CN104556587B - 一种垃圾渗滤液处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种垃圾渗滤液处理方法，将垃圾渗滤液通过填充天然沸石和硼泥填料的吸附柱进行初步预处理，降低垃圾渗滤液中的氨氮浓度，随后采用延时进水注入序批式反应器，进行两级好氧曝气和缺氧搅拌，实现垃圾渗滤液的预处理和二级处理，最后经人工湿地深度处理后达标排放。本发明所述垃圾渗滤液处理方法对氨氮和有机物去除效率高，处理成本低，且出水水质稳定，耐冲击负荷强，所产生的剩余污泥可回收用作饲料或堆肥，不仅能有效防治垃圾渗滤液对人类健康的危害，还能解决现有垃圾渗滤液处理过程中脱氮效率低、处理成本高、稳定性差及不能灵活适应垃圾渗滤液水质变化等难题，可在垃圾填埋场的垃圾渗滤液处理中广泛推广与应用。

Description

一种垃圾渗滤液处理方法
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及垃圾填埋场的垃圾渗滤液处理方法。
背景技术
垃圾渗滤液是垃圾在卫生填埋过程中经过复杂的物理、化学及生物化学作用，在外界因素影响下产生的污水。垃圾渗滤液中污染物浓度高，成分复杂、污染持续时间长，对周围环境有着严重的影响，如何将其处理达标排放是国内外环保领域的一大难题。
目前，国内外还没有完全针对垃圾渗滤液的处理工艺，大部分渗滤液处理工艺都是根据其他废水的处理原理转化而来的，这些工艺总体上可以分为生物法、物化法和土地法。
生物法是目前最常用的一种方法，在国内外都取得了广泛的运用，具有运行费用相对较低、处理效率高等优点。根据处理过程中氧气需求量的多少，生物法主要包括好氧生物处理、厌氧生物处理、厌氧/好氧组合法三种类型。
与生物法相比，物化法受垃圾渗滤液水质影响较小，且出水水质较稳定，适用于可生化性较差的晚期垃圾渗滤液，通常作为处理或者深度处理方法。目前我国许多渗滤液处理组合工艺，大部分都是将渗滤液进行生物处理后，采用物化法进行深度处理。物化方法包括混凝沉淀、化学氧化、吸附法、膜分离和氨吹脱法等。
土地法利用土壤的截留、吸附和过滤作用对渗滤液中较大的颗粒物质进行去除，并利用土壤中的各种微生物吸收和降解渗滤液中有机物。这种方法有利于废水处理系统的运转，且可节约能源费用，缓冲容量大，适合于土地广阔的地区。土地处理可分为渗滤系统、表面漫流、湿地系统等多种处理系统，目前用于渗滤液处理的主要是人工湿地系统。
垃圾渗滤液处理过程中，单一采用某种方法来处理渗滤液难以达到排放标准，只有将多种方法进行有机组合，才能实现垃圾渗滤液的有效处理。尤其在渗滤液水质越来越复杂，排放标准越来越严格的背景下，组合工艺的选择已经成为渗滤液处理的必然趋势。然而，现有垃圾渗滤液处理组合工艺仍存在诸多问题，如处理成本高、处理效率低、稳定性差以及不能灵活适应垃圾渗滤液水质变化等。这些问题不仅阻碍着垃圾渗滤液处理技术的推广与应用，也制约着垃圾填埋场的运营与发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：为了克服上述现有垃圾渗滤液处理技术处理成本高、处理效率低、稳定性差以及不能灵活适应垃圾渗滤液水质变化的缺陷，提供一种垃圾渗滤液处理方法，该方法处理成本低，对氨氮和有机物去除效率高，且出水水质稳定，耐冲击负荷强，可有效实现垃圾渗滤液的处理。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：提供一种垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：打开进水阀门2，垃圾渗滤液流经填充天然沸石和硼泥填料的吸附柱1，进入装有机械搅拌装置12的序批式反应器11，进水流速控制为3.2～4.8L/min，延时进水时间为0.5～1.4h；
第二步：进水完成后，关闭吸附柱进水阀门2，打开空气压缩机7，向反应器中的垃圾渗滤液进行鼓风曝气，曝气速率为2.2～2.6L/min，曝气时间为1.8～2.6h；
第三步：关闭空气压缩机7，打开机械搅拌装置12，对反应器内垃圾渗滤液进行缺氧搅拌，搅拌速率22～32r/min，搅拌时间控制在1.4～2.2h；
第四步：关闭机械搅拌装置12，打开空气压缩机7，向反应器中垃圾渗滤液进行鼓风曝气，曝气速率为1.8～2.2L/min，曝气时间为2.4～3.6h；
第五步：关闭空气压缩机7，打开机械搅拌装置12，对反应器内垃圾渗滤液进行缺氧搅拌，搅拌速率18～24r/min，搅拌时间控制在1.8～3.2h；
第六步：关闭机械搅拌装置12，沉淀0.3～0.7h，实现泥水分离；
第七步：打开出水阀门10，将上清液排入人工湿地9进一步净化处理，序批式反应器水力停留时间控制为13～15h；
