CN1193943C - 一种垃圾渗滤液处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污水处理方法，尤其是垃圾渗滤液处理方法，其特征是将废水先经物理脱氨氮，然后再经厌氧消化，立式氧化槽生化，水解酸化，好氧生化处理。本发明工艺不仅具有总投资省，可节省投资50%，占地面积小，可减少用地60%，运行操作简单，可随开随停，适应垃圾渗滤液形成环境，抗冲击负荷能力强；而且处理成本低，M³垃圾渗滤液处理成本约5-8元，可达到高效率、低成本、低运行费用处理垃圾渗滤液，而且整个工艺不加任何稀释水，减少了总排放量，出水可完全达到一级排放标准。本发明污水处理方法还可以用于其它类似的高浓度有机废水的处理。

Description

一种垃圾渗滤液处理方法

技术领域

本发明涉及一种污水处理方法，尤其是垃圾渗滤液处理方法。

背景技术

垃圾渗滤液废水是由垃圾堆埋陈腐发酵后，由于雨水及其它原因而形成的渗出废水，由于垃圾成份复杂，所以形成的渗滤液是一种高浓度、多成份、色度重、以有机污染物为主还含有其它不利微生物生长如盐、重金属离子、有毒化合物等组成的混合复杂高浓度有机废水。渗滤液中CODcr最高可达上万或几万mg/l，氨氮(NH₃-N)高达几千mg/l，且BOD/COD比又很低(一般小于0.1)，难降解有机物和氨氮浓度很高，直接可生化性较差，因而用通常的直接生化处理效果不理想；并且废水中含有对微生物有害的盐类、有毒化合物，重金属离子，会抑制微生物活性，影响微生物直接生化效果，属较难处理的高浓度有机废水。

中国专利99124025公开的垃圾填埋场渗滤液处理工艺，是将渗滤液以内层回灌方式将其回灌到已经进行了覆土的垃圾填埋区内，利用垃圾中含有的厌氧酸化菌和甲烷菌对内层回灌渗滤液进行厌氧生物降解；然而再由浸没式膜生物设备进行好氧生物降解和膜过滤，依靠浸没式膜生物反应设备中高浓度的好氧微生物对可生物降解有机物、氨氮进行降解去除，同时通过膜进行固液分离；然后再进行反渗透处理，利用反渗透膜对溶解性有机物和重金属优异截留率，去除影响硝化菌活性的有机物和有毒有害物质；透过液由生物硝化设备进行脱氨氮处理，从而使处理污水达标。此工艺虽然将脱氨氮后移，在大部分去除影响微生物活性的重金属离子和有毒有害化合物后，再进行生物硝化，提高氨氮生物脱除效果。然而这种工艺也有其不足，一是废水高的氨氮直接生化，会使得生化效果较差；二是反渗透处理，处理运行费用较高；三是约占原水1/4-1/5的含重金属离子及难降解有机物的反渗透浓缩液，需通过采用回灌依靠垃圾、土地吸附、吸收、自然蒸发处理，这样不仅高浓度的有机物仍然积留在垃圾中，加重了后续处理，而且重金属离子截留于土壤中，会造成对土壤的破坏，不利于复土种植植物；四是由于回灌使土壤吸附达到饱和，还需不断移动回灌区，不仅会造成大面积土壤被污染，而且不断移动工作区，也增加了废水收集难度。

中国专利01128917公开的垃圾渗沥液处理方法，将经驯化微生物加入由厌氧、曝气组合的生化反应器，通过微生物降解去除有机物和NH₃-N，然后再加入絮凝剂进行絮凝沉淀物化处理，降低COD与色度，再用纳米材料为过滤介质进行过滤，进一步降低COD和色度。然而此方法，也由于生物降解COD和NH₃-N条件不相同，两者在同一处理工艺下处理效果不好，而且普通生物除氨氮效果较差；另外垃圾渗滤液中含有对微生物有害的重金属离子及其它有毒有害物质，会使得微生物活性较差，生物处理效果受到影响；原废水较高的NH₃-N，也使得直接生物降解效果不理想。

