CN111960616A - 一种老龄化填埋场垃圾渗滤液无浓液处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种老龄化填埋场垃圾渗滤液无浓液处理系统及方法，该处理系统包括顺次连通的磷酸铵镁(MAP)沉淀系统、生物吸附系统、铁碳微电解处理系统、均相生化处理系统、臭氧反应系统、AO滤池深度处理系统以及用于收集污泥的污泥池以及用于加药的加药系统。其采用一种抗冲击能力强、经济适用的新型工艺，提高老龄化填埋场渗滤液的可生化性，降低氨氮浓度，并采用无膜技术。解决老龄化填埋场渗滤液处理效果差、出水水质不达标、处理成本高，及膜技术存在的膜污染、膜表面结垢、能耗高、浓缩液难处理等问题。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种老龄化填埋场垃圾渗滤液无浓液处理系统及方法。
背景技术
我国城市生活垃圾的主要处理方式为垃圾填埋，填埋场产生的渗滤液污染物浓度高、成分复杂、危害大，若不妥善处理，会严重污染环境。填埋场产生的渗滤液按使用年限可分为：初期填埋场渗滤液(＜5年)、中期填埋场渗滤液(5～10年)、老龄填埋场渗滤液(>10年)，随填埋年限的增加，污染物性质发生变化，处理难度也逐渐增大，其中老龄化填埋场处理难度最大，且我国大部分城市的填埋场已进入老龄期，处理难度及棘手性日益突显。
目前垃圾填埋场渗滤液采用的工艺多为“厌氧生化+硝化+反硝化+MBR+纳滤/反渗透”。然而随着垃圾填埋场的老龄化，废水中有机物含量降低，可生化性变差、氨氮浓度升高，使C/N、B/C、C/N/P比例失调，游离的高氨氮不仅影响硝化，使系统处理效果变差，且导致C/N降低，反硝化所需碳源不足，需大量投加，处理成本大幅度升高。同时，纳滤/反渗透等膜法技术虽然出水水质较好，但主要原理为污染物的物理截留，因此存在产水率低，且会产生大量浓缩液，浓液中盐分、氨氮、总氮含量高，极难处理，目前多采用回灌垃圾填埋的方式，极易造成现有系统生物处理单元的崩溃，若对浓液进行单独处理，大大增加投资运行成本，且目前还没有根本的处理方式。尤其老龄化填埋场渗滤液处理系统由于多重因素的影响已近崩溃，出水水质无法达到国家要求的排放标准，现已成为行业痛点。
发明内容
本发明旨在克服以上现有技术缺点，提供一种处理老龄化填埋场垃圾渗滤液的无浓液处理系统及方法，其采用一种抗冲击能力强、经济适用的新型工艺，提高老龄化填埋场渗滤液的可生化性，降低氨氮浓度，并采用无膜技术。解决老龄化填埋场渗滤液处理效果差、出水水质不达标、处理成本高，及膜技术存在的膜污染、膜表面结垢、能耗高、浓缩液难处理等问题。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种老龄化填埋场垃圾渗滤液无浓液处理系统，包括顺次连通的磷酸铵镁(MAP)沉淀系统、生物吸附系统、铁碳微电解处理系统、均相生化处理系统、臭氧反应系统、AO滤池深度处理系统，还包括用于收集污泥的污泥池和用于加药的加药系统，
其中，所述磷酸铵镁沉淀系统包括顺次连通的磷酸铵镁反应池和磷酸铵镁沉淀池，
所述生物吸附系统包括顺次连通的预曝气池和生物吸附沉淀池，
所述铁碳微电解处理系统包括顺次连通的调酸池、铁碳池、调碱池、第一絮凝池，
所述均相生化处理系统包括顺次连通的第一缺氧MBBR池、第一好氧MBBR池、第二缺氧MBBR池、第二好氧MBBR池、第三缺氧MBBR池、第三好氧MBBR池和第二絮凝池，
所述臭氧反应系统包括臭氧接触池，
所述AO滤池深度处理系统包括顺次连通的缺氧滤池、好氧滤池、沉淀池和消毒池。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以有如下进一步的具体选择或优化选择。
具体的，所述磷酸铵镁反应池下部设有进水管，上部设有连通所述磷酸铵镁沉淀池的出水口，所述进水管为丰字型布置，所述进水管的侧壁开设有直径为10-20mm的进水孔。所述丰字型布置即中间设有主进水管，主进水管两侧设有与其连通且向两侧延伸的次进水管。
具体的，所述磷酸铵镁沉淀池底部设有坡度为50°的泥斗，且其上部设有连通所述预曝气池的出水孔，所述预曝气池底部设有曝气管，且上部设有连通所述生物吸附沉淀池。
具体的，所述铁碳池通过由上至下设置的盖板和支撑板分为上、中、下三层，所述下层分别布置有进水管和曝气管，所述进水管和曝气管均为丰字型，所述进水管与所述调酸池联通，所述中层设有填料，所述上层连通所述调碱池。上述曝气管均为同一类结构装置，购自市售产品。
具体的，所述第一缺氧MBBR池、第一好氧MBBR池、第二缺氧MBBR池、第二好氧MBBR池、第三缺氧MBBR池、第三好氧MBBR池均投加生物填料，所述生物填料空间占比为10-50％。
具体的，所述臭氧接触池通过两个水平设置在相对两侧壁的隔板将其空腔分隔成弯折连通的廊道，所述臭氧接触池顶部设有进水口，所述进水口与所述絮凝池连通，所述臭氧接触池底部设有出水口，所述出水口与所述缺氧滤池连通。
此外，本发明还提供了使用上述老龄化填埋场垃圾渗滤液无浓液处理系统进行老龄化填埋场垃圾渗滤液无浓液处理方法，其包括如下步骤：
将老龄化填埋场垃圾渗滤液依次通过所述磷酸铵镁(MAP)沉淀系统、生物吸附系统、铁碳微电解处理系统、均相生化处理系统、臭氧反应系统、AO滤池深度处理系统，并采用污泥池收集污泥，采用加药系统向上述系统加药。
具体的，所述预曝气池吸附污染物和所述生物吸附反应池均以高负荷运行，负荷为2kgBOD5/(kgMLSS·d)～6kgBOD5/(kgMLSS·d)，污泥泥龄为0.5d，水力停留时间为30min-2h。其中，所述负荷是指生物吸附池中的微生物吸附的单位污染物的量。数值越高，吸附能力越强，效果越好，也就是负荷越高。
具体的，所述调酸池调节采用浓硫酸、盐酸或醋酸调节pH至1～4，所述调碱池采用氢氧化钠或碳酸氢钠调节pH至9～11。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明技术提供一种新型的处理老龄化填埋场垃圾渗滤液技术方法，该技术无浓液产生，显著降低投资运行成本，出水水质好，达国家相关标准。并优选有效去除氨氮、提高废水可生化性的MAP及生物吸附工艺、铁碳微电解、多级均相生物膜技术。区别于常规技术如氨氮吹脱、厌氧生化处理、MBR及纳滤/反渗透膜过滤技术等，解决常规技术运维复杂、处理效果差、浓液无法处理的弊端。详细如下：
(1)无需厌氧生化系统，避免沼气的产生及收集带来的安全隐患问题；
(2)采用无膜技术，提高了系统产水率，减少膜的高昂投资费和更换费用，降低投资运行成本，且不产生浓液，克服传统膜处理法产生浓液，无法有效处理浓液的弊端；
(3)采用MAP沉淀技术优化传统吹脱除氨氮法，解决吹脱法吹脱塔结构复杂、需投加大量碱的弊端避免了传统吹脱法造成的空气污染、脱氮塔堵塞和臭味等二次污染问题。形成的磷酸铵镁是一种很好的缓释性肥料，用做陶瓷、搪瓷、耐火坩锅和耐火砖的原料等结构制品的阻燃剂，产生显著的经济效益。另外，磷酸铵镁还可以在不同条件下脱氮再生，经多次重复使用可以有效地节省药剂成本。同时投加的余磷弥补了渗滤液中氮磷比失调的不足。
(4)利用铁碳微电解技术提高废水可生化性，解决传统电化学法、Fenton法产泥量大、运营维护复杂的缺点；
(5)生化段设置多段进水、投加悬浮填料提高系统微生物量，抗冲击能力强，去除效果提高，出水水质好。
附图说明
图1是本发明提供的一种老龄化填埋场垃圾渗滤液无浓液处理系统的工艺流程图。
图2是本发明提供的一种老龄化填埋场垃圾渗滤液无浓液处理系统的设备连接示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图及具体实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
本发明提供了一种老龄化填埋场垃圾渗滤液无浓液处理系统的设备由处理单元与设备间组成，其中处理单元包括磷酸铵镁(MAP)沉淀系统、生物吸附系统、铁碳微电解处理系统、均相生化处理系统、臭氧反应系统、AO滤池深度处理系统、污泥池。
各系统又由以下部分组成：
磷酸铵镁(MAP)沉淀系统：MAP反应池、MAP沉淀池
生物吸附系统：预曝气池、生物吸附沉淀池、污泥回流系统
铁碳微电解处理系统：调酸池、铁碳池、调碱池、第一絮凝池
均相生化处理系统：三级A-O-MBBR池、第二絮凝池
臭氧反应系统：臭氧接触池
AO滤池深度处理系统：缺氧滤池、好氧滤池、沉淀池、消毒池
污泥池。
所述设备间包含加药系统(8个加药桶、加药桶各自配套计量泵、搅拌装置)、曝气系统(多组空气泵)、臭氧发生器、电控系统。
设备处理单元的第一处理单元反应池壁上端设置进水口法兰，污水依次从进水口流经MAP反应池--MAP沉淀池1--预曝气池--生物吸附沉淀池2--调酸池--铁碳池--调碱池--絮凝池1--缺氧MBBR池1--好氧MBBR池1--缺氧MBBR池2--好氧MBBR池2--缺氧MBBR池3--好氧MBBR池3--絮凝池2--臭氧接触池--缺氧滤池--好氧滤池--沉淀池3--消毒池--出水口。各处理单元之间以隔板隔开，隔板设置宽度5mm-10mm，长度10-20mm的条形孔，方便水流依次通过。
MAP反应池进水管通入池底，并以“丰”字型布置支管，支管开孔φ10～φ20mm，起到水力搅拌进水与药剂使其充分混合的作用。反应池通过设备间的加药桶投加硫酸镁、磷酸二氢钠等药剂，与进水氨氮充分反应，反应池出水通过隔板上部开孔流入沉淀池，沉淀池底部设置坡度为50°的泥斗，反应后的污水在沉淀池完成固液分离沉淀。上清液通过隔板上部开孔流入预曝气池。预曝气池设置1根曝气管通入池底，风量由设备间的空气泵供应，起曝气搅拌的作用。预曝气后出水经隔板溢流至沉淀池(结构同沉淀池)，进行泥水分离。分离后上清液流入调酸池，调酸池通过设备间的加药桶5投加浓硫酸、盐酸、醋酸等酸调节系统pH至1～4，以满足铁碳池反应所需酸性环境。调酸池出水通过隔板溢流至铁碳池。
铁碳池内部结构分三层，底部为布水布气区，调酸池的出水通过调酸池与铁碳池之间隔板上开孔布置进水管道进入，且进水管道导流至铁碳池底部，并以“丰”字型布置支管于池底，便于进水的均匀分布。铁碳池底部布水管上层布置穿孔曝气管，以“丰”字型布置支管，便于均匀曝气。铁碳池中部为填料层，由支撑板和盖板组成，填料填充于支撑板和盖板之间。以实现铁碳与污染物的充分接触与反应。铁碳池上部为出水配水区，距铁碳池中部填料层盖板上0.5～1m处隔板上设置集水渠，收集铁碳池出水，收集后出水通过隔板开孔进入调碱池。
调碱池将呈酸性的铁碳出水，通过设备间的加药桶6通过投加氢氧化钠、碳酸氢钠等碱度调节pH至9～11。并在絮凝池1投加通过设备间的加药桶投加PAC、PAM等药剂，完成铁、悬浮物、磷等污染物的去除。所述絮凝池安装机械搅拌装置。经絮凝沉淀后出水进入三级缺氧、好氧MBBR池。
缺氧、好氧MBBR池分别投加生物填料，投加比例10％～50％，填料规格φ25*10mm，提高系统微生物量，完成生化反应去除有机物、氮、磷等污染物。好氧MBBR池设置曝气装置，由设备间空气泵供氧搅拌。反应后出水进入絮凝池(同絮凝池)完成泥水分离。出水进入臭氧接触池。
臭氧接触池通过2个隔板分成三个廊道，作用延长污水停留时间，使臭氧与污水充分接触。第1隔板与设备顶部焊接相连，下部开孔，水流从下部开孔通过。第2隔板与设备底部焊接相连，上部开孔，水流从上部开孔通过。出水从臭氧接触池与缺氧滤池底部进入。
缺氧滤池、好氧滤池填充陶粒滤料，粒径2.5-5mm，进一步优化氮、磷等污染物的深度处理。并通过设备间加药桶投加葡萄糖、乙酸钠、甲醇等碳源至缺氧池，为反硝化作用提供碳源，保证总氮的去除，加药桶投加碳酸氢钠至好氧池调节碱度，以满足硝化作用所需碱度，保证氨氮的去除。滤池后出水进入沉淀池进行沉淀分离，上清液经消毒池后达标排放。
(二)、作用原理及流程
老龄化填埋场垃圾渗滤液无浓液处理工艺方法，见附图1工艺流程图，包括以下步骤：
A.垃圾渗滤液原水经提升泵提升至磷酸铵镁(MAP)沉淀系统，用以去除高浓度氨氮，保证后续生化反应正常进行。MAP反应池中通过设备间的加药桶投加硫酸镁、磷酸二氢钠等药剂与废水充分混合，与氨氮形成磷酸铵镁沉淀，在MAP沉淀池以沉淀的方式分离去除氨氮。
B.MAP沉淀池的出水进入生物吸附系统，主要为依靠微生物絮凝吸附作用去除非溶解性有机物和部分重金属，污水经过预曝气池吸附污染物、吸附反应池以高负荷运行，负荷为2kgBOD5/(kgMLSS·d)～6kgBOD5/(kgMLSS·d)，污泥泥龄约0.5d，水力停留时间一般在30min-2h。后进入生物吸附沉淀池以沉淀分离、排泥方式排出污染物。同时生物吸附系统设有污泥回流系统，保证系统中污泥活性。
C.经生物吸附系统后的出水进入铁碳微电解处理系统以降解大分子有机污染物，提高废水可生化性，并降低COD、SS和色度，为后续生化处理提供条件。铁碳微电解处理系统主要步骤为：废水先进入调酸池，通过投加浓硫酸、盐酸、醋酸等酸调节系统pH至1～4，后进入铁碳反应池，在曝气状态下与污染物发生氧化还原反应。出水进入调碱池，通过投加氢氧化钠、碳酸氢钠等碱度调节pH至9～11，使铁碳反应后的重金属、Fe3+与OH-发生反应，并进入絮凝池进行沉淀分离去除。
D.铁碳微电解处理系统的出水进入均相生化处理系统，通过生化方式去除大部分的有机物、氮、磷、SS等污染物。均相生化系统由三级缺氧-好氧组成，三个缺氧段分别设置进水口，用以均衡各段进水营养物，使微生物优势生长。同时投加聚乙烯填料，投加比例10％～50％，填料规格φ25*10mm，提高系统微生物量。经生化反应后出水进入絮凝池进行沉淀分离。
E.沉淀分离后上清液出水进入臭氧接触池，由设备间的臭氧发生器提供O3氧化分解难降解有机物；
F.臭氧接触池出水进入AO滤池深度处理系统，依次经过缺氧滤池、好氧滤池进一步降解废水中的氮、磷及小分子有机物等污染物，滤池后出水进入沉淀池进行沉淀分离，上清液经消毒池后达标排放。
G.污泥池用于收集沉淀池、絮凝池、各生化池所产生的污泥，定期清理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种老龄化填埋场垃圾渗滤液无浓液处理系统，其特征在于，
包括顺次连通的磷酸铵镁沉淀系统、生物吸附系统、铁碳微电解处理系统、均相生化处理系统、臭氧反应系统、AO滤池深度处理系统，还包括用于收集污泥的污泥池和用于加药的加药系统，
其中，所述磷酸铵镁沉淀系统包括顺次连通的磷酸铵镁反应池和磷酸铵镁沉淀池，所述生物吸附系统包括顺次连通的预曝气池和生物吸附沉淀池，所述铁碳微电解处理系统包括顺次连通的调酸池、铁碳池、调碱池、第一絮凝池，所述均相生化处理系统包括顺次连通的第一缺氧MBBR池、第一好氧MBBR池、第二缺氧MBBR池、第二好氧MBBR池、第三缺氧MBBR池、第三好氧MBBR池和第二絮凝池，所述臭氧反应系统包括臭氧接触池，所述AO滤池深度处理系统包括顺次连通的缺氧滤池、好氧滤池、沉淀池和消毒池。
2.根据权利要求1所述的一种老龄化填埋场垃圾渗滤液无浓液处理系统，其特征在于：所述磷酸铵镁反应池下部设有进水管，上部设有连通所述磷酸铵镁沉淀池的出水口，所述进水管为丰字型布置，且所述进水管的侧壁开设有直径为10-20mm的进水孔。
3.根据权利要求1所述的一种老龄化填埋场垃圾渗滤液无浓液处理系统，其特征在于：所述磷酸铵镁沉淀池底部设有坡度为50°的泥斗，且其上部设有连通所述预曝气池的出水孔，所述预曝气池底部设有曝气管，且上部设有连通所述生物吸附沉淀池。
4.根据权利要求1所述的一种老龄化填埋场垃圾渗滤液无浓液处理系统，其特征在于：所述铁碳池通过由上至下设置的盖板和支撑板分为上、中、下三层，所述下层分别布置有进水管和曝气管，所述进水管与所述调酸池联通，所述进水管和曝气管均为丰字型，所述中层设有填料，所述上层连通所述调碱池。
5.根据权利要求1所述的一种老龄化填埋场垃圾渗滤液无浓液处理系统，其特征在于：所述第一缺氧MBBR池、第一好氧MBBR池、第二缺氧MBBR池、第二好氧MBBR池、第三缺氧MBBR池、第三好氧MBBR池均投加生物填料，所述生物填料空间占比为10-50％。
6.根据权利要求1所述的一种老龄化填埋场垃圾渗滤液无浓液处理系统，其特征在于：所述臭氧接触池通过两个水平设置在相对两侧壁的隔板将其空腔分隔成弯折连通的廊道，所述臭氧接触池顶部设有进水口，所述进水口与所述絮凝池连通，所述臭氧接触池底部设有出水口，所述出水口与所述缺氧滤池连通。
7.一种老龄化填埋场垃圾渗滤液无浓液处理方法，利用如权利要求1至6任一项所述的一种老龄化填埋场垃圾渗滤液无浓液处理系统实现，其包括如下步骤：
将老龄化填埋场垃圾渗滤液依次通过所述磷酸铵镁沉淀系统、生物吸附系统、铁碳微电解处理系统、均相生化处理系统、臭氧反应系统、AO滤池深度处理系统，并采用污泥池收集污泥，采用加药系统向上述系统加药。
8.根据权利要求7所述的一种老龄化填埋场垃圾渗滤液无浓液处理方法，其特征在于，所述调酸池调节采用浓硫酸、盐酸或醋酸调节pH至1～4，所述调碱池采用氢氧化钠或碳酸氢钠调节pH至9～11。
9.根据权利要求7所述的一种老龄化填埋场垃圾渗滤液无浓液处理方法，其特征在于，所述预曝气池吸附污染物和所述生物吸附反应池均以高负荷运行，负荷为2kgBOD5/(kgMLSS·d)～6kgBOD5/(kgMLSS·d)，污泥泥龄为0.5d，水力停留时间为30min-2h。
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