CN1868927A - 一种用复合硅藻土处理垃圾渗沥液污水的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用复合硅藻土处理垃圾渗沥液污水的方法及装置，其方法包括消化反应、鼓风曝气、助凝混合、絮凝反应、沉淀、过滤、PH值调整、消毒等步骤，且在助凝混合阶段，通过投入作为助凝剂的复合硅藻土，利用复合硅藻土在垃圾渗沥液污水处理中同时有着絮凝与助凝的双重作用，能快速地实现污水的中和、絮凝、吸附和沉降，从而达到处理速度快、工艺流程短、运行成本低的目的，同时也使得实现该工艺过程的设施结构紧凑、占地面积小，达到设备投资小的目的。
Description
技术领域
本发明属于环保技术领域，特别是涉及一种用复合硅藻土处理垃圾渗沥液污水的方法及装置。
背景技术
随着我国国民经济的快速发展，人民生水平的大幅提高，城市规模的不断扩大，垃圾的排放量也在急剧增加，而垃圾在堆放过程中会产生渗沥液。垃圾渗沥液是一种高浓污水，其污染成份复杂、浓度高，而且水质变化幅度大，难以用常规生物方法达标排放。这些垃圾渗沥液污水若处理不当，一是影响水质，由于垃圾渗沥液中含有大量的有机物、生物，分解时会消耗水中溶氧，进而破坏生态平衡，如自来水的水源遭受垃圾渗沥液污水的污染时，水中会夹带有臭味，影响人们的饮用；二是会妨害环境卫生，由于垃圾渗沥液污水会发出臭味，并且容易滋生蚊蝇，严重影响了城市的居住环境品质，有害健康；三是易造成疾病传播，由于垃圾渗沥液污水中可能夹带有致病菌，若未处理而直接引用于农作物灌溉或径直排入河流，则存在着极大的疾病传播隐患，因而对垃圾渗沥液污水进行净化处理，直接关系到人们的生存环境和身体健康。现有的污水处理方式多种多样，采用硅藻土进行污水的处理方式已被社会所广泛认识和应用，硅藻土处理悬浮物的基本原理是硅藻土中细小、多孔的硅藻个体首先破坏悬浮物之间的平衡，然后把细微的悬浮物吸附在硅藻周围，形成以硅藻为中心的大颗粒基团，这种相对独立的基团个体大，内部空隙率高，污泥能迅速沉淀。但是，将这种硅藻土对污水的处理方式使用在垃圾渗沥液污水处理的过程中，由于垃圾渗沥液污水其污染成份复杂、浓度高，其中NH2-N的浓度可高达300-600mg/L，使得絮凝速度较慢，悬浮时间较长，处理效果不佳，因此，要达到排放标准的处理效果，就必须使用较多的硅藻土，从而带来了占地面积大、设备投资大、运行成本高、工艺复杂的弊端。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种用复合硅藻土处理垃圾渗沥液污水的方法及装置，通过以硅藻土中添加一定比例的r-Al2O3分子材料而构成的复合硅藻土来作为助凝剂，利用复合硅藻土在垃圾渗沥液污水处理中同时有着絮凝与助凝的双重作用，能快速地实现污水的中和、絮凝、吸附和沉降，从而达到处理速度快、工艺流程短、运行成本低的目的，同时也使得实现该工艺过程的设施结构紧凑、占地面积小，达到设备投资小的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用复合硅藻土处理垃圾渗沥液污水的方法，它包括如下步骤：
a.消化反应：将垃圾渗沥液污水引入第一处理池，向第一处理池中投入适量的碱，比如石灰，使污水中的溶解性氨氮向非溶解性氨、氮转化；碱的加入量以使PH值达到10以上为佳；
b.鼓风曝气：将第一处理池处理后的污水引入第二处理池，向第二处理池内通入压力空气，对氨氮进行吹脱，使水中污染物得到充分氧化降解；
c.助凝混合：将第二处理池处理后的污水引入第三处理池，向第三处理池内投入作为助凝剂的复合硅藻土，让复合硅藻土与水中污染物充分混合接触，尤其在PH值大于10的污水中，助凝剂将向絮凝反应进行，其吸附、网捕、架桥作用可得充分发挥；所述复合硅藻土是将重量百分比为70～95％硅藻土与重量百分比为5～30％的工厂氧化铝下脚料或铝矾土进行均匀混合，然后进行干燥脱水处理，从常温开始逐步升温，直至温度达到450℃～550℃时为止，最后进行粉碎筛分制成的灰白浅黄色的混合粉料，粉体中含有针状晶体的r-Al2O3分子材料；
