垃圾渗滤液深度处理的方法转让专利
申请号 : CN200810024570.9
文献号 : CN101244880B
文献日 : 2010-12-15
发明人 : 朱卫兵 , 李月中 , 浦燕新
申请人 : 江苏维尔利环保科技股份有限公司
摘要 :
本发明涉及一种垃圾渗滤液深度处理的方法，(1)将垃圾渗滤液置于反硝化池，连续推流对垃圾渗滤液进行反硝化反应；(2)反硝化池内的垃圾渗滤液流到硝化池内，连续射流、鼓风曝气，DO控制在3-5mg/L，进行硝化反应；(3)硝化后的垃圾渗滤液的废水流到后置反硝化池内，连续推流，外加碳源，碳源与硝态氮的浓度(mg/L)比为2.0～4.5∶1，进行反硝化反应；(4)将后置反硝化后的废水送入管式超滤器内，通过超滤器的膜组件对废水进行固液分离，清液送入纳滤器，浓液回流到反硝化池内；(5)将超滤后清液送入纳滤器，纳滤器的膜组件对清液进行过滤处理后输出清水。发明能提高对垃圾渗滤液中氨氮去除率和总氮去除率。
权利要求 :
1.一种垃圾渗滤液深度处理的方法，其特征在于：按以下步骤进行，
(1)、反硝化反应：将垃圾渗滤液置于反硝化池内，反硝池内垃圾渗滤液的液位≥7米，反硝化池内连续推流，对垃圾渗滤液进行反硝化反应，停留10-18小时后自流到硝化池；
(2)、硝化反应：反硝化池内的垃圾渗滤液流到硝化池内，硝化池内连续射流、鼓风曝气，溶解氧DO控制在3-5mg/L，对垃圾渗滤液的废水进行硝化反应，硝化池内垃圾渗滤液的废水液位≥7m，pH在7-8，污泥浓度在15-18g/L；
(3)、后置反硝化反应：硝化后垃圾渗滤液的废水流到后置反硝化池内，后置反硝池内垃圾渗滤液的废水液位≥7m，后置反硝化池内连续推流，外加碳源，碳源为葡萄糖或甲醇或粪便水，或任意二种或三种的混合物，碳源与硝态氮的浓度(mg/L)比为2.0～4.5∶1，对垃圾渗滤液的废水进行反硝化反应；
(4)、超滤：将后置反硝化后的废水流入管式超滤器内，通过超滤器的膜组件对废水进行固液分离，清液送入纳滤器，浓缩液回流到反硝化池内；
(5)、纳滤：将超滤后的清液送入纳滤器，纳滤器的膜组件对清液进行过滤处理后，输出清水。
2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液深度处理的方法，其特征在于：所述管式超滤器的膜组件滤膜孔径≤30nm，超滤器的工作压力在0.4-0.6MPa。
3.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液深度处理的方法，其特征在于：所述纳滤器的工作压力为0.6～1.2MPa。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种垃圾渗滤液深度处理的方法，属于污水处理技术领域。
背景技术
垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，具有高污染负荷和综合污染的典型特征：恶臭；颜色较深，色度高达2000～4000倍；pH约6～8；COD浓度约6000～80000mg/L；生物可降解性很差，稳定后的填埋场渗滤液BOD5/COD一般为0.01～0.1；氨氮NH3-N浓度较高，约200～3000mg/L；同时含有大量溶解性固体，如钠、钙、氯化物、硫酸盐等，以及大量镉、镍、锌、铜、铬、铅等重金属，理化性质波动范围往往较大。渗滤液原水中除COD，BOD，NH3-N等污染物指标严重超标外，还有卤代芳烃，重金属和病毒等污染物。渗滤液原水如不妥善处理，将给当地地面水，地下水环境造成严重污染，对周边人民群众的身体健康产生严重威胁。一直以来，城市生活垃圾渗滤液易对地下水、地表水以及垃圾填埋场周围环境造成严重污染，使地表水缺氧、水质恶化、富营养化，破坏地下水水质而使其丧失利用价值，严重威胁饮用水和工农业用水水源，成为社会各界普通关注的焦点。
