CN103922488B - 一种浓缩液回灌工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于垃圾填埋场的浓缩液回灌工艺，属于环保技术领域。具体工艺为：垃圾渗滤液经过生化处理及深度处理后产生浓缩液，将浓缩液以垂直回灌、水平回灌或者侧向动力回灌的方式回灌到填料堆体中，在回灌的同时为加速降解，投放纤维素水解菌、蛋白质水解菌和甲烷细菌等微生物菌群，并添加石灰、氢氧化钠等碱性物质来调节PH值，以维持堆体弱碱环境，通过对于单位面积的回灌水量、回灌频率和水力负荷等控制参数的调整，对垃圾渗滤液的浓缩液进行回灌处理的工艺。本发明的浓缩液回灌工艺，对于中小型垃圾填埋场的浓缩液处理非常经济实用，充分利用现有垃圾填埋场的条件，使垃圾浓缩液得到更加环保化、全量化、无害化的处理。
Description
技术领域
本发明属于环保技术领域，涉及一种浓缩液回灌工艺，尤其是针对经过纳滤或反渗透等膜分离工艺深度处理后的垃圾渗滤液的浓缩液以回灌的方式，利用堆体来生物降解，达到最终处置浓缩液的处理工艺。
背景技术
生活垃圾在填埋过程中产生的渗滤液处理难度高，目前国内主流的处理工艺为“预处理+生物处理+深度处理”组合工艺。
深度处理一般采用的是纳滤、反渗透等膜分离深度处理工艺。膜处理工艺是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的水处理技术：主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成，通过膜分离技术将垃圾渗滤液中的有机物和氮有效截留，从而达到净化垃圾渗滤液的目的，膜截留出的高浓度污染物溶液即为浓缩液。
浓缩液水质可生化性较差、电导率高较难被生化处理，主要成份为腐殖质类物质，呈棕红色，经纳滤和反渗透工艺处理后产生的浓缩液，COD很高，通常在5000mg/L以上，氨氮浓度在100-1000mg/L之间，并且含有大量的金属离子，电导率在40000-50000us/cm之间。
按照规定和工艺要求，纳滤和反渗透工艺产生的浓缩液宜单独处理，可采用生物曝气、混凝沉淀、活性碳吸附、蒸发干化、树脂吸附、微电解、焚烧、高级氧化等处理方法，但这些传统的处理方法不是由于处理成本高，就是运行操作难度大，实际应用情况均不理想。目前行业中还没有一种较为经济、可行的浓缩液处理技术。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明提供了一种浓缩液回灌技术，针对垃圾渗滤液经过生化处理及深度处理后产生的浓缩液进行处理，将浓缩液以垂直回灌、水平回灌或者侧向动力回灌的方式回灌到填料堆体中，在回灌的同时为加速降解，投放纤维素水解菌、蛋白质水解菌和甲烷细菌等微生物菌群，并添加碱性物质来调节PH值，以维持堆体弱碱环境，并且，通过对于单位面积的回灌水量、回灌频率、水力负荷和回灌污染浓度等控制参数的调整，利用填料堆体对浓缩液中难生物降解的有机质及大量的盐分进行有效截留，来达到处理浓缩液的目的。
其中，所提及的侧向动力回灌是指垂直方向和水平方向同时回灌。
对于微生物菌群的投放选择，还可以是糖类水解菌、淀粉水解菌、脂肪水解菌、果胶水解菌中的一种或多种。
对于碱性物质的选择，可以选择石灰、氢氧化钠、碳酸氢钠中的一种或多种混合，并且可以根据实际所需进行分阶段添加。
其次，对于填料垃圾选择，优选堆龄在3-8年之间的老龄垃圾，堆体厚度大于10m，回灌深度在0.5m-3m之间。
技术原理：浓缩液回灌，实质它是把垃圾填埋场作为一个以垃圾为填料的巨大的生物滤床，将垃圾填埋场产生的渗滤液的浓缩液回流至填埋区域，利用填埋场自身形成的稳定系统使浓缩液经覆土层和垃圾层，发生一系列生物、化学和物理作用。回灌可有效去除浓缩液中的COD、NH3-N和TN，最终实现浓缩液全量无害化处理。
由实践分析，总结得出：
1.以浓缩液为进水，以老龄垃圾为堆体进行垂直回灌、水平回灌或侧向动力回灌，出水的COD值的变化趋势相同，随着时间的变化而不断降低。
