CN104891653B - 一种垃圾渗滤液的处理方法及处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种垃圾渗滤液的处理方法及处理系统，包括：第一化粪池；与所述第一化粪池的出液口相通的第二化粪池；与所述第二化粪池的出液口相通的第三化粪池；所述第一化粪池、第二化粪池和第三化粪池的填料中独立地设置有催化剂，所述催化剂包括第一组分、第二组分和第三组分，其中，所述第一组分为负载有稀土的分子筛，所述第二组分选自氧化铝、二氧化硅、硅藻土、高岭土和蒙脱土中的一种或多种，所述第三组分选自硅溶胶、铝溶胶或拟薄水铝石中的一种或多种。本发明还提供了一种垃圾渗滤液的处理方法。实验结果表明，本发明提供的方法能够有效去除垃圾渗滤液中的COD、TOC和氨氮，去除率均在97%以上。

Description

一种垃圾渗滤液的处理方法及处理系统

技术领域

本发明属于垃圾处理技术领域，尤其涉及一种垃圾渗滤液的处理方法及处理系统。

背景技术

进入21世纪以来，我国经济快速发展，城市规模不断扩大，城市化进程不断加快。同时，城市生活垃圾产生量也急剧增加。据统计，目前我国城市垃圾年产生量已超过1.4亿吨，且每年以8%～10%的速度增长，人均日产垃圾量已超过1.1kg，仅北京、上海等大城市每天产生的生活垃圾就达2万吨左右。我国已成为世界上垃圾包围城市最严重的国家之一。

2012年，全国654个设市城市生活垃圾清运量为1.57亿吨，县城及城镇约7000万吨，共计2.2亿吨垃圾。我国90.5%的生活垃圾通过填埋处理的方式进行处理。垃圾渗滤液是垃圾在堆放和填埋过程中由于发酵和降水的淋滤、地表水和地下水浸泡而滤出的污水。垃圾渗滤液成分复杂，不仅含有大量的有机物质，还含有高浓度的氨氮和有毒有害的污染物。并且，随着填埋场使用年限的延长，氨氮的浓度越来越高，有的甚至达到了5000mg/L。过高的氨氮浓度不仅增加了渗滤液生化处理系统的负荷，也导致C/N降低，碳源不足，微生物营养比例的失调，而且产生的高浓度游离氨还会对微生物产生抑制作用，影响生化处理系统稳定有效的运行。垃圾渗滤液危害比较大，1吨垃圾渗滤液产生的污染相当于100吨生活污水产生的污染。据测算，我国生活垃圾平均每天可产生渗滤液100～120万吨以上，如果直接排放到环境中对地表水环境、地下水环境将会产生严重的污染，同时威胁到居民的饮用水安全。2008年，我国实行新的垃圾渗滤液排放标准，要求垃圾渗滤液必须就地处理达标排放。

目前能够达标排放的技术主要是采用反渗透技术，但是该技术处理垃圾渗滤液还是存在很多问题，首先应用过程中产生的浓缩液无法处理，导致污染物质得不到根本去除而限制了其广泛的应用；其次，反渗透膜容易堵塞，膜通量降低很快，需要即时更换；第三，反渗透技术投资运行成本较高，国内反渗透技术处理垃圾渗滤液每吨垃圾渗滤液建设成本10～12万元计算，运行成本平均在60～70元每吨。

发明内容

本发明的目的在于提供一种垃圾渗滤液的处理方法及处理系统，本发明提供的方法能有效处理垃圾渗滤液，不会产生二次污染。

本发明提供了一种垃圾渗滤液的处理系统，包括：

第一化粪池；

与所述第一化粪池的出液口相通的第二化粪池；

与所述第二化粪池的出液口相通的第三化粪池；

所述第一化粪池、第二化粪池和第三化粪池的填料中独立地设置有催化剂，所述催化剂包括第一组分、第二组分和第三组分，其中，所述第一组分为负载有稀土的分子筛，所述第二组分选自氧化铝、二氧化硅、硅藻土、高岭土和蒙脱土中的一种或多种，所述第三组分选自硅溶胶、铝溶胶或拟薄水铝石中的一种或多种。

参见图1，图1为本发明实施例提供的垃圾渗滤液处理系统的结构示意图，其中，1为第一化粪池，2为第二化粪池，3为第三化粪池；各化粪池中分别设置有填料，填料上独立地设置有催化剂。

在本发明中，第一化粪池1、第二化粪池2和第三化粪池3为现有技术公知的化粪池即可，能够进行无氧发酵，去除废水中的有机物质。

第一化粪池1的进液口设置在化粪池体顶部，便于进液；第一化粪池中设置有填料，填料中的微生物对垃圾渗滤液中的污染物质进行分解，从而使垃圾渗滤液得到净化，达到排放标准。本发明对所述填料没有特殊限制，现有技术公开的用于处理污水的填料即可。本发明优选在化粪池中设置两层填料，使垃圾渗滤液处理更为彻底。