再就是上述采用硝化——反硝化生物脱氨氮，不仅设备复杂膨大，占地面积大，一次投资费用高，而且脱除周期长，操作工艺复杂，动力消耗多，运转费用高，操作不当将直接影响脱氮效率。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种处理成本低，效果好的垃圾渗滤液处理方法。

本发明垃圾渗滤液(以下简称废水)处理方法，首先采用物理脱氨氮，而后再通过厌氧消化、立式氧化槽生化、水解酸化、好氧生化逐级生物降解处理，使处理废水达标。具体说，本发明垃圾渗滤液处理方法，其特征在于将废水先经物理脱氨氮，然后再经厌氧消化，立式氧化槽生化，水解酸化，好氧生化处理。

本发明首先将废水通过物理脱氨氮，依靠物理脱氨氮作用大幅度削减废水中氨氮，降低废水中氨氮浓度，为后续生物处理创造有利条件，有利于提高废水后续生物处理效果。本发明所述物理脱氨氮，可以是诸如通过各种吹脱塔，或吹脱吸收塔，通过气吹作用将氨、氮分子释放到空气中或被液体吸收成盐；也可以采用超声波超声能脱氨氮。为提高氨氮脱除率，本发明较好是采用超声气振脱氨氮，例如(但不限于)中国专利0220442所述脱氨氮装置，不仅可以将废水中游离氨、氮分子脱除，而且超声能还能使废水中结构相对稳定的NH₃-N“断键”，使其由相对稳定的分子结构断键转化为单分子N₂和NH₃，在超声能作用下变成气体从水中逸出，因而具有更好的脱氨氮效率，高浓度NH₃-N去除率可达80-90％。同时超声气振还能使废水中一些难降解大分子有机化合物开键裂化(断键)和催化氧化，变成可降解的小分子，不仅同时具有降解CODcr作用，可去除CODcr约20-30％；而且改善了废水可生化性，更有利于后续生化降解，一举二得。如果废水通过超声气振脱氨氮，再经加入絮凝剂沉淀，还可除去大部份重金属离子，可减少有害金属离子对后续生物降解微生物的影响，对保护后续生物降解微生物活性有积极作用。

厌氧消化，主要是利用厌氧菌的消化作用，将高浓度有机废水中一些不可及难生化有机化合物降解，转变为可生化物质，并使得BOD/COD比提高，从而提高废水的可生化性；同时厌氧消化也可去除CODcr约65-90％，而且厌氧消化污泥增长小，处理成本低，处理量大的，还可回收生物能(甲烷气)。本发明厌氧消化，可以采用各种结构的厌氧消化池，为减小占地面积，本发明一种较好为采用升流式厌氧污泥床(UASB)，该污泥床采用立式结构，由污泥床区、悬浮区和澄清区三部分组成，废水首先由污泥床和悬浮区的厌氧微生物完成对有机物的消化分解，使之转变为甲烷、二氧化碳和水，或者让硝酸盐及亚硝酸盐为电子受体，释放其中的氮。通过澄清区完成气、固、液三相分离。升流式厌氧污泥床，具有污泥浓度高、比活性大，有机负荷高，处理效果好，产泥率低，可以间隙运行，抗冲击，易管理。

