CN1277768C - 垃圾渗滤液组合处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾渗滤液组合处理方法及系统，该处理工艺通过将物化处理、生物处理技术、以及生态处理相结合而得以实现。本发明的系统主要由预曝调节池、生物混凝沉淀池、高效生物滤池、综合生态池等组成。与现有的处理技术相比，本发明具有处理速度快、出水水质高，其出水可达到一级排放标准，并可实现垃圾处理厂污水零排放。

Description

垃圾渗滤液组合处理方法及系统

技术领域

本发明涉及一种用于对垃圾渗滤液进行处理的方法及系统，更具体来讲，本发明涉及一种组合处理工艺及系统，该工艺和系统应用了“物化处理+生物处理+生态处理”的流程。

背景技术

垃圾渗滤液作为一种难于进行处理的高浓度有机废水，其成份极其复杂，在垃圾渗滤液中，COD_cr、BOD₅、重金属、氨氮及盐分的含量都很高，而且，垃圾渗滤液的可生化性差，分子量大的有机物在其中占优势，且微生物营养元素的比例失调，此外，垃圾渗滤液还具有一定的毒性。垃圾渗率液主要来自三个方面：(1)填埋场内的自然降雨和径流；(2)垃圾自身原油的含水；(3)在垃圾填埋后由于微生物的厌氧分解分解而产生的水。总之，垃圾渗滤液具有如下的特性：(1)水质十分复杂，不仅含有耗氧的有机污染物，还含有各类金属和植物营养素(氨氮等)，对于工业部门使用的垃圾填埋厂，渗滤液中还会含有有毒、有害的有机污染物；(2)BOD₅、COD浓度高，最高可达几万单位，远远高于城市污水；(3)有机污染物种类多，其中有难以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化合物、磷酸酯、邻苯二甲酸酯、酚类化合物和苯胺类化合物等；(4)含有十多种金属离子，其中的重金属离子会对微生物产生抑制作用；以及(5)氨氮含量高且缺乏磷元素，从而给生物处理带来一定难度。

鉴于垃圾渗滤液具有上述的特征，因此，如何对其进行处理就成为一个棘手的问题。显然，单纯采用任何一种处理工艺都难以实现垃圾渗滤液的达标排放，因而，人们一直在探索如何经济而高效地处理垃圾渗滤液，目前，现有技术中出现了多种用于对垃圾渗滤液执行组合处理的工艺和设备。例如在CN1433978A号专利文件中就公开了一种垃圾渗滤液组合处理工艺，该工艺的主要步骤是电解处理→生化处理→加氟消毒，但该工艺只适于对垃圾填埋场各阶段渗滤液进行达标处理，在处理能力和效率方面都存在不足。专利文件CN1478737A公开了另一种垃圾渗滤液处理工艺，该工艺的主要步骤是电解氧化处理→陶瓷膜生化处理及分离→反渗透处理。该工艺也采用了电解方法和渗透过滤法，虽然出水也可达到一级排放标准，但却存在投资大、运行成本高的缺点。专利文件CN1490264A中公开了对垃圾渗滤液执行多级深度生化物化处理的工艺，该工艺采用了强化氧化、催化裂解、混凝澄清、过滤膜、反渗透等处理方法，该处理方法的工艺复杂，且处理能力有限。总之，目前的垃圾渗滤液组合处理技术存在着很多难于兼顾的问题。现有技术中需要发展一种新型的垃圾渗滤液组合处理技术。

发明内容

基于上述的问题，本发明提供了一种垃圾渗滤液组合处理方法及系统，该处理工艺通过将物化处理、生物处理技术、以及生态处理相结合而得以实现。本发明的系统主要由预曝调节池、生物混凝沉淀池、高效生物滤池、综合生态池等组成。与现有的处理技术相比，本发明具有处理速度快、出水水质高，其出水可达到一级排放标准，并可实现垃圾处理厂污水零排放。

