CN114230100A - 一种老龄渗滤液的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种老龄渗滤液的处理方法，该处理方法包括以下步骤：将老龄渗滤液进行电催化氧化处理、短程硝化反硝化处理、厌氧氨氧化处理、生化处理，完成对老龄渗滤液的处理。本发明老龄渗滤液的处理方法，采用电催化氧化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、生化处理的组合工艺处理老龄渗滤液，可实现老龄渗滤液的达标排放，具有成本低廉、运行稳定、脱氮效率高、处理效果好、可实现污水全量化处置等优点，且剩余污泥产量小，无难处理浓缩液或含盐母液，使用价值高，应用前景好。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，涉及一种老龄渗滤液的处理方法，具体涉及一种采用电催化氧化+短程硝化反硝化+厌氧氨氧化+BAF生化工艺处理老龄渗滤液的方法。
背景技术
目前，大多数填埋场已运行超过15年，现存填埋场垃圾渗滤液普遍进入老龄期，这些老龄渗滤液中C：N比失衡，含有高浓度氨氮、难降解腐殖酸等，此外还具有较深的色度和较浓异味，处理难度较大。现有有关老龄渗滤液处理主要依靠投加碳源等水质调配等方式进行处理，滤液经生化处理后的普遍采用膜过滤进行老龄渗滤液处理，产生的膜滤浓缩液同样含有大量难降解的腐殖酸类物质，且色度更深、含盐量更大，更难处理。另外，膜滤浓缩液中难降解有机物的和盐分需要进行热法减容等处理，容易造成污水处理工艺链过长、运行成本偏高等问题。此外，污水经高倍浓缩减容后的母液中易溶于水的杂盐含量高，存在二次污染风险。
现阶段，有关老龄渗滤液的处理方法主要是将短程硝化反硝化和厌氧氨氧化相结合共同处理老龄渗滤液，具体为，先采用短程硝化反硝化方式对渗滤液进行生化处理后，再进入厌氧氨氧化反应器进行厌氧氨氧化处理。然而，现有利用短程硝化反硝化和厌氧氨氧化联合处理老龄渗滤液的工艺，仍然存在以下缺陷：(a)由于老龄渗滤液的组分复杂、水质变化较大，经过短程硝化反硝化处理后的废水仍然存在包括腐殖酸在内的难降解COD含量较高、水质不稳定等缺陷，进一步的，将经过短程硝化反硝化处理后的废水加入到厌氧氨氧化反应器中时极易造成厌氧氨氧化污泥活性下降，影响污水处理效率，与此同时，由于经过短程硝化反硝化处理后的废水的水质情况波动大，也会造成对厌氧氨氧化反应器冲击负荷过大，影响厌氧氨氧化反应器的处理能力；(b)现有短程硝化反硝化工艺仍然存在供氧量大、碳源加入量大、水力停留时间长等缺陷，容易造成处理成本高、处理效率低，以及不能实现连续处理；(c)现有厌氧氨氧化工艺仍然存在脱氮效率较低的缺陷，需要用到较大的厌氧氨氧化反应器，这不利于减少占地空间；(d)出水中难降解有机物含量、污水色度仍然较高，且存在异味，难以达标排放，不能实现全量处理。
因此，有效克服上述现有技术中存在的缺陷，获得一种成本低廉、运行稳定、脱氮效率高、处理效果好、可实现污水全量化处置的老龄渗滤液的处理方法，对于实现老龄渗滤液的有效处理具有重要意义。
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，提供一种成本低廉、运行稳定、脱氮效率高、处理效果好、可实现污水全量化处置的老龄渗滤液的处理方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种老龄渗滤液的处理方法，包括以下步骤：
(1)将老龄渗滤液进行电催化氧化处理；
(2)将步骤(1)中经电催化氧化处理后的出水进行短程硝化反硝化处理；
(3)将步骤(2)中经短程硝化反硝化处理后的出水进行厌氧氨氧化处理；
(4)将步骤(3)中经厌氧氨氧化处理后的出水进行老龄渗滤液生化处理，完成对老龄渗滤液的处理。
上述的处理方法，进一步改进的，步骤(1)中，所述电催化氧化处理过程中控制电流密度为30mA/cm2～50mA/cm2；所述电催化氧化处理的时间为15min～20min。
上述的处理方法，进一步改进的，步骤(2)中，在对经电催化氧化处理后的出水进行短程硝化反硝化处理之前，还包括以下处理：往经电催化氧化处理后的出水中加入碳源，调节B/C为0.3～0.4；所述碳源为葡萄糖和/或甲醇。
