CN113003726B

CN113003726B - 垃圾渗滤液反渗透膜滤浓缩液的处理方法

Info

Publication number: CN113003726B
Application number: CN202110241505.7A
Authority: CN
Inventors: 张千; 楼紫阳; 赵天涛; 朱宇楠; 袁春波; 艾铄; 刘毫; 王辉; 吴洺
Original assignee: Chongqing Research Institute Of Shanghai Jiaotong University; Chongqing University of Technology
Current assignee: Chongqing Research Institute Of Shanghai Jiaotong University; Chongqing University of Technology
Priority date: 2021-03-04
Filing date: 2021-03-04
Publication date: 2022-07-01
Anticipated expiration: 2041-03-04
Also published as: CN113003726A

Abstract

本发明公开了垃圾渗滤液反渗透膜滤浓缩液的处理方法，具体步骤如下：分别向厌氧污泥体系和好氧活性污泥体系中投加耐盐厌氧菌和耐盐好氧菌，流入盐度大于2wt％的垃圾渗滤液反渗透膜滤浓缩液先在厌氧污泥体系中进行厌氧预处理后，再在好氧活性污泥体系好氧条件下深度处理；通过预处理将浓缩液中的有机氮通过氨化作用转化为氨氮，并将难降解的大分子有机物降解为小分子有机物，改善浓缩液的可生化性；强化处理通过同步硝化反硝化作用，将残留的氨氮和硝酸盐氮最终转化为氮气，确保出水中总氮浓度达到排放标准的要求(＜20mg/L)。

Description

垃圾渗滤液反渗透膜滤浓缩液的处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体涉及垃圾渗滤液反渗透膜滤浓缩液的处理方法。

背景技术

我国在2008年发布实施的《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)中，对垃圾渗滤液中BOD₅、COD、氨氮、总氮、重金属等指标提出了严格的排放标准，且该标准也明确要求自2011年7月1日起，现有全部生活垃圾填埋场应自行处理垃圾渗滤液并执行表2规定的排放浓度限值。而在《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)中，也规定了渗滤液在焚烧厂内处理或送至填埋场渗滤液处理设施处理后满足GB16889表2的要求，方可直接排放。为保证渗滤液处理出水达标，目前国内对填埋场和焚烧厂渗滤液处理大多采用“预处理+生物处理+膜深度处理”的主流工艺。其中，采用纳滤或反渗透等膜分离系统不可避免会产生占渗滤液处理总量约20％-30％的浓缩液。其中反渗透膜滤浓缩液中COD的浓度范围在500-1500mg/L，其中腐殖质含量较高，占总TOC的27.4-52.3％，总氮100-200mg/L，其中有机氮含量较高，占总氮的50-60％，同时浓缩液含盐量较高，电导率为7.53-20.05ms/cm，处理难度极大。目前，对于浓缩液中有机物的处理，已形成比较成熟的技术，如两级物料膜技术，可以对有机物中腐殖质物质进行有效的分离，而总氮的去除依然是处理的重点和难点。对于总氮的去除，目前普遍采用的是生物处理技术，由于浓缩液可生化性差(缺乏脱氮所需的碳源)、有机氮含量高(脱氮微生物对有机氮几乎没有去除)且盐度极高(高渗透压和生物毒性)，导致传统的生物处理技术对浓缩液中总氮的去除效率非常低，虽然目前也出现了一些针对高盐渗滤液浓缩液的耐盐脱氮菌株，如专利“一种巴利阿里假单胞菌及其在处理垃圾渗滤液膜浓缩液中的应用”，申请号，201911015527.0，但是这类菌株的研究目前仅停留在菌株的筛选、鉴定、性能优化和处理模拟废水的研究上，关于这类菌株处理真实渗滤液浓缩液的研究或者工程应用鲜有报道，同时，这类菌株只能对硝酸氮和亚硝酸盐以及氨氮在高盐条件下有去除效果，而对于有机氮的去除，没有涉及。因此，针对渗滤液浓缩液中总氮，特别是有机氮的去除仍然是迫切需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种垃圾渗滤液反渗透膜滤浓缩液的处理方法，能够在高盐条件下有效去除总氮特别是有机氮，确保出水中总氮浓度达到排放标准的要求(＜20mg/L)。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

垃圾渗滤液反渗透膜滤浓缩液的处理方法，具体步骤如下：分别向厌氧污泥体系和好氧活性污泥体系中投加耐盐厌氧菌和耐盐好氧菌，流入盐度大于2wt％的垃圾渗滤液反渗透膜滤浓缩液先在厌氧污泥体系中进行厌氧预处理后，再在好氧活性污泥体系好氧条件下深度处理。

