CN111747534B

CN111747534B - 垃圾渗滤液的处理方法

Info

Publication number: CN111747534B
Application number: CN202010729384.6A
Authority: CN
Inventors: 熊贞晟; 王章报; 赖玲; 罗旭彪
Original assignee: Nanchang Hangkong University
Current assignee: Nanchang Hangkong University
Priority date: 2020-07-27
Filing date: 2020-07-27
Publication date: 2022-10-14
Anticipated expiration: 2040-07-27
Also published as: CN111747534A

Abstract

本发明涉及一种垃圾渗滤液的处理方法，属于污水处理技术领域。本发明利用微藻通过梯度驯化和筛选，得到可以在垃圾渗滤液中自由生长的耐污性能高的微藻，再去处理含有高浓度氨氮、COD和BOD的垃圾渗滤液，降低垃圾渗滤液中的氨氮、总氮，部分去除COD，提高可生化性，使后续工艺不需要用上纳滤‑反渗透成为可能，由此不会产生浓缩液，减轻了垃圾渗滤液对环境的污染与破坏，处理效率高，不产生二次污染，有利于保护生态环境。在加入驯化和筛选过的微藻后10天后，氨氮的去除率高达99％，总氮的去除高达97％，重金属的去除率都超过了50％。BOD/COD的值增加到0.38，可生化性有了很大的提高。

Description

垃圾渗滤液的处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种垃圾渗滤液中氨氮、总氮脱除并改善其可生化性的处理方法。

背景技术

近年来随着我国社会发展形态的转变，以及社会总体生产力的不断提高，垃圾总量不断提高，并持续保持10％的速度稳定增长，为社会的可持续发展造成严重影响。与此同时，垃圾处理与处置不论是采用填埋工艺还是焚烧发电工艺，都会产生垃圾渗滤液，需要对其进行有效处理，才能避免生态环境遭受二次污染。而对垃圾渗滤液的有效处理，也是当前我国城市垃圾处理行业的主要难题之一。

垃圾渗滤液是一种成分十分复杂的污水，有以下特点:

(1)渗滤液水质十分复杂。不仅含有耗氧有机污染物，还含有各类金属和植物营养素(氮、磷等)，如果工业部门使用垃圾填埋场，渗滤液中还含有毒有害有机污染物；

(2)COD和BOD浓度高，最高可达几万，远远高于城市污水；

(3)垃圾渗滤液中有机污染物种类多，其中有难以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化合物、磷酸酯、邻苯二甲酸酯、酚类化合物和苯胺类化合物等；

(4)垃圾渗滤液中含有10多种金属离子，其中的重金属离子会对生物处理过程产生严重抑制作用；

(5)氨氮含量高，C/N比例失调，尤其老龄垃圾填埋场渗滤液，其BOD/COD比值一般为0.1～0.2,可生化性低，给生物处理带来较大难度；

目前对垃圾渗滤液处理方式主要采用生化+RO膜处理工艺。采用生化+膜处理垃圾渗滤液时，生化处理不管如何组合，不仅氨氮难达标，COD、TN等指标也难达标，并且由于传统生化脱氮采用的是硝化反硝化途径，需要投加大量碳源，导致运行费用高。膜处理后而且会产生25％左右的浓缩液，会造成二次污染。

因此，如何降低老龄垃圾渗滤液中的氨氮和提高老龄垃圾渗滤液的可生化性具有十分重要的意义。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种垃圾渗滤液的处理方法，它先利用混凝剂将垃圾渗滤液进行混凝沉淀后，投入驯化和筛选过的微藻，微藻在里面生长繁殖，可以利用垃圾渗滤液中的氨氮总氮，吸附部分有毒有害物质，提高BOD₅/COD的比值，改善垃圾渗滤液的可生化性。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种垃圾渗滤液的处理方法，包括以下步骤：

步骤a)微藻的来源：从大自然水体中取水样；

步骤b)垃圾渗滤液的絮凝沉淀：将垃圾渗滤液采用絮凝剂进行混凝沉淀，取上清液梯度稀释，得到浓度不同的混凝后渗滤液；

步骤c)微藻的驯化和筛选：将含有藻种的水样加入较低浓度的混凝后渗滤液，在自然光照条件下让其自由生长；从中取出新的微藻样品加入较高浓度的混凝后渗滤液中，让其自由生长，重复上述操作，不断提高微藻的耐污性能，直至微藻能够在混凝后渗滤液原液中生长繁殖；

步骤d)微藻处理渗滤液：将驯化后的微藻加入到混凝后渗滤液中，让其在里面生长繁殖吸收氮，消耗有机物，提高可生化性。

所述步骤c)微藻的保存与扩培：将能够在混凝后渗滤液原液中生长繁殖的微藻加入到去离子水：BG11培养液：混凝后渗滤液原液体积比为1：1：1的溶液中进行保存或扩培，得富集微藻备用。

