CN107285573A - 一种垃圾渗滤液的处理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种垃圾渗滤液的处理方法及系统，所述处理方法是将渗滤液废水先经过颗粒悬浮物除杂进行预处理，之后依次经过生化处理、催化氧化处理和重金属吸附处理后，再经过静置后排放。本发明通过在生物处理部分采用生物协同生化技术、深度氧化处理部分采用臭氧催化氧化技术和重金属吸附技术，进一步降低COD和氨氮，以及重金属，深度处理后不产生浓缩液，无二次污染。

Description

一种垃圾渗滤液的处理方法及系统
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种垃圾渗滤液的处理方法及系统。
背景技术
垃圾渗滤液常用的处理方法有：生物法、化学氧化法、絮凝沉淀法、回灌法、人工湿地法等，这些方法对早期垃圾渗滤液有较好的处理效果，但对中老龄垃圾渗滤液的处理效果则很差，中老龄垃圾渗滤液与早期垃圾渗滤液相比，具有如下特点：(1)渗滤液的产生量受气候和季节变化的影响极为明显，尤其是雨季量比较大；(2)成分复杂，难生物降解的有机物约占渗滤液中总有机组分的70％以上；(3)可生化性差，BOD5/CODcr值一般小于0.15；(4)氨氮浓度高，对微生物产生毒害作用，导致渗滤液中营养元素比例失调；(5)营养元素比例失调；(6)溶解性总固体高；(7)重金属离子含量高；(8)随着填埋场封场时间的延长，渗滤液中的难降解有机物进一步的累积和增加，处理难度进一步增大。
目前国内常用的垃圾渗滤液处理方法有氨吹脱+厌氧+好氧或膜处理技术。氨吹脱可有效地去除废水中的氨氮，减少氨氮对生化段微生物的影响，但传统的吹脱技术会造成吹脱塔堵塞，并且吹脱出大量挥发性的氨、苯酚和硫化氢等气体，这些气体有很大臭味和毒性，会对环境造成二次污染，而且由于垃圾渗滤液中有大量生物难降解物质，生化后出水很难达到排放要求。膜技术是通过微滤、纳滤、超滤、反渗透等膜组件将废水中的污染物截留，从而达到净化水质的目的。但膜组件维修、更换频繁、清洗困难、易堵塞、处理量波动较大、运行成本高，同时膜处理产生的浓水难以处理，容易产生二次污染。研究探索高效、经济、满足新排放标准的垃圾渗滤液处理工艺是垃圾填埋处理过程中亟需解决的问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种垃圾渗滤液的处理方法及系统，目的是提高生物处理部分的处理效率，减少了污泥回流工艺，深度处理后不产生浓缩液，无二次污染，并且使垃圾渗滤液处理费用降低。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种垃圾渗滤液的处理方法，所述处理方法是将渗滤液废水先经过颗粒悬浮物除杂进行预处理，之后依次经过生化处理、催化氧化处理和重金属吸附处理后，再经过静置后排放。
优选的，所述预处理还包括用于对颗粒悬浮物除杂后的废水进行电解反应以提高生化性的步骤。
所述方法具体包括如下步骤：
步骤A、通过一级反应沉淀池去除渗滤液废水的颗粒悬浮物；
步骤B、将一级反应沉淀池出水调节pH在2～3之间，之后进行铁碳微电解反应；
步骤C、将铁碳微电解反应后的出水导入二级反应沉淀池去除悬浮物；
步骤D、将二级反应沉淀池反应后的出水导入厌氧反应器进行厌氧处理，之后进行A/O池进行生化降解处理，然后通过膜分离池进行水与活性污泥分离处理；
步骤E、将膜分离池分离处理后的出水进行催化氧化处理；
步骤F、将催化氧化处理后的出水导入除重金属塔内去除重金属，经清水池静置后排放。
优选的，垃圾渗滤液先收集至调节池以均衡水质水量，泵送至一级反应沉淀池。
所述步骤A中一级反应沉淀池为混凝沉淀池，采用的絮凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铁、氯化铁、硫酸铝、硫酸亚铁等的一种或几种，一级反应沉淀池表面负荷为0.5～1m3/m2·h，水力停留时间为3.5～4.5h。投加絮凝剂目的是将废水中的胶体悬浮物有效去除，减少对后续生化系统的抑制，絮凝剂投加量为PAC(聚合氯化铝)100～350mg/L，PAM(聚丙烯酰胺)2～5mg/L。
优选的，所述步骤B中铁碳微电解反应的水力停留时间为1～2h，铁碳填料床层体积为单位进水水量的0.8～1.5倍。
