CN114853271A - 一种垃圾渗滤液废水处理系统及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种垃圾渗滤液废水处理系统及处理方法，所述垃圾渗滤液废水处理系统包括依次连接的混凝气浮池、一级厌氧池、一级好氧池、兼氧反应池、无机膜MBR池、微纳米臭氧催化氧化池、曝气生物滤池以及消毒池。所述垃圾渗滤液处理方法包括所述的垃圾渗滤液废水处理系统。本方案对垃圾渗滤液进行有效处理，废水经处理后全量排放，无浓缩液产生，不会对填埋及后续垃圾渗滤液处理产生不利影响。

Description

一种垃圾渗滤液废水处理系统及处理方法
技术领域
本发明涉及水处理技术技术领域，特别是涉及一种垃圾渗滤液废水处理系统及处理方法。
背景技术
随着城市规模和人口的快速增长，城市生活垃圾总量不断增加，垃圾卫生填埋过程中产生的渗滤液的量也在快速增加，其主要来源有垃圾自身含有的可溶性有机物和无机物，以及垃圾经一系列发酵之后产生的一些可溶性物质。
垃圾渗滤液的水质相当复杂，具有COD浓度高但生化性差、氨氮浓度高、盐分含量高、含有一定量重金属、碳氮磷比例失调等特点。垃圾渗滤液不仅污染土壤及地表水源，还会对地下水造成污染。
由于垃圾渗滤液具有高污染性，目前采用的方法以双膜法或生化处理+膜处理的方式为主，其主要特点是膜浓缩过程中会产生盐浓度极高的浓水，一般采取的方式是回灌至填埋场，从而使得垃圾渗滤液中盐浓度越来越高，处理难度越老越大。而采用蒸发的方式对浓液进行处理的成本过高，仅在经济发达地区可以进行推广。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种垃圾渗滤液废水处理系统及处理方法，旨在提高垃圾渗滤液处理的出水质量。
为实现上述目的，本发明提出的一种垃圾渗滤液废水处理系统，所述垃圾渗滤液废水处理系统包括依次连接的混凝气浮池、一级厌氧池、一级好氧池、兼氧反应池、无机膜MBR池、微纳米臭氧催化氧化池、曝气生物滤池以及消毒池。
可选地，所述兼氧反应池与所述一级厌氧池之间设有第一回流管道，用以将所述兼氧反应池中的混合液回流至所述一级厌氧池；和/或，
所述无机膜MBR池与所述兼氧反应池之间设有第二回流管道，用以将所述无机膜MBR池中的混合液回流至所述兼氧反应池。
可选地，所述无机膜MBR池内设有浸没式平板无机膜组件，所述浸没式平板无机膜组件由至少一个浸没式平板无机膜组成，所述浸没式平板无机膜的孔径为50～100nm。
可选地，所述微纳米臭氧催化氧化池内设有碳化硅材料制备的纳米气泡发生器。
可选地，所述微纳米臭氧催化氧化池内设有球形催化填料。
可选地，所述曝气生物滤池设有仿生根系填料载体。
可选地，所述垃圾渗滤液废水处理系统还包括智能控制系统，所述智能控制系统包括：
参数检测及信息采集系统，用以对所述垃圾渗滤液废水处理系统的参数和信息进行检测和采集；
人工智能决策系统，搭载有垃圾渗滤液处理模型和经验参数，用以根据所述参数和所述信息进行人工智能分析以及发出决策指令；以及，
智能控制调节系统，用以根据所述决策指令控制所述垃圾渗滤液废水处理系统的运行。
本发明还提供一种垃圾渗滤液处理方法，包括如上所述的垃圾渗滤液废水处理系统，所述垃圾渗滤液处理方法包括如下步骤：
去除悬浮物的步骤，所述去除悬浮物的步骤包括所述混凝气浮池流入垃圾渗滤液，并去除垃圾渗滤液中的悬浮物；
去除有机物的步骤，所述去除有机物的步骤包括所述混凝气浮池的出水依次流经所述一级厌氧池、所述一级好氧池、所述兼氧反应池、所述无机膜MBR池、所述微纳米臭氧催化氧化池以及所述曝气生物滤池，去除有机物；