上述的处理方法，进一步改进的，步骤(2)中，所述短程硝化反硝化处理过程中控制体系的DO含量为1mg/L～2.0mg/L，pH值为7.0～8.5；所述短程硝化反硝化处理在温度为30℃～38℃下进行。
上述的处理方法，进一步改进的，步骤(2)中，经短程硝化反硝化处理后的出水中，氨氮与亚硝氮的物质的量的比值为1∶1.2～1.32，BOD小于100mg/L。
上述的处理方法，进一步改进的，步骤(3)中，采用厌氧氨氧化反应罐对步骤(2)中经短程硝化反硝化处理后的出水进行厌氧氨氧化处理；所述厌氧氨氧化处理过程中，经短程硝化反硝化处理后的出水从氧氨氧化反应罐底部通入到厌氧氨氧化反应罐中；所述厌氧氨氧化反应罐的高径比为3～6；所述厌氧氨氧化处理过程中，控制体系pH值为7.2～8.2；所述经短程硝化反硝化处理后的出水在厌氧氨氧化反应罐中的停留时间为2天～5天。
上述的处理方法，进一步改进的，所述厌氧氨氧化处理过程中还包括：采用气体循环泵将厌氧氨氧化处理过程中产生的氮气，从厌氧氨氧化反应罐底部循环通入到厌氧氨氧化反应罐中对厌氧氨氧化反应罐中的污泥进行搅拌；所述搅拌过程中控制氮气的曝气量为600mL/min～1500mL/min。
上述的处理方法，进一步改进的，步骤(4)中，采用曝气生物滤池对步骤(3)中经厌氧氨氧化处理后的出水进行生化处理；所述生化处理的时间为3天～4天；所述生化处理后的出水中，色度＜4倍，COD＜40mg/L，氨氮小于5mg/L，总氮小于20mg/L。
上述的处理方法，进一步改进的，步骤(4)中，所述生化处理过程中还包括：往曝气生物滤池中添加碳源；所述碳源的添加量为每升经厌氧氨氧化处理后的出水中添加80mg～150mg；所述碳源为葡萄糖和/或甲醇。
上述的处理方法，进一步改进的，步骤(1)中，所述老龄渗滤液中，COD为1500mg/L～4000mg/L，氨氮为500mg/L～3000mg/L，B/C为0.05～0.35。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明提供了一种老龄渗滤液的处理方法，采用电催化氧化+短程硝化反硝化+厌氧氨氧化+老龄渗滤液生化处理的组合工艺处理老龄渗滤液，其中采用电催化氧化工艺处理老龄渗滤液，可实现高效降解包括腐殖酸在内的难降解有机污染物、色度和异味，进而在短程硝化反硝化工艺段，电催化氧化出水中的硝态氮转化成氨氮和亚硝酸，同时作为厌氧氨氧化预处理手段，减少老龄渗滤液中有害物质对厌氧氨氧化系统的影响，具有曝气量少、碳源加入量少、处理效率高等优点，更为重要的是，经过电催化氧化和短程硝化反硝化的联合处理，能够有效去除包括腐殖酸类物质在内的有毒组分，且能够有效控制水质保持稳定，厌氧氨氧化进水水质控制，有利于减小厌氧氨氧化进水的冲击负荷，维持系统的高效脱N效率，这是确保厌氧氨氧化工艺高效脱氮的基础，因而将短程硝化反硝化出水输送到氧氨氧化工艺段进行处理时，不需要额外投加碳源，能在低碳源和低能耗前提下实现对污水的高效脱氮处理，脱氮效率高达90％以上，具有脱氮效率高、运行费用低、占地空间小等特点，最终厌氧氨氧化出水经BAF生化处理即可实现出水稳定达标排放。本发明老龄渗滤液的处理方法，具有成本低廉、运行稳定、脱氮效率高、处理效果好、可实现污水全量化处置等优点，且剩余污泥产量小，无难处理浓缩液或含盐母液，使用价值高，应用前景好。
附图说明
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
图1为本发明实施例1中老龄渗滤液的处理工艺流程图。
图2为本发明实施例1中厌氧氨氧化反应罐的结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1
一种老龄渗滤液的处理方法，其工艺流程图如图1所示，包括以下步骤：
