CN113968659A

CN113968659A - 一种垃圾渗滤液处理生化出水的净化系统及其净化方法

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Publication number: CN113968659A
Application number: CN202111110511.5A
Authority: CN
Inventors: 张世文
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-09-18
Filing date: 2021-09-18
Publication date: 2022-01-25

Abstract

本发明公开了一种垃圾渗滤液处理生化出水的净化系统及其净化方法，该净化系统包括垃圾渗滤液的一次生化出水装置，脱硬度装置、催化电解脱氮装置、二次生化处理装置和混凝沉淀净化装置，垃圾渗滤液处理的生化出水依次经过脱硬度、催化电解脱氮、二次生化和混凝沉淀净化后的出水达到《生活垃圾填埋场污染物控制标准》(GB16889‑2008)标准，没有浓缩液，特别适合于现有垃圾渗滤液处理厂的改造。

Description

一种垃圾渗滤液处理生化出水的净化系统及其净化方法

技术领域

本发明涉及一种垃圾渗滤液处理的净化系统及其净化方法，特别是一种垃圾渗滤液处理的生化出水的净化系统及其净化方法，其特点是深度处理后的出水达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)的全部指标，没有浓缩液，属于环保领域。

背景技术

垃圾渗滤液是垃圾填埋场因堆放和填埋，经微生物发酵、降雨淋溶等作用渗出的液体，是一种高氨氮、高COD有机废水，其主要来自以下三个方面：1、在垃圾填埋后由于微生物的发酵分解而释放出来的水份；2、垃圾自身含有的水份析出；3、填埋场内的自然降雨和径流和地下水的渗透。城市垃圾渗滤液污染物含量典型值如表1所示。

表1一般垃圾渗滤液的主要成分(除pH、和感观指标外，单位为mg/L)

由表1可知，垃圾渗滤液的水质具有以下基本特征：首先，氨氮、总氨和COD、BOD等污染物浓度高，氨氮、COD和BOD大多为工业污染物国家排放标准的几十～几百倍以上。其次，碳氮(C/N)比严重失调，特别是多数渗沥液的氨氮浓度高，其营养比例比生物法处理时微生物生长所需要的营养比例相去甚远，高氨氮抑制了微生物生长，给生物处理带来一定的难度。再次、既有有机污染成分，也有无机污染成分，同时还含有一些微量重金属污染成分，综合污染特征明显。

垃圾渗滤液的氨氮含量和COD浓度高，使地面水体缺氧，水质恶化；氮磷等营养物质是导致水体富营养化的诱因，还可能严重影响饮用水水源；一般而言，COD，BOD，BOD/COD会随填埋场的“年龄”增长而降低，碱度含量则升高。此外，随着堆放年限的增加，新鲜垃圾逐渐变为陈腐垃圾，渗滤液中有机物含量有所下降，但氨氮含量增加，且可生化性降低，因此处理难度非常大。

对垃圾渗滤液进行治理的重点是COD、BOD和氨氮的处理，尤其是氨氮的处理。现有主流技术包括预处理、絮凝沉淀、生化处理、化学强氧化、MBR、超滤、纳滤和反渗透等步骤，它结合了物理处理、化学处理和生物处理三方面的手段。与此类似，专利文件CN1478737中所公开的垃圾渗滤液也是采用物化处理与生物处理相结合的方案，在该工艺中，利用陶瓷膜对经过电解氧化处理的渗滤液进行反渗透处理。上述技术在治理垃圾渗滤液上取得了一定的效果，但存在以下突出问题：

1、我国除南部地区气候温暖外，大部分地区存在冬季低温，当水温低于15℃，垃圾渗滤液处理设施中的硝化菌活性大幅下降，硝化效果差，致使生化出水的氨氮浓度高达500～1000mg/L，有的甚至更高，而后续的膜处理并不能消除氨氮，所以，出水氨氮严重超标；

2、现有的生化与膜过滤技术结合的垃圾渗滤液处理技术，其膜处理包括MBR、超滤、纳滤和反渗透，处理工艺长，投资多，操作岗位多，运行费用高，特别是有约40％的浓缩液除了蒸发处理外，只能再次回灌到填埋场里，导致盐份不断积累，渗滤液的氨氮含量和含盐量越来越高。如果采用蒸发处理，浓缩液处理的运行费用高达150～200元/吨，摊销到每吨垃圾渗滤液上高达50元/吨以上。

3、大部分垃圾填埋场的渗滤液经过处理后，其MBR出水中的高氨氮困扰后续膜工艺处理。

4、大多数垃圾沥液的处理厂都没有建设浓缩液处理设施，浓缩液只能回灌至填埋场，不仅导致导致盐份不断积累，渗滤液的氨氮含量和含盐量越来越高，而且导致渗沥液的重复处理，给地方政府带来较大的经济负担。

5、浓缩液回灌至填埋场后再回到调节池中去，导致渗沥液在调节池的大量库存，所以，多数垃圾填埋场每隔一定时间就必须作应急处理，不仅费用高，而且存在安全隐患。

因此，急需一种对垃圾渗液的生化出水的新型净化装备和技术，以解决排水水质不达标和浓缩液的回灌问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有垃圾渗滤液处理技术存在的处理工艺复杂、化学药剂消耗量大、成本高、处理后的浓缩液回灌等缺陷，通过将生化后出水的进行脱硬度装置、催化电解脱氮装置、二次生化处理装置和混凝沉淀净化装置相结合，取长补短，从而形成一种垃圾渗液处理的生化出水的净化系统及其净化方法。