d.絮凝反应：将第三处理池处理后的污水引入第四处理池，向第四处理池内投入混凝剂，比如硫酸铝，污水中的溶解污染物在混凝剂的化学反应作用下，使污水中的污染物脱稳，从均相状态向游离状态进行，此时助凝剂充分发挥作用，在一定的水力条件下形成粗大的絮凝体，且比重也比未加助凝剂的絮凝体大，使之在后续过程中能够迅速沉淀；
e.沉淀：将第四处理池处理后的污水引入第五处理池，在缓慢的水流状态下，使絮凝体沉淀，从污水中脱离出来；
f.过滤：将第五处理池处理后的污水引入第六处理池，以去除一些过于微小的絮凝体；
g.PH值调整：将第六处理池处理后的水体引入第七处理池，向第七处理池内投入PH调整剂，比如硫酸，以中和剩余的碱度；
h.消毒：将第七处理池处理后的水体引入第八处理池，向第八处理池内投入消毒剂，比如氯气。
本发明的用复合硅藻土处理垃圾渗沥液污水的方法，在消化反应阶段，由于氨.氮难以用絮凝沉淀的方法去除，所以在最初阶段加以处理，考虑到后续工艺的需要，在本工艺中的投碱以投石灰为好，通过投石灰可以使污水中的溶解性氨、氮向非溶性氨、氮转化，为曝气脱氮作化学准备，在提高污水PH值的同时，可以使污水中1微米以上的颗粒从粘稠的污水中游离出来，让可溶解性磷酸盐降至1mg/L以下，去除污水中的钙、镁、氟化物及某些重金属，尤其对沉淀镉、铬、铜、镍、铅和银等污染物特别有效，也使污水中的细菌和病毒含量得到降低。当消化池中的PH值大于10.5时，以上反应和作用将非常明显，而且，这种方式，也为节约助凝剂和混凝剂用量，充分发挥其助凝、混凝作用，为提高后续工艺作技术准备。
本发明的用复合硅藻土处理垃圾渗沥液污水的方法，在鼓风曝气阶段，主要是对氨氮进行吹脱，使水中污染物得到充分氧化降解，为后续的絮凝反应作铺垫。
本发明的用复合硅藻土处理垃圾渗沥液污水的方法，在助凝混合阶段，是在前面充分消化曝气脱氮的基础上，让复合硅藻土与水中污染物充分混合接触，尤其在PH值大于10的污水中，助凝剂将向絮凝反应进行，其吸附、网捕、架桥作用可得充分发挥，由于助凝剂在污水中的比重比其它溶于污水中的污染物大，因此，在这里的水力紊流流速应大于絮凝体的下沉速度。由于硅藻土和针状晶体的r-Al2O3分子材料在高PH值的水体中相当一部分已形成絮凝体，可以为后续的絮凝反应作好充分准备。复合硅藻土放在消化曝气脱氮之后，主要是充分利用水中的碱度，而不致影响曝气工艺脱氮效果，以及前期的氧化降解作用，只有这样，复合硅藻土的化学物理作用才能有效发挥。此时污水中剩余的碱度与-r-Al2O3反应生成Al(OH)3絮凝体参与作用，净化污水。
本发明的用复合硅藻土处理垃圾渗沥液污水的方法，在絮凝反应阶段，加入的混凝剂以投硫酸铝为佳，这是由于硫酸铝分解后，一部分产生Al(OH)3↓絮凝体沉淀，而硫酸根离子则与Ca(OH)2反应，生成溶解度低的CaSo4↓大部分随絮凝体得以沉淀去除。
本发明的用复合硅藻土处理垃圾渗沥液污水的方法，在PH值调整阶段，需加入酸剂，这是由于消化反应阶段投入碱的缘故，剩余的碱度应用酸来调整，这既是为使污水经处理后能达标排放，也是为后续的消毒剂不致耗量过大作准备。
一种实现上述用复合硅藻土处理垃圾渗沥液污水的装置，包括混合沟处理池、曝气池、反应池、沉淀池、滤池、PH值调整池、消毒池、污泥浓缩池、污水池；混合沟处理池的入口与垃圾渗沥液沟口相接通；混合沟处理池的出口与曝气池的入口相接通；曝气池的出口与反应池的复合硅藻土投放室的入口相接通，反应池的复合硅藻土投放室的出口与反应池的混凝剂投放室的入口相接通；反应池的混凝剂投放室的出口与沉淀池的入口相接通；沉淀池的出口与滤池的入口相接通；滤池的出口与PH值调整池的入口相接通；PH值调整池的出口与消毒池的入口相接通；消毒池的出口为水体排放口；曝气池底部的污泥出口、反应池的复合硅藻土投放室底部的污泥出口、反应池的混凝剂投放室底部的污泥出口、沉淀池底部的污泥出口、滤池的底部的污泥出口分别与污泥浓缩池的入口相接通，污泥浓缩池的出口通过污泥脱水装置与污水池的入口相接通，污水池的出口与反应池的复合硅藻土投放室相接通。