立式氧化槽生化，废水经前述处理，已去除大部分氨氮和部分CODcr、BOD₅，并使一些难降解大分子有机化合物转变为可生物降解的小分子有机物，通过本工艺段立式氧化槽生化，可使大部分有机物得到降解和去除，起到大幅度削减有机物。由于垃圾渗滤液有机污染物浓度较高，因此本发明中采用耐高负荷的集氧化沟和SBR两者优点于一体的立式氧化床例如(但不限于)中国专利98242533，它由内置球形纤维填料的环流生化区和澄清区二部分组成，球形纤维填料蓄泥量大，可保证高负荷，使进水可适应CODcr4000-4500mg/l高浓度，克服了普通生化处理受进水浓度限制，高浓度废水需先加水稀释才能生化的不足，这样可减少总排放量。环流生化区形成的好氧、兼氧、厌氧区微生物群丰富，不仅有氧化作用，还有水解作用，一方面可使难生化物质进一步“开环断链”变得可生化，可生化物质“断链”变得好生化，提高了废水易生化性，使高浓度有机废水快速降解，同时其局部厌氧环境和活性污泥，又具有一定生物脱氮作用，对剩余氨氮进一步去除。出水经澄清区截污，效率高、效果好。而且在立式氧化槽生化中竖向环流是由曝气“气提”及导流筒和封帽形成，因此无须外加动力，所以曝气头可以采用浅置，并采用低压风机，节能效果好，可降低设备投资成本。在此立式氧化槽生化工艺中，CODcr去除率可达60-80％，BOD₅去除率可达60％左右，NH₃-N去除率可达50％左右。

水解酸化，主要作用是使剩余的大分子难降解有机物进一步经水解酸化“开环断链”，使不可生化或难生化物质变成可生化物质，进一步改善和提高已处理污水的可生化性，提高BOD/COD比，为后续再次生化降解创造了条件，并降低CODcr和BOD₅浓度。此过程CODcr去除率约为15％左右，BOD/COD比提高至0.25-0.3左右。采用水解酸化，较其工艺废水停留时间短，投资成本低。

好氧生化，废水经水解酸化后，再接着进行好氧生化处望，降解有机物。好氧生化可以采用现有的废水各种好氧生物处理方法，如各种活性污泥法，各种生物膜法等。本发明中较好采用流程短、占地面积小、污泥性状好、生物量丰富、污泥产率低、兼有脱氮作用、设备简单、建设费用低、操作简便的序批式活性污泥法(SBR)。该工段对CODcr去除率可达80-95％，BOD₅去除率可达90％左右。

对于一些有机污染物浓度很高及直接难生化物质较多的垃圾渗滤液，为有效保证最终处理效果，本发明还可以在物理脱氨氮前，先将废水经铁床进行预处理例如(但不限于)中国专利02220440铁床装置，利用铁床铁填料的高活性、大传质面积的内电解作用，将难降解大分子键打断，变成可生化性好的小分子，以改善废水的可生化性，并可大幅度削减CODcr，为后续生化处理创造有利条件，并且铁床具有较好的脱色功能，可以去除大部分色度，降低后续处理负荷。经铁床处理，CODcr去除率可达40％-50％左右，BOD₅20-30％，色度去除率可达80％以上，可提高BOD/COD比值至0.1-0.3。铁床处理后再辅以沉淀，可去除大部分悬浮物，可去除悬浮物约90％。而且铁床具有结构紧凑，处理效率高，耗能少，运转费用低等特点，因此在本发明中被优选采用。

对于出水有较高要求，本发明在好氧生化后还可以加设过滤处理，进一步去除CODcr和细小悬浮物，保证出水高要求。本发明过滤，一种较好方法采用二氧化硅(沸石)作过滤介质，二氧化硅不仅具有吸附容量大，而且滤料价格低。