根据本发明的一个方面，本申请提出了一种对垃圾渗滤液执行组合处理的方法，该方法包括步骤：利用生物混凝沉淀方法执行一级强化处理；采用固定化微生物-生物滤池对经过一级处理的渗滤液执行二级处理；以及对经二级处理后的污水执行三级处理，其特征在于：所述三级处理采用了混凝沉淀+人工湿地生态处理的方式。

在本发明中，通过采用三级处理、并应用生态处理方法，能高效、稳定地处理几乎各种类型的垃圾渗滤液，并确保了污水处理工程的生态安全。

根据本发明的再一方面，一级处理中所使用的絮凝剂是对二级处理剩余活性污泥进行驯化而得到的。

在本发明的另一方面，本申请提出了一种用于对垃圾渗滤液执行组合处理的系统，该系统包括：预曝调节池、生物混凝沉淀池、基于固定化微生物技术的曝气生物滤池和厌氧生物滤池、以及一混凝沉淀池，其特征在于：所述系统还包括一基于人工湿地的生态池，该系统的连接关系依次为：预曝调节池→生物混凝沉淀池→曝气生物滤池及厌氧生物滤池→混凝沉淀池→人工湿地生态池。

在本发明的组合处理系统中，由于综合地应用了物化处理、生物处理技术、以及生态处理，所以对污水的处理能力强、效率高，并能获得生态效益。

根据本发明的另一方面，生物滤池中使用了高效悬浮大孔载体和固定化微生物。

根据本方面的又一方面，生物混凝沉淀使用了絮凝剂，该絮凝剂是对高效生物滤池的剩余活性污泥进行驯化而得到的。

从下文参照附图所作的详细描述，可更加清楚地领会本发明上述的内容和其它的特征和优点。

附图说明

下面将参照附图对本发明的优选实施方式进行详细描述，在附图中：

图1是根据本发明一实施方式的垃圾渗滤液组合处理系统的工艺流程图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的基本原理及示例性实施方式作详细的描述。

首先对本发明的基本原理进行讨论。图1表示了本发明组合处理工艺的流程和各处理构筑物的功能。垃圾渗滤液首先经过一预曝调节池(图中未示出)的处理，经过预曝调节处理后的渗滤液被输送到生物混凝池中，并依次经过三级处理，最后变为符合一级排放标准的出水。下面将参照附图所示的系统对本发明的三级处理进行介绍：

生物混凝沉淀池(属于一级处理)

本发明采用强化一级处理(生物混凝沉淀)作为预处理手段，其优点是占地面积小，运行费用低，从而可大大降低二级处理的基建成本和运行费用；其中所用的絮凝剂采用由二级处理剩余活性污泥进行驯化而得到的生物絮凝剂，其特点是集吸附、生物降解于一体，污泥产量低，对大分子有机物及SS去除效果好，且对污泥不会造成化学污染，污泥可用作肥料。

固定化微生物-生物滤池(I-AF厌氧生物滤池和I-BAF曝气生物滤池，属于二级处理)

二级处理涉及以固定化微生物为主体构成的曝气生物滤池(I-BAF)和厌氧生物滤池(I-AF)，这一方法的特点是出水水质好、占地面积小以及工艺中不产生臭味，属先进的水处理工艺。本发明所采用的I-BAF和I-AF工艺是吸收了国内外生物滤池的优点、采用高效微生物及固定化微生物技术发展而成的污水处理新工艺。与传统的生物滤池相比，I-BAF和I-AF采用了一类高效悬浮大孔载体，这种载体与传统载体不同，其比表面积很大(400000m²/m³)，孔隙率高(＞96％)。同时，通过分子设计，在载体中引入了大量的活性和强极性基团，并通过固定化技术，将大量变异菌和酶制剂牢牢固定在载体上，其单位体积生物量大，最高可达60g/L。固定化微生物后的载体平均湿密度为1.00g/cm³，在水中呈悬浮状。由于采用固定化技术，微生物不易脱落，这样既提高了生物浓度，又避免了堵塞，相对于传统活性污泥工艺来说，省略了二沉池和污泥回流，污泥量减小90％。