本发明的一种垃圾渗滤液处理的生化出水净化系统包括:脱硬度装置、催化电解脱氮装置、二次生化装置和混凝沉淀净化装置，其净化方法则依次通过上述生化出水净化系统进行脱硬度、催化电解脱氮、二次生化和混凝沉淀处理，采用以上装置和方法对垃圾渗滤液的生化出水进行净化后的进出水完全满足《生活垃圾填埋场污染物控制标准》(GB16889-2008)表2的要求，具体指标如表1：

表1垃圾渗滤液的生化出水采用本发明进行净化后的进出水指标

本发明与现有技术比较，具有以下明显优势：

1、生化处理后的垃圾渗沥液经过净化后的出水全部达到《生活垃圾填埋场污染物控制标准》(GB16889-2008)表2的指标要求，没有浓缩液，解决了现有垃圾渗滤液处理技术的35～40％膜浓缩液的处理难题；

2、净化后的出水指标全部符合《生活垃圾填埋场污染物控制标准》(GB16889-2008)表2的要求，解决了现有垃圾渗滤液处理技术，冬季出水的氨氮超标难题；

3、将垃圾渗滤液生化处理的出水的处理工艺由现行的“UF+NF+RO”缩短成“脱硬度+催化电解脱氮+二次生化+混凝沉淀”，不仅工艺流程大幅缩短，而且投资也有一定程度降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明的垃圾渗滤液处理生化出水净化装置的连接示意图。

图2是本发明脱硬度装置图。

图3是本发明催化电解脱氮装置示意图。

图4是本发明二次生化处理装置图。

图5是本发明混凝沉淀净化装置示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，一种垃圾渗滤液处理生化出水的净化系统，包括：垃圾渗滤液的一次生化出水装置(10)，脱硬度装置(100)、催化电解脱氮装置(200)、二次生化处理装置(300)和混凝沉淀净化装置(400)，其中，垃圾渗滤液处理生化出水是指垃圾渗滤液经过一级厌氧、一级好氧、二级厌氧、二级好氧和MBR处理，或经过一级厌氧、一级好氧、二级厌氧、二级好氧和混凝沉淀处理，或经过一级厌氧、一级缺氧、一级好氧、二级厌氧、二级好氧和混凝沉淀处理，亦或者经过一级厌氧、一级缺氧、一级好氧、二级厌氧、二级好氧和MBR处理装置的其中一种处理后的出水(即经过上述一次生化出水装置处理后的出水)，其主要污染物指标为：COD_Cr≤1200mg/L，BOD₅≤500mg/L，氨氮≤900mg/L，总氮≤1000mg/L，总磷≤30mg/L，氯离子浓度为50～6000mg/L。

(1)脱硬度装置(100)(双碱法除硬度装置)

参照附图2，所述脱硬度装置(100)由碳酸钠溶液储罐(112)、石灰储罐(113)、除硬度反应罐(110)、沉淀罐(120)、中间水罐(130)和固液分离机(126)组成，用于脱除垃圾渗滤液生化处理出水的硬度；除硬度反应罐(110)上安装有搅拌器、碳酸钠溶液储罐(112)和石灰储罐(113)，除硬度反应罐的进水口与垃圾渗滤液一次生化出水装置10的中间水池连接，除硬度反应罐(110)的出水口与沉淀罐(120)的进水口连接，沉淀罐(120)的出水口与中间水罐(130)连接，沉淀罐(120)的出泥口与固液分离机(126)的进口连接；较佳的，所述固液分离机是板框压滤机、离心机、真空过滤机的一种。

(2)催化电解脱氮装置(200)

参照附图3，所述催化电解脱氮装置(200)包括电解机(210)、直流电源(220)、脱气罐(230)、催化剂投加装置(240)、电极清洗装置(250)、和还原装置(260)，所述电解机(210)的进水口通过提升泵(211)、阀门(212)、流量计(213)和阀门(215)与所述脱硬度装置(100)的出水口相连，所述电解机(210)的出水口与脱气罐(230)的进水口(231)连接，所述脱气罐(230)的出水口与还原装置(260)的进水口联接，还原装置(260)的出水口与二次生化处理装置(300)的进水管相连，脱气罐(230)出水下方1～1.5米或三分之二高度处还设有循环口，循环口通过循环管和循环水泵(270)与所述电解机(210)的进水管连接，所述电极清洗装置(250)由酸洗溶液贮罐(252)和酸洗溶液输送泵(251)构成，所述酸洗溶液采用2％～3％盐酸溶液或者4％～5％的柠檬酸溶液。

所述脱气罐(230)的进水口与位于所述脱气罐(230)底部的布水器(232)联接，所述脱气罐(230)上部的出水口与所述还原装置(260)的进水管联接，所述脱气罐(230)的顶部还设有刮渣器和气泡收集槽。所述脱气罐的底部设有排污口，所述排污口与所述混凝沉淀净化装置进水口连接。

