CN104261638A - 一种垃圾渗滤液外循环厌氧反应系统及方法 - Google Patents

一种垃圾渗滤液外循环厌氧反应系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种垃圾渗滤液外循环厌氧反应系统及方法，其系统包括预处理池、螺杆泵、加热器、厌氧反应器和硝化/反硝化系统，还包括循环水池和检测所述循环水池中滤液COD浓度的COD在线监测设备；其方法包括以下步骤：S1、组装上述反应系统；S2、打开第一控制阀和第四控制阀，滤液通过螺杆泵输送至加热器加热，通过第一管道流入循环水池，然后通过第四管道流入厌氧反应器，一段时间后，关闭第一控制阀；滤液在循环水池和厌氧反应器之间反复流动，直至COD在线监测设备检测的COD浓度降至设定值；S3、打开第三控制阀，循环水池中的滤液进入硝化/反硝化系统。本发明实现了多次循环厌氧反应，显著提高了厌氧消化垃圾渗滤液的效率。

Description

一种垃圾渗滤液外循环厌氧反应系统及方法
技术领域
本发明涉及垃圾处理领域，更具体地说，涉及一种垃圾渗滤液外循环厌氧反应系统及方法。
背景技术
通常市政垃圾渗滤液厌氧消化反应流程为：预处理——加热——厌氧反应——后续流程(如硝化/反硝化系统)。经加热器加热后的渗滤液将直接进入厌氧反应器，厌氧处理后的滤液又直接流入后续流程。当渗滤液有机污染物含量极高时，经过该系统一次厌氧反应后，其出水水质中有机物含量仍难以降至理想水平，COD浓度仍然较高。另一方面，经过加热器加热后的渗滤液直接进入厌氧反应器，会导致反应器中温度难以调节，且波动较大。厌氧反应器中起关键作用的甲烷菌，对温度敏感。通常中温甲烷菌的生存适应温度为30-36℃，超过该范围，或温度波动较大均会造成有机酸大量累积，抑制厌氧微生物的活性或造成它们的死亡。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种垃圾渗滤液外循环厌氧反应系统及方法，能够提高厌氧反应效率，稳定厌氧反应温度，降低厌氧反应出水中COD浓度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种垃圾渗滤液外循环厌氧反应系统，包括预处理池、螺杆泵、加热器、厌氧反应器和硝化/反硝化系统，所述预处理池、螺杆泵和加热器依次连接，还包括循环水池和检测所述循环水池中滤液COD浓度的COD在线监测设备，所述循环水池上设有第一管道、第二管道、第三管道、第四管道和第五管道，第一管道与所述加热器连接，第二管道和第三管道与所述硝化/反硝化系统连接，第四管道和第五管道与所述厌氧反应器连接；所述第一管道上设有第一控制阀，所述第二管道上设有第二控制阀，所述第三管道上设有第三控制阀，所述第四管道上设有第四控制阀，所述第五管道上设有第五控制阀。
上述方案中，外循环厌氧反应系统还包括阀门控制系统，所述阀门控制系统根据COD在线监测设备的检测数据控制所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀和第五控制阀的开闭和打开幅度。
上述方案中，所述厌氧反应器上还设有温度检测装置，所述温度检测装置与所述阀门控制系统连接，所述阀门控制系统根据所述温度检测装置的检测数据控制所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀和第五控制阀的开闭和打开幅度。
上述方案中，所述第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第五管道上均设有流量计，所述流量计与所述阀门控制系统连接，通过所述阀门控制系统调节各管道的流量大小。
上述方案中，所述循环水池底部设有与COD在线监测设备连接的潜水泵。
本发明还提供了一种垃圾渗滤液外循环厌氧反应方法，包括以下步骤：
S1、组装上述的外循环厌氧反应系统；
S2、打开第一控制阀和第四控制阀，关闭第二控制阀和第三控制阀，预处理池中的滤液通过螺杆泵输送至加热器加热，通过第一管道流入循环水池，然后通过第四管道流入厌氧反应器，一段时间后，关闭第一控制阀；滤液在循环水池和厌氧反应器之间反复流动，直至COD在线监测设备检测的COD浓度降至设定值；
S3、打开第三控制阀，循环水池中的滤液进入硝化/反硝化系统。
上述方案中，在所述步骤S2中，打开第二控制阀，硝化/反硝化系统中的液体通过第二管道回流至循环水池，稀释循环水池中的COD浓度，再通过第四管道流入厌氧反应器进行厌氧反应。
上述方案中，当厌氧反应器中温度低于设定值时，增大第一管道流量，加热后的滤液注入循环水池的净水量增多，水池内水温上升，通过调节第四控制阀和第五控制阀的相对大小，增大从循环水池流入厌氧反应器的净水量，进而使厌氧反应器中温度升至设定值；当厌氧反应器中温度高于设定值时，增大第二管道流量，硝化/反硝化系统中的液体回流至循环水池的净水量增大，水池内水温降低，调节第四控制阀和第五控制阀的相对大小，增大从循环水池流入厌氧反应器的净水量，降低厌氧反应器内温度在设定范围内。