本发明的有益效果是，由于采用了消化反应、鼓风曝气、助凝混合、絮凝反应、沉淀、过滤、PH值调整、消毒等步骤来实现对垃圾渗沥液污水的处理，且在助凝混合阶段，通过投入作为助凝剂的复合硅藻土，利用复合硅藻土在垃圾渗沥液污水处理中同时有着絮凝与助凝的双重作用，能快速地实现污水的中和、絮凝、吸附和沉降，这样，就可以大大减少硅藻土的使用量，处理同样的污水，本发明的复合硅藻土的硅藻土使用量仅为原方式的硅藻土使用量的一半，更为重要的是，由于处理速度加快，使污水的处理时间大大缩短，整个处理装置的体积也大大缩小，占地面积缩小后带来了设备投资小的好处；另一方面工艺流程短后，使运行成本也相对降低。因而，本发明的用复合硅藻土处理垃圾渗沥液污水的方法及装置具有较大的推广使用价值。
附图说明
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种用复合硅藻土处理垃圾渗沥液污水的方法及装置不局限于实施例。
图1是本发明的装置的构造示意图。
具体实施方式
本发明的一种用复合硅藻土处理垃圾渗沥液污水的装置，包括消化混合沟处理池1、曝气池2、反应池3、沉淀池4、滤池5、PH值调整池6、消毒池7、污泥浓缩池8、污水调节池9；消化混合沟处理池1的入口与垃圾渗沥液流入沟口相接通；消化混合沟处理池1的出口通过管道或沟渠与曝气池2的入口相接通；曝气池2的出口通过管道与反应池3的复合硅藻土投放室31的入口相接通，反应池3的复合硅藻土投放室31的出口与反应池3的混凝剂投放室32的入口相接通；反应池3的混凝剂投放室32的出口与沉淀池4的入口直接相接通；沉淀池4的出口通过管道与滤池5的入口相接通；滤池5的出口通过管道与PH值调整池6的入口相接通；PH值调整池6的出口通过管道与消毒池7的入口相接通；消毒池7的出口为水体排放口；曝气池2底部的污泥出口、反应池的复合硅藻土投放室32底部的污泥出口、反应池的混凝剂投放室底部32的污泥出口、沉淀池4底部的污泥出口、滤池5的底部的污泥出口分别与污泥浓缩池8的入口相接通，污泥浓缩池8的出口通过污泥脱水装置81与污水池9的入口相接通，污水池9的出口与反应池的复合硅藻土投放室31相接通。
本发明的一种用复合硅藻土处理垃圾渗沥液污水的方法，其工艺过程包括如下；
步骤a.消化反应：将垃圾渗沥液污水引入消化混合沟处理池1，向消化混合沟处理池1中投入适量的碱A，投碱以投石灰为好，通过投石灰可以使污水中的溶解性氨、氮向非溶性氨、氮转化，为曝气脱氮作化学准备，在提高污水PH值的同时，可以使污水中1微米以上的颗粒从粘稠的污水中游离出来，让可溶解性磷酸盐降至1mg/L以下，去除污水中的钙、镁、氟化物及某些重金属，尤其对沉淀镉、铬、铜、镍、铅和银等污染物特别有效，也使污水中的细菌和病毒含量得到降低。当消化池中的PH值大于10.5时，以上反应和作用将非常明显，而且，这种方式，也为节约助凝剂和混凝剂用量，充分发挥其助凝、混凝作用，为提高后续工艺作技术准备。
步骤b.鼓风曝气：将消化混合沟处理池1处理后的污水通过管道引入曝气池2，向曝气池2内通入压力空气B，对氨氮进行吹脱，使水中污染物得到充分氧化降解，为后续的絮凝反应作铺垫。