优选的，所述步骤C中二级反应沉淀池为混凝沉淀，铁碳微电解反应后的废水先调节pH＝6，之后再导入二级反应沉淀池，二级反应沉淀池表面负荷为0.5～1m3/m2·h，水力停留时间为3.5～4.5h。一级反应沉淀池出水泵入铁碳微电解反应塔，因为微电解中会产生Fe2+离子，通过调高pH，产生Fe(OH)2沉淀絮凝部分COD，PAM(聚丙烯酰胺)投加2～3mg/L加速絮凝，通过二级反应沉淀池投加絮凝剂去除部分难降解有机物，池中污泥经平流式沉淀池收集至污泥收集池。
所述方法还包括用于对二级反应沉淀池反应后的出水在导入厌氧反应器之前导入预酸化池进行预酸化处理的步骤，预酸化池水力停留时间为4h，池中调节废水pH值至中性。在预酸化池中通过酸化作用将水中大分子有机物转化为小分子有机物，以便于厌氧菌吸收降解，预酸化池出水泵送至厌氧反应器。
所述厌氧反应器为上流式多级处理厌氧反应器(UASB)，将废水中的COD有效去除，厌氧反应器容积负荷为5～18kg COD/m3·d左右，上升流速为2～6m/h。厌氧反应器出水自流至A/O池(缺氧/好氧)，在A/O池内将进一步去除废水中的氨氮和有机物；O池部分混合液回流到A池保证硝化、反硝化顺利进行，A池水力停留时间为1.5d，O池水力停留时间为2.5d。A/O池出水自流到中沉池，进一步去除悬浮物，中沉池污泥回流到A池，剩余污泥外排，中沉池出水泵送到膜分离池，膜分离池可以采用MBR平板膜或者中空纤维膜。优选采用MBR平板膜，依靠好氧去除废水中的COD。
优选的，所述MBR池容积负荷为0.3～0.5kgBOD/m3·d、溶解氧为2～3.5mg/L、污泥浓度为4000～8000mg/L。
由于垃圾渗滤液中存在难生化降解的有机物和重金属，故生化处理后的出水需要进一步深度处理。所述催化氧化处理采用臭氧催化氧化塔进行处理，采用的催化剂为铁基、锰基催化剂，优选锰基催化剂，臭氧催化氧化塔中的水力停留时间为1～2h，臭氧浓度为50～350mg/m3，催化剂床层体积为单位进水水量的1.2～1.8倍。MBR池的出水泵入高级氧化塔(臭氧催化氧化塔)，高级氧化为臭氧催化氧化塔，高级氧化主要作用是提高水的可生化性，减少对微生物的抑制。其中本发明可采用上流式多相废水处理氧化塔。
经臭氧催化氧化后出水泵入至除重金属吸附塔，所述步骤F中除重金属塔中除重金属材料为活性炭、陶瓷滤料、天然矿物的一种或几种。优选采用可再生陶瓷材料，吸附床层空隙率在40～65％，堆积密度在0.6～1.2g/cm3，水力停留时间为1～2h，经吸附塔出水经清水池静置1～2h后，出水达标排放。
所述垃圾渗滤液特别适用于生活垃圾填埋场产生的中龄或老龄化垃圾渗滤液。
本发明还提供一种垃圾渗滤液的处理系统，包括用于除杂的预处理装置，所述预处理装置包括依次连接的一级反应沉淀池、铁碳微电解反应塔和二级反应沉淀池，所述系统还包括依次连接的生化处理装置、催化氧化塔、除重金属塔和清水池，所述二级反应沉淀池与生化处理装置连接。
所述生化处理装置包括依次连接的厌氧反应器、A/O池和膜分离池，所述二级反应沉淀池与厌氧反应器连接。
所述处理系统还包括预酸化池，所述二级反应沉淀池的出水口与预酸化池的进水口连接，所预酸化池的出水口与厌氧反应器连接。
所述处理系统还包括用于收集一级反应沉淀池和二级反应沉淀池中污泥的污泥收集池。
所述处理系统还包括用于对污泥收集池和膜分离池导出的污泥进行浓缩的污泥浓缩池。
优选的，所述处理系统还包括与厌氧反应器排气口连接的沼气收集罐。
本发明处理方法主要是采用预处理+生化处理+深度处理的组合工艺，以下对各段处理工艺的功效进行描述：
(1)预处理。预处理采用混凝沉淀和铁碳微电解的方法，通过投加絮凝剂和微电解反应使废水中的有机物、氨氮、金属物质的浓度降低，减小对后续生化处理的抑制作用，以提高废水的可生化性。
(2)生化处理。生化处理采用A2/O(厌氧/缺氧/好氧)+MBR(膜生物反应器)对废水进行生化降解。厌氧工段利用厌氧微生物降解水中大部分有机物，产生的沼气可作为生物质能源利用，从而降低运行成本。厌氧出水中有机物浓度还较高，需进一步进行生物降解，同时针对废水氨氮较高的特点采用A/O+MBR利用硝化、反硝化菌将废水中的氨氮转化成氮气从水中脱除，MBR出水的氨氮可保证达到排放标准。
(3)深度处理。深度处理采用臭氧催化氧化+吸附。由于垃圾渗滤液中有较多难生化降解的物质和重金属，单纯依靠预处理+生化处理难以将这些物质有效去除，因此必须对生化出水进行深度处理才能达到排放标准。臭氧催化氧化技术的主要原理是在氧化体系内加入过渡金属离子，能够对臭氧氧化产生明显的催化效果，可以催化臭氧在水中的自分解，增加水中产生的·OH浓度，从而降低废水中难降解的COD。深度处理可根据前面生化出水的水质调整臭氧投机量，保证出水达到排放要求。
