一種垃圾滲濾液處理工藝的製作方法

2023-07-08 04:29:26

專利名稱：一種垃圾滲濾液處理工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種垃圾滲濾液處理工藝，屬於高濃度有機廢水處理領域。
背景技術：
近年來，隨著我國工業化和城市化進程的加快，城市垃圾也增長迅速。目前國內垃圾處理方式主要有衛生填埋、堆肥和焚燒。從理論上講，垃圾堆肥是一種非常好的垃圾資源化方式。從整個城市的淨化、綠化和美化的角度出發，有機肥在城市的綠化和農田的基本建設中地位日益重要。從經濟的角度看，堆肥的生產過程就是將生活垃圾化廢為寶的過程，堆肥產品支持了農業生產。但垃圾堆肥生產和推廣應用存在許多問題，而且堆肥生產的成本較高。現在，在世界各國的垃圾處理方式中，焚燒綜合處理所佔比例越來越大，也是當今最先進的實現垃圾無害化和無量化的處置方法。垃圾焚燒裝置大多集中在發達國家，這一方面與國家工業科學技術水平、經濟實力有關，另一方面也與垃圾的組成成分有關。通過焚燒，將垃圾中的大量潛在可利用能源回收利用，同時，將原有固體廢物的體積減少到5%左右。另外，徹底殺滅垃圾中的病原菌，達到解毒、除害的目的。但是，進行焚燒處理，一方面需要較高的設備投資；另一方面該城市的生活垃圾熱值不高，需要添加燃料助燃，運行費用十分昂貴；此外，還需要投資建設不能燃燒的部分垃圾和焚燒殘渣的衛生填埋場地。因此， 基建總投資和運行費用都將高於衛生填埋。衛生填埋是城市垃圾處理必不可少的最終處理手段，是現階段我國垃圾處理的重要方法。它具有適應性廣、操作簡單、垃圾消納量大、運行費用低等特點。在垃圾衛生填埋過程中會產生一定數量的高濃度有機廢水，即垃圾滲濾液， 其產生主要來自以下幾個方面大氣降水，垃圾中原來含有的水分，垃圾填埋過程中由於微生物的代謝活動所產生的水分。垃圾滲濾液具有B0D、C0D、氨氮濃度高，水質水量變化範圍大及微生物營養元素比例失調等特點。另外垃圾滲濾液中還含有滷代芳烴、重金屬和病毒等汙染物質，是一種成分非常複雜的有機廢水，也是世界公認的最難處理的有機廢水之一。 所以若不加以處理而直接排放，將給當地水體環境造成嚴重汙染，對周邊人群的身體健康產生嚴重威脅。目前，垃圾滲濾液的處理是我國填埋場建設和管理的薄弱環節之一，國家又制定了生活垃圾填埋場汙染控制標準(GB16889-2008)，規定垃圾滲濾液須處理達標方能排放。但目前為止，垃圾滲濾液多採用回灌方式處理。回灌的處理方式是利用垃圾填埋場中的微生物進行初步降解，並不能有效地去除垃圾滲濾液中的汙染物質；並且有可能因為不斷地循環回灌，使滲濾液中的水分不斷蒸發，使得滲濾液的濃度越來越大。同時，適合我國國情、符合「高效、低耗」處理標準的處理工藝尚處於研發階段。因此探索適合我國經濟發展水平的垃圾滲濾液處理工藝對垃圾填埋場的建設實現現代化和標準化具有重要意義。

發明內容
