CN108314268A - 包埋压滤污泥的载体与流化床相结合处理垃圾渗滤液的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种包埋压滤污泥的载体与流化床相结合处理垃圾渗滤液的方法，包括：预处理，将垃圾渗滤液进行预处理，以去除无机杂质，降低污染物浓度；流化床处理，先经好氧流化床去除有机污染物并将氨氮转化成亚硝态氮和硝态氮，然后再经厌氧流化床将亚硝态氮和硝态氮转化成氨氮后去除；其中，流化床处理单元中好氧流化床和厌氧流化床内的载体均采用包埋压滤污泥的载体，载体的投加体积占流化床有效体积的8％～40％。相应的，本发明还公开一种对应的系统，本发明不涉及膜系统，可避免膜系统更换、膜浓缩液处理等问题，流化床中的载体采用包埋压滤污泥的载体，剩余污泥排放量较少，有利于缓解剩余污泥后续处理的问题。
Description
技术领域
本发明属于垃圾渗滤液处理领域，具体涉及一种采用包埋压滤污泥的载体与流化床相结合的垃圾渗滤液处理方法及系统。
背景技术
垃圾渗滤液成分复杂。渗滤液的污染成分包括有机物、无机离子和营养物质。其中主要是氨氮和各种溶解态的离子、重金属、酚类、可溶性脂肪酸及其他有机污染物。
垃圾渗滤液一般采用“预处理+生物处理+深度处理”组合工艺。预处理的主要目的是去除无机杂质，降低污染物浓度或改善渗滤液后续水质，一般采用厌氧生物处理、混凝沉淀等。生物处理单元处理对象主要是可生物降解的有机污染物、氮、磷等渗滤液中的主要污染物，一般采用膜生物反应器(MBR)。深度处理的处理对象主要是经生物处理后未去除的难生物降解有机物、溶解盐等，一般采用纳滤、反渗透等膜法，高级氧化及吸附法。
但在上述组合工艺中，由于采用了膜处理相关工艺，会存在以下问题：(1)MBR膜管理复杂，运行成本较高，无论是外置式还是内置式膜组件都容易产生膜污染、膜堵塞的问题。特别是活性污泥性状不好的时候，膜堵塞的问题更加严重。(2)MBR膜在截留活性污泥的同时，截留了大量有毒物质和微生物代谢产物，上述物质的大量积累不利于出水COD的降低。(3)膜过滤只是一个将污染物转移到浓缩液中的物理过程，浓缩液处理困难，不利于全量化处理，且膜更换频率较高，运行成本较大。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种垃圾渗滤液的处理方法，通过采用包埋压滤污泥的载体与流化床相结合的技术，实现垃圾渗滤液的全量化处理，即本发明提供的处理方法不涉及膜处理工艺，无浓缩液的产生。
本发明的具体技术方案如下：
一种包埋压滤污泥的载体与流化床相结合处理垃圾渗滤液的方法，包括：
预处理：用于将垃圾渗滤液进行预处理，以去除无机杂质，降低污染物浓度；
流化床处理：预处理后的出水进入流化床处理单元，先经流化床处理单元中的好氧流化床去除有机污染物并将氨氮转化成亚硝态氮和硝态氮，然后再经流化床处理单元中的厌氧流化床将亚硝态氮和硝态氮转化成氨氮后去除；
其中，流化床处理单元中好氧流化床和厌氧流化床内的载体均采用包埋压滤污泥的载体，载体的投加体积占流化床有效体积的8％～40％。
作为一种优选方案，好氧流化床以气体为动力使载体流化，溶解氧控制在4～8mg/L，反应时间控制在8～24h，pH控制在7.5～8.5，包埋压滤污泥的载体经过7～28d的驯化，外层富集好氧菌。
作为一种优选方案，厌氧流化床以污水为动力使载体流化，反应时间控制在12～24h，pH控制在7.5～8.5，包埋压滤污泥的载体经过14～28d的驯化，内部富集厌氧菌。
作为一种优选方案，厌氧流化床内包埋压滤污泥的载体以反硝化细菌为主。
作为一种优选方案，包埋压滤污泥的载体的制作材料包括聚乙烯醇、海藻酸钠、二氧化硅和压滤污泥，其质量比为：4.5～8.5:0.4～0.85:0.4～0.8:5～20。
作为一种优选方案，包埋压滤污泥的载体的制作步骤为：
将聚乙烯醇、海藻酸钠、二氧化硅按质量比例加热溶解成胶体，溶解时间控制在2～12h；
将溶解后的胶体冷却至40℃以下，加入压滤污泥充分搅拌、混合均匀；
将混合均匀的胶体在饱和硼酸溶液中进行造粒，并固定12～24h，形成直径为3～6mm的球状载体；