进一步的，所述步骤a)中水样优选的取自内陆淡水湖内的水。

进一步的，所述步骤b)中混凝剂为聚合硫酸铁和聚合氯化铝。

进一步的，所述步骤b)中混凝剂为聚合硫酸铁和聚合氯化铝,加入量分别为5g/L和2g/L。

进一步的，所述步骤c)中微藻的驯化生长条件：温度为25～35℃；所述驯化的湿度为50％～80％，自然光照条件，整个驯化和筛选过程的时间为50～70d。

所述浓度不同的混凝后渗滤液分别为：浓度为25％的混凝后渗滤液、浓度为50％的混凝后滤液和混凝后渗滤液原液。

所述步骤c)中微藻的所述驯化和筛选方法为：将1ml水样加入浓度为25％混凝后渗滤液，在光照条件下让其自由生长15-30天；从中取出新的微藻水样1ml加入浓度为50％混凝后渗滤液中，在光照条件下让其自由生长15-25天；再次从中取出新的微藻水样1ml加入混凝后渗滤液原液中，在光照条件下让其自由生长15-25天。

所述步骤c)藻种保存条件为：4℃冰箱低光照；扩培条件为：培养的温度28℃，培养的湿度60％，全天光照，光照强度为8000～12000Lx，扩培时长20～30天；所述BG11培养液组成为：NaCO₃ 1500mg/L、K₂HPO₄ 40mg/L、MgSO₄ 50mg/L、CaCl₂ 20mg/L、柠檬酸铁6mg/L、琼脂20g/L。

进一步的，所述步骤d)中所述微藻的加入量为干重0.01～0.2g/L。

进一步的，所述步骤d)中所述微藻生长繁殖时间为6-12天。

进一步的，所述步骤d)后将微藻采用微滤膜过滤，收集微藻，滤液进入下一个处理单元。

本发明的有益效果如下：本发明利用微藻通过梯度驯化和筛选，得到在垃圾渗滤液中可以自由生长的耐污性能高的微藻，再用它处理含有高浓度氨氮、COD和BOD的垃圾渗滤液，降低垃圾渗滤液中的氨氮、总氮，部分去除COD，提高可生化性，使后续工艺不需要用上纳滤-反渗透成为可能，由此不会产生浓缩液，减轻了垃圾渗滤液对环境的污染与破坏，处理效率高，不产生二次污染，有利于保护生态环境。在加入驯化和筛选过的微藻后10天左右，氨氮的去除率高达99％，总氮的去除高达97％，重金属的去除率都超过了50％。BOD/COD的值增加到0.38，可生化性有了很大的提高。而且本发明方法原料简单，具有对设备要求低，操作简便、处理过程易于控制、处理工艺流程简单，运行费用低的优点，与现有的工艺相比，大大降低了运行费用。

微藻可以通过微滤膜过滤收集，实现固液分离，分离出来的微藻大部分回用于渗滤液的处理。整个过程中不需要对废水进行消毒处理，且在开放体系中进行，有很强的实用性，大规模应用时类似于生物塘或氧化沟的操作管理。多余的微藻可回收利用，用于生产生物柴油或者作为生物质能。此外，微藻能够固定大量CO₂，具备碳交易潜力。

附图说明

图1扩培微藻光学显微镜下视图，

图2实验室锥形瓶扩培微藻照片。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1

某城市生活垃圾填埋场，老龄垃圾渗滤液的水质条件：BOD₅为940mg/L，COD为4130mg/L，氨氮为1100mg/L，总氮为1531mg/L，pH为8.1，总汞、锌、铅、铜的浓度分别为120ug/L、495.2ug/L、85.4ug/L和107ug/L，其处理方法，包括以下步骤：

1)取该城市的生活垃圾填埋场老龄垃圾渗滤液1L，置于烧杯中。用电子天平称量混凝剂聚合氯化铝1.5g加入1)中的老龄垃圾渗滤液中，使用JJ-1型定时电动搅拌器搅拌，快速搅拌(160r/min)10min，再慢速搅拌(60r/min)10min，充分静置，去除沉淀物，上清液备用。

2)取1)中的上清液100mL，稀释到400mL。然后加入取自南昌航空大学校内湖水1mL，在温度为25～30℃、湿度为60％、自然光照条件下，置于江西省南昌航空大学Q栋实验417窗户旁，进行30天的培养，里面会长出微藻。

3)取1)中的上清液200mL，稀释到400mL。然后加入2)中长出微藻液体1mL，在2)中同样的条件下，进行培养。

4)取1)中的上清液400mL，然后加入3)中长出微藻液体1mL，在2)中同样的条件下，进行培养,取5mL液体去光学显微镜下观察，发现该混合微藻是由占绝大多数的小球藻(Chlorella vulgaris)，和少量绿球藻(Chlorococcum infusionum)与多芒藻(Golenkiniapaucispina)组成。这些藻都属于绿藻门(Chlorophyta)下的单细胞微藻。