本發明目的在於針對現有處理工藝不能達到國家汙水排放標準的缺點，提供一種垃圾滲濾液的處理工藝，可實現對垃圾滲濾液的深度處理，達到國家標準排放的要求。為了實現本發明的技術目的，本發明的技術方案為(1)預處理來自填埋場的垃圾滲濾液收集後進入初沉澱池進行沉澱，使其中的雜質和汙泥大部分被沉澱下來，然後通入調節池停留5-10天，進行水質和水量的調節，此步驟不但起到均勻水質的作用，還可為雨季或處理系統的檢修維護起到緩衝的作用。(2)厭氧處理將垃圾滲濾液用泵從調節池抽入配水池中，再經由配水池配水進入上流式厭氧汙泥床(UASB)反應器中進行厭氧反應，產生的沼氣、汙水和汙泥通過厭氧反應器上部的三相分離器分離，沼氣進入集氣室並由集氣室排出，含有汙泥的汙水進入沉降區，沉降性能良好的汙泥沉降至厭氧反應器的汙泥床，含有少量汙泥的汙水從反應器上部排出。採用UASB厭氧反應器，汙水經過均勻布水進入反應器底部，汙泥絮體在上升水流和氣泡的作用下處於懸浮狀態，反應器底部是濃度較高的汙泥床，上部是濃度較低的懸浮汙泥層，有機物在此轉化為甲烷和二氧化碳氣體；在反應器的上部進行泥、水、氣的三相分離； 汙泥部分回流到汙泥區，沼氣可以收集利用，上清液溢流外排。(3)好氧處理將上述厭氧處理後的汙水送入好氧反應池中進行處理，停留時間為 24h0好氧處理分為硝化和反硝化兩個階段，在好氧條件下利用硝化細菌將氮化物轉化為硝酸鹽，然後在缺氧條件下利用反硝化細菌將硝酸鹽還原為氣態氮；經過好氧處理的泥水混合物進行沉澱分離，上清液由反應池上部排出，沉澱的汙泥部分回流到好氧反應池中繼續進行好氧處理，另外一部分汙泥排入汙泥濃縮池。好氧處理中採用垃圾滲濾液自帶的微生物進行處理，但由於自帶的微生物自發培養需要較長的時間，若時間上不允許也可採用投加當地生活汙水處理廠的活性汙泥的方式。(4)經過好氧處理沉澱後的上清液進入水生植物塘處理，然後經消毒處理，去除其中的有害病菌後外排。(5)汙泥處理將厭氧及好氧處理的汙泥送入汙泥濃縮池內，經過沉澱和濃縮，得到的上清液回流到調節池循環處理，濃縮的汙泥經過脫水處理後運至填埋場進行填埋處理，脫水處理可採用板框壓濾機或履帶式壓濾機將汙泥脫水至含水率為80%的幹汙泥。本發明中配水池中的CODct為1000-2000mg/L，若原水濃度過高應進行稀釋；pH 值控制在6-8，否則應採用鹽酸或氫氧化鈉進行中和，進入厭氧反應器的汙泥濃度控制在 2000-3000mg/L，溫度控制在 20_30°C。本發明中所述好氧反應池為氧化溝或帶有曝氣功能的反應池或氧化溝，好氧反應時間為Mh，氧化反應池中汙泥濃度為1200-1500mg/L，反應池中溶氧量為5_7mg/L。本發明中所述在好氧反應池中添加活性汙泥，促進好氧反應，根據處理工藝的啟動時間，靈活採用部分投加或全部投加當地運行良好的生活汙水處理廠的活性汙泥的方式。本發明中所述水生植物塘由一個以上的水池組成，在塘中汙水依次流過強耐汙植物、中等耐汙植物和弱耐汙植物。強耐汙植物為鳳眼蓮(水葫蘆)、綠萍等漂浮植物和水浮蓮等浮葉植物；中等耐汙植物為蘆葦、水蔥、菖蒲等挺水植物；弱耐汙植物為茨藻金魚藻等沉水植物，經過好氧處理的上清液均勻地流經栽種三類植物的水池進行處理。這是本發明中的獨特之處，也是最重要的內容之一。由於垃圾滲濾液屬於高濃度的有機廢水，經過厭氧及好氧處理後，滲濾液中的有機物濃度雖然大幅降低，但仍然較高，無法達到排放要求；而這些有機物同時也是某些植物生長的營養物質；利用水生植物的生命活動將垃圾滲濾液
中殘留的有機物轉化為植物生長的營養物質，達到進一步去除汙染物質的目的。