消毒的步骤，所述消毒的步骤包括所述曝气生物滤池的出水流入所述消毒池，经NaClO消毒后达标排出；
其中，所述去除有机物的步骤中，所述兼氧反应池的溶解氧浓度设置为0.45至0.6mg/ml。
可选地，所述的垃圾渗滤液废水处理系统还包括设于所述兼氧反应池与所述一级厌氧池之间的第一回流管道，和/或，设于所述无机膜MBR池与所述兼氧反应池之间的第二回流管道；
所述去除有机物的步骤还包括：所述兼氧反应池中的混合液回流至所述一级厌氧池，回流比设为200～300％；和/或，所述无机膜MBR池中的混合液回流至所述兼氧反应池，回流比设为600～800％。
可选地，所述去除有机物的步骤中，所述兼氧反应池和所述无机膜MBR池内的活性污泥浓度设为12000～16000mg/L。
本发明的技术方案中，垃圾渗滤液首先进入所述混凝气浮池，主要去除水中的悬浮物，减轻后续生化处理的负荷；所述混凝气浮池出水依次进入所述一级厌氧池和所述一级好氧池，在所述一级厌氧池内难降解的大分子有机物逐步分解成易降解的小分子有机物或CH4，所述一级好氧池将有机物分解为CO2去除，同时，所述一级厌氧池和所述一级好氧池分别进行反硝化和硝化反应，对氮进行去除；所述一级好氧池出水依次进入所述兼氧反应池和所述无机膜MBR池，主要是依靠所述兼氧反应池的条件进行短程硝化反硝化脱氮，同时对有机物进一步去除；所述无机膜MBR池出水进入所述微纳米臭氧催化氧化池，水中残余的难降解有机物在自由基的作用下被分解为易生化的小分子有机物；所述微纳米臭氧催化氧化池出水进入所述曝气生物滤池，在所述曝气生物滤池中微生物的作用下，水中的有机物降解至排放水平，然后进入消毒池；消毒池兼做清水池，经NaClO消毒后的水达标排放。所述垃圾渗滤液废水处理系统能够用于对垃圾渗滤液进行有效处理，废水经处理后全量排放，无浓缩液产生，不会对填埋及后续垃圾渗滤液处理产生不利影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的垃圾渗滤液废水处理系统的实施例的示意图；
图2为本发明提供的垃圾渗滤液处理方法的实施例的流程示意图；
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
1 混凝气浮池 8 消毒池
2 一级厌氧池 9 加药系统
3 一级好氧池 10 风机
4 兼氧反应池 11 污泥浓缩池
5 无机膜MBR池 12 污泥脱水机
6 微纳米臭氧催化氧化池 13 智能控制系统
7 曝气生物滤池
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
垃圾渗滤液的水质相当复杂，具有COD浓度高但生化性差、氨氮浓度高、盐分含量高、含有一定量重金属、碳氮磷比例失调等特点。垃圾渗滤液不仅污染土壤及地表水源，还会对地下水造成污染。
由于垃圾渗滤液具有高污染性，目前采用的方法以双膜法或生化处理+膜处理的方式为主，其主要特点是膜浓缩过程中会产生盐浓度极高的浓水，一般采取的方式是回灌至填埋场，从而使得垃圾渗滤液中盐浓度越来越高，处理难度越老越大。而采用蒸发的方式对浓液进行处理的成本过高，仅在经济发达地区可以进行推广。
鉴于此，本发明提供一种垃圾渗滤液废水处理系统及处理方法，图1为本发明垃圾渗滤液废水处理系统的实施例，图2为本发明垃圾渗滤液处理方法的实施例。
在本发明实施例中，请参照图1，所述垃圾渗滤液废水处理系统包括依次连接的混凝气浮池1、一级厌氧池2、一级好氧池3、兼氧反应池4、无机膜MBR池5、微纳米臭氧催化氧化池6、曝气生物滤池7以及消毒池8。