所述还原装置(260)包括还原池(261)和还原剂溶液储罐(262)，还原剂溶液储罐通过计量加药泵(263)与还原池(261)连接，所述还原池上还安装有搅拌机(264)，所述还原池的进水口与脱气罐(230)的出水口连接，所述还原池(261)的出水口与二次生化处理装置(300)的进水口连接。

进一步的，所述催化电解脱氮装置进水之前还有一个pH调节罐，用于投加5～20％碱液调节水体的pH至8.5～10。

(3)二次生化处理装置(300)

参照附图4，所述二次生化处理装置(300)是厌氧池(310)、好氧池(320)和中间水池(330)(AO)，或好氧池(310)、反硝化深床滤池(320)和中间水池(330)，或厌氧池(310)、MBR池(320)和中间水池(330)的其中一种。

在其中一实施例中，所述催化电解脱氮装置(200)的还原池(261)的出水口与二次生化处理装置(300)的进水口连接，依次经过厌氧池(310)、好氧池(320)和中间水池(330)，中间水池(330)的出水口连接混凝沉淀装置(400)的进水口。

在另一实施例中，所述催化电解脱氮装置(200)的还原池(261)的出水口与二次生化处理装置(300)的进水口连接，依次经过好氧池(310)、反硝化深床滤池(320)和中间水池(330)，中间水池(330)的出水口连接混凝沉淀装置(400)的进水口。

进一步，所述二次生化处理装置的反硝化深床滤池(320)由反硝滤池主体和反洗系统构成；所述反硝滤池主体由池体和安装于池体内的滤砖、风管和滤料组成；所述反硝滤池主体外还有曝气风机和风管；所述反洗系统由清水储罐、清水泵、反洗水储罐构成；所述反洗系统的清水储罐与反硝滤池底部的清洗水进口连接，反硝滤池顶部的反洗水出口与反洗水储罐的进口连接；反洗水储罐的出水口与垃圾渗滤液原水罐连接。

在另一实施例中，所述催化电解脱氮装置(200)的还原池(261)的出水口与二次生化处理装置(300)的进水口连接，依次经过厌氧池(310)、MBR池(320)和中间水池(330)，中间水池(330)的出水口连接混凝沉淀装置(400)的进水口。

对于二次生化采用AO装置的，在AO步骤之后还有一个过滤步骤，以去除生化后出水中的SS。

(4)混凝沉淀净化装置(400)

参照附图5，所述混凝沉淀净化装置(400)包括依次连接的pH调节池(410)、混凝池(420)、助凝池(430)和沉淀池(440)，其中所述沉淀池的顶部设有上清液出口，所述上清液出口与滤池连接，所述沉淀池的底部设有污泥出口，所述污泥出口与污泥泵联接；其中，所述滤池是砂滤或V型滤池的一种。

所述混凝池包括混凝剂加药装置和混凝搅拌机，所述混凝剂加药装置中储存有质量比为1～20％的PAC溶液、硫酸铁溶液或三氯化铁溶液的一种；所述助凝池包括池体、助凝剂加料装置和搅拌机，所述助凝剂加料装置中储存有质量比为1～2‰的PAM溶液。

所述的一种垃圾渗滤液处理生化出水的净化方法，包括如下步骤：(1)脱硬度(双碱法除硬度)：将经过一次生化处理后的垃圾渗滤液泵入除硬度反应罐(110)中，开动搅拌机，按1～3㎏/m³加入石灰反应5～10分钟后，再按300～900g/m³加入碳酸钠反应10～15分钟后，泵入沉淀罐(120)沉淀分离，得上清液和底部污泥，上清液储存于中间水罐中，底部污泥经固定液分离得泥块和滤液，滤液进入中间水罐中。

2Ca(HCO₃)₂+Ca(OH)₂→2CaCO₃+2H₂O

2Mg(HCO₃)₂+Ca(OH)₂→CaCO₃+MgCO₃+2H₂O

CaSO₄+Na₂CO₃→CaCO₃+Na₂SO₄

(2)催化电解脱氮：将垃圾渗滤液生化出水经过脱硬度处理后泵入电解机中进行催化电解脱氮，所述电解机的工作电压为5～50V，电流10～20000A；所述生化处理后并经过脱硬度后的垃圾渗滤液出水的主要污染物指标为：COD_Cr≤1200mg/L，BOD₅≤500mg/L，氨氮≤900mg/L，总氮≤1000mg/L，总磷≤30mg/L，氯离子浓度为50～6000mg/L；当垃圾渗滤液的氯离子浓度小于500mg/L时，应启动氯化钠投加装置补充氯化钠至氯离子浓度≥500mg/L，电解后的生化出水进入脱气罐中进行气液分离，上部的气泡经过刮渣机刮入气泡收集槽中，下部清液经过循环泵再次泵入电解机进一步电解脱氮至氨氮≤100mg/L；经过电解脱氮后的脱气罐出水进入还原装置中，加入5～20％的还原剂溶液中和消除过量的次氯酸钠至余氯≤0.2mg/L。