本发明的有益效果：本发明通过在生物处理部分采用生物协同生化技术、深度氧化处理部分采用臭氧催化氧化技术和重金属吸附技术，进一步降低COD和氨氮，以及重金属，深度处理后不产生浓缩液，无二次污染。本方法投资运行成本低，对于填埋龄长的填埋场垃圾渗滤液综合运行成本在15～35元/t。
附图说明
本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1所示，一种垃圾渗滤液的处理方法，该方法首先将渗滤液废水采用混凝沉淀法和铁碳微电解进行预处理，然后将经预处理后的废水依次采用厌氧、A/O及MBR池进行生化处理，最后采用臭氧催化高级氧化法和吸附进行深度处理，处理后的水质符合排放标准。
上述处理方法具体包括如下步骤：
步骤A、通过一级反应沉淀池进行颗粒悬浮物等的去除；
步骤B、将一级沉淀池出水调节pH在2～3之间，之后进入铁碳微电解反应塔电解反应，提高可生化性；
步骤C、铁碳微电解塔的出水进行第二级的混凝沉淀，去除残余悬浮物等；
步骤D、二级反应沉淀池反应后的出水进行A2/O(厌氧/缺氧/好氧)生化处理；经过生化处理后，采用膜分离塔将水与活性污泥进行分离，提高好氧段中活性污泥浓度；
步骤E、膜分离塔的出水进行高级氧化(臭氧催化高级氧化)，进一步降低COD；
步骤F、高级氧化出水进入除重金属塔对重金属进行去除，经清水池静置后，达标排放。
本方法投资运行成本低，对于填埋龄长的填埋场垃圾渗滤液综合运行成本在15～35元/t。
相应的，该垃圾渗滤液的处理系统，包括用于除杂的预处理装置，所述预处理装置包括依次连接的一级反应沉淀池、铁碳微电解反应塔和二级反应沉淀池，所述系统还包括依次连接的生化处理装置、催化氧化塔、除重金属塔和清水池，生化处理装置包括依次连接的厌氧反应器、A/O池和膜分离池，所述二级反应沉淀池与厌氧反应器连接；为了便于厌氧菌吸收降解，上述处理系统还包括预酸化池，二级反应沉淀池的出水口与预酸化池的进水口连接，预酸化池的出水口与厌氧反应器连接。
为了便于收集污泥，上述处理系统还包括用于收集一级反应沉淀池和二级反应沉淀池中污泥的污泥收集池。此外，上述处理系统还包括用于对污泥收集池和膜分离池导出的污泥进行浓缩的污泥浓缩池。污泥经过浓缩池处理后，之后再经过污泥处理系统处理后，将污泥外运回填埋场进行处理。
下面通过具体的优选实施例进行详细说明：
实施例1
对江西萍乡某垃圾填埋场垃圾渗滤液进行中试，原水CODcr为4000mg/L左右，加絮凝剂PAC为150mg/L，PAM为2mg/L，一级反应沉淀池表面负荷为0.5m3/m2·h，水力停留时间为4h，之后pH调节至3.0后进入铁碳微电解反应塔，其中铁碳填料体积为单位进水体积0.8～1.5倍，表面负荷为0.35m3/m2·h，水力停留时间1.5h，将微电解反应出水pH调节至6.0，进入二级反应沉淀池，二级反应沉淀池表面负荷0.5m3/m2·h，PAM为2mg/L，水力停留时间4h，之后导入预酸化池，预酸化时间4h，调废水pH值至7左右泵入厌氧反应器，本实施例所采用的厌氧反应器为UASB(上流式多级厌氧反应器)，厌氧反应器容积负荷8kgCOD/m3·d，上升流速为2m/h，A池水力停留时间为1.5d，O池水力停留时间为2.5d，MBR池容积负荷0.3kgBOD/m3·d、溶解氧2.2mg/L、污泥浓度6000mg/L左右，MBR出水COD为180mg/L左右，MBR池的出水泵入臭氧催化氧化塔，本实施例所采用的臭氧催化氧化塔为上流式多相废水处理氧化塔，氧投加量为150mg/m3，催化剂床层高度2.5m，臭氧催化氧化塔出水进入除重金属吸附塔，吸附剂为可再生陶瓷材料，吸附床层空隙率在40％，堆积密度在0.6g/cm3，水力停留时间1.5h，清水池出水CODcr 82mg/L左右、氨氮12mg/L左右，各项指标达到排放标准GB16889-2008。
实施例2