微生物采用由高效复合微生物及酶制剂组成的复合菌，其对自然微生物强化与提高而获得的产物，这种微生物的驯化速度快，对有机物的降解速度是活性污泥的100倍，剩余污泥量少，耐冲击负荷能力强，单位体积中的微生物含量为30-50亿个/g，因而污染物去除率高、速度快，不会引起二次污染，尤其是在低温下有较好的生物活性。这种产品对处理异味、脂肪族碳氢化合物、方香族化合物、酚类化合物等都具有较好的降解效果，对表面活性剂、脂肪酸、皮革废水、医药废水、酮类等也有降解效果。此外，这种微生物能承受较高的有机负荷、细胞生长快、利用率高、系统运行稳定，还可在好氧、兼氧及厌氧状态下运行，此微生物中含有硝化菌，可快速地氧化氨氮。

在I-BAF中曝气系统采用了ADS高效曝气系统，该系统克服了传统曝气系统的许多缺点，具有传质均匀、氧利用率高达30-60％、能耗低、寿命长及易于施工等优点。

I-BAF和I-AF具有在高进水负荷下出水稳定的优点，其污染物去除量及去除率均随进水浓度的提高而增加，即在一定浓度范围内去除率随COD容积负荷的增大而升高，表现为BAF具有适应处理高浓度废水的优异能力。因此，采用I-BAF和I-AF工艺，可使系统容积大大减小，从而减少土地占用面积，降低工程造价，节约国土资源。在I-BAF和工-AF工艺中，依据载体性能可维持生物的多样性，使好氧、厌氧、兼性菌同时存在，提高了去除有机物的广谱性，尤其在去除NH₄ ⁺-N和总氮方面有其独特的优点。这一级工艺同时兼顾活性污泥法、生物膜法和固定化微生物的长处，吸收了生物流化床的传质速度快的优点，因而使得整个污水处理工程基建投资减少，运行费用降低，处理效率提高，占地面积大幅减小，避免对环境不会造成二次污染。

混凝沉淀+生态处理(三级处理)

本发明的第三级处理采用了混凝沉淀与污水生态处理相结合的处理方法。混凝沉淀采用聚合铝微絮凝剂，其特点是对COD和色度的去除效果好，且操作简便，是一项较为成熟的处理技术。生态处理的技术核心则以人工湿地等为主体，从而可确保了污水处理工程的生态安全。人工湿地系统是“利用与再生”结合型的污水生态处理技术，其同样具有除氮脱磷和高效降解有机物的功能。人工湿地污水处理系统的优势在于生长于其中的植物和微生物能实现相互适应。污水从生长有植物的介质中流过，从而产生过滤、沉淀、吸附等物理作用，且污染物与基质间发生多种形式的化学反应，同时，植物还具有对污染物进行吸收和同化的作用，并通过根茎叶向水体与基质层供氧，使周围的多种微生物在厌氧、兼氧、好氧等复杂状态下消化降解有机物、硝化与反硝化含氮的污染物、吸附吸收磷等污染物，因而成为了具有良好生态调节功能的生态工程污水处理系统。

如采用以上述工艺为基础的技术路线，则将整个处理工程建成一座以亲水文化为主题的活水公园，体现污水处理与生态景观建设的和谐统一。

下面将介绍采用上述处理流程的一试验性具体示例。一垃圾渗滤液处理工程的设计水量为：枯水季节100m³/d，丰水季节200m³/d，年平均处理能力150m³/d。系统的进水水质为：COD≤8000-16000(mg/l)；BOD₅≤4000-8000(mg/l)；NH₄-N≤750-1500(mg/l)；SS≤400-800(mg/l)。而出水水质却要求符合《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-1997)二级标准设计。即：COD≤300(mg/l)；BOD₅≤4000-8000(mg/l)；NH₄-N≤25(mg/l)；SS≤200(mg/l)。