本發明中所述消毒處理為臭氧消毒。本發明中所述汙泥濃縮池排出的濃縮上清液採用常規先氧化還原後混凝沉澱的方法處理後再回流至調節池。經過厭氧及好氧處理，滲濾液中的有機物濃度大幅降低，但其中含有的鹽及重金屬離子等有害物質並不能得到有效地固定，若將上清液直接回流，必將造成處理設施中的垃圾滲濾液中的鹽及重金屬離子等有害物質的濃度逐漸增大，對活性汙泥微生物產生毒害作用。因此對汙泥濃縮上清液採用氧化還原、混凝沉澱的方法處理後再回流至調節池，使其中的鹽和重金屬得到完全固定，可避免了上清液回流帶來的弊端。本發明的優點在於
1、本發明所述的處理工藝可充分利用地形地勢及處理構築物垂直方向的合理布置實現滲濾液的自流；除了厭氧及好氧處理過程中需要一定的動力之外，其他處理單元均不需耗費太多電力；
2、本發明的整個處理過程均是利用微生物及植物的生命活動來處理汙染物，無需耗費其他材料；水生植物塘中的植物根據長勢定時採割，就近於填埋場填埋處置；
3、本發明的處理設施可就近建於填埋場垃圾滲濾液收集池附近，利於汙泥的就近填埋處置，節省管道建設的投資，同時也避免對其他地區的汙染；
4、本發明實現了C0D。r、B0D5、N及P等汙染物質的有效降解；
5、本發明的整個處理系統運行操作簡單，經濟效果及處理效果顯著；
6、本發明可推廣至其他高濃度有機廢水的的處理。


圖1是本發明垃圾滲濾液處理工藝流程示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明，但本發明保護範圍不局限於所述內容。實施例1 本垃圾滲濾液處理工藝，具體操作如下
(1)將來自填埋場的垃圾滲濾液收集後進入初沉澱池進行沉澱，使其中的雜質和汙泥大部分被沉澱下來，然後汙水進入調節池停留5天，進行水質和水量的調節。(2)將垃圾滲濾液用泵從調節池抽入配水池中，再經由配水池配水進入上流式厭氧汙泥床(UASB)反應器進行厭氧反應，產生的沼氣、汙水和汙泥通過厭氧反應器上部的三相分離器分離，沼氣經由集氣室排出，含有汙泥的汙水進入沉降區，沉降性能良好的汙泥沉降至厭氧反應器的汙泥床，含有少量汙泥的汙水從反應器上部排出。配水池中的CODct為 1000mg/L, pH值為6，進入厭氧反應器的汙泥濃度為2000mg/L，反應溫度為25°C。(3)將上述厭氧處理後的汙水送入氧化溝中進行處理，氧化溝分為串聯的三格，停留Mh。好氧處理分為硝化和反硝化兩個階段。在好氧條件下利用硝化細菌將氮化物轉化為硝酸鹽，然後在缺氧條件下利用反硝化細菌將硝酸鹽還原為氣態氮。經過好氧處理的泥水混合物進入二沉池進行沉澱分離，上清液由反應池上部排出，沉澱的汙泥部分回流到氧化溝繼續進行好氧處理，另外一部分汙泥排入汙泥濃縮池。氧化溝的啟動採用部分投加活性汙泥的方式，即投加來自運行良好的生活汙水處理廠的活性汙泥，使汙泥濃度達到800 mg/L，再進行間歇曝氣培養，最終使氧化溝的汙泥濃度控制在1200mg/L ；這樣的培養方式可充分利用垃圾滲濾液中原有的微生物，使培養出來的汙泥對水質變化具有較強的耐衝擊能力。氧化溝的曝氣採用轉刷曝氣機，使溝內汙水的溶解氧保持在5mg/L為宜。(4)經過好氧處理後的上清液進入水生植物塘處理，水生植物塘分為A塘、B塘和 C塘，在A塘種植強耐汙植物一水葫蘆、綠萍和水浮蓮；在B塘種植中等耐汙植物一蘆葦、 水蔥和菖蒲；在C塘種植弱耐汙植物一茨藻金魚藻，經過好氧處理的上清液均勻地流經A、 B和C水池進行處理，然後經臭氧消毒後外排。(5)將厭氧及好氧處理的汙泥送入汙泥濃縮池內，經過沉澱和濃縮，得到的汙泥濃縮上清液經氧化還原及混凝處理後回流到調節池循環處理，濃縮的汙泥採用板框壓濾機進行脫水處理後，含水率約為80%，運至填埋場進行填埋處理。(見圖1)