高浓度氨氮的脱除技术目前较多采用生物脱氮技术和膜处理技术。生物脱氮技术是将垃圾渗滤液中的氨氮首先被硝化菌在好氧条件下氧化为NO-X，然后NO-X在厌氧条件下被反硝化菌还原为N2。由于硝化反应和反硝化反应既可在活性污泥反应器中进行，又可在生物膜反应器中进行，具有需氧量低、能耗低、负荷高、对碳源碱度需求低等优点而广泛地被垃圾处理厂。但硝化过程与反硝化过程对环境条件的要求差异较大，硝化过程需要在有机物浓度较低的有氧环境下发生，而反硝化过程则要求无氧且存在有机物的环境条件，因此如先硝化与后反硝化组合处理方法，或如CN1562508A公开的前反硝化与硝化组合处理方法，均可连续对垃圾渗滤液进行处理，但总氮的去除率仅能达到80％左右，有机物COD的去除率达到90％，氨氮的去除率达到99％，不能满足处理要求。
膜处理技术采用超滤、纳滤和反渗透，但超滤、纳滤和反渗透仅仅是一个分离过程，污染物并未降解和有效去除，在排出清液的同时，还会有大量的浓缩液。同时由于超滤、纳滤和反渗透没有生物降解功能，出水清液中低分子有机物如硫醚、硫化氢等会使出水留有臭味。
虽然对垃圾渗滤液的处理也采用生化处理和膜分离技术组合工艺，如采用混凝反应、沉淀池、膜生物反应器/纳滤系统的组合工艺，但氨氮的去除率只能达到90％左右，总氮的去除率不高。故目前垃圾渗滤液处理方法主要对垃圾渗滤液中氨氮和总氮去除率不高。
高浓度氨氮的脱除技术目前较多采用生物脱氮技术和膜处理技术。生物脱氮技术是将垃圾渗滤液中的氨氮首先被硝化菌在好氧条件下氧化为NO-X，然后NO-X在厌氧条件下被反硝化菌还原为N2。由于硝化反应和反硝化反应既可在活性污泥反应器中进行，又可在生物膜反应器中进行，具有需氧量低、能耗低、负荷高、对碳源碱度需求低等优点而广泛地被垃圾处理厂。但硝化过程与反硝化过程对环境条件的要求差异较大，硝化过程需要在有机物浓度较低的有氧环境下发生，而反硝化过程则要求无氧且存在有机物的环境条件，因此如先硝化与后反硝化组合处理方法，或如CN1562508A公开的前反硝化与硝化组合处理方法，均可连续对垃圾渗滤液进行处理，但总氮的去除率仅能达到80％左右，有机物COD的去除率达到90％，氨氮的去除率达到99％，不能满足处理要求。
膜处理技术采用超滤、纳滤和反渗透，但超滤、纳滤和反渗透仅仅是一个分离过程，污染物并未降解和有效去除，在排出清液的同时，还会有大量的浓缩液。同时由于超滤、纳滤和反渗透没有生物降解功能，出水清液中低分子有机物如硫醚、硫化氢等会使出水留有臭味。
虽然对垃圾渗滤液的处理也采用生化处理和膜分离技术组合工艺，如采用混凝反应、沉淀池、膜生物反应器/纳滤系统的组合工艺，但氨氮的去除率只能达到90％左右，总氮的去除率不高。故目前垃圾渗滤液处理方法主要对垃圾渗滤液中氨氮和总氮去除率不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种能提高对垃圾渗滤液中氨氮去除率和总氮去除率的垃圾渗滤液深度处理的方法。
本发明为达到上述目的的技术方案是：一种垃圾渗滤液深度处理的方法，其特征在于：按以下步骤进行，
(1)、反硝化反应：将垃圾渗滤液置于反硝化池内，反硝化池内连续推流，对垃圾渗滤液进行反硝化反应；
(2)、硝化反应：反硝化池内的垃圾渗滤液流到硝化池内，硝化池内连续射流、鼓风曝气，DO控制在3-5mg/L，对垃圾渗滤液的废水进行硝化反应；
(3)、后置反硝化反应：硝化后垃圾渗滤液的废水流到后置反硝化池内，后置反硝化池内连续推流，外加碳源，碳源与硝态氮的浓度(mg/L)比为2.0～4.5∶1，对垃圾渗滤液的废水进行反硝化反应；
(4)、超滤：将后置反硝化后的废水流入管式超滤器内，通过超滤器的膜组件对废水进行固液分离，清液送入纳滤器，浓缩液回流到反硝化池内；
(5)、纳滤：将超滤后的清液送入纳滤器，纳滤器的膜组件对清液进行过滤处理后，输出清水。
本发明采用上述技术方案后具有以下优点：
1、本发明采用反硝化、硝化和后置反硝化独特的生化组合方式，有效的降解垃圾渗滤液中有机物、氨氮和总氮等污染物。本发明硝化池内DO控制在3-5mg/L，采用连续高效射流鼓风曝气，能降解大部分有机物，尤其在后置反硝化中添加碳源，可调整废水中的营养比例，使活性污泥中的硝态氮转变成氮气，同时将超滤器处理后的浓缩液回流至前部的反硝化池内，在垃圾渗滤液中的碳源作用下，使活性污泥中的硝态氮在反硝化池内进一步转变成氮气。通过这种组合反应使垃圾渗滤液内的有机物COD去除率达到98％，氨氮去除率达到99％，总氮去除率在98％以上，能适应不同季节、不同年份渗滤液浓度的高负荷污水处理，解决了垃圾渗滤液处理的难题，具有重要的工程应用价值。
