CN105152330B - 一种用于垃圾渗滤液的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于垃圾渗滤液的处理方法，该方法是通过流化生物载体反应器对垃圾渗滤液进行处理；流化生物载体反应器包含依次串联连接的第一缺氧反应区、第一好氧反应区、第一可调区、第二缺氧反应区以及第二可调区；第一可调区和第二可调区分别能够实现缺氧和好氧状态的切换。第一缺氧反应区、第一好氧反应区、第一可调区、第二缺氧反应区以及第二可调区内分别含有流化生物载体；该流化生物载体是呈悬浮流化状态的能够使微生物附着生长的生物填料，能够使微生物以悬浮态和固着态的形式同时存在。本发明提供的用于垃圾渗滤液的处理方法，能够克服垃圾填埋场中的老龄渗滤液传统处理所存在的弊端，实现稳定达标排放。
Description
技术领域
本发明涉及一种污水处理的方法，具体地，涉及一种用于垃圾填埋场中特别是老龄渗滤液处理的方法。
背景技术
垃圾填埋场渗滤液是一种高浓度有机废水，其化学特性与填埋场废物成分、填埋方式、填埋龄以及填埋场环境条件等密切相关。按填埋时间可将渗滤液简单划分为年轻渗滤液（<5年）、中龄渗滤液（5-10年）、老龄渗滤液（>10年）。
现阶段，市场上较为成熟的垃圾渗滤液处理工艺中，一般采用厌氧反应器或高负荷生物反应器对渗滤液进行预处理；采用好氧膜生物反应器（MBR）作为生物处理主体工艺；“纳滤+反渗透”作为深度处理工艺。
实际运行表明，按上述工艺路线搭建的处理系统，在处理年轻渗滤液及中龄渗滤液时一般可获得较好的效果，处理出水水质可达到GB 16889-2008中的表2或表3标准。但随着填埋场运行时间的推移，渗滤液水量、水质也在发生变化，相较于年轻及中龄渗滤液，老龄渗滤液呈现出高NH3-N、TN（总氮），低COD（化学需氧量）、低C/N(碳氮比)、低B/C（BOD/COD,生化需氧量/化学需氧量）的特征。采用好氧膜生物反应器（MBR）处理老龄渗滤液出水水质较差，NH3-N、TN等指标难以稳定达标，膜污染严重，清洗频繁，且需投加大量碳源，运行成本十分高。因此，有必要根据老龄渗滤液的水质特点开发出一种具有针对性的生物处理反应器。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于垃圾填埋场渗滤液处理的方法，针对老龄渗滤液，即填埋时间在10年以上的渗滤液高NH3-N、TN，低COD、低C/N、低B/C的特征及其处理需求，克服垃圾填埋场中的老龄渗滤液传统处理所存在的弊端，实现稳定达标排放。
为了达到上述目的，本发明提供了一种用于垃圾渗滤液的处理方法，其中，该方法是通过流化生物载体反应器对垃圾渗滤液进行处理；所述的流化生物载体反应器包含依次串联连接的第一缺氧反应区、第一好氧反应区、第一可调区、第二缺氧反应区以及第二可调区；所述的第一可调区和第二可调区分别能够实现缺氧和好氧状态的切换，实际运行时可根据具体情况调节。
上述的用于垃圾渗滤液的处理方法，其中，所述的第一缺氧反应区、第一好氧反应区、第一可调区、第二缺氧反应区以及第二可调区内分别含有流化生物载体；所述的流化生物载体是呈悬浮流化状态的能够使微生物附着生长的生物填料，其自身比重为0.94~0.97，比表面积≥620m2/m3；在水处理过程中，流化生物载体通过曝气或搅拌呈悬浮流化状态，密度与水相近，可为微生物生长提供受保护空间的载体。流化生物载体本身的比重约0.94~0.97，在培菌期间，填料表面会慢慢附着大量的生物膜，生物膜生长过程中不断的发生脱落与新生，最终达到动态平衡，这时流化生物载体的比重稍大于1。流化生物载体应具有较大的比表面积，推荐的流化生物载体比表面积宜大于或等于620m2/m3。所述的流化生物载体能够利于微生物以悬浮态和固着态的形式同时存在；所述的悬浮态为活性污泥，所述的固着态为生物膜。活性污泥(activesludge)是悬浮的微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称，一般为悬浮生长的微生物絮体，主要用来处理污废水；生物膜是指附着在某些固体表面的微生物。