实施本发明的垃圾渗滤液外循环厌氧反应系统及方法，具有以下有益效果：
1、通过在加热器和厌氧反应器之间设立循环缓冲水池，使得COD浓度极高的垃圾渗滤液可以循环进行厌氧反应，直至出水COD浓度降至理想水平。
2、在厌氧反应效率一定的情况下，通过后续流程中低COD浓度液体的回流，稀释反应器进水中COD，进而达到降低出水COD浓度的目的。
3、实现了多次循环厌氧反应，显著提高了厌氧消化垃圾渗滤液的效率。
4、由于缓冲循环水池的存在，对厌氧反应器进水温度的调节更为灵敏。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明垃圾渗滤液外循环厌氧反应系统的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，在本发明的垃圾渗滤液外循环厌氧反应系统包括预处理池1、螺杆泵2、加热器3、厌氧反应器7、硝化/反硝化系统4、循环水池5和COD在线监测设备8。
预处理池1、螺杆泵2和加热器3依次连接。预处理池1的主要作用是沉淀、调节滤液PH、预曝气吹脱去除H2S等物质。螺杆泵2将预处理池1中的滤液送入到加热器3中。
循环水池5上设有第一管道601、第二管道602、第三管道603、第四管道604和第五管道605，循环水池5分别与加热器3、硝化/反硝化系统4和厌氧反应器7连接。第一管道601与加热器3连接，第二管道602和第三管道603与硝化/反硝化系统4连接，第四管道604和第五管道605与厌氧反应器7连接。第一管道601上设有第一控制阀606，第二管道602上设有第二控制阀607，第三管道603上设有第三控制阀608，第四管道604上设有第四控制阀609，第五管道605上设有第五控制阀610。
COD在线监测设备8用于检测循环水池5中滤液COD浓度，循环水池5底部设有与COD在线监测设备8连接的潜水泵6，通过潜水泵6取样。
进一步的，外循环厌氧反应系统还包括阀门控制系统9，阀门控制系统9根据COD在线监测设备8的检测数据控制第一控制阀606、第二控制阀607、第三控制阀608、第四控制阀609和第五控制阀610的开闭和打开幅度。
进一步的，厌氧反应器7上还设有温度检测装置，温度检测装置与阀门控制系统9连接，阀门控制系统9根据温度检测装置的检测数据控制第一控制阀606、第二控制阀607、第三控制阀608、第四控制阀609和第五控制阀610的开闭和打开幅度。
进一步的，第一管道601、第二管道602、第三管道603、第四管道604、第五管道605上均设有流量计，流量计与阀门控制系统9连接，通过阀门控制系统9调节各管道的流量大小。
本发明系统在加热器3和厌氧反应器7间设立循环水池5，即可以对渗滤液多次循环厌氧，提高厌氧反应效率，降低厌氧反应出水中COD浓度，又可以缓冲和调节厌氧反应进水温度，减小温度波动。COD在线监测设备8的检测结果即时反馈至阀门控制系统9，阀门控制系统9根据检测结果，控制循环水池5周围的各个控制阀开关。通过调节各个控制阀，加热后的渗滤液可以循环进入厌氧反应器7，直至出水水质中COD降至理想水平，再排放到后续硝化/反硝化系统4，而硝化/反硝化系统4中有机物含量较低的液体，也可以回流至循环水池5，稀释水池中的COD含量，再进入厌氧反应器7。这样，进水中COD浓度降低了，出水的COD浓度也必然降低。
当厌氧反应器7中温度较低时，增大加热后的渗滤液注入反应器的净水量，以提高反应器内温度，而当厌氧反应器7中温度较高时，增大来自硝化/反硝化系统4的回流水量，降低循环水池5中水温，进而降低厌氧反应器7进水温度。
本发明还提供了一种垃圾渗滤液外循环厌氧反应方法，包括以下步骤：
S1、组装权利要求1中的外循环厌氧反应系统；
S2、打开第一控制阀606和第四控制阀609，关闭第二控制阀607和第三控制阀608，预处理池1中的滤液通过螺杆泵2输送至加热器3加热，通过第一管道601流入循环水池5，然后通过第四管道604流入厌氧反应器7，一段时间后，关闭第一控制阀606；滤液在循环水池5和厌氧反应器7之间反复流动，直至COD在线监测设备8检测的COD浓度降至设定值，达到排放标准；
S3、打开第三控制阀608，循环水池5中的滤液进入硝化/反硝化系统4。
进一步的，在步骤S2中，可以打开第二控制阀607，硝化/反硝化系统4中的液体通过第二管道602回流至循环水池5，稀释循环水池5中的COD浓度，再通过第四管道604流入厌氧反应器7进行厌氧反应。