本发明各工艺段去除率，是指该处理工艺段的实际去除率，而并非指整个累计去除率。

本发明采用首先物理脱氨氮和多级系列生物处理，逐级降解/破解相结合工艺，处理垃圾渗滤液，使得处理效果大大优于现有垃圾渗滤液处理工艺，而且处理成本相对较低，M³垃圾渗滤液处理成本约5-8元。首先物理脱氨氮，不仅可首先大幅度削减废水中氨氮量，降低废水中氨氮浓度，有利于提高后续生物处理效果，而且物理脱氨氮较生物脱氨氮运行操作简单，效果好，处理运转费用低，不受污水中成份影响，可克服生物脱氨氮的不足。尤其是采用超声气振脱氨氮，不仅氨氮脱除效果好，而且还能使废水中一些难降解有机物开键裂化和催化氧化，变成可降解的小分子，同时可去除CODcr约20-30％，并提高了废水可生化性，更有利于后续生物降解，一举二得。脱氨氮后再辅以絮凝剂沉淀(可在一个设备内完成)，又可除去大部份有害微生物的金属离子，减少有害金属离子对后续生化微生物的影响。其次，厌氧消化，立式氧化槽生化，水解酸化，好氧生化逐级生化破解/降解，处理效果好，可使难降解有机物逐步得到“破解”、降解，BOD/COD比逐步提高，有效保证了生物处理效果，因而可有效保证高的处理效果和优良的最终处理出水。尤其是采用升流式厌氧污泥床厌氧消化，具有污泥浓度高、比活性大，有机负荷高，处理效果好，产泥率低，可以间隙运行，抗冲击，易管理。立式氧化槽生化，可耐高负荷，可直接处理高浓度废水，而不需稀释，减少了总的排放量，处理成本低。序批式生物氧化(SBR)，流程短、设备简单、投资省、处理效果好。

对高浓度垃圾渗滤液，在物理脱氨氮前，再辅以铁床预处理，将难降解大分子键打断，变成可生化性好的小分子，并可提高BOD/COD比，改善了废水的可生化性，还可大幅度降解CODcr和脱色度，减轻后续处理负荷。对高出水要求，出水辅以过滤处理，进一步去除CODcr和细小悬浮物，都有效保证了处理效果和高要求出水。

本发明垃圾渗滤液处理方法，较已有技术工艺，不仅具有总投资省，可节省投资50％，占地面积小，可减少用地60％，运行操作简单，可随开随停，适应垃圾渗滤液形成环境，抗冲击负荷能力强；而且处理成本低，M³垃圾渗滤液处理成本约5-8元，可达到高效率、低成本、低运行费用处理垃圾渗滤液，而且整个工艺不加任何稀释水，减少了总排放量，出水可完全达标。本发明污水处理方法还可以用于其它类似的高浓度有机废水的处理。

以下结合一个非限定性实施例，进一步说明本发明构思，但实施例具体过程及装置不是对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明垃圾渗滤液处理基本工艺流程图。

图2为本发明一个高浓度垃圾渗滤液处理工艺流程图。

图3为本发明实施例铁床结构示意图。

图4为本发明实施例超声脱氨氮装置结构示意图。

图5为本发明实施例升流式厌氧污泥床结构示意图。

图6为本发明实施例立式氧化床结构示意图。

具体实施方式

实施例：参见图2-图6，收集的垃圾填埋场渗滤液废水，首先通过格栅去除杂物及大颗粒，原水进入调节池对水质和水量均化处理，减少对后续处理的冲击负荷，为提高均化效果，可以加以间隙曝气，使其充分混合。均化后将原废水经调节PH呈微酸状态，送至内电解铁床水处理装置图3。该装置有外筒体1，轴向内置内循环筒9，内外筒夹层底部有填料搁板4和曝气管5，内置立体多面铁填料3，内循环筒下底部有曝气管10，上端内侧有均衡三角形导流圈8，筒体顶上部内侧有消泡环槽7，下底部有沉淀池和锥形集泥斗11，内置助分离斜板(管)，进水管6设置在筒下部，出水管2在消泡环槽下方。废水由铁填料层下端进入，在曝气气流推流下流过铁填料层，与铁填料充分接触进行内电解反应，并通过内循环筒形成回流循环，与铁填料充分内电解传质及对填料进行冲洗。处理与反清洗正反循环带出的大颗粒污物，在重力作用下沉至集泥斗，从而有效保证了铁填料的高活性和高传质能力。