(3)二次生化：将经过步骤(2)催化电解脱氮后的出水泵入二次生化处理装置中，分别经过好氧(硝化)和厌氧(反硝化)和中间水池沉淀分离，至出水的色度小于5、COD_Cr≤150mg/L、BOD₅≤20mg/L、氨氮≤20mg/L、总氮≤35mg/L、总磷≤5mg/L、粪大肠菌群≤100个/L、总汞≤0.001mg/L、总铬≤0.1mg/L、六价铬≤0.05mg/L、总镉≤0.01mg/L、总铅≤0.1mg/L、总砷≤0.1mg/L，之后进入混凝沉淀净化装置(400)中。

(4)混凝沉淀：将经过步骤(3)二次生化后的出水泵入混凝沉淀净化装置的pH调节池中，在不断搅拌条件下加氢氧化钠溶液调pH至8.5～9.5，然后流入混凝池中，在不断搅拌条件下按6～30ml/L加入2％的混凝剂溶液，再流入助凝池中，在不断搅拌条件下按1～1.5ml/L加入2‰PAM溶液助凝后，进入沉淀池进行固液分离，得上清水和下部污泥，上清液经在线测定其氨氮≤20mg/L、总氮≤35mg/L，总磷≤2mg/L，检测合格后排至排水系统中；下部污泥进入污泥脱水系统中脱水成泥块和污水，污水返回电解净化后的生化出水储存罐中；混凝剂溶液是聚合氯化铝、聚铁、硫酸铁、硫酸亚铁、或聚合氯化铝和聚铁的混合物的一种。

所述的电解净化装置在电解过程中结垢后的除垢方法是采用2～3％的盐酸溶液或4～6％的柠檬酸冲洗40～90分钟，去除污垢。

采用以上装置和方法对垃圾渗滤液的生化出水进行净化后的进出水完全满足《生活垃圾填埋场污染物控制标准》(GB16889-2008)表2的要求。

实施例1

采用本发明的生产工艺建设的某市垃圾填埋场的垃圾渗滤液处理的生化出水的净化装置，包括一次生化出水装置(10)、脱硬度装置(100)、催化电解脱氮装置(200)、二次生化处理装置(300)混凝沉淀净化装置(400)。所述二次生化装置是厌氧和好氧装置(AO)。

表2、某垃圾填埋场的垃圾渗滤液处理的生化出水设计进出水质指标

序号	项目	生化出水指标	处理后的出水指标	去除率(％)
					1	色度	80	40	50.00
2	COD<sub>Cr</sub>(mg/L)	1000	90
					3	总氮(mg/L)	950	40
4	氨氮(mg/L)	890	25
					5	总磷(mg/L)	7.2	3
6	硬度(mg/L)	720	3

采用以上的垃圾渗滤液处理的生化出水的净化装置，按以下步骤对表3的垃圾渗滤液处理的生化出水进行净化，步骤如下：

一、脱硬度

将经过生化处理后的垃圾渗滤液泵入除硬度反应罐中，测定其硬度为720mg/L，开动搅拌机，按1～1.2㎏/m³加入石灰反应5～10分钟后，再按300g/m³加入碳酸钠反应10～15分钟后，泵入沉淀罐沉淀分离，得上清液和底部污泥，上清液储存于中间水罐储罐中，底部污泥经固定液分离得泥块和滤液，滤液进入上中间水罐中。

表3、采用两碱法除硬度后的垃圾渗滤液生化出水主要污染物指标

从表3可知，垃圾渗滤液处理的生化出水经过去硬度后，其硬度从720mg/L下降到3mg/L，去除率达99.58％，脱硬度效果明显，COD仅减少了20％、总氮减少了5.26％、氨氮去除了1.12％，还不满足排放标准，需要进一步采用电解净化。

将经过脱硬度的沉淀罐(120)中碳酸盐沉淀泵入离心机中离心分离得含水10％的碳酸盐固体和出水，出水进入中间水罐(130)中，之后进入催化电解脱氮装置(200)的进水口。

二、催化电解脱氮

将脱硬度所得中间水罐(130)中的上清液经提升泵(211)、阀门(212)和流量计(213)输送至电解机(210)电解，同时启动电解质投加装置，按5.6L/m³投加20％的氯化钠溶液，以补充氯离子，电解的直流电源的工作电压为26.5V、电流为590A，电解后的出水进入脱气罐(230)中，在脱气罐(230)中释放电解净化时次氯酸钠与生化出水中残余氨反应生成的氮气、电解产生的氧与有机物反应生成的CO₂、电解产生的氢与生化出水中的硝酸根反应生成的氮气，形成大量气泡，气泡经刮渣机排出。脱气罐(230)中水经循环水泵(270)泵入电解机(210)电解，直监测仪表显示水中氨氮≤20mg/L，取水样检测，结果如表4。

表4垃圾渗滤液处理的生化的脱硬度出水经催化电解脱氮后的出水指标

序号	项目	脱硬度出水指标	电解出水指标	去除率(％)
					1	色度	170	30	82.35
2	CODCr(mg/L)	800	650	18.75
					3	总氮(mg/L)	900	135	85.00
4	氨氮(mg/L)	880	96.3	89.06
					5	总磷(mg/L)	4.3	3.5	18.60
6	硬度(mg/L)	3	-	-
					7	余氯(mg/L)	-	0.1	-