2.添加入微生物菌群，能有效地加速降解，并且可以根据对渗滤液成分的在先分析，灵活地调整对于微生物菌群的选择性投放；对于碱性物质的添加，可以根据需要分阶段添加，以更好地维持堆体的弱碱环境。
3.对于回灌参数的选择，实践得出：浓缩液的回灌量保持在11.9-15.9L/d之间效果较好，浓缩液的水力负荷保持在6-8L/d之间效果最佳；浓缩液的回灌频率保持在2次/d-5次/d之间效果较好，频率为3次/d效果最佳。
实践证实：在充分考虑相关填埋场的特征设计基础上，长期采用回灌处理浓缩液的系统，填埋场排出的渗滤液中主要污染物质浓度会有显著变化。同时对于回灌处理来说，单位面积的回灌水量、回灌频率、水力负荷和回灌污染物浓度是回灌处理的最重要4个控制参数。为保持回灌的效果，可以利用填埋场地面积较大的特点，及时调整回灌区域，从而因避免污染物负荷富集而影响处理效果。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
1、本发明采用浓缩液回灌技术，并且在回灌区域内投放纤维素水解菌、蛋白质水解菌和甲烷细菌等微生物菌群，并添加石灰调节PH值，来维持堆体弱碱环境，并对控制参数进行严格控制，回灌为垃圾层带来了大量微生物，同时能在填埋场内形成更有利于垃圾降解的环境，从而加速了垃圾的降解速率，以此截留了大量的污染物，达到处理浓缩液的目的，实现了垃圾渗滤液全量化、无害化处理。
2、本发明的回灌工艺操作简单、运行成本和一次性投资均较小，利用垃圾填埋场这一天然的生化反应器，对浓缩液进行处理，具有很好的实际效果，非常适用于垃圾填埋场浓缩液处理。
3、采用本发明的回灌工艺对浓缩液进行处理，在现有处理工艺的基础上大大提升处理效果、减低浓缩液处理成本、减少污染物的排放、加速填埋场的稳定化过程。
4、相比于传统的混凝沉淀、活性碳吸附、蒸发干化、树脂吸附、焚烧、高级氧化等对于浓缩液的处理方法，本发明的浓缩液回灌技术解决了处理成本高、运行操作难度大、实际应用情况不理想的问题。
具体实施方式
本发明提供了一种浓缩液回灌工艺，针对垃圾渗滤液经过生化处理及纳滤、反渗透等膜分离深度处理后产生的浓缩液进行处理，将浓缩液以垂直回灌、水平回灌或者侧向动力回灌的方式回灌到填料堆体中。
在回灌的同时为了加速降解，根据渗滤液的水质，针对性投放纤维素水解菌、蛋白质水解菌、甲烷细菌、糖类水解菌、淀粉水解菌、脂肪水解菌及果胶水解菌等微生物菌群；
并且，为了维持堆体弱碱环境，添加石灰、氢氧化钠及碳酸氢钠等碱性物质来调节PH值。
其中，所提及的侧向动力回灌是指垂直方向和水平方向同时回灌。其次，对于填料垃圾选择，优选堆龄在3-8年之间的老龄垃圾，堆体厚度大于10m，回灌深度在0.5m-3m之间。
由于控制参数渗滤浓缩液的处理效果也非常重要，所以对于单位面积的回灌水量、回灌频率、水力负荷和回灌污染浓度等控制参数也进行了针对性的实验分析。由实验总结得出：在浓缩液的回灌量保持在11.9-15.9L/d之间效果较好，浓缩液的水力负荷保持在6-8L/d之间效果最佳；浓缩液的回灌频率保持在2次/d-5次/d之间效果较好，频率为3次/d效果最佳。
采用上述回灌工艺在填埋库区实施了相应的回灌工程，为保障回灌效果，可以同时布置多个回灌单元，根据需要实行轮流回灌。单一回灌单元的结构为：在已填埋的老龄垃圾（3-8年）层内，预先开挖一定深度的垂直井（直径为DN2000mm）、水平井（宽度为2000mm，呈十字交叉状，以中心点向外延伸5000mm）或两种方式的组合，在垂直井中心或水平井中间布入一定深度的外套管，外套管中心排设布水管（垂直管管段由上至下分为实壁段和开孔段；水平管均开孔段），在外套管及井内其他空隙位置均铺设碎石回填层，在碎石回填层上部铺设粘土回填层，回填层垃圾层表面用HDPE膜焊接形成闭水层，以防止雨水的侵入而影响回灌的效果。
从回灌的实践情况来看，在采用上述回灌工艺后，并未造成垃圾渗滤液水质的较大波动，不对现有垃圾渗滤液处理系统造成影响，回灌工程运行良好，是一种较为经济的、能有效解决浓缩液出路的可行工艺，适合在中小型垃圾填埋场应用。