上述的用于垃圾渗滤液的处理方法，其中，所述的方法为：使经预处理后的垃圾渗滤液首先进入第一缺氧反应区，通过流化生物载体上的微生物进行一级反硝化反应脱氮，然后进入第一好氧反应区，通过流化生物载体上的微生物进行一级硝化反应，再依次进入第一可调区、第二缺氧反应区以及第二可调区；其中在所述的第二缺氧反应区内通过流化生物载体上的微生物进行二级反硝化反应。硝化反应是指将氨态氮氧化为亚硝态氮和硝态氮离子的生物学反应。在好氧条件下，由亚硝酸细菌将NH3-N氧化为ＮO２-Ｎ，再由硝酸细菌将ＮO２-Ｎ氧化为ＮO3-Ｎ，亚硝酸细菌和硝酸细菌统称为硝化菌。反硝化反应是指硝态氮（盐）、亚硝态氮（盐）及其它氮氧化物被用作电子受体而还原为氮气或氮的其它气态氧化物的生物学反应，这个过程由反硝化细菌完成。整个处理过程的垃圾渗滤液总停留时间，即流化生物载体反应器的总水力停留时间（HRT）为3~15d，具体设计时应根据渗滤液的水质情况确定。
上述的用于垃圾渗滤液的处理方法，其中，所述的第一可调区处于好氧状态时，其属于第一好氧反应区，延长一级硝化反应时间；当第一可调区处于缺氧状态时，其属于第二缺氧反应区，延长二级反硝化时间。
上述的用于垃圾渗滤液的处理方法，其中，所述的第二可调区处于缺氧状态时，其属于第二缺氧反应区，延长二级反硝化时间。第二可调区处于好氧状态时，可提高出水溶解氧，防止在后续沉淀工艺过程发生反硝化破坏沉淀效果。
上述的用于垃圾渗滤液的处理方法，其中，所述的第一缺氧反应区、第一好氧反应区、第一可调区、第二缺氧反应区以及第二可调区体积比优选为1:3:1:2:1。该体积比也可根据具体水质情况确定。
上述的用于垃圾渗滤液的处理方法，其中，所述的第一缺氧反应区内设有搅拌器；所述的第一缺氧反应区内分别还设有磷营养素投加系统和优质碳源投加系统，能够分别进行投加磷元素和碳源进行补充；第一缺氧反应区内所进行的反硝化过程主要利用渗滤液本身所带的碳源进行，当碳源不足时，应通过优质碳源投加系统进行补充，所述的优质碳源优选为填埋时间小于5年的年轻垃圾渗滤液；当磷元素不足时可通过投加药剂进行补充，投加的药剂为含有磷元素的物质，如磷酸盐等；所述的第一缺氧反应区能够接收第一好氧反应区内产生的硝化液的回流，硝化液回流的目的是为了给反硝化反应提供电子受体。
上述的用于垃圾渗滤液的处理方法，其中，所述的第一好氧反应区内设有曝气器；所述的第一好氧反应区内还设有碱度投加系统和污泥循环系统。一般而言，硝化反应的ｐH范围为５．５~１０．０，适宜ｐＨ为６．５～９．０。ｐＨ值低于６．５或高于９．０，硝化速率降低，当ｐＨ值降到５～５．５时，硝化反应基本停止，同时ｐＨ值的下降对活性污泥的絮凝性能产生不良影响；由于硝化反应会消耗碱度，污水中碱度往往不够充足，需要投加药剂补充。碱度是指污水中含有的能与H+反应的物质，因此所投加的药剂可以包含氢氧化物、碳酸盐和重碳酸盐等。污泥循环系统能够使污泥在反应区内回流，重复进行反应，以使反应更充分彻底。
上述的用于垃圾渗滤液的处理方法，其中，所述的第一可调区和第二可调区内均设有搅拌器和曝气器。
上述的用于垃圾渗滤液的处理方法，其中，所述的第二缺氧反应区内设有搅拌器。
上述的用于垃圾渗滤液的处理方法，其中，缺氧反应区和可调区内的所述搅拌器优选为潜水搅拌器，或其他形式搅拌设施，也可以不设搅拌设施。好氧反应区和可调区内的所述曝气器优选为射流曝气器，空气通过曝气器向好氧反应区和可调区内进行供氧，可采用底部曝气或其他曝气方式。
上述的用于垃圾渗滤液的处理方法，其中，所述的流化生物载体反应器可以采取分段进水的形式，即垃圾渗滤液经预处理后同时进入第一缺氧反应区和第一好氧反应区。
本发明提供的用于垃圾渗滤液的处理方法具有以下优点：
1.本发明采用AO法作为处理垃圾渗滤液的主体工艺，有针对性的强化了生物处理系统的脱氮能力；
2.通过第一、第二可调区的切换，生物反应器可实现一段AO（厌氧好氧工艺）法、二段AO法两种运行模式。大大提高了运行管理的灵活性，能充分应对中老龄渗滤液水质变化情况；
3.在反应区内投加流化生物载体，使反应区内微生物维持两种形态，即悬浮污泥和生物膜。有效增加了反应器内生物种类，提高系统整体的处理能力。尤其是生物膜内能够存活世代时间较长的微生物，有利于硝化作用的进行；
4.与MBR工艺相比，流化生物载体反应器对碳源的需求较低，降低运行成本；
5.与MBR工艺相比，流化生物载体反应器不存在反应过程的污泥温升，无需设置冷却系统，降低投资成本；
6.本发明推荐采用射流曝气器为好氧区曝气，可提高氧转移效率，降低系统能耗；
7.本发明为生物反应器提供了优质碳源、磷营养素、碱度等药剂投加系统，通过有针对性的投加药剂及投加过程的精确控制，可大幅降低药耗。
附图说明
图1为本发明的用于垃圾渗滤液的处理方法示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