从表4可知，垃圾渗滤液处理的生化出水经过去硬度和电解脱氮后，其COD、BOD、总氮、氨氮等污染物指标都接近《生活垃圾填埋场污染物控制标准》(GB16889-2008)表2的指标。

三、二次生化

将经过催化电解脱氮装置(200)脱氮处理所得生化出水依次流入二次生化处理装置(300)的厌氧池(310)、好氧池(320)和中间水池(330)中，进行二次生化处理，其出水指标如表5。

表5垃圾渗滤液处理的生化的电解脱氮出水经二次生化后的出水指标

序号	项目	电解出水	二次生化出水	去除率(％)
					1	色度	30	30
2	COD<sub>Cr</sub>(mg/L)	650	165
					3	总氮(mg/L)	135	35.1
4	氨氮(mg/L)	96.3	15.3
					5	总磷(mg/L)	3.5	3.1
6	硬度(mg/L)	-	-
					7	余氯(mg/L)	0.1	-	-

四、混凝沉淀

将二次生化所得的垃圾渗滤液处理的生化出水进入混凝沉淀净化装置(400)的pH调节池(410)中，开动搅拌机，调整转速为60转/分钟，定量加入10％的氢氧化钠溶液，调整水的pH至9、进入混凝池(420)，开动搅拌机，调整转速为100转/分钟，按6升/吨从PAC储罐中计量加入2％的PAC溶液，反应10分钟、进入助凝池(430)中，开动搅拌机，调整转速为20转/分钟，按1升/吨从PAM储罐中计量加入0.1％的PAM溶液，反应2分钟进入沉淀池(440)沉淀30分钟，固液分离得澄清的垃圾渗滤液生化出水的净化水，具体污染物指标如表6。

表6、垃圾渗滤液处理的生化出水经二次生化和混凝净化后的出水指标

从表6可知，垃圾渗滤液处理的生化出水经过脱硬度、催化电解脱氮、二次生化和混凝等工序净化后，其主要污染物全部符合《生活垃圾填埋场污染物控制标准》(GB16889-2008)表2的指标。

实施例2

采用本发明的生产工艺建设的某市垃圾填埋场的垃圾渗滤液处理的MBR出水的净化装置，包括一次生化出水装置(10)、脱硬度装置(100)、催化电解脱氮装置(200)、二次生化处理装置(300)和混凝沉淀净化装置(400)。所述二次生化由好氧池(310)、反硝化深床滤池(320)和中间水池(330)构成。

表7、某垃圾填埋场的垃圾渗滤液处理的生化出水设计进出水质指标

序号	项目	生化出水指标	处理后的出水指标	去除率(％)
					1	色度	100	40	60.00
2	COD<sub>Cr</sub>(mg/L)	1200	100	91.67
					3	BOD<sub>5</sub>(mg/L)	500	20	96.00
3	总氮(mg/L)	1000	30	97.00
					4	氨氮(mg/L)	900	20	97.78
5	总磷(mg/L)	30	1	96.67
					6	硬度(mg/L)	2000	20	99.00
7	SS(mg/L)	40	20	50.00
					8	氯离子(mg/L)	1653	1653	0

采用本发明的垃圾渗滤液处理的生化出水的净化装置，按以下步骤对表8的垃圾渗滤液处理的生化出水进行净化，结果如下：

一、脱硬度-双碱法除硬度

将经过一次生化处理后的垃圾渗滤液泵入除硬度反应罐中，测定其硬度为2000mg/L，开动搅拌机，按3㎏/m³加入石灰反应5～10分钟后，再按900g/m³加入碳酸钠反应10～15分钟后，泵入沉淀罐沉淀分离，得上清液和底部污泥，上清液储存于中间水罐储罐中，底部污泥经固定液分离得泥块和滤液，滤液进入中间水罐中，主要污染物指标如表8。

表8、采用双碱沉淀法脱除硬度的生化出水主要污染物指标

二、催化电解脱氮

将双碱淀去硬度所得中间水罐(130)中的上清液经提升泵(211)、阀门(212)和流量计(213)输送至电解机(210)电解，电解的直流电源的工作电压为27.3V、电流为20000A，电解后的出水进入脱气罐(230)中，在脱气罐(230)中释放电解净化时次氯酸钠与MBR出水中残余氨反应生成的氮气、电解产生的氧与有机物反应生成的CO₂、电解产生的氢与生化出水中的硝酸根反应生成的氮气，形成大量气泡，气泡经刮渣机排出。脱气罐(230)中水经循环水泵反复泵入电解机(210)电解，直监测仪表显示水中氨氮、总氮和COD等指标接近《生活垃圾填埋场污染物控制标准》(GB16889-2008)表2的指标，取水样检测，结果如表9。

表9垃圾渗滤液处理的生化出水经电解脱氮后的出水指标

三、二次生化

将经过催化电解脱氮装置(200)脱氮处理所得生化出水依次流入二次生化处理装置(300)的好氧池(310)、反硝化深床滤池(320)和中间水池(330)中，进行二次生化处理，其出水指标如表10。