步骤c.助凝混合：将曝气池2处理后的污水通过管道引入反应池3的复合硅藻土投放室31，向反应池3的复合硅藻土投放室31内投入作为助凝剂的复合硅藻土C，让复合硅藻土与水中污染物充分混合接触，尤其在PH值大于10的污水中，助凝剂将向絮凝反应进行，其吸附、网捕、架桥作用可得充分发挥，由于助凝剂在污水中的比重比其它溶于污水中的污染物大，因此，在这里的水力紊流流速应大于絮凝体的下沉速度；所投入的复合硅藻土是将重量百分比为70～95％的硅藻土与重量百分比为5～30％的工厂氧化铝下脚料或铝矾土进行均匀混合，然后进行干燥脱水处理，从常温开始逐步升温，直至温度达到450℃～550℃时为止，最后进行粉碎筛分制成的灰白带浅黄色的混合粉料，粉体中含有针状晶体的r-Al2O3分子材料；由于硅藻土和针状晶体的r-Al2O3分子材料在高PH值的水体中相当一部分已形成絮凝体，可以为后续的絮凝反应作好充分准备；复合硅藻土放在消化曝气脱氮之后，主要是充分利用水中的碱度，而不致影响曝气工艺脱氮效果，以及前期的氧化降解作用，只有这样，复合硅藻土的化学物理作用才能有效发挥。此时污水中剩余的碱度与-r-Al2O3反应生成Al(OH)3絮凝体参与作用，净化污水。
步骤d.絮凝反应：将反应池3的复合硅藻土投放室31处理后的污水直接引入反应池3的混凝剂投放室32，向反应池3的混凝剂投放室32内投入混凝剂D，污水中的溶解污染物在混凝剂的化学反应作用下，使污水中的污染物脱稳，从均相状态向游离状态进行，此时助凝剂充分发挥作用，在一定的水力条件下形成粗大的絮凝体，且比重也比未加助凝剂的絮凝体大，使之在后续过程中能够迅速沉淀；加入的混凝剂以投硫酸铝为佳，这是由于硫酸铝分解后，一部分产生Al(OH)3↓絮凝体沉淀，而硫酸根离子则与Ca(OH)2反应，生成溶解度低的CaSo4↓大部分随絮凝体得以沉淀去除。
步骤e.沉淀：将反应池3的混凝剂投放室32处理后的污水直接引入沉淀池4，在缓慢的水流状态下，使絮凝体沉淀，从污水中脱离出来。
步骤f.过滤：将沉淀池4处理后的污水通过管道引入滤池5，以去除一些过于微小的絮凝体。
步骤g.PH值调整：将滤池5处理后的水体通过管道引入PH值调整池6，向第PH值调整池6内投入酸剂E，在PH值调整阶段加入酸剂，这是由于消化反应阶段投入碱的缘故，剩余的碱度应用酸来调整，这既是为使污水经处理后能达标排放，也是为后续的消毒剂不致耗量过大作准备。
步骤h.消毒：将PH值调整池6处理后的水体通过管道引入消毒池7，向消毒池7内投入消毒剂如氯气F等。
通过上述步骤后，由消毒池7的出口排出的水体为达标排放水；而由曝气池2底部的污泥出口、反应池的复合硅藻土投放室31底部的污泥出口、反应池的混凝剂投放室底部32的污泥出口、沉淀池4底部的污泥出口、滤池5的底部的污泥出口分别接出的污泥则通过管道接至污泥浓缩池8的入口，然后由污泥浓缩池8的出口通过污泥脱水装置81进行固液分离后，其污水进入污水池9，并将污水池9的污水接到反应池的复合硅藻土投放室31进行循环处理。
下面结合对福建省宁化县垃圾填埋场的处理过程的测试，说明采用本发明的方法及装置进行垃圾渗沥液污水处理的效果。
(一)、宁化县垃圾填埋场垃圾渗沥液的污染指标为：
NH3-N 200～600mg/L
BOD5 3000～8000mg/L
CODcr 5000～12000mg/L
(二)、采用本发明的方法及装置进行处理过程中，在消化曝气阶段：
NH3-N 进水200～600mg/L
出水20～30mg/L
BOD5 进水4000～6000mg/L
出水800～1200mg/L
CODcr 进水5000～8000mg/L
出水1000～2000mg/L
PH 进水7.3～7.6
出水10～12
(三)、在反应沉淀阶段：
NH3-N 进水20～30mg/L
出水10～15mg/L
BOD5 进水800～1200mg/L
出水30～50mg/L
CODcr 进水1000～2000mg/L
出水100～200mg/L
PH 进水10～12
出水7.6～8
(四)、在过滤阶段：
NH3-N 进水10～15mg/L
出水6～10mg/L
BOD5 进水30～50mg/L
出水10～20mg/L
CODcr 进水100～200mg/L
出水50～80mg/L
PH 进水7.6～8
出水7.3～7.6
(五)、在消毒排放阶段：
NH3-N 进水6～10mg/L
出水5～9mg/L
BOD5 进水10～20mg/L
出水9～16mg/L
