管Ⅰ（47）延伸到集水层（44）的外部，在集水管Ⅰ（47）上设置阀门。
7.根据权利要求1或2所述的任一种物化-生化联合处理老龄垃圾渗滤液的装置，其特征在于：所述的矿化垃圾层（45）是选用填埋了7-45年的矿化垃圾，所述的矿化垃圾为自然风干，含水率20-55%，过3-5cm筛孔的筛分细料。
8.根据权利要求1或2所述的任一种物化-生化联合处理老龄垃圾渗滤液的装置，其特征在于：所述的承托层（46）是由粒径为3-5cm的碎石组成；在承托层下部设置一根内径为2-4cm的集水管Ⅱ（48）；所述的集水管Ⅱ（48）的下半部分不设孔，上半部分设有孔径为0.2-0.5mm的孔，孔密度为400-1200个/㎡；所述的集水管Ⅱ（48）延伸到承托层（46）的外部，在集水管Ⅱ（48）上设置阀门。
9.根据权利要求1所述的一种物化-生化联合处理老龄垃圾渗滤液的装置，其特征在于：所述的水泵（2）安装有定时器。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |