CN112028392A - 生活垃圾转运站渗滤液处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生活垃圾转运站渗滤液处理工艺，渗滤液经过预处理后进入集水池，集水池中的渗滤液经过滤后依次进入隔油沉淀池、调节池、厌氧反应器、厌氧氨氧化反应池、厌氧氨氧化沉淀池、Fenton+A/O生化一体化设备进行处理后达标排放；所述厌氧反应器的底部设置有布水系统，中部设置有厌氧污泥床，上部设置有三相分离器；所述Fenton+A/O生化一体化设备包括依次连接的Fenton催化氧化塔、反硝化池、硝化池和沉淀池，硝化池中的硝化液及沉淀池中的一部分污泥回流至反硝化池，沉淀池的上清液达标排放。本发明系统抗冲击能力强，出水达到排放标准且无浓水产生，工艺为无膜工艺，适于处理垃圾转运站的渗滤液。

Description

生活垃圾转运站渗滤液处理工艺

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种生活垃圾转运站渗滤液处理工艺。

背景技术

生活垃圾转运站运作过程中会产生一定量的渗滤液废水，当前常用的渗滤液处理工艺为有膜工艺，但这种工艺存在以下问题。

有膜工艺运行要求油脂含量低于10mg/L,而转运站的渗滤液油脂浓度通常在1000-2000mg/L，现已运行的处理设施中，采用MBR+NF/RO膜工艺或DTRO膜工艺的运行一个月后，即因膜污染堵塞而瘫痪停运，无法连续运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种生活垃圾转运站渗滤液处理工艺，系统抗冲击能力强，出水达到排放标准且无浓水产生，工艺为无膜工艺，适于处理垃圾转运站的渗滤液。

本发明的技术方案为：

生活垃圾转运站渗滤液处理工艺，渗滤液经过预处理后进入集水池，集水池中的渗滤液经过滤后依次进入隔油沉淀池、调节池、厌氧反应器、厌氧氨氧化反应池、厌氧氨氧化沉淀池、Fenton+A/O生化一体化设备进行处理后达标排放；所述厌氧反应器的底部设置有布水系统，中部设置有厌氧污泥床，上部设置有三相分离器；所述Fenton+A/O生化一体化设备包括依次连接的Fenton催化氧化塔、反硝化池、硝化池和沉淀池，硝化池中的硝化液及沉淀池中的一部分污泥回流至反硝化池，沉淀池的上清液达标排放。

优选地，所述预处理包括对渗滤液进行格栅渠过滤。

优选地，所述厌氧反应器中经三相分离器分离出的沼气通过水封器和脱硫脱水设备处理后进入沼气火炬中燃烧。

优选地，所述沉淀池的另一部分污泥、隔油沉淀池及厌氧反应器中的污泥进入污泥池，污泥池中的污泥经脱水机脱水后泥饼转运，压滤液和污泥池中的上清液回流至集水池中。

优选地，所述厌氧氨氧化沉淀池沉淀的污泥一部分回流至厌氧氨氧化反应池，一部分进入到污泥池中。

厌氧反应最终是将废水中的有机物转化为CH₄和CO₂，反应过程主要分为以下三个阶段：

①水解、发酵阶段。在水解与发酵细菌作用下，使碳水化合物、蛋白质、脂肪水解与发酵，转化成单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氢等；

②产氢产乙酸阶段。产氢产乙酸菌将丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等转化为乙酸、H₂/CO₂；

③产甲烷阶段。通过两组生理上不同的产甲烷菌的作用，一组把H₂和CO₂转化为CH₄，另一组对乙酸脱羧产生CH₄，一般认为，在厌氧生物处理过程中约有70％的CH₄产自乙酸的分解，其余的则产自H₂和CO₂。

本发明的厌氧反应器由三个功能区构成，即底部的布水区、中部的反应区、顶部的分离出水区，其中反应区为厌氧反应器的工作主体，厌氧反应器的主体结构如图1所示。

废水进入厌氧反应器，布水区的功能是将待处理的废水均匀地分布在反应区的横断面上，反应区则包括厌氧污泥床，厌氧污泥床位于反应器的最底部，其悬浮物质量浓度可高达60-80g/L,具有良好的沉降性能和凝聚性能。废水进入厌氧反应器首先与该部分污泥混合，废水中的有机物被污泥中的微生物分解为沼气。由于甲烷不溶于水，形成微小气泡不断上升，在上升过程中相互碰撞结合成较大气泡，在这种气泡的碰撞、结合、上升的搅动作用下，使厌氧污泥床以上的污泥呈松散悬浮状态，并与废水充分混合接触。有机负荷高，处理效果好，还可加速污泥与气泡的分离，降低污泥流失。废水中的大部分有机物在这个区域被分解转化。

厌氧反应器的上部设有固、液、气三相分离器，含有大量气泡的混合液不断上升，到达三相分离器下部，首先将气体进行分离。被分离出来的气体进入气室，并由管道引出。固液混合液进入分离器，失去气泡搅动作用的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下，沉淀至底部反应区，以保持反应器内足够的生物量以去除废水中的有机物，分离出污泥的处理水进入澄清区。混合液中的污泥得到进一步分离，澄清水经溢流堰排出。在这个区域内发生泥、水、气的分离，得到澄清的处理水和高热值的沼气，因此将此区称为分离区。

厌氧反应器在封闭的环境中运行，它不像好氧系统一样敞开运行可很方便的从各区域阶段取样化验分析，为了解运行状态提供参数依据。本发明的厌氧反应器设置取样系统，以解决这一难题。自厌氧反应器内不同高度分别设取样管接至厌氧反应器外近地面处，可根据运行需要随时取到不同高度的水样供化验分析，实时了解反应器运行状况及污泥形态。取样管采用SUS304材质且取样管端管口水平，避免污泥沉降落入，避免堵塞。

传统的好氧技术，通过亚硝化-硝化-反硝化实现氨氮的脱除，可以称之为全程硝化反硝化工艺。而本发明采用厌氧氨氧化脱氮技术(微生物厌氧氨氧化技术)，部分氨氮只进行亚硝化，产生的亚硝酸盐少量直接进行反硝化，剩余大部分与未被氧化的氨氮直接进行氧化还原反应产生氮气。

微生物氨氧化的基本原理是在缺氧条件下，微生物直接以NH₄ ⁺为电子供体，以NO₃ ^-和NO₂ ^-为电子受体，将氨转化为氮气。厌氧氨氮化一般前置短程硝化工艺，将废水中的一部分氨氮转化成亚硝酸盐。池内主要进行以下反应：

NH₄ ⁺+O₂→NO₂ ^-

NO₂ ^-+NH₄ ⁺→N₂

厌氧氨氧化脱氮工艺是以厌氧氨氧化为主体脱氮反应，并兼有其他生物脱氮途径，具有传统好氧系统所不具备的四大优势：

1、氨氮处理能力高，可适用于进水氨氮高达600-2000mg/L的好氧处理系统，出水氨氮可达10mg/L以下；

2、总氮去除率高，不受传统A/O工艺的内回流限制，不受污水中碳源限制，可达90％以上；

3、进水中的氨氮大约只有一半被氧化，且仅被氧化为亚硝酸盐，曝气量大大降低，动力消耗少；

4、污泥产量低，相比硝化反硝化工艺污泥产量减少50％以上，从而降低后续污泥处置费用。

Fenton试剂是由H₂O₂和Fe²⁺混合得到的一种强氧化剂，Fenton试剂特别适用于某些难治理的或对生物有毒性的工业废水的处理。由于具有反应迅速、温度和压力等反应条件缓和且无二次污染等优点，近30年来，其在工业废水处理中的应用越来越受到国内外的广泛重视。Fenton主要反应机理如下：

H₂O₂+Fe²⁺→·OH+OH^-+Fe³⁺→Fe(OH)₃↓

Fenton反应一般在pH3.5左右进行，在该pH值时自由基生成速率最大(根据水质情况和处理要求，可控制不同指标)。在Fe²⁺离子的催化作用下H₂0₂的分解活化能较低，能够分解产生羟基自由基OH·。同其它氧化剂相比，羟基自由基具有更高的氧化电极电位，因而具有很强的氧化性能，从而引发和传播自由基链反应，加快有机物和还原性物质(体现为COD和氨氮)的氧化，达到去除水中有机物的目的。

根据上述Fenton试剂反应的机理可知，OH·是氧化有机物的有效因子，而[Fe²⁺]、[H₂O₂]、[OH^-]决定了OH·的产量，因而决定了与有机物反应的程度。影响该系统的因素包括溶液pH值、反应温度、H₂O₂投加量及投加方式、催化剂种类、催化剂与H₂O₂投加量之比等。

本发明中A/O生化工艺作为末端Fenton催化氧化工艺后的生化保障措施，是一种有回流的前置反硝化脱氮工艺。它的优越性是除了使有机污染物得到降解之外，还具有一定的脱氮功能，A/O工艺流程如图2所示。

AO工艺包括反硝化池(即缺氧A池)和硝化池(即曝气O池)两部分，硝化池设曝气系统，在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将氨氮(NH₄-N)氧化为硝态氮(NO₃-N)，已进行充分反应的消化液通过回流控制返回至反硝化池。反硝化池内无曝气，仅设搅拌系统使泥水充分混合，在缺氧条件下，反硝化池内的脱氮菌以原污水中的有机物作为碳源，以回流液中的硝酸盐的氧作为受电体，进行呼吸的生命活动，将硝态氮还原为气态氮(N₂)，而不需要外加碳源，完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。

此外，在反硝化过程中，还原1mg硝态氮能产生3.75mg的碱度，而在消化反应过程中，将1mg的NH₄-N氧化为NO₃-N，要消耗7.14mg的碱度，因此，在缺氧-好氧系统中，反硝化反应产生的碱度可补偿消化反应消耗的部分碱度。因此，对含氮浓度不是特别高的废水不必投碱调节pH值。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：本发明工艺可靠、运行稳定，能适应水量水质的波动变化，系统抗冲击能力强，出水达到排放标准且无浓水产生。整个系统的占地面积小，运行费用低，确保稳定达标运行。并且本发明的工艺为无膜工艺，运行不受油脂含量低于10mg/L的限制，适于处理垃圾转运站的渗滤液。

附图说明

图1是厌氧反应器的结构示意图。。

图2是A/O工艺流程图。

图3是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

如图3所示，本实施例提供了一种生活垃圾转运站渗滤液处理工艺，渗滤液经过格栅渠过滤，截留渗滤液中比重大的泥沙及大粒径悬浮物杂质，随后进入集水池。集水池中的渗滤液经过滤后依次进入隔油沉淀池、调节池、厌氧反应器、厌氧氨氧化反应池、厌氧氨氧化沉淀池、Fenton+A/O生化一体化设备进行处理后达标排放。

集水池收集后的废水进隔油沉淀池，去除废水中的油脂、胶体物质和小颗粒悬浮物，可使COD及BOD在此阶段去除一部分。生活垃圾转运站的作业时间集中在白天3-6h，来水波动大，而调节池能对渗滤液均质均量，提供对污染物负荷的缓冲能力,防止处理系统负荷的急剧变化,使处理设施稳定均衡。

所述厌氧反应器的底部设置有布水系统，中部设置有厌氧污泥床，上部设置有三相分离器。厌氧反应器能够实现高浓度有机污水与高效厌氧污泥菌种的混合，并进行长时间充分的物质交换和能量传递，产生复杂的分步生物化学反应，最终将大部分有机物(85％以上)转化为生物气(沼气)和水分。利用沼气搅拌和水力搅拌使反应器内充分搅动，确保污泥微生物与污水充分接触。三相分离器分离出的沼气通过水封器和脱硫脱水设备处理后进入沼气火炬中燃烧。

通过对厌氧氨氧化反应池的工艺进行设计和控制运行条件，促使亚硝化反应形成亚硝酸盐积累，富集的微生物氨氧化菌利用氨氮和NO₂ ^-反应转化为N₂，低能耗降解氨氮和总氮。厌氧氨氧化反应池以氨氧化反应为主，并辅以多种反应形态(如亚硝化反硝化)，能够去除总氮、氨氮和有机物。