本发明的技术方案中，垃圾渗滤液首先进入所述混凝气浮池1，主要去除水中的悬浮物，减轻后续生化处理的负荷；所述混凝气浮池1出水依次进入所述一级厌氧池2和所述一级好氧池3，在所述一级厌氧池2内难降解的大分子有机物逐步分解成易降解的小分子有机物或CH4，所述一级好氧池3将有机物分解为CO2去除，同时，所述一级厌氧池2和所述一级好氧池3分别进行反硝化和硝化反应，对氮进行去除；所述一级好氧池3出水依次进入所述兼氧反应池4和所述无机膜MBR池5，主要是依靠所述兼氧反应池4的条件进行短程硝化反硝化脱氮，同时对有机物进一步去除；所述无机膜MBR池5出水进入所述微纳米臭氧催化氧化池6，水中残余的难降解有机物在自由基的作用下被分解为易生化的小分子有机物；所述微纳米臭氧催化氧化池6出水进入所述曝气生物滤池7，在所述曝气生物滤池7中微生物的作用下，水中的有机物降解至排放水平，然后进入消毒池8；消毒池8兼做清水池，经NaClO消毒后的水达标排放。所述垃圾渗滤液废水处理系统能够用于对垃圾渗滤液进行有效处理，废水经处理后全量排放，无浓缩液产生，不会对填埋及后续垃圾渗滤液处理产生不利影响。
本实施例中，所述兼氧反应池4与所述一级厌氧池2之间设有第一回流管道，用以将所述兼氧反应池4中的混合液回流至所述一级厌氧池2；所述兼氧反应池4中的高硝氮的混合液回流到所述一级厌氧池2，在反硝化菌的作用下进行充分的反硝化，从而达到降低硝氮的目的，增强了反硝化脱氮效果。
进一步地，所述无机膜MBR池5与所述兼氧反应池4之间设有第二回流管道，用以将所述无机膜MBR池5中的混合液回流至所述兼氧反应池4，所述无机膜MBR池5的混合液回流至所述兼氧反应池4，将在所述无机膜MBR池5进行泥水分离的、从所述兼氧反应池4中流失的污泥中的大部分重新引到所述兼氧反应池4，发挥回流污泥中微生物的作用，继续对进水中有机物进行氧化分解，维持系统高效运行。
在污水处理，水资源再利用领域，MBR(Membrane Bio-Reactor)又称膜生物反应器，是一种由活性污泥法与膜分离技术相结合的新型水处理技术。膜的种类繁多，按分离机理进行分类，有反应膜、离子交换膜、渗透膜等；按膜的性质分类，有天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜)；按膜的结构型式分类，有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。而无机膜(ceramic membrane)又称无机无机膜，是以无机无机材料经特殊工艺制备而形成的非对称膜。无机膜具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、使用寿命长等众多优势。无机膜分为管式无机膜和平板无机膜两种。
本实施例中，所述无机膜MBR池5内设有浸没式平板无机膜组件，所述浸没式平板无机膜组件由至少一个浸没式平板无机膜组成，所述浸没式平板无机膜的孔径为50～100nm，相对管式无机膜，采用浸没式平板无机膜，污染层较薄，能保持透水率，表面附着物易冲洗，水道短，工作压力小，节能环保，所述浸没式平板无机膜的孔径为50～100nm，以能够在不影响膜通量的前提下，达到有效截留废水中的有机物及微生物的效果。
进一步地，所述浸没式平板无机膜的主体材料为堇青石和Al2O3，并在表面负载有超亲水材料，以具有超强耐污性能。
当然，所述无机膜MBR池5在包含所述浸没式平板无机膜外，还相应设置有抽吸泵、反冲洗泵、药洗泵及其连接的管道、阀门等，以维持所述浸没式平板无机膜的工作性能。