优选的，所述耐盐厌氧菌含产甲烷细菌、假单胞菌、乳酸菌、酵母菌、活化剂，活菌含量≥100亿/克；耐盐好氧菌剂由能形成芽孢的杆菌或球菌组成，活菌含量≥200亿/克。

优选的，所述预处理的条件是在溶解氧＜0.1mg/L，温度为26-30℃，磁力搅拌转速为10-20rpm。

优选的，所述深度处理的条件是在溶解氧为2-3mg/L，温度为26-30℃，磁力搅拌转速为600-620rpm。

优选的，所述深度处理体系的初始COD/TN浓度比控制在3:1，投加无水乙酸钠作为补加碳源。

优选的，所述厌氧活性污泥体系中污泥浓度为4-6g/L，VSS/SS为30-50％，SV30范围60-70％；所述好氧活性污泥体系中污泥浓度2.5-4.0g/L，VSS/SS为50-60％，SV30范围30-40％。

优选的，所述垃圾渗滤液反渗透膜滤浓缩液中氨氮浓度为15.2mg/L，COD浓度为350mg/L，总氮为141mg/L，硝态氮为53.17mg/L，有机氮含量为71.65mg/L。

优选的，所述耐盐厌氧菌按耐盐厌氧菌活化菌液占垃圾渗滤液的体积百分比为1％投加；所述耐盐好氧菌按耐盐好氧菌活化菌液占垃圾渗滤液的体积百分比为0.2％投加。

优选的，所述耐盐厌氧菌活化菌液的菌液浓度，用光密度OD表示，为1.4-1.5；所述耐盐厌氧菌活化菌液的菌液浓度，用光密度OD表示，为1.7-1.8。

更优选的，垃圾渗滤液反渗透膜滤浓缩液盐度为2～4wt％。

本发明的有益效果在于：本发明公开了垃圾渗滤液反渗透膜滤浓缩液的处理方法，该方法针对盐度超过2％的高盐条件下，通过耐盐厌氧菌和耐盐好氧菌的生物强化，对渗滤液反渗透浓缩中的有机氮的去除可达到91.5％；与传统生物处理技术对有机氮的去除率在30-40％左右，高盐条件下有机氮的去除10-20％相比，处理效果明显提高；处理后的出水总氮＜20mg/L，可以稳定达到排放标准；解决了传统生物处理技术出水总氮很难达到排放标准的问题；此外本发明的方法对有机物具有高效去除效果，并且运行成本仅为高级氧化和两级物料膜分离技术的1/5-1/3，因此具有很好的应用前景。

附图说明

图1为不同盐度条件下耐盐菌强化后的活性污泥系统对污染物的整体去除效果(a：盐度对COD的整体去除效果影响规律；b：盐度对TN的整体去除效果影响规律；c：盐度对有机氮整体去除效果影响规律)。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明中投加的耐盐厌氧菌和耐盐好氧菌均采购自重庆士继生态环境科技有限公司，菌种型号分别为TN-YN和TP-HN。

实施例1、制备活化菌液

耐盐厌氧菌的活化的具体步骤如下：称量5g的耐盐厌氧菌剂(TN-YN)粉末加入装有100ml自来水的锥形瓶中，加入1ml菌种激活剂(采购重庆士继生态环境科技有限公司，产品型号：JH-1，主要成分含产甲烷细菌、假单胞菌、乳酸菌、酵母菌、活化剂等，活菌含量≥100亿/克)，加入5g的葡萄糖(一水，分析纯，采购自成都市科隆化学品有限公司)，加0.6g的无水亚硫酸钠(分析纯，采购自成都市科隆化学品有限公司)，放置在30℃的恒温水浴锅静置活化24h，每隔6-8h混匀一次，最终形成活化好的菌液，菌液浓度OD值为1.4-1.5。

耐盐好氧菌活化的具体步骤如下：称量5g的耐盐厌氧菌TP-HN粉末加入装有100ml自来水的锥形瓶中，加入1ml菌种激活剂(采购自重庆士继生态环境科技有限公司，产品型号：JH-1，主要成分由能形成芽孢(内生孢子)的杆菌或球菌组成，活菌含量≥200亿/克)，加入5g的葡萄糖(一水，分析纯，采购自成都市科隆化学品有限公司)，放置在30℃的恒温摇床进行活化，摇床转速150rpm，活化24h，最后形成活化好的菌液，菌液浓度OD值为1.7-1.8。

实施例2、垃圾渗滤液反渗透膜滤浓缩液处理

垃圾渗滤液反渗透膜滤浓缩液水质情况，氨氮浓度15.2mg/L，COD浓度350mg/L，总氮141mg/L，硝态氮53.17mg/L，有机氮含量71.65mg/L，盐度2％。

处理过程具体为：分别向厌氧污泥体系和好氧活性污泥体系中投加耐盐厌氧菌和耐盐好氧菌，流入垃圾渗滤液反渗透膜滤浓缩液先在厌氧污泥体系中进行厌氧预处理后，再在好氧活性污泥体系好氧条件下深度处理。

其中厌氧活性污泥体系中污泥浓度4-6g/L，VSS/SS为30-50％，SV30范围60-70％；好氧活性污泥体系中污泥浓度2.5-4.0g/L，VSS/SS为50-60％，SV30范围30-40％。