对江西萍乡某垃圾填埋场垃圾渗滤液进行中试研究，原水CODcr 7000mg/L左右，加絮凝剂PAC为350mg/L，PAM为5mg/L，一级反应沉淀池表面负荷1m3/m2·h，pH调节至3.0后进入铁碳微电解反应塔，其中铁碳填料体积为单位进水体积0.8～1.5倍，表面负荷为0.35m3/m2·h，水力停留时间1.5h，将微电解反应出水pH调节至6.0，进入二级反应沉淀池，二级反应沉淀池表面负荷0.5m3/m2·h，PAM为2mg/L，水力停留时间4h，之后导入预酸化池，预酸化时间4h，调废水pH值至7左右泵入厌氧反应器，本实施例所采用的厌氧反应器为UASB(上流式多级厌氧反应器)，厌氧反应器容积负荷15kgCOD/m3·d，上升流速为6m/h，A池水力停留时间为1.5d，O池水力停留时间为2.5d，MBR池容积负荷0.4kgBOD/m3·d、溶解氧2.8mg/L、污泥浓度8000mg/L左右，MBR池的出水COD为380mg/L左右，MBR池出水泵入臭氧催化氧化塔，本实施例所采用的臭氧催化氧化塔为上流式多相废水处理氧化塔，氧投加量为250mg/m3，催化剂床层高度2.5m，臭氧催化氧化塔出水进入除重金属吸附塔，吸附剂为可再生陶瓷材料，吸附床层空隙率在65％，堆积密度在1.2g/cm3，水力停留时间1.5h，清水池出水CODcr97mg/L左右、氨氮12mg/L左右，各项指标达到排放标准GB16889-2008。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述处理方法是将渗滤液废水先经过颗粒悬浮物除杂进行预处理，之后依次经过生化处理、催化氧化处理和重金属吸附处理后，再经过静置后排放。
2.根据权利要求1所述垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述预处理还包括用于对颗粒悬浮物除杂后的废水进行电解反应以提高生化性的步骤。
3.根据权利要求2所述垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
步骤A、通过一级反应沉淀池去除渗滤液废水的颗粒悬浮物；
步骤B、将一级反应沉淀池出水调节pH在2～3之间，之后进行铁碳微电解反应；
步骤C、将铁碳微电解反应后的出水导入二级反应沉淀池去除悬浮物；
步骤D、将二级反应沉淀池反应后的出水导入厌氧反应器进行厌氧处理，之后进行A/O池进行生化降解处理，然后通过膜分离池进行水与活性污泥分离处理；
步骤E、将膜分离池分离处理后的出水进行催化氧化处理；
步骤F、将催化氧化处理后的出水导入除重金属塔内去除重金属，经清水池静置后排放。
4.根据权利要求3所述垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述步骤A中一级反应沉淀池为混凝沉淀池，采用的絮凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铁、氯化铁、硫酸铝、硫酸亚铁等的一种或几种，一级反应沉淀池表面负荷为0.5～1m3/m2·h，水力停留时间为3.5～4.5h。
5.根据权利要求4所述垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述步骤B中铁碳微电解反应的水力停留时间为1～2h，铁碳填料床层体积为单位进水水量的0.8～1.5倍。
6.根据权利要求5所述垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述步骤C中二级反应沉淀池为混凝沉淀，铁碳微电解反应后的废水先调节pH＝6，之后再导入二级反应沉淀池，二级反应沉淀池表面负荷为0.5～1m3/m2·h，水力停留时间为3.5～4.5h。
7.根据权利要求6所述垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述方法还包括用于对二级反应沉淀池反应后的出水在导入厌氧反应器之前导入预酸化池进行预酸化处理的步骤，预酸化池水力停留时间为4h，池中调节废水pH值至中性。
8.根据权利要求6所述垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述厌氧反应器为上流式多级处理厌氧反应器，厌氧反应器容积负荷为5～18kg COD/m3·d左右，上升流速为2～6m/h。
9.根据权利要求3至7任一项所述垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述膜分离池采用MBR平板膜或者中空纤维膜。
10.一种垃圾渗滤液的处理系统，包括用于除杂的预处理装置，其特征在于，所述预处理装置包括依次连接的一级反应沉淀池、铁碳微电解反应塔和二级反应沉淀池，所述系统还包括依次连接的生化处理装置、催化氧化塔、除重金属塔和清水池，所述二级反应沉淀池与生化处理装置连接。
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