如图1所示，本发明提供的用于垃圾渗滤液的处理方法，通过流化生物载体反应器对垃圾渗滤液进行处理。
流化生物载体反应器包含依次串联连接的第一缺氧反应区1、第一好氧反应区2、第一可调区3、第二缺氧反应区4以及第二可调区5；第一可调区3和第二可调区5分别能够实现缺氧和好氧状态的切换，实际运行时可根据具体情况调节。
第一缺氧反应区1、第一好氧反应区2、第一可调区3、第二缺氧反应区4以及第二可调区5内分别含有流化生物载体6。流化生物载体6是呈悬浮流化状态的能够使微生物附着生长的生物填料，其自身比重为0.94~0.97，比表面积≥620m2/m3；在水处理过程中，流化生物载体6通过曝气或搅拌呈悬浮流化状态，密度与水相近，可为微生物生长提供受保护空间的载体。流化生物载体6本身的比重约0.94~0.97，在培菌期间，填料表面会慢慢附着大量的生物膜，生物膜生长过程中不断的发生脱落与新生，最终达到动态平衡，这时流化生物载体6的比重稍大于1。流化生物载体6应具有较大的比表面积，推荐的流化生物载体6比表面积宜大于或等于620m2/m3。流化生物载体6能够使微生物以悬浮态和固着态的形式同时存在；悬浮态为活性污泥，固着态为生物膜。活性污泥是悬浮的微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称，一般为悬浮生长的微生物絮体，主要用来处理污废水；生物膜是指附着在某些固体表面的微生物。
本发明提供的用于垃圾渗滤液的处理方法，优选地采用两段AO法运行。垃圾渗滤液经预处理后进入第一缺氧反应区1，通过流化生物载体6上的微生物进行一级反硝化反应脱氮，然后进入第一好氧反应区2，通过流化生物载体6上的微生物进行一级硝化反应，再依次进入第一可调区3、第二缺氧反应区4以及第二可调区5。第二缺氧反应区4的作用是通过流化生物载体6上的微生物进行二级反硝化反应，进一步完善脱氮过程。第一可调区3处于好氧状态时，即属于第一好氧反应区2，相当于延长了一级硝化反应时间；当第一可调区3处于缺氧状态时，即属于第二缺氧反应区4，相当于延长了二级反硝化时间。第二可调区5处于好氧状态时，可提高出水溶解氧，防止在后续沉淀工艺过程发生反硝化破坏沉淀效果；当第二可调区5处于缺氧状态时，即属于第二缺氧反应区4，相当于延长了二级反硝化时间。整个处理过程的垃圾渗滤液总停留时间，即流化生物载体反应器的总水力停留时间（HRT）为3~15d，具体设计时应根据渗滤液的水质情况确定。
硝化反应是指将氨态氮氧化为亚硝态氮和硝态氮离子的生物学反应。在好氧条件下，由亚硝酸细菌将NH3-N氧化为ＮO２-Ｎ，再由硝酸细菌将ＮO２-Ｎ氧化为ＮO3-Ｎ，亚硝酸细菌和硝酸细菌统称为硝化菌。反硝化反应是指硝态氮（盐）、亚硝态氮（盐）及其它氮氧化物被用作电子受体而还原为氮气或氮的其它气态氧化物的生物学反应，这个过程由反硝化细菌完成。
第一缺氧反应区1、第一好氧反应区2、第一可调区3、第二缺氧反应区4以及第二可调区5体积比优选为1:3:1:2:1。该体积比也可根据具体水质情况确定。
第一缺氧反应区1内设有搅拌器7；第一缺氧反应区1内分别还设有磷营养素投加系统和优质碳源投加系统，能够分别进行投加磷元素和碳源进行补充；第一缺氧反应区1内所进行的反硝化过程主要利用渗滤液本身所带的碳源进行，当碳源不足时，应通过优质碳源投加系统进行补充，优质碳源优选为填埋时间小于5年的年轻垃圾渗滤液；当磷元素不足时可通过投加药剂进行补充，投加的药剂为含有磷元素的物质，如磷酸盐等；第一缺氧反应区1能够接收第一好氧反应区2内产生的硝化液的回流，硝化液回流的目的是为了给反硝化反应提供电子受体。
第一好氧反应区2内设有曝气器8；第一好氧反应区2内还设有碱度投加系统和污泥循环系统。一般而言，硝化反应的ｐH范围为５．５~１０．０，适宜ｐＨ为６．５～９．０。ｐＨ值低于６．５或高于９．０，硝化速率降低，当ｐＨ值降到５～５．５时，硝化反应基本停止，同时ｐＨ值的下降对活性污泥的絮凝性能产生不良影响；由于硝化反应会消耗碱度，污水中碱度往往不够充足，需要投加药剂补充。碱度是指污水中含有的能与H+反应的物质，因此所投加的药剂可以包含氢氧化物、碳酸盐和重碳酸盐等。污泥循环系统能够使污泥在反应区内回流，重复进行反应，以使反应更充分彻底。
第一可调区3和第二可调区5内均设有搅拌器7和曝气器8。
第二缺氧反应区4内设有搅拌器7。