所述Fenton+A/O生化一体化设备包括依次连接的Fenton催化氧化塔、反硝化池、硝化池和沉淀池，硝化池中的硝化液及沉淀池中的一部分污泥回流至反硝化池，沉淀池的上清液达标排放；沉淀池的另一部分污泥进入污泥池，污泥池中的污泥经脱水机脱水后泥饼转运，压滤液和污泥池中的上清液回流至集水池中。厌氧氨氧化沉淀池沉淀的污泥一部分回流至厌氧氨氧化反应池，一部分进入到污泥池中。

Fenton+A/O生化一体化设备包含Fenton催化氧化和A/O生化反应两个工艺段，通过Fenton药剂形成的羟基自由基，强氧化分解废水中残留的部分有机物，并提高废水生化性，再通过A/O工艺微生物降解去除水中大部分有机物和氨氮。

来自隔油沉淀池、厌氧反应器、厌氧氨氧化沉淀池和沉淀池中的污泥汇集到污泥池中，在经过脱水机的浓缩叠螺脱水后，泥饼汇入生活垃圾转运处置，压滤液及污泥池上清液回集水池循环处理。

本实施例的生活垃圾转运站渗滤液处理工艺中，处理水量30m³/d，水质指标如表1所示：

表1渗滤液水量水质

项目	参数指标
		水量	30m<sup>3</sup>/d
pH	4-7
		化学需氧量COD<sub>cr</sub>	≤40000mg/l
生化需氧量BOD<sub>5</sub>	≤20000mg/l
		悬浮物SS	≤5000mg/l
总氮TN	≤1500mg/l
		氨氮	≤800mg/L
总磷	≤120mg/L
		油脂	≤0.2％

本实施例中各工艺段去除率如表2所示：

表2工艺段去除率

渗滤液经本实施例的工艺进行处理后，排放指标如表3所示：

表3渗滤液排放水质

项目	参数指标
		pH	6-9
化学需氧量COD<sub>cr</sub>	≤500mg/l
		生化需氧量BOD<sub>5</sub>	≤300mg/l
悬浮物SS	≤400mg/l
		氨氮	≤45mg/L

经本实施例的工艺处理后排放水达标。

Claims (5)

1.生活垃圾转运站渗滤液处理工艺，其特征在于：

渗滤液经过预处理后进入集水池，集水池中的渗滤液经过滤后依次进入隔油沉淀池、调节池、厌氧反应器、厌氧氨氧化反应池、厌氧氨氧化沉淀池、Fenton+A/O生化一体化设备进行处理后达标排放；

所述厌氧反应器的底部设置有布水系统，中部设置有厌氧污泥床，上部设置有三相分离器；所述Fenton+A/O生化一体化设备包括依次连接的Fenton催化氧化塔、反硝化池、硝化池和沉淀池，硝化池中的硝化液及沉淀池中的一部分污泥回流至反硝化池，沉淀池的上清液达标排放。

2.如权利要求1所述的生活垃圾转运站渗滤液处理工艺，其特征在于：所述预处理包括对渗滤液进行格栅渠过滤。

3.如权利要求1所述的生活垃圾转运站渗滤液处理工艺，其特征在于：所述厌氧反应器中经三相分离器分离出的沼气通过水封器和脱硫脱水设备处理后进入沼气火炬中燃烧。

4.如权利要求1所述的生活垃圾转运站渗滤液处理工艺，其特征在于：所述沉淀池的另一部分污泥、隔油沉淀池及厌氧反应器中的污泥进入污泥池，污泥池中的污泥经脱水机脱水后泥饼转运，压滤液和污泥池中的上清液回流至集水池中。

5.如权利要求4所述的生活垃圾转运站渗滤液处理工艺，其特征在于：所述厌氧氨氧化沉淀池沉淀的污泥一部分回流至厌氧氨氧化反应池，一部分进入到污泥池中。

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