表10垃圾渗滤液处理的生化出水经电解脱氮后再经二次生化的出水指标

序号	项目	电解脱氮的出水	二次生化的出水	去除率(％)
					1	色度	35	35	-
2	COD<sub>Cr</sub>(mg/L)	689	143	79.25
					3	BOD<sub>5</sub>(mg/L)	384	16	95.83
3	总氮(mg/L)	132	22.5	82.95
					4	氨氮(mg/L)	95	5	94.74
5	总磷(mg/L)	8.9	8.1	8.99
					6	硬度(mg/L)	-	-	-
7	SS(mg/L)	-	-	-

四、混凝沉淀

将垃圾渗滤液处理的生化出水经过脱硬度、催化电解脱氮和二次生化后出水进入混凝沉淀净化装置(400)的pH调节池(410)中，开动搅拌机，调整转速为20转/分钟，定量加入10％的氢氧化钠溶液，调整水的pH至9、进入混凝池(420)，开动搅拌机，调整转速为90转/分钟，按30升/吨从硫酸铁储罐中计量加入15％的硫酸铁溶液，反应5分钟、进入助凝池(430)中，开动搅拌机，调整转速为20转/分钟，按1升/吨从PAM储罐中计量加入0.1％的PAM溶液，反应1分钟进入沉淀池(440)沉淀30分钟，固液分离得澄清的出水的净化水，具体污染物指标如表11。

表11、垃圾渗滤液处理的生化出水经二次生化和混凝净化后的出水指标

从表11可知，垃圾渗滤液生化出水经过双碱法除硬度、催化电解脱氮、二次生化和混凝沉淀工序净化后，其主要污染物指标全部符合《生活垃圾填埋场污染物控制标准》(GB16889-2008)表2的指标。

实施例3

采用本发明的生产工艺建设的某市垃圾填埋场的300吨/日垃圾渗滤液处理的生化出水的净化装置，包括一次生化出水装置(10)、脱硬度装置(100)、催化电解脱氮装置(200)、二次生化处理装置(300)混凝沉淀净化装置(400)。所述二次生化装置(300)是厌氧池(310)、MBR池(320)和中间水池(330)构成。

表12、某垃圾填埋场的垃圾渗滤液处理的生化出水设计进出水质指标

序号	项目	生化出水指标	处理后的出水指标	去除率(％)
					1	色度	300	5	98.33
2	COD<sub>Cr</sub>(mg/L)	850	90	89.41
					3	BOD<sub>5</sub>(mg/L)	375	20	94.67
4	总氮(mg/L)	820	40	95.12
					5	氨氮(mg/L)	790	25	96.84
6	总磷(mg/L)	9.3	2	78.49
					7	硬度(mg/L)	1350	30	97.78

采用以上的垃圾渗滤液处理的生化出水的净化装置，按以下步骤对表13的垃圾渗滤液处理的生化出水进行净化，步骤如下：

一、脱硬度

将经过生化处理后的垃圾渗滤液泵入除硬度反应罐中，测定其硬度为1350mg/L，开动搅拌机，按1.5～1.8㎏/m³加入石灰反应5～10分钟后，再按500g/m³加入碳酸钠反应10～15分钟后，泵入沉淀罐沉淀分离，得上清液和底部污泥，上清液储存于中间水罐储罐中，底部污泥经固定液分离得泥块和滤液，滤液进入中间水罐中。

表13、采用两碱法除硬度后的垃圾渗滤液生化出水主要污染物指标

从表12可知，垃圾渗滤液处理的生化出水经过去硬度后，其硬度从1350mg/L下降到12.3mg/L，硬度脱去率为99.09％，COD减少了8.67％、总氮减少了3.10％、氨氮去除了1.84％，总磷去除率49.35％，因此，脱硬度主要去除硬度和总磷。

将经过脱硬度的沉淀罐(120)中碳酸盐沉淀泵入固液分离机(126)中压滤得含水小于60％的碳酸盐固体和出水，出水进中间水罐(130)中，进入催化电解脱氮装置(200)的进水口。

二、催化电解脱氮

将脱硬度所得中间水罐(130)中的上清液经提升泵(211)、阀门(212)和流量计(213)输送至电解机(210)电解，同时启动电解质投加装置，按5.6L/m³投加20％的氯化钠溶液，以补充氯离子，电解的直流电源的工作电压为22.9V、电流为2900A，电解后的出水进入脱气罐(230)中，在脱气罐(230)中释放电解净化时次氯酸钠与生化出水中残余氨反应生成的氮气、电解产生的氧与有机物反应生成的CO₂、电解产生的氢与生化出水中的硝酸根反应生成的氮气，形成大量气泡，气泡经刮渣机排出。脱气罐(230)中水经循环水泵(270)泵入电解机(210)电解，直监测仪表显示水中氨氮≤20mg/L，取水样检测，结果如表14。

表14垃圾渗滤液处理的生化的脱硬度出水经催化电解脱氮后的出水指标

序号	项目	脱硬度出水指标	电解出水指标	去除率(％)
					1	色度	270	35	87.04
2	COD<sub>Cr</sub>(mg/L)	776.33	523.64	32.55
					3	BOD<sub>5</sub>(mg/L)	351.65	320.29	8.92
4	总氮(mg/L)	794.55	95.64	87.96
					4	氨氮(mg/L)	775.43	79.11	89.80
5	总磷(mg/L)	4.71	4.53	3.82
					6	硬度(mg/L)	12.3	-
7	氯离子(mg/L)	2365	-