CODcr 进水50～80mg/L
出水45～75mg/L
PH 进水7.3～7.6
出水7.0～7.3
(六)、参照生活污水的排放标准：
NH3-N≤15mg/L
BOD5≤30mg/L
CODcr≤100mg/L
SS≤70mg/L
本发明的用复合硅藻土处理垃圾渗沥液污水的方法及装置所处理的垃圾渗沥液污水完全符合排放标准。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的用复合硅藻土处理垃圾渗沥液污水的方法及装置，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种用复合硅藻土处理垃圾渗沥液污水的方法，其特征在于：它包括如下步骤：
a.消化反应：将垃圾渗沥液污水引入第一处理池，向第一处理池中投入适量的碱，使污水中的溶解性氨氮向非溶解性氨、氮转化；碱的加入量以使PH值达到10以上为佳；
b.鼓风曝气：将第一处理池处理后的污水引入第二处理池，向第二处理池内通入压力空气，对氨氮进行吹脱，使水中污染物得到充分氧化降解；
c.助凝混合：将第二处理池处理后的污水引入第三处理池，向第三处理池内投入作为助凝剂的复合硅藻土，让复合硅藻土与水中污染物充分混合接触，尤其在PH值大于10的污水中，助凝剂将向絮凝反应进行，其吸附、网捕、架桥作用可得充分发挥；所述复合硅藻土是将重量百分比为70～95％的硅藻土与重量百分比为5～30％的工厂氧化铝下脚料或铝矾土进行均匀混合，然后进行干燥脱水处理，从常温开始逐步升温，直至温度达到450℃～550℃时为止，最后经冷却粉碎筛分得到灰白带浅黄的混合粉体，粉体中含有针状晶体的r-Al2O3分子材料；
d.絮凝反应：将第三处理池处理后的污水引入第四处理池，向第四处理池内投入混凝剂，污水中的溶解污染物在混凝剂的化学反应作用下，使污水中的污染物脱稳，从均相状态向游离状态进行，此时助凝剂充分发挥作用，在一定的水力条件下形成粗大的絮凝体，且比重也比未加助凝剂的絮凝体大，使之在后续过程中能够迅速沉淀；
e.沉淀：将第四处理池处理后的污水引入第五处理池，在缓慢的水流状态下，使絮凝体沉淀，从污水中脱离出来；
f.过滤：将第五处理池处理后的污水引入第六处理池，以去除一些过于微小的絮凝体；
g.PH值调整：将第六处理池处理后的水体引入第七处理池，向第七处理池内投入酸剂，以中和剩余的碱度；
h.消毒：将第七处理池处理后的水体引入第八处理池，向第八处理池内投入消毒剂。
2.根据权利要求1所述的一种用复合硅藻土处理垃圾渗沥液污水的方法，其特征在于：所述的消化反应阶段加入的碱为石灰。
3.根据权利要求1所述的一种用复合硅藻土处理垃圾渗沥液污水的方法，其特征在于：所述的絮凝反应阶段加入的混凝剂为硫酸铝。
4.一种实现如权利要求1所述的用复合硅藻土处理垃圾渗沥液污水的方法的装置，其特征在于：包括混合沟处理池、曝气池、反应池、沉淀池、滤池、PH值调整池、消毒池、污泥浓缩池、污水池；混合沟处理池的入口与垃圾渗沥液沟口相接通；混合沟处理池的出口与曝气池的入口相接通；曝气池的出口与反应池的复合硅藻土投放室的入口相接通，反应池的复合硅藻土投放室的出口与反应池的混凝剂投放室的入口相接通；反应池的混凝剂投放室的出口与沉淀池的入口相接通；沉淀池的出口与滤池的入口相接通；滤池的出口与PH值调整池的入口相接通；PH值调整池的出口与消毒池的入口相接通；消毒池的出口为水体排放口；曝气池底部的污泥出口、反应池的复合硅藻土投放室底部的污泥出口、反应池的混凝剂投放室底部的污泥出口、沉淀池底部的污泥出口、滤池的底部的污泥出口分别与污泥浓缩池的入口相接通，污泥浓缩池的出口通过污泥脱水装置与污水池的入口相接通，污水池的出口与反应池的复合硅藻土投放室相接通。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080917 Termination date: 20110430 |