进一步的，当厌氧反应器7中温度低于设定值时，增大第一管道601流量，加热后的滤液注入循环水池5的净水量增多，水池内水温上升，通过调节第四控制阀609和第五控制阀610的相对大小，增大从循环水池5流入厌氧反应器7的净水量，进而使厌氧反应器7中温度升至设定值；当厌氧反应器7中温度高于设定值时，增大第二管道602流量，硝化/反硝化系统4中的液体回流至循环水池5的净水量增大，水池内水温降低，调节第四控制阀609和第五控制阀610的相对大小，增大从循环水池5流入厌氧反应器7的净水量，降低厌氧反应器7内温度在设定范围内。本发明可以控制厌氧反应器7中的温度在设定范围内，本实施例中的厌氧反应器7中温甲烷菌的生存适应温度为30-36℃，相应的温度值设定范围也是30-36℃。
本发明主要是针对化学需氧量(COD)浓度极高在50000～75000mg/L范围内的垃圾渗滤液而提出垃圾渗滤液外循环厌氧反应系统及方法，不在该浓度范围内的渗滤液，也可以采用该系统和方法。高浓度的循环次数多，低浓度的循环次数少。通过在加热器3和厌氧反应器7之间设立循环缓冲水池，使得COD浓度极高的垃圾渗滤液可以循环进行厌氧反应，直至出水COD浓度降至理想水平。在厌氧反应效率一定的情况下，通过后续流程中低COD浓度液体的回流，稀释反应器进水中COD，进而达到降低出水COD浓度的目的。实现了多次循环厌氧反应，显著提高了厌氧消化垃圾渗滤液的效率。由于缓冲循环水池5的存在，可以稳定和灵敏地调节厌氧反应器7中温度，降低温度波动对厌氧反应的负面影响。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种垃圾渗滤液外循环厌氧反应系统，包括预处理池、螺杆泵、加热器、厌氧反应器和硝化/反硝化系统，所述预处理池、螺杆泵和加热器依次连接，其特征在于，还包括循环水池和检测所述循环水池中滤液COD浓度的COD在线监测设备，所述循环水池上设有第一管道、第二管道、第三管道、第四管道和第五管道，第一管道与所述加热器连接，第二管道和第三管道与所述硝化/反硝化系统连接，第四管道和第五管道与所述厌氧反应器连接；所述第一管道上设有第一控制阀，所述第二管道上设有第二控制阀，所述第三管道上设有第三控制阀，所述第四管道上设有第四控制阀，所述第五管道上设有第五控制阀。
2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液外循环厌氧反应系统，其特征在于，外循环厌氧反应系统还包括阀门控制系统，所述阀门控制系统根据COD在线监测设备的检测数据调节所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀和第五控制阀的开闭和打开幅度。
3.根据权利要求2所述的垃圾渗滤液外循环厌氧反应系统，其特征在于，所述厌氧反应器上还设有温度检测装置，所述温度检测装置与所述阀门控制系统连接，所述阀门控制系统根据所述温度检测装置的检测数据控制所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀和第五控制阀的开闭和打开幅度。
4.根据权利要求2所述的垃圾渗滤液外循环厌氧反应系统，其特征在于，所述第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第五管道上均设有流量计，所述流量计与所述阀门控制系统连接，通过所述阀门控制系统调节各管道的流量大小。
5.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液外循环厌氧反应系统，其特征在于，所述循环水池底部设有与COD在线监测设备连接的潜水泵。
6.一种垃圾渗滤液外循环厌氧反应方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、组装权利要求1中的外循环厌氧反应系统；
S2、打开第一控制阀和第四控制阀，关闭第二控制阀和第三控制阀，预处理池中的滤液通过螺杆泵输送至加热器加热，通过第一管道流入循环水池，然后通过第四管道流入厌氧反应器，一段时间后，关闭第一控制阀；滤液在循环水池和厌氧反应器之间反复流动，直至COD在线监测设备检测的COD浓度降至设定值；
S3、打开第三控制阀，循环水池中的滤液进入硝化/反硝化系统。
7.根据权利要求6所述的垃圾渗滤液外循环厌氧反应方法，其特征在于，在所述步骤S2中，打开第二控制阀，硝化/反硝化系统中的液体通过第二管道回流至循环水池，稀释循环水池中的COD浓度，再通过第四管道流入厌氧反应器进行厌氧反应。
8.根据权利要求6所述的垃圾渗滤液外循环厌氧反应方法，其特征在于，当厌氧反应器中温度低于设定值时，增大第一管道流量，加热后的滤液注入循环水池的净水量增多，水池内水温上升，通过调节第四控制阀和第五控制阀的相对大小，增大从循环水池流入厌氧反应器的净水量，进而使厌氧反应器中温度升至设定值；当厌氧反应器中温度高于设定值时，增大第二管道流量，硝化/反硝化系统中的液体回流至循环水池的净水量增大，水池内水温降低，调节第四控制阀和第五控制阀的相对大小，增大从循环水池流入厌氧反应器的净水量，降低厌氧反应器内温度在设定范围内。
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