本实施例中，所述微纳米臭氧催化氧化池6内设有碳化硅材料制备的纳米气泡发生器，通过碳化硅材料制备的纳米气泡发生器将臭氧气体转化为直径为10～500nm的气泡，从而产生超强的氧化效果，提高处理效果。
进一步地，所述微纳米臭氧催化氧化池6内设有球形催化填料，使纳米级臭氧气泡催化产生强氧化性的自由基，进一步提高处理效果。
进一步地，所述曝气生物滤池7设有仿生根系填料载体，使其生物量是传统载体的2～3倍，水中的有机物降解至排放水平。
本实施例中，所述垃圾渗滤液废水处理系统还包括智能控制系统13，所述智能控制系统13包括：参数检测及信息采集系统，用以对所述垃圾渗滤液废水处理系统的参数和信息进行检测和采集；人工智能决策系统，搭载有垃圾渗滤液处理模型和经验参数，用以根据所述参数和所述信息进行人工智能分析以及发出决策指令；以及，智能控制调节系统，用以根据所述决策指令控制所述垃圾渗滤液废水处理系统的运行。采用智能控制系统13能有效应对废水水质波动等情况，处理效率高且稳定，同时减少工人操作难度，保证出水水质效果。
需要说明的是，所述垃圾渗滤液废水处理系统还包括用以为所述混凝气浮池1和所述一级厌氧池2进行加药的加药系统9，用以为所述一级好氧池3、所述兼氧反应池4、所述无机膜MBR池5以及曝气生物滤池7进行曝气处理的风机10，与所述混凝气浮池1和所述一级厌氧池2连通以进行污泥处理的污泥浓缩池11和污泥脱水机12，所述垃圾渗滤液废水处理系统，可以视处理规模大小采取一体化集成设备的形式或者模块化设备形式，占地面积小，安装快，投资省。
请参阅图2，本发明还提供一种垃圾渗滤液处理方法，包括如上所述的垃圾渗滤液废水处理系统，所述垃圾渗滤液处理方法包括如下步骤：
S10：去除悬浮物的步骤，所述去除悬浮物的步骤包括所述混凝气浮池1流入垃圾渗滤液，并去除垃圾渗滤液中的悬浮物；
S20：去除有机物的步骤，所述去除有机物的步骤包括所述混凝气浮池1的出水依次流经所述一级厌氧池2、所述一级好氧池3、所述兼氧反应池4、所述无机膜MBR池5、所述微纳米臭氧催化氧化池6以及所述曝气生物滤池7，去除有机物；
S30：消毒的步骤，所述消毒的步骤包括所述曝气生物滤池7的出水流入所述消毒池8，经NaClO消毒后达标排出；
其中，所述去除有机物的步骤S20中，所述兼氧反应池4的溶解氧浓度设置为0.45至0.6mg/ml。
通过上述的垃圾渗滤液废水处理系统对垃圾渗滤液的上述处理步骤，能够用于对垃圾渗滤液进行有效处理，废水经处理后全量排放，无浓缩液产生，不会对填埋及后续垃圾渗滤液处理产生不利影响，其中，所述所述兼氧反应池4的溶解氧浓度设置为0.45至0.6mg/ml，例如0.5mg/L,投加了培养驯化的垃圾渗滤液处理专用复合菌群YXM-04，其在兼氧条件下可以进行短程硝化反硝化过程，进而实现高效脱氮除磷。
本实施例中，所述去除悬浮物的步骤S10中，除了投加混凝剂和助凝剂外，还加入了微生物絮凝剂，从而使分离效果提高。
进一步地，所述的垃圾渗滤液废水处理系统还包括设于所述兼氧反应池4与所述一级厌氧池2之间的第一回流管道，和/或，设于所述无机膜MBR池5与所述兼氧反应池4之间的第二回流管道；所述去除有机物的步骤S20还包括：所述兼氧反应池4中的混合液回流至所述一级厌氧池2，回流比设为200～300％；和/或，所述无机膜MBR池5中的混合液回流至所述兼氧反应池4，回流比设为600～800％。如此设置，提高了垃圾渗滤液处理的出水质量，提高处理效率。