从表14可知，垃圾渗滤液处理的生化出水经过去硬度和电解脱氮后，除COD、BOD外、总氮、氨氮等污染物指标都接近《生活垃圾填埋场污染物控制标准》(GB16889-2008)表2的指标。

四、二次生化

将经过催化电解脱氮装置(200)脱氮处理所得生化出水依次流入二次生化处理装置(300)的厌氧池(310)、MBR池(320)和中间水池(330)中，进行二次生化处理，其出水指标如表15。

表15垃圾渗滤液处理的生化的电解脱氮出水经二次生化后的出水指标

序号	项目	电解出水	二次生化出水	去除率(％)
					1	色度	35	30	14.29
2	COD<sub>Cr</sub>(mg/L)	523.64	135.66	74.09
					3	BOD<sub>5</sub>(mg/L)	320.29	17.65	94.49
3	总氮(mg/L)	95.64	21.44	77.58
					4	氨氮(mg/L)	79.11	6.59	91.67
5	总磷(mg/L)	4.53	3.99	11.92
					6	硬度(mg/L)	-	-
7	余氯(mg/L)	-	-	-

四、混凝沉淀

将二次生化所得的垃圾渗滤液处理的生化出水进入混凝沉淀净化装置(400)的pH调节池(410)中，开动搅拌机，调整转速为60转/分钟，定量加入10％的氢氧化钠溶液，调整水的pH至9、进入混凝池(420)，开动搅拌机，调整转速为100转/分钟，按15升/吨从PAC储罐中计量加入2％的PAC溶液，反应10分钟、进入助凝池(430)中，开动搅拌机，调整转速为20转/分钟，按1升/吨从PAM储罐中计量加入0.1％的PAM溶液，反应2分钟进入沉淀池(440)沉淀30分钟，固液分离得澄清的垃圾渗滤液生化出水的净化水，具体污染物指标如表16。

表16、垃圾渗滤液处理的生化出水经二次生化和混凝净化后的出水指标

序号	项目	生化出水指标	混凝沉淀出水指标	去除率(％)
					1	色度	30	5	83.33
2	COD<sub>Cr</sub>(mg/L)	135.66	75	44.71
					3	BOD<sub>5</sub>(mg/L)	17.65	15	15.01
4	总氮(mg/L)	21.44	20	6.72
					5	氨氮(mg/L)	6.59	1.5	77.24
6	总磷(mg/L)	3.99	1.8	54.89
					7	硬度(mg/L)		2.3	-
8	余氯(mg/L)		0.1	-
					9	粪大肠菌群(个/L)		1000	-
10	粪大群肠菌(个/L)		3	-
					11	总汞(mg/L)	-	0.001	-
12	总镉(mg/L)	-	0.01	-
					13	总铬(mg/L)	-	0.1	-
14	六价铬(mg/L)	-	0.05	-
					15	总砷(mg/L)	-	0.1	-
16	总铅(mg/L)		0.1	-

从表16可知，垃圾渗滤液处理的生化出水经过脱硬度、催化电解脱氮、二次生化和混凝沉淀等工序净化后，其主要污染物全部符合《生活垃圾填埋场污染物控制标准》(GB16889-2008)表2的指标。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种垃圾渗滤液处理生化出水的净化系统，其特征在于，包括垃圾渗滤液的一次生化出水装置，脱硬度装置、催化电解脱氮装置、二次生化处理装置和混凝沉淀净化装置，其中，

所述脱硬度装置由碳酸钠溶液储罐、石灰储罐、除硬度反应罐、沉淀罐、中间水罐和固液分离机组成，所述除硬度反应罐上安装有搅拌器、碳酸钠溶液储罐和石灰储罐，所述除硬度反应罐的进水口与所述一次生化出水装置的出水口连接，所述除硬度反应罐的出水口与所述沉淀罐的进水口连接，所述沉淀罐的出水口与所述中间水罐连接，所述沉淀罐的出泥口与所述固液分离机的进口连接；

所述催化电解脱氮装置由电解机、脱气罐、催化剂投加装置、电极清洗装置和还原装置构成，所述电解机的进水口与所述中间水罐的出水口相连，所述电解机的出水口与所述脱气罐的进水口连接，所述脱气罐的出水口与所述还原装置的进水口相连接，所述还原装置的出水口与所述二次生化处理装置连接；所述还原装置包括还原池和还原剂溶液储罐，所述还原剂溶液储罐通过计量加药泵与还原池连接；

所述二次生化处理装置是厌氧和好氧组合、好氧和反硝化深床滤池组合或者厌氧池和MBR组合装置中的其中一种；

所述混凝沉淀净化装置包括依次连接的pH调节池、混凝池、助凝池和沉淀池，其中所述沉淀池的顶部设有上清液出口，所述上清液出口与排水系统连接，所述沉淀池的底部设有污泥出口，所述污泥出口与污泥泵联接。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液处理生化出水的净化系统，其特征在于，所述脱气罐的三分之二高度处还设有循环口，所述循环口通过循环管和循环水泵与所述电解机的进水管连接。