经铁床处理出水，调节PH至10-10.5，送入沉淀池进行固液分离，经沉淀处理可去除高达90％悬浮物，沉淀浓缩物送至污泥浓缩池浓缩处理。

沉淀出水送至超声波脱氨氮装置图4。该装置包括带有锥形盖帽的倒漏斗形筒体24，顶部有排气口26，其小的排气口，可以保持装置内高的氨、氮浓度和分压，有利于氨、氮气体的排出，内置多层截面略小的集水槽25，其中上层为中空环形结构，下层为略小的凹盘圆形槽(也可相反)，上下层溢水形成曲折迷宫流，有效避免了处理废水的短流。进水口21设在上部，出水口23设在底部。各层集水槽中设有超声波气振装置22，气源由气管20、21供给。处理水由上部进入，自然溢出跌落，逐级超声气振，最后由底部排出，氨氮气体则由顶部排气口排出。超声气振出水经沉淀分离悬浮物，沉淀物送至污泥浓缩池浓缩处理。

脱氨氮废水送入升流式厌氧污泥床(UASB)图5进行厌氧消化，将高浓度有机废水中一些不可及难生化有机化合物降解，转变为可生化物质。该污泥床包括立式筒体27，从下向上依次为均衡布水器29，镂空塑料球内填充纤维丝的球形填料30，三相分离器28，从而形成由下而上污泥床区、悬浮区和澄清区。废水首先在污泥床和悬浮区的厌氧微生物完成对有机物的消化分解，最后通过澄清区内的三相分离器完成气、固、液三相分离，沉淀物送至污泥浓缩池浓缩处理。

出水进入立式氧化槽图6，该氧化槽包括立式筒体32，内导流筒33，中部曝气器34，上下有填料层36，顶部封帽31，导流筒外围填料层35，底部沉淀区37。曝气形成竖向环流生化，通过下部澄清区完成泥水分离，沉淀物送至污泥浓缩池浓缩处理。

氧化槽出水进入水解池，水解酸化将剩余的大分子及难降解有机物进一步经水解酸化“开环断链”，转变为可生化物质，同时提高BOD/COD比，为后续再次生化降解创造了条件。

水解出水进入SBR生化反应器，废水在SBR生化反应器中周期性进水、曝气、沉淀、排水、闲置再生，使废水得到净化。

SBR生化出水经过滤器进一步精滤，如用二氧化硅滤料过滤器过滤，可以得到要求较高出水。

上述有关处理流程中产生污泥，送至污泥浓缩池浓缩，上清液返回调节池继续处理，浓缩污泥进一步作干化处理，如压滤机压滤，滤后水返回调节池处理，滤饼用作肥料或其它处理如和料压砖。

实施例工艺尤其适合CODcr浓度高达30000以上的垃吸渗滤液，出水可达一级排放标准或更高。

对于一般垃圾渗滤液及出水要求不是特别高要求，可按图1基本工艺处理。

本发明相关工艺具体处理设备不限于上述实施例具体结构，可采用其它有同样功能的装置。如铁床可以采用其他结构形式的铁床；超声气振脱氨氮，也可以改用吹脱塔；过滤器也可以采用其他滤料的过滤器，等等，这些均属等同替换，同样属于本发明保护范围。

Claims (7)

1、一种垃圾渗滤液处理方法，其特征在于将垃圾渗滤液先经物理脱氨氮，然后再经厌氧消化，立式氧化槽生化，水解酸化，好氧生化处理。

2、根据权利要求1所述垃圾渗滤液处理方法，其特征在于所说物理脱氨氮为超声气振脱氨氮。

3、根据权利要求1所述垃圾渗滤液处理方法，其特征在于所说厌氧消化采用升流式厌氧污泥床。

4、根据权利要求1所述垃圾渗滤液处理方法，其特征在于所说好氧生化为序批式活性污泥法。

5、根据权利要求1、2、3或4所述垃圾渗滤液处理方法，其特征在于所说垃圾渗滤液在物理脱氨氮前先经铁床内电解预处理。

6、根据权利要求5所述垃圾渗滤液处理方法，其特征在于所说好氧处理后再经过滤。

7、根据权利要求6所述垃圾渗滤液处理方法，其特征在于所说过滤为沸石过滤。

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