第二化粪池2和第三化粪池3具有与第一化粪池1相同的结构，进液口设置在化粪池体顶部，便于进液；化粪池中设置有填料。对此， 本发明不再赘述。

为了得到能够达标排放的污水，本发明在第一化粪池、第二化粪池和第三化粪池的填料中独立地设置有催化剂。在本发明中，催化剂和化粪池的联合使用能够显著降低垃圾渗滤液中的污染物质，对COD、TOC和氨氮等的去除效果尤为明显，去除率均能达到97%以上。

在本发明中，催化剂可以设置在第一化粪池、第二化粪池和第三化粪池任意一个的填料中，也可以设置在所有化粪池的填料中。各化粪池的填料中设置的催化剂组分及含量可以相同，也可以不同，本发明对此并无特殊限制。

在本发明，所述催化剂包括第一组分、第二组分和第三组分，其中，所述第一组分为负载有稀土的分子筛。其中，所述分子筛优选为ZSM-11，所述稀土优选为镧、铈或钇。所述稀土在分子筛上的负载量优选为2wt%~10wt%，更优选为3wt%~8wt%。本发明对所述稀土在分子筛上的负载方法没有特殊限制，本领域技术人员熟知的浸渍法即可。

所述催化剂包括第二组份，所述第二组份选自氧化铝、二氧化硅、硅藻土、高岭土和蒙脱土中的一种或多种，优选为硅藻土、高岭土和蒙脱土中的一种或多种。

所述催化剂包括第三组分，所述第三组分选自硅溶胶、铝溶胶或拟薄水铝石中的一种或多种，优选为硅溶胶或铝溶胶。其中，硅溶胶浓度优选为5wt%~25wt%，更优选为10wt%~20wt%。铝溶胶浓度优选为5wt%~25wt%，更优选为10wt%~20wt%。

所述催化剂中，所述第一组分、第二组分和第三组分的质量比优选为10~70:40~70:0.5~40，更优选为20~50:50~60:10~20。

为了进一步提高处理效果，本发明在所述第一化粪池、第二化粪池和第三化粪池的填料上独立地种植有植物。即，植物可以种植在第一化粪池、第二化粪池和第三化粪池任意一个的填料中，也可以种植在所有化粪池的填料中。各化粪池的填料中种植的植物种类可以相同，也可以不同，本发明对此并无特殊限制。在本发明中，所述植物优选为耐有机质植物，更优选为玉米草。

本发明还提供了一种垃圾渗滤液的处理方法及处理系统，包括以下步骤：

将垃圾渗滤液在一级化粪池中进行处理；

将经过一级化粪池处理的污水在二级化粪池中进行处理；

将经过二级化粪池处理的污水在三级化粪池中进行处理；

其中，所述一级化粪池、二级化粪池和三级化粪池的填料中独立地设置有催化剂，所述催化剂包括第一组分、第二组分和第三组分，其中，所述第一组分为负载有稀土的分子筛，所述第二组分选自氧化铝、二氧化硅、硅藻土、高岭土和蒙脱土中的一种或多种，所述第三组分选自硅溶胶、铝溶胶或拟薄水铝石中的一种或多种。

本发明将垃圾渗滤液通入上述技术方案公开的处理系统中，首先在第一化粪池中进行第一级处理，垃圾渗滤液中的污染物质在催化剂和填料中的微生物的共同作用下进行第一次分解；处理完毕后，污水进入第二化粪池中进行第二级处理，污染物质在催化剂和填料中的微生物的共同作用下进行第二次分解；处理完毕后，污水进入第三化粪池中进行第三级处理，污染物质在催化剂和填料中的微生物的共同作用下进行第三次分解，最终得到达标的排放水。在各化粪池中进行处理的时间优选为4h~15h，更优选为6~10h。

本发明采用三级化粪池系统处理垃圾渗滤液，并在各化粪池的填料中独立地设置催化剂，使垃圾渗滤液在催化剂和微生物的共同作用下得到净化处理，最终达标后排放，不仅处理方法简单，而且能够有效处理垃圾渗滤液，不会产生二次污染。实验结果表明，本发明提供的方法能够有效去除垃圾渗滤液中的COD、TOC和氨氮，去除率均在97%以上。

附图说明

图1为本发明实施例提供的垃圾渗滤液处理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参见图1，本实施例提供的处理系统包括一级化粪池1，一级化粪池1的进液口设置在池体顶部，出液口设置在池体下部三分之一处；一级化粪池1内设置有上层聚乙烯填料11和下层聚乙烯填料12，上层聚乙烯填料11和下层聚乙烯填料12中分别设置有催化剂13和14；二级化粪池2的进液口设置在池体顶部，出液口设置在池体下部三分之一处；二级化粪池2内设置有上层聚乙烯填料21和下层聚乙烯填料22，上层聚乙烯填料21和下层聚乙烯填料22中分别设置有催化剂23和24；三级化粪池3的进液口设置在池体顶部，出液口设置在池体下部三分之一处；三级化粪池3内设置有上层聚乙烯填料31和下层聚乙烯填料32，上层聚乙烯填料31和下层聚乙烯填料32中分别设置有催化剂33和34。