对形成的球状载体进行驯化后使用。
作为一种优选方案，还包括高级氧化处理，将流化床处理后的出水中难降解的有机物转换成易于生物降解的有机物。
作为一种优选方案，还包括多介质填料过滤，对待排放的出水进行过滤或吸附处理，以实现出水达标排放。
作为一种优选方案，压滤污泥的含水率为75％～90％。
本发明还公开一种垃圾渗滤液处理系统，包括预处理单元和流化床处理单元，
预处理单元，将垃圾渗滤液进行预处理，以去除无机杂质，降低污染物浓度；
流化床处理单元，包括依次连接的好氧流化床和厌氧流化床，好氧流化床用于去除垃圾渗滤液中的有机污染物并将氨氮转化成亚硝态氮和硝态氮，厌氧流化床用于将垃圾渗滤液中的中的亚硝态氮和硝态氮转化成氨氮并去除；
其中，好氧流化床和厌氧流化床内的载体采用包埋压滤污泥的载体，载体的投加体积占流化床有效体积的8％～40％。
本明所公开的包埋压滤污泥的载体与流化床相结合处理垃圾渗滤液的方法及系统，具有以下有益效果：
(1)流化床处理单元中采用包埋压滤污泥的载体与流化床相结合的技术，避免了因采用膜系统带来的膜堵塞、膜系统更换、膜浓缩液处理等问题，大大降低了处理成本，并提高了工艺稳定性。
(2)流化床处理单元中的载体采用包埋压滤污泥的载体，一方面可降低载体的制作成本，另一方面还能改善传质性能，提高工艺处理能力。固定化载体为压滤污泥中的微生物提供了附着和保护空间，且易于实现固液分离，因此，经本发明处理后的剩余污泥排放量较少，有利于缓解剩余污泥后续处理的问题。
(3)可根据待处理的垃圾渗滤液及工况情况，串联多级流化床处理单元，以实现垃圾渗滤液的达标排放。
(4)可将高级氧化处理单元集成，将难降解的有机物转换成易于生物降解的有机物，提高可生化性。
(5)可将多介质填料过滤处理单元集成，以进一步去除流化床处理单元出水中的有机污染物和某些无机物。
(6)可将垃圾渗滤液处理后达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)表2规定的排放标准，实现垃圾渗滤液全量化处理。
附图说明
图1为实施例中处理垃圾渗滤液的方法的工艺流程图；
图2为实施例中处理垃圾渗滤液的系统中流化床处理单元的结构示意图；
其中，A-好氧流化床；B-厌氧流化床；1-进水泵；2-曝气装置；3-微孔曝气头；4-包埋压滤污泥的载体；5-好氧流化床出水口；6-厌氧流化床进水口；7-循环泵；8-厌氧流化床出水口；9-包埋压滤污泥的载体；10-循环出水口。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施对本发明作进一步说明。
实施例中公开一种包埋压滤污泥的载体与流化床相结合处理垃圾渗滤液的方法及与其对应的系统，垃圾渗滤液先后经该系统中的预处理单元，一级流化床处理单元，高级氧化处理单元，二级流化床处理单元，多介质填料过滤处理单元，最后达标排放。具体步骤如下：
(a)先将垃圾渗滤液置于预处理单元进行预处理，以去除无机杂质，降低污染物浓度，提高可生化性。预处理采用厌氧生物处理、混凝沉淀、水解酸化中的一种或几种。其中，厌氧生物处理可采用上流式厌氧污泥床法(UASB)、上流式厌氧过滤床法(UBF)、内循环厌氧反应(IC)等工艺及其改良工艺。
(b)再将经预处理后的出水进入一级流化床处理单元。一级流化床处理单元包括好氧流化床和厌氧流化床。预处理后的出水从下部进入好氧流化床后从上部出水，并从下部进入厌氧流化床后从上部出水。流化床内的载体采用包埋压滤污泥的载体，载体的投加体积占流化床有效体积的8％～40％。载体投加体积占比的确定需综合考虑传质性能、处理污水的浓度、温度、pH、成本等因素，低于8％达不到处理效果，高于40％不利于氧气传质且载体在流化床里容易成团，失去处理效果。
所述的好氧流化床底部设置微孔曝气头或其他可以达到同等作用效果的曝气装置，以气体为动力使载体流化，溶解氧控制在4～8mg/L，反应时间控制在8～24h，pH控制在7.5～8.5。包埋压滤污泥的载体经过7～28d的驯化，外层富集了好氧菌，去除有机污染物并把氨氮转化成亚硝态氮和硝态氮。