缺氧反应区和可调区内的搅拌器7优选为潜水搅拌器，或其他形式搅拌设施，也可以不设搅拌设施。好氧反应区和可调区内的曝气器8优选为射流曝气器，空气通过曝气器8向好氧反应区和可调区内进行供氧，可采用底部曝气或其他曝气方式。
该流化生物载体反应器可以采取分段进水的形式，即垃圾渗滤液经预处理后同时进入第一缺氧反应区1和第一好氧反应区2。
本发明提供的用于垃圾渗滤液的处理方法，针对垃圾填埋场的老龄渗滤液，即填埋时间在10年以上的渗滤液的特征及其处理需求，能够克服垃圾填埋场中的老龄渗滤液传统处理所存在的弊端，实现稳定达标排放。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (9)
1.一种用于垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，该方法是通过流化生物载体反应器对垃圾渗滤液进行处理；
所述的流化生物载体反应器包含依次串联连接的第一缺氧反应区（1）、第一好氧反应区（2）、第一可调区（3）、第二缺氧反应区（4）以及第二可调区（5）；所述的第一可调区（3）和第二可调区（5）分别能够实现缺氧和好氧状态的切换；
第一缺氧反应区（1）、第一好氧反应区（2）、第一可调区（3）、第二缺氧反应区（4）以及第二可调区（5）内分别含有流化生物载体（6）；所述的流化生物载体（6）是呈悬浮流化状态的能够使微生物附着生长的生物填料；
所述的第一缺氧反应区（1）内分别还设有磷营养素投加系统和碳源投加系统；所述的碳源为填埋时间小于5年的年轻垃圾渗滤液；
所述的方法为：使垃圾渗滤液首先进入第一缺氧反应区（1），通过流化生物载体（6）上的微生物进行一级反硝化反应脱氮，然后进入第一好氧反应区（2），通过流化生物载体（6）上的微生物进行一级硝化反应，再依次进入第一可调区（3）、第二缺氧反应区（4）以及第二可调区（5）；其中在所述的第二缺氧反应区（4）内能够通过流化生物载体（6）上的微生物进行二级反硝化反应；整个处理过程的垃圾渗滤液总停留时间为3~15d。
2.如权利要求1所述的用于垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述的流化生物载体（6）自身比重为0.94~0.97，比表面积≥620m2/m3；所述的流化生物载体（6）能够使微生物以悬浮态和固着态的形式同时存在；所述的悬浮态为活性污泥，所述的固着态为生物膜。
3.如权利要求2所述的用于垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述的第一可调区（3）处于好氧状态时，其属于第一好氧反应区（2），能够延长一级硝化反应时间；当第一可调区（3）处于缺氧状态时，其属于第二缺氧反应区（4），能够延长二级反硝化时间。
4.如权利要求2所述的用于垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述的第二可调区（5）处于缺氧状态时，其属于第二缺氧反应区（4），能够延长二级反硝化时间。
5.如权利要求2所述的用于垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述的第一缺氧反应区（1）、第一好氧反应区（2）、第一可调区（3）、第二缺氧反应区（4）以及第二可调区（5）体积比为1:3:1:2:1。
6.如权利要求5所述的用于垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述的第一缺氧反应区（1）内设有搅拌器（7）；
所述的第一缺氧反应区（1）能够接收第一好氧反应区（2）内产生的硝化液的回流。
7.如权利要求5所述的用于垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述的第一好氧反应区（2）内设有曝气器（8）；所述的第一好氧反应区（2）内还设有碱度投加系统和污泥循环系统。
8.如权利要求5所述的用于垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述的第一可调区（3）和第二可调区（5）内均设有搅拌器（7）和曝气器（8）。
9.如权利要求5所述的用于垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述的第二缺氧反应区（4）内设有搅拌器（7）。
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