其中，催化剂包括质量比为20:50:10的负载有钇的ZSM-11、高岭土和硅溶胶，其中，负载有钇的ZSM-11按照以下方法制备：将ZSM-11在硝酸钇水溶液中浸渍，烘干后于550℃焙烧2h得到负载有钇的ZSM-11，其中钇的负载量为8wt%；硅溶胶中，二氧化硅的含量为20wt%。

实施例2

与实施例1相比，实施例2提供的处理系统的区别在于，在各层填料上覆盖土壤，并以每平米300株的密度种植玉米草。

实施例3

与实施例1相比，实施例3提供的处理系统的区别在于，催化剂包括质量比为10:60:1的负载有钇的ZSM-11、蒙脱土和硅溶胶，其中，负载有钇的ZSM-11按照以下方法制备：将ZSM-11在硝酸钇水溶液中浸渍，烘干后于550℃焙烧2h得到负载有钇的ZSM-11，其中钇的负载量为5wt%；硅溶胶中，二氧化硅的含量为15wt%。

实施例4

与实施例1相比，实施例3提供的处理系统的区别在于，催化剂包括质量比为10:60:1的负载有镧的ZSM-11、氧化铝和硅溶胶，其中，负载有镧的ZSM-11按照以下方法制备：将ZSM-11在硝酸镧水溶液中浸渍，烘干后于550℃焙烧2h得到负载有镧的ZSM-11，其中镧的负载量为12wt%；硅溶胶中，二氧化硅的含量为20wt%。

实施例5

将垃圾渗滤液通入实施例1的处理系统中进行处理，其中，垃圾渗滤液的COD为1100mg/L，TOC为400mg/L，氨氮为4000mg/L；垃圾渗滤液在每个化粪池的停留时间为8h。处理完毕后，检测三级化粪池出水，其COD为30mg/L，去除率为97.3%；TOC为8mg/L，去除率为98%；氨氮为40mg/L，去除率为99%。

实施例6

按照实施例5的步骤进行垃圾渗滤液的处理，区别在于，在实施例2的处理系统中进行处理，垃圾渗滤液在每个化粪池的停留时间为6h。处理完毕后，检测三级化粪池出水，其COD为9.9mg/L，去除率为99.1%；TOC为4mg/L，去除率为99%；氨氮为20mg/L，去除率为99.5%。

实施例7

按照实施例5的步骤进行垃圾渗滤液的处理，区别在于，在实施例3的处理系统中进行处理，垃圾渗滤液在每个化粪池的停留时间为7h。处理完毕后，检测三级化粪池出水，其COD为19.8mg/L，去除率为98.2%；TOC为10mg/L，去除率为97.5%；氨氮为56mg/L，去除率为98.6%。

实施例8

按照实施例5的步骤进行垃圾渗滤液的处理，区别在于，在实施例4的处理系统中进行处理，垃圾渗滤液在每个化粪池的停留时间为8h。处理完毕后，检测三级化粪池出水，其COD为18.7mg/L，去除率为98.3%；TOC为7.2mg/L，去除率为98.2%；氨氮为68mg/L，去除率为98.3%。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种垃圾渗滤液的处理系统，其特征在于，包括：

第一化粪池；

与所述第一化粪池的出液口相通的第二化粪池；

与所述第二化粪池的出液口相通的第三化粪池；

所述第一化粪池、第二化粪池和第三化粪池的填料中独立地设置有催化剂，所述催化剂包括第一组分、第二组分和第三组分，其中，所述第一组分为负载有稀土的分子筛，所述第二组分选自二氧化硅、硅藻土、高岭土和蒙脱土中的一种或多种，所述第三组分选自硅溶胶、铝溶胶或拟薄水铝石中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理系统，其特征在于，所述第一化粪池、第二化粪池和第三化粪池的填料上独立地种植有植物。

3.一种垃圾渗滤液的处理方法，包括以下步骤：

将垃圾渗滤液在一级化粪池中进行处理；

将经过一级化粪池处理的污水在二级化粪池中进行处理；

将经过二级化粪池处理的污水在三级化粪池中进行处理；

其中，所述一级化粪池、二级化粪池和三级化粪池的填料中独立地设置有催化剂，所述催化剂包括第一组分、第二组分和第三组分，其中，所述第一组分为负载有稀土的分子筛，所述第二组分选二氧化硅、硅藻土、高岭土和蒙脱土中的一种或多种，所述第三组分选自硅溶胶、铝溶胶或拟薄水铝石中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述催化剂中，所述第一组分、第二组分和第三组分的质量比为10~70:40~70:0.5~40。

5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述催化剂中，所述第一组分、第二组分和第三组分的质量比为20~50:50~60:10~20。

6.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述第一组分中，稀土在分子筛上的负载量为2wt%~10wt%。

7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述分子筛为ZSM-11；所述稀土为镧、铈或钇。

8.根据权利要求3~6任意一项所述的处理方法，其特征在于，所述第一化粪池、第二化粪池和第三化粪池的填料上独立地种植有植物。

9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，所述植物为耐有机质植物。

10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述植物为玉米草。