一般生活垃圾中厨余垃圾、果皮等有机垃圾约占44%-50%，而这些有机垃圾往往比较易腐，在填埋后的1-2年的生活垃圾，会发生包括水解、酸化、产氢产乙酸和产甲烷在内的厌氧降解过程，生成N、P等无机化合物和甲烷、二氧化碳等气体，有机物得到降解。pH值则在不同阶段有所下降或升高。
随着垃圾填埋时间的延长，特别是老龄垃圾（3-8年）堆体中，垃圾降解的速率有一定程度的下降，且pH值也发生了变化，为了维持填埋堆体内生物菌群的活性，使堆体内的pH值处于最佳的6.8-7.5之间，适当增加包含糖类水解菌、淀粉水解菌、脂肪水解菌、果胶水解菌在内的微生物菌群和石灰、氢氧化钠、碳酸氢钠等碱性物质，来保持堆体较好的生化反应效果，从而增强处置浓缩液的作用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施案例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更、采用类似的方式替代以及等效结构的变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种浓缩液回灌工艺，针对垃圾渗滤液经过生化处理及深度处理后产生的浓缩液进行处理，将浓缩液以垂直回灌、水平回灌或者侧向动力回灌的方式回灌到填料堆体中，并且投放微生物菌群来加速浓缩液的降解，添加碱性物质来调节PH值，以维持堆体弱碱环境，通过对于控制参数包括单位面积的回灌水量、回灌频率、水力负荷和回灌污染物浓度的调整，对垃圾渗滤液的浓缩液进行回灌处理，其特征在于：
所述堆体为老龄垃圾堆体，堆龄为3-8年，堆体厚度大于10m；
所述投放的微生物菌群包括纤维素水解菌、蛋白质水解菌、甲烷细菌、糖类水解菌、淀粉水解菌、脂肪水解菌、果胶水解菌中的一种或多种；
所述单位面积的回灌水量在11.9L/d-15.9L/d之间；
所述水力负荷在6L/d-8L/d之间。
2.根据权利要求1所述的浓缩液回灌工艺，其特征在于，所述碱性物质包括石灰、氢氧化钠、碳酸氢钠中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的浓缩液回灌工艺，其特征在于，所述垂直回灌、水平回灌或者侧向动力回灌，回灌深度在0.5m-3m。
4.根据权利要求1所述的浓缩液回灌工艺，其特征在于，所述侧向动力回灌是指垂直方向和水平方向同时回灌。
5.根据权利要求1所述的浓缩液回灌工艺，其特征在于，所述回灌频率在2次/d-5次/d。
6.根据权利要求5所述的浓缩液回灌工艺，其特征在于，所述回灌频率为3次/d。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 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 | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 213016 No. 1, houtanghe Road, Changzhou City, Jiangsu Province Patentee after: Changzhou environmental sanitation management center (Changzhou garbage classification management center) Address before: 213171 Changzhou domestic waste treatment center at the south foot of Jiashan, Huzhuang village, Xueyan Town, Wujin District, Changzhou City, Jiangsu Province Patentee before: CHANGZHOU DOMESTIC WASTE TREATMENT CENTRE |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20160120 |