本实施例中，所述去除有机物的步骤S20中，所述兼氧反应池4和所述无机膜MBR池5内的活性污泥浓度设为12000～16000mg/L，以使所述兼氧反应池4和所述无机膜MBR池5对有机物的去除能力得到保证的同时，膜通量影响较小。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种垃圾渗滤液废水处理系统，其特征在于，所述垃圾渗滤液废水处理系统包括依次连接的混凝气浮池、一级厌氧池、一级好氧池、兼氧反应池、无机膜MBR池、微纳米臭氧催化氧化池、曝气生物滤池以及消毒池。
2.如权利要求1所述的垃圾渗滤液废水处理系统，其特征在于，所述兼氧反应池与所述一级厌氧池之间设有第一回流管道，用以将所述兼氧反应池中的混合液回流至所述一级厌氧池；和/或，
所述无机膜MBR池与所述兼氧反应池之间设有第二回流管道，用以将所述无机膜MBR池中的混合液回流至所述兼氧反应池。
3.如权利要求1所述的垃圾渗滤液废水处理系统，其特征在于，所述无机膜MBR池内设有浸没式平板无机膜组件，所述浸没式平板无机膜组件由至少一个浸没式平板无机膜组成，所述浸没式平板无机膜的孔径为50～100nm。
4.如权利要求1所述的垃圾渗滤液废水处理系统，其特征在于，所述微纳米臭氧催化氧化池内设有碳化硅材料制备的纳米气泡发生器。
5.如权利要求4所述的垃圾渗滤液废水处理系统，其特征在于，所述微纳米臭氧催化氧化池内设有球形催化填料。
6.如权利要求1所述的垃圾渗滤液废水处理系统，其特征在于，所述曝气生物滤池设有仿生根系填料载体。
7.如权利要求1所述的垃圾渗滤液废水处理系统，其特征在于，所述垃圾渗滤液废水处理系统还包括智能控制系统，所述智能控制系统包括：
参数检测及信息采集系统，用以对所述垃圾渗滤液废水处理系统的参数和信息进行检测和采集；
人工智能决策系统，搭载有垃圾渗滤液处理模型和经验参数，用以根据所述参数和所述信息进行人工智能分析以及发出决策指令；以及，
智能控制调节系统，用以根据所述决策指令控制所述垃圾渗滤液废水处理系统的运行。
8.一种垃圾渗滤液处理方法，包括如权利要求1至7任意一项所述的垃圾渗滤液废水处理系统，其特征在于，所述垃圾渗滤液处理方法包括如下步骤：
去除悬浮物的步骤，所述去除悬浮物的步骤包括所述混凝气浮池流入垃圾渗滤液，并去除垃圾渗滤液中的悬浮物；
去除有机物的步骤，所述去除有机物的步骤包括所述混凝气浮池的出水依次流经所述一级厌氧池、所述一级好氧池、所述兼氧反应池、所述无机膜MBR池、所述微纳米臭氧催化氧化池以及所述曝气生物滤池，去除有机物；
消毒的步骤，所述消毒的步骤包括所述曝气生物滤池的出水流入所述消毒池，经NaClO消毒后达标排出；
其中，所述去除有机物的步骤中，所述兼氧反应池的溶解氧浓度设置为0.45至0.6mg/ml。
9.如权利要求8所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，所述的垃圾渗滤液废水处理系统还包括设于所述兼氧反应池与所述一级厌氧池之间的第一回流管道，和/或，设于所述无机膜MBR池与所述兼氧反应池之间的第二回流管道；
所述去除有机物的步骤还包括：所述兼氧反应池中的混合液回流至所述一级厌氧池，回流比设为200～300％；和/或，所述无机膜MBR池中的混合液回流至所述兼氧反应池，回流比设为600～800％。
10.如权利要求8所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，所述去除有机物的步骤中，所述兼氧反应池和所述无机膜MBR池内的活性污泥浓度设为12000～16000mg/L。
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