3.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液处理生化出水的净化系统，其特征在于，所述脱气罐的进水口与所述脱气罐底部的布水器联接，所述脱气罐上部的出水口与所述还原装置的进水管联接，所述脱气罐的顶部还设有刮渣器和气泡收集槽。

4.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液处理生化出水的净化系统，其特征在于，所述催化电解脱氮装置的进水口前还设置有pH调节罐。

5.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液处理生化出水的净化系统，其特征在于，所述固液分离机是板框压滤机、离心机、真空过滤机的一种。

6.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液处理生化出水的净化系统，其特征在于，所述二次生化处理装置为好氧和反硝化深床滤池组合，反硝化深床滤池由反硝滤池主体和反洗系统构成，所述反硝滤池主体由池体和安装于池体内的滤砖、风管和滤料组成，所述反硝滤池主体外还有曝气风机和风管；所述反洗系统由清水储罐、清水泵、反洗水储罐构成；所述反洗系统的清水储罐与反硝滤池底部的清洗水进口连接，反硝滤池顶部的反洗水出口与反洗水储罐的进口连接，反洗水储罐的出水口与垃圾渗滤液原水罐连接。

7.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液处理生化出水的净化系统，其特征在于，还包括滤池，所述混凝沉淀净化装置的出水口与所述滤池连接，所述滤池是砂滤或V型滤池的一种。

8.一种垃圾渗滤液处理生化出水的净化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)：脱硬度

将垃圾渗滤液生化出水泵入除硬度反应罐中，开动搅拌机，按1～3㎏/m³加入石灰反应5～10分钟后，再按300～900g/m³加入碳酸钠反应10～15分钟后，泵入沉淀罐沉淀分离，得上清液和底部污泥，上清液储存于中间水罐中，底部污泥经固定液分离得泥块和滤液，滤液进入中间水罐中；

步骤(2)：催化电解脱氮

将垃圾渗滤液生化出水经过脱硬度处理后泵入电解机中进行催化电解脱氮，所述电解机的工作电压为5～50V，电流10～20000A，当垃圾渗滤液的氯离子浓度小于500mg/L时，启动氯化钠投加装置补充氯化钠至氯离子浓度≥500mg/L，电解后的出水进入脱气罐中进行气液分离，上部的气泡经过刮渣机刮入气泡收集槽中，下部清液经过循环泵再次泵入电解机进一步电解脱氮至氨氮≤100mg/L，经过电解脱氮后的脱气罐出水进入还原装置中，加入5～20％的还原剂溶液中和消除过量的次氯酸钠至余氯≤0.2mg/L；

步骤(3)：二次生化

将经过步骤(2)催化电解脱氮后的出水泵入二次生化处理装置中，分别经过好氧厌氧或硝化反硝化沉淀分离处理至出水的色度小于5、COD_Cr≤150mg/L、BOD₅≤20mg/L、氨氮≤20mg/L、总氮≤35mg/L、总磷≤5mg/L、粪大肠菌群≤100个/L、总汞≤0.001mg/L、总铬≤0.1mg/L、六价铬≤0.05mg/L、总镉≤0.01mg/L、总铅≤0.1mg/L、总砷≤0.1mg/L，之后进入混凝沉淀净化装置中；

步骤(4)：混凝沉淀

将经过步骤(3)二次生化后的出水泵入混凝沉淀净化装置的pH调节池中，在不断搅拌条件下加氢氧化钠溶液调pH至8.5～9.5，然后流入混凝池中，在不断搅拌条件下按6～30ml/L加入2％的混凝剂溶液，再流入助凝池中，在不断搅拌条件下按1～1.5ml/L加入2‰PAM溶液助凝后，进入沉淀池进行固液分离，得上清水和下部污泥，上清液经在线测定其氨氮≤20mg/L、总氮≤35mg/L，总磷≤2mg/L，检测合格后排至排水系统中；下部污泥进入污泥脱水系统中脱水成泥块和污水，污水返回电解净化后的生化出水储存罐中。

9.根据权利要求8所述的一种垃圾渗滤液处理生化出水的净化方法，其特征在于，所述的混凝剂溶液是聚合氯化铝、聚铁、硫酸铁、硫酸亚铁、或聚合氯化铝和聚铁的混合物的一种。

10.根据权利要求8所述的一种垃圾渗滤液处理生化出水的净化方法，其特征在于，垃圾渗滤液生化出水为垃圾渗滤液依次经过一级厌氧、一级好氧、二级厌氧、二级好氧和MBR处理，或者依次经过一级厌氧、一级好氧、二级厌氧、二级好氧和混凝沉淀处理，或者依次经过一级厌氧、一级缺氧、一级好氧、二级厌氧、二级好氧和混凝沉淀处理，亦或者依次经过一级厌氧、一级缺氧、一级好氧、二级厌氧、二级好氧和MBR处理的其中一种处理后的出水，垃圾渗滤液生化出水的污染物指标为：COD_Cr≤1200mg/L，BOD₅≤500mg/L，氨氮≤900mg/L，总氮≤1000mg/L，总磷≤30mg/L，氯离子浓度为50～6000mg/L。