所述的厌氧流化床设以污水为动力使载体流化。好氧流化床的出水从下部进入厌氧流化床，循环水从流化床上部的循环出水口由循环泵抽出，由底部喷入，推动厌氧流化床反应器中载体上升，达到厌氧流化床上部的分离区后重力沉降，到达厌氧流化床反应器底部后再次上升，依次循环。反应时间控制在12～24h，pH控制在7.5～8.5。包埋压滤污泥的载体经过14～28d的驯化，内部富集厌氧菌，以反硝化细菌为主，把亚硝态氮和硝态氮转化成氨氮去除。
所述的包埋压滤污泥的载体制作材料为聚乙烯醇、海藻酸钠、二氧化硅、压滤污泥。聚乙烯醇、海藻酸钠、二氧化硅、压滤污泥的质量比为：4.5～8.5:0.4～0.85:0.4～0.8:5～20。压滤污泥的含水率为75％～90％。
所述的包埋压滤污泥的载体制作步骤为：将聚乙烯醇、海藻酸钠、二氧化硅按质量比例加热溶解成胶体，溶解时间控制在2～12h；将溶解后的胶体冷却至40℃以下，加入压滤污泥充分搅拌、混合均匀；将混合均匀的胶体在饱和硼酸溶液中进行造粒，并固定12～24h，形成直径为3～6mm的球状载体。此外，载体还需经驯化才能达到处理效果，即先用低浓度的废水作为进水，再逐步提高废水浓度。具体驯化条件可根据不同处理要求进行选择。
(c)将一级流化床处理单元的出水再进行高级氧化处理，所述的高级氧化处理指选择臭氧氧化、Fenton氧化、类Fenton氧化、催化湿式氧化、电化学氧化中的一种或几种，将难降解的有机物转换成易于生物降解的有机物，提高可生化性。
(d)然后将高级氧化出水进入二级流化床处理单元，进一步去除氨氮和有机物，所述的二级流化床处理单元与步骤(b)相同。
(e)最后将二级流化床处理单元的出水经过多介质填料过滤处理单元进行过滤或吸附，以实现达标排放。多介质填料过滤处理单元中的填料可优选活性碳。
基于上述方法，给出两个具体实施例加以说明：
实施例1：
采用本发明方法处理某垃圾渗滤液，COD为4000～5000mg/L，NH3-N为1000～1800mg/L，pH为7～8。
该股废水经UASB反应器预处理，预处理出水从底部进入好氧流化床后从好氧流化床上部出水，并从下部进入厌氧流化床后从厌氧流化床上部出水。
好氧流化床有效容积28L，投加载体5.6L，载体的投加体积占流化床有效体积的20％；厌氧流化床有效容积28L，投加载体2.8L，载体的投加体积占流化床有效体积的10％。载体包埋的污泥取自南京某工业污水处理厂压滤后的污泥，污泥含水率90％，载体制作材料聚乙烯醇、海藻酸钠、二氧化硅、压滤污泥的质量比为5.5:0.45:0.5:20，载体驯化时间为20d。好氧流化床溶解氧4mg/L，pH维持在7.5～8.5，反应时间24h；厌氧流化床pH维持在7.5～8.5，反应时间为24h。一级流化床出水经Fenton氧化，H2O2与COD的质量比为2:1，Fe2+与H2O2的摩尔比为2:1，调节pH为2，停留时间4h。二级流化床处理单元与一级流化床处理单元设置相同。二级流化床出水经活性炭吸附，活性炭设计平衡吸附量为50mgCOD/g活性炭。
采用以上工艺条件，渗滤液原水及经各处理单元出水的水质见附表1。
附表1某垃圾渗滤液处理情况表
实施例2：
采用本发明方法处理某垃圾填埋场渗滤液，COD为5000～6000mg/L，NH3-N为1500～1800mg/L，pH为7～8。
该股废水经UASB反应器预处理，预处理出水从底部进入好氧流化床后从好氧流化床上部出水，并从下部进入厌氧流化床后从厌氧流化床上部出水。
好氧流化床有效容积28L，投加载体8.4L，载体的投加体积占流化床有效体积的30％；厌氧流化床有效容积28L，投加载体2.8L，载体的投加体积占流化床有效体积的10％。载体包埋的污泥取自南京某工业污水处理厂压滤后的污泥，污泥含水率90％，载体制作材料聚乙烯醇、海藻酸钠、二氧化硅、压滤污泥的质量比为5.5:0.45:0.5:10，载体驯化时间为25d。好氧流化床溶解氧4mg/L，pH维持在7.5～8.5，反应时间18h；厌氧流化床pH维持在7.5～8.5，反应时间为24h。一级流化床出水经O3/H2O2深度氧化，O3与COD的质量比控制在3:1，双氧水用量0.5～1％。深度氧化后，进入二级流化床处理单元与一级流化床处理单元设置相同。二级流化床出水经活性炭吸附，活性炭设计平衡吸附量为50mgCOD/g活性炭。原水及各处理单元出水水质见附表2。