预处理的作用是将浓缩液中的有机氮通过氨化作用转化为氨氮，同时通过厌氧发酵将一部分难降解的大分子有机物降解为小分子有机物，改善浓缩液的可生化性；深度处理通过同步硝化反硝化作用，将残留的氨氮和硝酸盐氮最终转化为氮气，确保出水中总氮浓度达到排放标准的要求(＜20mg/L)。

厌氧活性污泥体系的运行条件如下：将氨氮浓度15.2mg/L，COD浓度300mg/L，总氮141mg/L，硝态氮53.2mg/L，有机氮含量72.6mg/L，盐度2wt％的垃圾渗滤液反渗透膜滤浓缩液通入厌氧活性污泥体系中，厌氧活性污泥体系投加的耐盐厌氧菌活化菌液体积比为1％投加，在溶解氧＜0.1mg/L，温度为30℃，磁力搅拌转速为10-20rpm，经预处理后浓缩液中氨氮：73.58mg/L，总氮105.34mg/L，硝酸盐氮13.19mg/L，有机氮18.57mg/L，盐度2％，同时以未投菌作为对照，结果如表1所示。

表1、厌氧活性污泥系统处理前后结果

深度处理的运行条件如下：将预处理后浓缩液(氨氮：73.58mg/L，总氮105.34mg/L，硝酸盐氮13.19mg/L，有机氮18.57mg/L，盐度2％)流入好氧活性污泥系统，投加无水乙酸钠(分析纯，采购自成都市科隆化学品有限公司)作为补加碳源，将体系的初始COD/TN比控制在3:1(COD：316.02mg/L)，好氧活性污泥系统中耐盐好氧菌活化菌液投加的体积比为0.2％，然后在溶解氧为2-3mg/L，温度为30℃，磁力搅拌转速600-620rpm条件下处理，同时以未投耐盐好氧菌活化菌液为对照，结果如表2所示。

表2、好氧活性污泥系统处理前后结果

结果显示，经处理后有机氮的去除可达到91.5％，渗滤液反渗透浓缩液处理过后出水总氮＜20mg/L，可以稳定达到排放标准。

为验证盐度对处理效果的影响，使用盐度分别为2％，3％，4％，5％和6％的渗滤液反渗透浓缩液进行处理，处理结果如图1所示。结果显示，在盐度2～4％条件下，盐度对COD、TN和有机氮去除率影响不大，在高于5％条件下COD、TN和有机氮去除率降低。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims

1.垃圾渗滤液反渗透膜滤浓缩液的处理方法，其特征在于，具体步骤如下：分别向厌氧污泥体系和好氧活性污泥体系中投加耐盐厌氧菌剂和耐盐好氧菌剂，流入盐度大于2wt％的垃圾渗滤液反渗透膜滤浓缩液，经厌氧污泥体系中进行厌氧预处理后，将预处理后浓缩液流入好氧活性污泥体系进行好氧条件下深度处理；

所述垃圾渗滤液反渗透膜滤浓缩液中氨氮浓度为15.2mg/L，COD浓度为350mg/L，总氮为141mg/L，硝态氮为53.17mg/L，有机氮含量为71.65mg/L；

所述耐盐厌氧菌剂含产甲烷细菌、假单胞菌、乳酸菌、酵母菌、活化剂，活菌含量≥100亿/克；耐盐好氧菌剂由能形成芽孢的杆菌或球菌组成，活菌含量≥200亿/克；

所述预处理的条件是在溶解氧＜0.1mg/L，温度为26-30℃，磁力搅拌转速为10-20rpm；

所述深度处理的条件是在溶解氧为2-3mg/L，温度为26-30℃，磁力搅拌转速为600-620rpm；

所述深度处理体系的初始COD/TN浓度比控制在3:1，投加无水乙酸钠作为补加碳源。

2.根据权利要求1所述垃圾渗滤液反渗透膜滤浓缩液的处理方法，其特征在于：所述厌氧污泥体系中污泥浓度为4-6g/L，VSS/SS为30-50％，SV30范围60-70％；所述好氧活性污泥体系中污泥浓度2.5-4.0g/L，VSS/SS为50-60％，SV30范围30-40％。

3.根据权利要求1所述垃圾渗滤液反渗透膜滤浓缩液的处理方法，其特征在于：所述耐盐厌氧菌剂按耐盐厌氧菌活化菌液占垃圾渗滤液的体积百分比为1％投加；所述耐盐好氧菌剂按耐盐好氧菌活化菌液占垃圾渗滤液的体积百分比为0.2％投加。

4.根据权利要求3所述垃圾渗滤液反渗透膜滤浓缩液的处理方法，其特征在于：所述耐盐厌氧菌活化菌液的菌液浓度，用光密度OD表示，为1.4-1.5；所述耐盐厌氧菌活化菌液的菌液浓度，用光密度OD表示，为1.7-1.8。