(1)将老龄渗滤液进行电催化氧化处理，具体为：将来源于垃圾填埋场的老龄渗滤液泵送至预处理池中进行电催化氧化，其中电催化氧化处理过程中控制电流密度为45mA/cm2，电催化氧化处理的时间为20min(即老龄渗滤液在预处理池中的停留时间)。该步骤中，待处理的老龄渗滤液的水质情况如下：COD为2350mg/L，氨氮为2100mg/L，总氮2200mg/L，B/C为0.15，色度≥32倍。该步骤中，无需添加药剂，仅以电能对老龄渗滤液进行电催化氧化处理，通过电催化氧化产生的具有强氧化活性的羟基自由基(·OH)降解老龄渗滤液中的腐殖酸类难降解有机物、色度和酸腐异味，不仅氧化效率高、去除效果好，而且能够确保出水水质始终保持稳定；与此同时，通过优化电流密度和时间，能够在保证降解效率的同时延长电极寿命。在对老龄渗滤液进行电催化氧化处理的过程中，腐殖酸等物质表面带电，且易在电极表面富集，以泡沫形式上浮，从而得到有效去除，色度及异味易在羟基自由基作用下完全降解，处理后，腐殖酸类难降解有机物去除率＞80％，色度＜4倍，异味基本去除。
(2)将步骤(1)中经电催化氧化处理后的出水进行短程硝化反硝化处理，具体为：往经电催化氧化处理后的出水中加入葡萄糖，调节B/C为0.3，转入到生化池中在温度为30℃～38℃下进行短程硝化反硝化处理，直至氨氮与亚硝氮的比值(氮元素的摩尔比)为1∶1.2～1.32，BOD小于100mg/L。该步骤中，在短程硝化反硝化处理过程中，采用间歇曝气方式进行曝气，调控体系的DO含量为1mg/L～2.0mg/L，若氨氮值过高，增加曝气时长，减少反硝化时长，同时，控制pH值范围为7.0～8.5，必要时投加碳酸钠补充碱度，通过调控pH值保持细胞代谢活性。该步骤中，通过对经电催化氧化处理后的出水进行短程硝化反硝化处理，将电催化氧化出水中的硝态氮转化成为氨氮和亚硝氮，同时进一步降解去除老龄渗滤液中对于厌氧氨氧化系统有害的物质，可见，通过短程硝化反硝化处理的进一步降解处理，不仅能够更加有效的去除抑制厌氧氨氧化菌种生长的有害物质，而且能够有效控制氨氮和亚硝氮的含量，有利于提高厌氧氨氧化工艺段的处理能力，与此同时，经电催化氧化和处理后的出水水质始终保持稳定，因而连续向厌氧氨氧化工艺段输送废水时，不会因为水质波动而造成对系统冲击复合过大，最终影响处理能力和处理效果。与传统的硝化反硝化脱氮工艺相比，本发明中，采用短程硝化反硝化工艺，在硝化阶段可节省供氧量近25％、从NO2 -到N2的反硝化过程可减少40％的有机碳源，且水力停留时间缩短。
(3)将步骤(2)中经短程硝化反硝化处理后的出水进行厌氧氨氧化处理，具体为：采用高径比为4的厌氧氨氧化反应罐对步骤(2)中经短程硝化反硝化处理后的出水进行厌氧氨氧化处理，停留时间为3天。
如图2所示，采用的厌氧氨氧化反应罐，是一种立式的UASB厌氧氨氧化罐，具有封闭结构，其内装填有厌氧氨氧化菌种(污泥)，在使用时，将废水从罐体底部连续通入到罐体中，并借助外部设置的污水泵使废水逐渐向上移动，经厌氧氨氧化菌种(污泥)处理后，从罐体上部的出水口流出，同时，在使用过程中，还包括：采用气体循环泵将厌氧氨氧化处理过程中产生的氮气，从厌氧氨氧化反应罐底部循环通入到厌氧氨氧化反应罐中，对厌氧氨氧化反应罐中的污泥进行搅拌，其中搅拌过程中控制氮气的曝气量为800mL/min，在借助外加气体循环泵的作用下利用氮气对厌氧氨氧化反应罐中的污泥进行搅拌，不仅有利于保持罐体厌氧环境，而且有利于保持污泥的形态和活性，避免机械搅拌对厌氧氨氧化颗粒污泥的应力破坏。同时，采用的厌氧氨氧化反应罐罐体上还设有在线pH值检测装置，通过该在线pH值检测装置，控制厌氧氨氧化反应罐罐体内体系的pH值为7.2～8.2，必要时投加稀盐酸回调，通过调控pH值保持细胞代谢活性。
该步骤中，无需额外投加碳源，且脱氮效率可达到90％以上。
(4)将步骤(3)中经厌氧氨氧化处理后的出水进行生化处理，具体为：按照碳源的添加量为每升经厌氧氨氧化处理后的出水中添加80mg～150mg，往经厌氧氨氧化处理后的出水中加入甲醇，然后装入到曝气生物滤池(BAF)进行生化处理，停留时间为3天～4天，出水的水质控制为：色度＜4倍，COD＜40mg/L，氨氮小于5mg/L，总氮小于20mg/L，完成对老龄渗滤液的处理。
本实施例中，通过电催化氧化对老龄渗滤液进行预处理，随后投加补充碳源，利用短程硝化反硝化工艺处理老龄渗滤液，通过溶氧及pH调控，将污水中硝态氮转化成为亚硝氮及氨氮。由于高NH4 +环境下NO2 -的氧化速率受限，NO2 -逐渐积累，当污水中NH4 +-N(氨氮):NO2 --N(亚硝氮)的摩尔比为1:1.2～1.32时，可进一步通过厌氧氨氧化进行脱氮处理，处理完的污水中COD、总氮，氨氮，亚硝氮等含量均得到显著下降，与此同时，经厌氧氨氧化后，氨氮微过量，亚硝氮不剩余，有利于提高后续BAF反应脱氮效果，进而剩余少量COD经BAF微生物滤池进行处理，最终出水达标排放。各工段出水指标见表1。