附表2某垃圾填埋场渗滤液处理情况表
从以上两个实施例可以看出，采用本发明方法处理垃圾渗滤液均可达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)表2规定的排放标准，且无浓缩液产生，实现了垃圾渗滤液全量化处理。剩余污泥产生量非常少，基本可以忽略不计算。
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。
Claims (10)
1.一种包埋压滤污泥的载体与流化床相结合处理垃圾渗滤液的方法，其特征在于，包括：
预处理：将垃圾渗滤液进行预处理，以去除无机杂质，降低污染物浓度；
流化床处理：预处理后的出水进入流化床处理单元，先经流化床处理单元中的好氧流化床去除有机污染物并将氨氮转化成亚硝态氮和硝态氮，然后再经流化床处理单元中的厌氧流化床将亚硝态氮和硝态氮转化成氨氮后去除；
其中，流化床处理单元中好氧流化床和厌氧流化床内的载体均采用包埋压滤污泥的载体，载体的投加体积占流化床有效体积的8％～40％。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，好氧流化床以气体为动力使载体流化，溶解氧控制在4～8mg/L，反应时间控制在8～24h，pH控制在7.5～8.5，包埋压滤污泥的载体经过7～28d的驯化，外层富集好氧菌。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，厌氧流化床以污水为动力使载体流化，反应时间控制在12～24h，pH控制在7.5～8.5，包埋压滤污泥的载体经过14～28d的驯化，内部富集厌氧菌。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，厌氧流化床内包埋压滤污泥的载体以反硝化细菌为主。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包埋压滤污泥的载体的制作材料包括聚乙烯醇、海藻酸钠、二氧化硅和压滤污泥，其质量比为：4.5～8.5:0.4～0.85:0.4～0.8:5～20。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，包埋压滤污泥的载体的制作步骤为：将聚乙烯醇、海藻酸钠、二氧化硅按质量比例加热溶解成胶体，溶解时间控制在2～12h；
将溶解后的胶体冷却至40℃以下，加入压滤污泥充分搅拌、混合均匀；
将混合均匀的胶体在饱和硼酸溶液中进行造粒，并固定12～24h，形成直径为3～6mm的球状载体；
对形成的球状载体进行驯化后使用。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括高级氧化处理，将流化床处理后的出水中难降解的有机物转换成易于生物降解的有机物。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括多介质填料过滤，对待排放的出水进行过滤或吸附处理，以实现出水达标排放。
9.如权利要求1至8任意一项所述的方法，其特征在于，压滤污泥的含水率为75％～90％。
10.一种包埋压滤污泥的载体与流化床相结合处理垃圾渗滤液的系统，其特征在于，包括预处理单元和流化床处理单元，
预处理单元，用于将垃圾渗滤液进行预处理，以去除无机杂质，降低污染物浓度；
流化床处理单元，包括依次连接的好氧流化床和厌氧流化床，好氧流化床用于去除垃圾渗滤液中的有机污染物并将氨氮转化成亚硝态氮和硝态氮，厌氧流化床用于将垃圾渗滤液中的中的亚硝态氮和硝态氮转化成氨氮并去除；
其中，好氧流化床和厌氧流化床内的载体采用包埋压滤污泥的载体，载体的投加体积占流化床有效体积的8％～40％。
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