第八步：打开排泥阀门4排泥，控制反应器内污泥浓度为4300～4500mg/L，泥龄为15～16d；
第九步：关闭排泥阀门4，闲置序批式反应器，闲置时间1～6h。
所述吸附柱1内可填充天然沸石和硼泥混合填料，也可以仅填充硼泥。
所述序批式反应器中含有活性污泥，活性污泥中包含有与脱氮除磷有关的微生物，包括聚磷菌、氨氧化菌、硝化细菌及反硝化细菌等。
所述延时进水可实现微生物对部分有机物的迅速吸收及内聚物合成储能。延时进水阶段及后续的好氧初期，微生物吸收垃圾渗滤液中的有机物储存在体内合成内聚物，并在好氧段和随后的缺氧段分解内聚物，为微生物的硝化过程和反硝化过程提供能量。
所述人工湿地采用潜流浸润式双层结构，上层为土壤层，种植香蒲、茭白、芦苇等植物，下层为填料层，内置硼泥填料。
所述闲置阶段可在反应器内形成外碳源丰富-外碳源贫乏交替环境，诱导微生物实现饱足-饥饿代谢模式，促进微生物体内储能物质的合成，从而强化系统脱氮除磷效果及对有机物的去除性能。闲置阶段，反应器内不进行任何曝气或搅拌操作，活性污泥与垃圾渗滤液实现分离，微生物处于饥饿状态。当下一周期操作开始后，新的垃圾渗滤液注入反应器内，微生物将迅速吸收垃圾渗滤液中的有机物。通过微生物的这种饱足-饥饿代谢模式，在序批式反应器内实现内聚物驱动微生物硝化及缺氧反硝化。闲置时间控制为1～6h时，反应器内微生物生长较理想，闲置时间过短反应器内难以形成饱足-饥饿代谢模式，闲置时间过长则可能导致微生物碳源不足甚至死亡。
本发明所述方法将垃圾渗滤液通过填充天然沸石和硼泥填料的吸附柱进行初步预处理，降低垃圾渗滤液中的氨氮浓度，随后采用延时进水注入序批式反应器，进行两级好氧曝气和缺氧搅拌，最后经人工湿地深度处理后达标排放。好氧曝气可将氨氮氧化为硝态氮和亚硝态氮，缺氧搅拌可将生成的硝态氮和亚硝态氮还原为氮气并排出水体，从而实现高浓度氨氮的进一步去除。此过程中，微生物需要吸收垃圾渗滤液中的有机物供能，从而降低垃圾渗滤液的有机物浓度。一级好氧曝气和缺氧搅拌为短时间高速率曝气与搅拌，主要实现垃圾渗滤液的预处理，二级好氧曝气和缺氧搅拌为长时间低速率曝气与搅拌，主要完成垃圾渗滤液的二级处理。延时进水阶段，微生物迅速吸收垃圾渗滤液中的有机物，并实现聚磷菌体内磷的释放。好氧曝气阶段，微生物吸收垃圾渗滤液中有机物和磷，并在体内合成储能物质，为硝化及反硝化过程供能。经上述处理后，垃圾渗滤液中的磷、氨氮和有机物浓度大幅降低，人工湿地可对垃圾渗滤液中残留的磷、氨氮和有机物等污染物质进行进一步净化处理。
本发明的有益效果：本发明所述垃圾渗滤液处理方法对氨氮和有机物去除效率高，处理成本低，且出水水质稳定，耐冲击负荷强，所产生的剩余污泥可回收用作饲料或堆肥，不仅能有效防治垃圾渗滤液对人类健康的危害，还能解决现有垃圾渗滤液处理过程中脱氮效率低、处理成本高、稳定性差及不能灵活适应垃圾渗滤液水质变化等难题，可在垃圾填埋场的垃圾渗滤液处理中广泛推广与应用。
附图说明
图1序批式垃圾渗滤液处理装置图。图中：
1-吸附柱；2-进水阀门；3-进水管；4-排泥阀门；5-排泥管；6-流量计；7-空气压缩机；8-出水管；9-人工湿地；10-出水阀门；11-序批式反应器；12-机械搅拌装置。
具体实施方式
本发明提供了一种垃圾渗滤液处理方法，下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1：一种垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：打开进水阀门2，垃圾渗滤液流经填充天然沸石和硼泥填料的吸附柱1，进入装有机械搅拌装置12的序批式反应器11，进水流速控制为4.8L/min，延时进水时间为0.5h；
第二步：进水完成后，关闭吸附柱进水阀门2，打开空气压缩机7，向反应器中的垃圾渗滤液进行鼓风曝气，曝气速率为2.3L/min，曝气时间为2.5h；
第三步：关闭空气压缩机7，打开机械搅拌装置12，对反应器内垃圾渗滤液进行缺氧搅拌，搅拌速率30r/min，搅拌时间控制在1.5h；
第四步：关闭机械搅拌装置12，打开空气压缩机7，向反应器中的垃圾渗滤液进行鼓风曝气，曝气速率为1.8L/min，曝气时间为3.5h；
第五步：关闭空气压缩机7，打开机械搅拌装置12，对反应器内垃圾渗滤液进行缺氧搅拌，搅拌速率22r/min，搅拌时间控制在2.5h；
第六步：关闭机械搅拌装置12，沉淀0.5h，实现泥水分离；
第七步：打开出水阀门10，将上清液排入人工湿地9中，使反应器水力停留时间为13～15h；
第八步：打开排泥阀门4排泥，控制反应器内污泥浓度为4400～4500mg/L，泥龄为15～16d；