表1经“电催化氧化处理+短程硝化反硝化+厌氧氨氧化+BAF深度生化”处理后各工艺段出水典型污染物含量
| COD(mg/L) | BOD5(mg/L) | 氨氮(mg/L) | 总氮(mg/L) | 色度(稀释倍数) | |
| 电催化氧化 | 540 | 360 | 2060 | 2150 | ＜4 |
| 短程硝化反硝化 | 120 | 30 | 1100 | 2020 | ＜4 |
| 厌氧氨氧化 | 90 | 26 | 15 | 20 | ＜4 |
| BAF | ＜40 | ＜5 | ＜5 | ＜20 | ＜4 |
对比例1
一种老龄渗滤液的处理方法，与实施例1基本相同，区别仅在于：对比例1中不进行电催化氧化处理，直接将老龄渗滤液进行短程硝化反硝化处理。各工段出水指标见表2。
表2经“短程硝化反硝化+厌氧氨氧化+BAF深度生化”处理后各工艺段出水典型污染物含量
| COD(mg/L) | BOD5(mg/L) | 氨氮(mg/L) | 总氮(mg/L) | 色度(稀释倍数) | |
| 短程硝化反硝化 | 2050 | 440 | 1220 | 1960 | ≥32 |
| 厌氧氨氧化 | 1820 | 30 | 110 | 170 | ≥32 |
| BAF | 770 | 105 | 30 | 140 | ≥16 |
对比例2
一种老龄渗滤液的处理方法，与实施例1基本相同，区别仅在于：对比例2中不进行短程硝化反硝化处理，将电催化氧化处理出水直接进行厌氧氨氧化。各工段出水指标见表3。
表3经“电催化氧化处理+厌氧氨氧化+BAF深度生化”处理后各工艺段出水典型污染物含量
| COD(mg/L) | BOD5(mg/L) | 氨氮(mg/L) | 总氮(mg/L) | 色度(稀释倍数) | |
| 电催化氧化 | 540 | 360 | 2060 | 2150 | ＜4 |
| 厌氧氨氧化 | 500 | 340 | 2000 | 2020 | ＜4 |
| BAF | 330 | 65 | 1860 | 1900 | ＜4 |
对比例3
一种老龄渗滤液的处理方法，与实施例1基本相同，区别仅在于：对比例3中不进行深度生化处理。各工段出水指标见表4。
表4经“电催化氧化处理+短程硝化反硝化+厌氧氨氧化”处理后各工艺段出水典型污染物含量
| COD(mg/L) | BOD5(mg/L) | 氨氮(mg/L) | 总氮(mg/L) | 色度(稀释倍数) | |
| 电催化氧化 | 540 | 360 | 2060 | 2150 | ＜4 |
| 短程硝化反硝化 | 120 | 30 | 1100 | 2020 | ＜4 |
| 厌氧氨氧化 | 90 | 26 | 15 | 20 | ＜4 |
通过对比表1-4中的内容可知，常规处理方法难以实现老龄渗滤液的达标处理，而本发明中，采用电催化氧化+短程硝化反硝化+厌氧氨氧化+生化处理的组合工艺处理老龄渗滤液，其中采用电催化氧化工艺处理老龄渗滤液，可实现高效降解包括腐殖酸在内的难降解有机污染物、色度和异味，进而在短程硝化反硝化工艺段，电催化氧化出水中的硝态氮转化成氨氮和亚硝酸，同时作为厌氧氨氧化预处理手段，减少老龄渗滤液中有害物质对厌氧氨氧化系统的影响，具有曝气量少、碳源加入量少、处理效率高等优点，更为重要的是，经过电催化氧化和短程硝化反硝化的联合处理，能够有效去除包括腐殖酸类物质在内的有毒组分，且能够有效控制水质保持稳定，厌氧氨氧化进水水质控制，有利于减小厌氧氨氧化进水的冲击负荷，维持系统的高效脱N效率，这是确保厌氧氨氧化工艺高效脱氮的基础，因而将短程硝化反硝化出水输送到氧氨氧化工艺段进行处理时，不需要额外投加碳源，能在低碳源和低能耗前提下实现对污水的高效脱氮处理，脱氮效率高达90％以上，具有脱氮效率高、运行费用低、占地空间小等特点，最终厌氧氨氧化出水经BAF生化处理即可实现出水稳定达标排放。与此同时，本发明老龄渗滤液的处理方法，具有成本低廉、运行稳定、脱氮效率高、处理效果好、可实现污水全量化处置(零排放)等优点，且剩余污泥产量小，无难处理浓缩液或含盐母液，使用价值高，应用前景好。