处理系统的结构组成如下：

(1)渗滤液收集、调节池

渗滤液收集、调节池设置在天然沟壑底部，其作用是收集、调节水质和水量，保证后续处理稳定。渗滤液收集、调节池总容积3000m3，尺寸20×15×5.5m，钢混结构，数量2座。

(2)生物混凝、沉淀池

生物混凝池投加适量活性污泥和高效微生物，进一步降低有机污染负荷和水质色度、臭气等。混凝池尺寸4.2m×3m×4.5m，钢混结构，池内安装曝气系统；沉淀池尺寸3.0×3.0×5.5m，钢混结构，池底安装排泥设施。

(3)固定化微生物-厌氧生物滤池(I-AF池)

I-AF池填装适合厌氧微生物种群生长和繁衍的大孔悬浮载体，投加高效厌氧微生物。I-AF池尺寸8.4×8.4×5.0m，分两组两级并联运行，钢混结构，池底安装ADS曝气管和排泥管。

(4)固定化微生物-曝气生物滤池(I-BAF池)

I-BAF池填装适合好氧微生物种群生长和繁衍的大孔悬浮载体，投加高效好氧微生物。I-BAF池尺寸8.4×8.4×5.0m，分两组两级并联运行，钢混结构，池底安装ADS曝气管和排泥管。

(5)后混凝池和混凝沉淀池

混凝池投加化学混凝剂和絮凝剂，使废水中的有机污染负荷和水质色度进一步降低。后混凝池尺寸1.5×1.5×1.5m，钢混结构，池内安装搅拌系统；沉淀池尺寸3.0×3.0×5.5m，钢混结构，底部安装排泥设施。

(6)综合生态池

综合生态池依次分层填装卵石、砾石、脱硫灰渣和颗粒活性炭、河沙等，表层设置布水管，底层设置集水管，表面种植观赏性植物。综合生态池总面积150m²，成椭圆形分为2个池区。每个池区内留出一角设置为观鱼池。观鱼池内养殖观赏性的鱼类，观赏和检验出水水质对水生态和生物影响。

试验发现，采用上述的系统完全能达到预定的设计目标，且具有很高的效能和稳定性。

尽管上文中对本发明的具体实施方式进行了描述，但这仅是示例性的，本领域技术人员可以领会到：在权利要求书所限定的范围内，还可以有多种其它的实施方式，且所有基于本发明设计思想的实施方式都在本发明的范围内。

Claims (5)

1、一种对垃圾渗滤液执行组合处理的方法，该方法包括步骤：利用生物混凝沉淀方法执行一级强化处理；采用固定化微生物-生物滤池对经过一级处理的渗滤液执行二级处理；以及对经二级处理后的污水执行三级处理，其特征在于：所述三级处理采用了混凝沉淀+人工湿地生态处理的方式。

2、根据权利要求1所述的组合处理方法，其特征在于：一级处理中所使用的絮凝剂是对二级处理剩余活性污泥进行驯化而得到的。

3、一种用于对垃圾渗滤液执行组合处理的系统，该系统包括：预曝调节池、生物混凝沉淀池、基于固定化微生物技术的曝气生物滤池和厌氧生物滤池、以及一混凝沉淀池，其特征在于：所述系统还包括一基于人工湿地的生态池，该系统的连接关系依次为：预曝调节池→生物混凝沉淀池→曝气生物滤池及厌氧生物滤池→混凝沉淀池→人工湿地生态池。

4、根据权利要求3所述的组合处理系统，其特征在于：曝气生物滤池中使用了高效悬浮大孔载体和固定化微生物。

5、根据权利要求3所述的组合处理系统，其特征在于：生物混凝沉淀池使用了絮凝剂，该絮凝剂是对曝气生物滤池的剩余活性污泥进行驯化而得到的。

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