第九步：关闭排泥阀门4，闲置序批式反应器，闲置时间1h。
根据以上操作步骤，每天运行2个周期，每周期运行时间为12h。经过处理后的出水中氨氮浓度≤5mg/L，COD浓度≤50mg/L，磷浓度≤2mg/L，出水未检测到有毒有害物质。
实施例2：一种垃圾渗滤液处理方法，采用装有搅拌电机3和螺旋桨4的序批式反应器12，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：打开进水阀门2，垃圾渗滤液流经填充硼泥的吸附柱1，进入装有机械搅拌装置12的序批式反应器11，进水流速控制为3.4L/min，延时进水时间为1.0h；
第二步：进水完成后，关闭吸附柱进水阀门2，打开空气压缩机7，向反应器中的垃圾渗滤液进行鼓风曝气，曝气速率为2.4L/min，曝气时间为2.0h；
第三步：关闭空气压缩机7，打开机械搅拌装置12，对反应器内垃圾渗滤液进行缺氧搅拌，搅拌速率24r/min，搅拌时间控制在2.0h；
第四步：关闭机械搅拌装置12，打开空气压缩机7，向反应器中的垃圾渗滤液进行鼓风曝气，曝气速率为2.0L/min，曝气时间为2.5h；
第五步：关闭空气压缩机7，打开机械搅拌装置12，对反应器内垃圾渗滤液进行缺氧搅拌，搅拌速率22r/min，搅拌时间控制在2.0h；
第六步：关闭机械搅拌装置12，沉淀0.5h，实现泥水分离；
第七步：打开出水阀门10，将上清液排入人工湿地9中，使反应器水力停留时间为13～15h；
第八步：打开排泥阀门4排泥，控制反应器内污泥浓度为4300～4400mg/L，泥龄为15～16d；
第九步：关闭排泥阀门4，闲置序批式反应器，闲置时间2h。
根据以上操作步骤，每天运行2个周期，每周期运行时间为12h。经过处理后的出水中氨氮浓度≤5mg/L，COD浓度≤50mg/L，磷浓度≤2mg/L，出水未检测到有毒有害物质。

Claims (7)

1.一种垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：打开进水阀门(2)，垃圾渗滤液流经填充天然沸石和硼泥填料的吸附柱(1)，进入装有机械搅拌装置(12)的序批式反应器(11)；
第二步：进水完成后，关闭进水阀门(2)，打开空气压缩机(7)，向反应器中渗滤液进行曝气；
第三步：关闭空气压缩机(7)，打开机械搅拌装置(12)，对反应器内垃圾渗滤液进行搅拌；
第四步：关闭机械搅拌装置(12)，打开空气压缩机(7)，向反应器中垃圾渗滤液进行曝气；
第五步：关闭空气压缩机(7)，打开机械搅拌装置(12)，对反应器内垃圾渗滤液进行搅拌；
第六步：关闭机械搅拌装置(12)，静置沉淀反应器；
第七步：打开出水阀门(10)，将上清液排入人工湿地(9)中进一步净化处理；
第八步：打开排泥阀门(4)排泥；
第九步：关闭排泥阀门(4)，闲置序批式反应器。
2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于所述吸附柱1中垃圾渗滤液流速控制为3.2～4.8L/min，延时进水时间为0.5～1.4h。
3.根据权利要求1或2所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于所述曝气为两级好氧曝气，步骤二中曝气为高速率短时间鼓风曝气，曝气速率为2.2～2.6L/min，曝气时间为1.8～2.6h，步骤四中曝气为低速率长时间鼓风曝气，曝气速率为1.8～2.2L/min，曝气时间为2.4～3.6h。
4.根据权利要求1或2所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于所述搅拌为两级缺氧搅拌，步骤三中缺氧搅拌为高速率短时间搅拌，搅拌速率22～32r/min，搅拌时间1.4～2.2h，步骤五中缺氧搅拌为低速率长时间搅拌，搅拌速率18～24r/min，搅拌时间1.8～3.2h。
5.根据权利要求1或2所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于所述反应器水力停留时间为13～15h，反应器内污泥浓度为4300～4500mg/L，泥龄保持在15～16d。
6.根据权利要求1或2所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于所述闲置时间1～6h。
7.根据权利要求1或2所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于所述人工湿地以硼泥为填料。
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