以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，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的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种老龄渗滤液的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将老龄渗滤液进行电催化氧化处理；
(2)将步骤(1)中经电催化氧化处理后的出水进行短程硝化反硝化处理；
(3)将步骤(2)中经短程硝化反硝化处理后的出水进行厌氧氨氧化处理；
(4)将步骤(3)中经厌氧氨氧化处理后的出水进行老龄渗滤液生化处理，完成对老龄渗滤液的处理。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)中，所述电催化氧化处理过程中控制电流密度为30mA/cm2～50mA/cm2；所述电催化氧化处理的时间为15min～20min。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)中，在对经电催化氧化处理后的出水进行短程硝化反硝化处理之前，还包括以下处理：往经电催化氧化处理后的出水中加入碳源，调节B/C为0.3～0.4；所述碳源为葡萄糖和/或甲醇。
4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述短程硝化反硝化处理过程中控制体系的DO含量为1mg/L～2.0mg/L，pH值为7.0～8.5；所述短程硝化反硝化处理在温度为30℃～38℃下进行。
5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)中，经短程硝化反硝化处理后的出水中，氨氮与亚硝氮的物质的量的比值为1∶1.2～1.32，BOD小于100mg/L。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)中，采用厌氧氨氧化反应罐对步骤(2)中经短程硝化反硝化处理后的出水进行厌氧氨氧化处理；所述厌氧氨氧化处理过程中，经短程硝化反硝化处理后的出水从氧氨氧化反应罐底部通入到厌氧氨氧化反应罐中；所述厌氧氨氧化反应罐的高径比为3～6；所述厌氧氨氧化处理过程中，控制体系pH值为7.2～8.2；所述经短程硝化反硝化处理后的出水在厌氧氨氧化反应罐中的停留时间为2天～5天。
7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述厌氧氨氧化处理过程中还包括：采用气体循环泵将厌氧氨氧化处理过程中产生的氮气，从厌氧氨氧化反应罐底部循环通入到厌氧氨氧化反应罐中对厌氧氨氧化反应罐中的污泥进行搅拌；所述搅拌过程中控制氮气的曝气量为600mL/min～1500mL/min。
8.根据权利要求1～5中任一项所述的处理方法，其特征在于，步骤(4)中，采用曝气生物滤池对步骤(3)中经厌氧氨氧化处理后的出水进行生化处理；所述生化处理的时间为3天～4天；所述生化处理后的出水中，色度＜4倍，COD＜40mg/L，氨氮小于5mg/L，总氮小于20mg/L。
9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，步骤(4)中，所述生化处理过程中还包括：往曝气生物滤池中添加碳源；所述碳源的添加量为每升经厌氧氨氧化处理后的出水中添加80mg～150mg；所述碳源为葡萄糖和/或甲醇。
10.根据权利要求1～5中任一项所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)中，所述老龄渗滤液中，COD为1500mg/L～4000mg/L，氨氮为500mg/L～3000mg/L，B/C为0.05～0.35。
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