(6)處理出水水質技術指標與生活垃圾填埋場汙染控制標準(GB16889-2008)排放限值的比較情況見表1。從表1可見本發明的處理出水各項水質指標均優於國家標準。表1處理出水水質技術指標與標準排放限值的比較_
權利要求
1.一種垃圾滲濾液處理工藝，其特徵在於按如下步驟進行(1)垃圾滲濾液進入初沉池進行沉澱，然後進入調節池進行水質和水量的調節，調節時間為5-10天；(2)將垃圾滲濾液用泵從調節池抽入配水池，再經由配水池配水進入上流式厭氧汙泥床反應器中進行厭氧處理，產生的沼氣、汙水與汙泥通過厭氧反應器上部的三相分離器分離，沼氣進入集氣室，汙泥沉降至厭氧反應器的汙泥床，汙水從反應器上部排出；(3)將厭氧處理後的汙水送入好氧反應池中進行處理，經過好氧處理後的汙水進行沉澱分離，上清液由沉澱池排出，沉澱的汙泥部分回流到好氧反應池中繼續進行好氧處理，另外一部分汙泥排入汙泥濃縮池；(4)經過好氧處理沉澱後的上清液進入水生植物塘進行處理，然後經消毒處理後外排；(5)將厭氧和好氧處理後的汙泥送入汙泥濃縮池內，經過沉澱和濃縮，得到的濃縮上清液經處理後回流到調節池循環處理，濃縮的汙泥經過脫水處理後運至垃圾填埋場處理。
2.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液處理工藝，其特徵在於配水池中的CODra為 1000-2000mg/L, pH值為6-8，進入厭氧反應器的汙泥濃度為2000_3000mg/L，反應溫度為 20-30 "C。
3.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液處理工藝，其特徵在於好氧反應池為氧化溝或帶有曝氣功能的反應池或氧化溝，好氧反應時間為Mh，氧化反應池中汙泥濃度為 1200-1500mg/L，反應池中溶氧量為5_7mg/L。
4.根據權利要求3所述的垃圾滲濾液處理工藝，其特徵在於在好氧反應池中添加活性汙泥。
5.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液處理工藝，其特徵在於水生植物塘由一個以上的小塘組成，在塘中汙水依次流過強耐汙植物、中等耐汙植物和弱耐汙植物。
6.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液處理工藝，其特徵在於消毒處理為臭氧消毒。
7.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液處理工藝，其特徵在於由汙泥濃縮池排出的濃縮上清液採用先氧化還原後混凝沉澱的方法處理後再回流至調節池。
全文摘要
本發明公開了一種垃圾滲濾液處理工藝，屬於高濃度有機廢水處理領域，該處理工藝包括了預處理、厭氧處理、好氧處理、水生生物塘處理、汙泥處理等步驟，本發明操作簡單、經濟效果及處理效果顯著，實現了高濃度有機廢水中COD、總氮、總磷，重金屬離子的有效去除。
文檔編號C02F9/14GK102515438SQ20111043363
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月22日 優先權日2011年12月22日
發明者劉自蓮, 張梅, 黃秋香 申請人:昆明理工大學