5)测定上述4)中液体接种微藻10天后各种参数的变化，如下表：

表1实施案例1中垃圾渗滤液参数变化

分析表中数据可知：在加入微藻后10天后，氨氮的去除率高达99％，总氮的去除高达97％，重金属的去除率都超过了50％。BOD/COD的值增加到0.38，可生化性有了很大的提高。

实施例2

某城市生活垃圾填埋场，老龄垃圾渗滤液的水质条件：BOD₅为739mg/L，COD为3900mg/L，氨氮为1031mg/L，总氮为1318mg/L，总磷为10mg/L，pH为8.19，色度为330倍。

1)取该城市生活垃圾填埋场的老龄垃圾渗滤液，用复合混凝剂聚合硫酸铁和聚合硫酸铝对该老龄垃圾渗滤液进行混凝预处理，聚合硫酸铁和聚合硫酸铝比例为5：2，分别加入5g/L和2g/L，然后用JJ-1型定时电动搅拌器搅拌，快速搅拌(160r/min)2min，再慢速搅拌(60r/min)10min，静置沉淀，去除沉淀物，上清液备用。

2)取实施案例1中得到的富集微藻加入上述的上清液中，加入量为干重0.1g/L，放入恒温室进行培养，培养的温度为28℃，培养的湿度为55％，光照强度为10000Lx，全天光照。

3)监测2)中老龄垃圾渗滤液液体的相关参数，经过6天的微藻处理，氨氮降到了6.6mg/L；经过12天处理，BOD₅/COD的值为0.4；达到了降氨氮，提高可生化性的效果。

本实施案例2中老龄垃圾渗滤液处理中相关参数的变化如下表和图：

表2实施例2中混凝前后的老龄垃圾渗滤液的相关参数

表3实施例2中微藻处理老龄垃圾渗滤液中氨氮的变化

表4实施例2中微藻处理老龄垃圾渗滤液中可生化性的变化

表5实施例2中微藻处理老龄垃圾渗滤液的微藻生物量的变化

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种垃圾渗滤液的处理方法，包括以下步骤：

步骤a)微藻的来源：从大自然水体中取水样；

步骤b)垃圾渗滤液的混凝沉淀：将垃圾渗滤液采用混凝剂进行混凝沉淀，取上清液梯度稀释，得到浓度不同的混凝后渗滤液；

步骤c)微藻的驯化和筛选：将水样加入较低浓度的混凝后渗滤液，在自然光照条件下让其自由生长，从中取出新的微藻水样加入较高浓度的混凝后渗滤液中，让其自由生长，重复上述操作，不断提高微藻的耐污性能，直至微藻能够在混凝后渗滤液原液中生长繁殖；

步骤d）微藻处理渗滤液：将驯化后的微藻加入到混凝后渗滤液中，让其在里面生长繁殖吸收氮，消耗有机物，提高可生化性；

所述步骤a)中水样为取自内陆淡水湖内的水；

所述步骤c)中微藻的驯化生长条件：温度为25～35℃；所述驯化的湿度为50%～80%，自然光照条件，整个驯化和筛选过程的时间为50～70 d；

所述浓度不同的混凝后渗滤液分别为：浓度为25%的混凝后渗滤液、浓度为50%的混凝后渗滤液和混凝后渗滤液原液；

所述步骤c)中微藻的所述驯化和筛选方法为：将1ml水样加入浓度为25%混凝后渗滤液，在光照条件下让其自由生长15-30天；从中取出新的微藻水样1ml加入浓度为50%混凝后渗滤液中，在光照条件下让其自由生长15-25天；再次从中取出新的微藻水样1ml加入混凝后渗滤液原液中，在光照条件下让其自由生长15-25天。

2.根据权利要求1所述的处理方法，所述步骤d）微藻处理渗滤液前有微藻的扩培步骤：将能够在混凝后渗滤液原液中生长繁殖的微藻加入到去离子水：BG11培养液：混凝后渗滤液原液体积比为1：1：1的液体中进行扩培，得富集微藻，将富集微藻用于处理渗滤液原料；所述BG11培养液组成为：Na₂CO₃1500 mg/L、K₂HPO₄ 40 mg/L、MgSO₄50 mg/L、CaCl₂ 20 mg/L、柠檬酸铁6 mg/L、琼脂20 g/L。

3.根据权利要求2所述的处理方法，所述扩培条件为：培养的温度为28℃，培养的湿度为60%，全天光照，光照强度为8000～12000 Lx，扩培时长20~30天。

4.根据权利要求1所述的处理方法，所述步骤b)中混凝剂为聚合硫酸铁和聚合氯化铝，加入量分别为5g/L 和2g/L。

5.根据权利要求1所述的处理方法，所述步骤d)中所述微藻的加入量为干重0.01～0.2g/L；所述微藻生长繁殖时间为6-12天。

6.根据权利要求1所述的处理方法，所述步骤d)后将微藻采用微滤膜过滤，收集微藻，滤液进入下一个处理单元。