2、本发明将超滤后的浓缩液回流到反硝化池内，实现活性污泥回流，保持了生化系统中活性污泥的稳定性，由于代替了传统工艺中的二沉池，出水水质稳定，操作简单，大大减小了用地面积。
3、本发明采用超滤和纳滤组合方式，超滤器可作为纳滤器的前置预处理工序，纳滤器对超滤清液进一步净化处理，纳滤出水水质稳定，总氮去除率达到98％以上，有机物COD去除率达到98％以上，可直接排放或作为中水回用。
本发明为达到上述目的的技术方案是：一种垃圾渗滤液深度处理的方法，其特征在于：按以下步骤进行，
(1)、反硝化反应：将垃圾渗滤液置于反硝化池内，反硝化池内连续推流，对垃圾渗滤液进行反硝化反应；
(2)、硝化反应：反硝化池内的垃圾渗滤液流到硝化池内，硝化池内连续射流、鼓风曝气，DO控制在3-5mg/L，对垃圾渗滤液的废水进行硝化反应；
(3)、后置反硝化反应：硝化后垃圾渗滤液的废水流到后置反硝化池内，后置反硝化池内连续推流，外加碳源，碳源与硝态氮的浓度(mg/L)比为2.0～4.5∶1，对垃圾渗滤液的废水进行反硝化反应；
(4)、超滤：将后置反硝化后的废水流入管式超滤器内，通过超滤器的膜组件对废水进行固液分离，清液送入纳滤器，浓缩液回流到反硝化池内；
(5)、纳滤：将超滤后的清液送入纳滤器，纳滤器的膜组件对清液进行过滤处理后，输出清水。
本发明采用上述技术方案后具有以下优点：
1、本发明采用反硝化、硝化和后置反硝化独特的生化组合方式，有效的降解垃圾渗滤液中有机物、氨氮和总氮等污染物。本发明硝化池内DO控制在3-5mg/L，采用连续高效射流鼓风曝气，能降解大部分有机物，尤其在后置反硝化中添加碳源，可调整废水中的营养比例，使活性污泥中的硝态氮转变成氮气，同时将超滤器处理后的浓缩液回流至前部的反硝化池内，在垃圾渗滤液中的碳源作用下，使活性污泥中的硝态氮在反硝化池内进一步转变成氮气。通过这种组合反应使垃圾渗滤液内的有机物COD去除率达到98％，氨氮去除率达到99％，总氮去除率在98％以上，能适应不同季节、不同年份渗滤液浓度的高负荷污水处理，解决了垃圾渗滤液处理的难题，具有重要的工程应用价值。
2、本发明将超滤后的浓缩液回流到反硝化池内，实现活性污泥回流，保持了生化系统中活性污泥的稳定性，由于代替了传统工艺中的二沉池，出水水质稳定，操作简单，大大减小了用地面积。
3、本发明采用超滤和纳滤组合方式，超滤器可作为纳滤器的前置预处理工序，纳滤器对超滤清液进一步净化处理，纳滤出水水质稳定，总氮去除率达到98％以上，有机物COD去除率达到98％以上，可直接排放或作为中水回用。
附图说明
下面结合附图对本发明的实施例做进一步的详细描述。
图1是本发明的流程图。
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
见图1所示，本发明的垃圾渗滤液深度处理的方法，按以下步骤进行，
(1)、反硝化反应：将垃圾渗滤液置于反硝化池内，反硝化池内连续推流，对垃圾渗滤液进行反硝化反应，在缺氧环境中硝酸盐和亚硝酸盐通过厌氧菌在超滤器的回流浓缩液以及垃圾渗滤液中的碳源作用下，还原成氮气排出，达到生物脱氮的目的，反硝池内的垃圾渗滤液的液位≥7米，垃圾渗滤液停留10-18小时后自流到硝化池。
(2)、硝化反应：垃圾渗滤液从反硝化池流到硝化池内，硝化池内连续射流、鼓风曝气，硝化池内的垃圾渗滤液的液位≥7米，硝化池内溶解氧DO控制在3-5mg/L，pH在7-8，污泥浓度在15-18g/L，在硝化池中通过高活性的好氧微生物作用，降解大部分有机物，并使氨氮和有机氮氧化为硝酸盐和亚硝酸盐，对垃圾渗滤液进行硝化反应，含有活性污泥的废水自流到后置反硝化池中，硝化池出水CODCr浓度为300-800mg/L，氨氮浓度小于50mg/L。
(3)、后置反硝化反应：硝化后垃圾渗滤液的废水流到后置反硝化池内，反硝化池内连续推流，后置反硝池内垃圾渗滤液的液位≥7，外加碳源，且碳源与硝态氮的浓度(mg/L)比为2.0～4.5∶1，最好在2.5～3.5∶1，该碳源采用葡萄糖或甲醇或粪便水，或任意其中两种混合物，或三种混合物，在缺氧环境中硝酸盐和亚硝酸盐通过厌氧菌在外加碳源的作用下还原成氮气排出，对垃圾渗滤液的废水进行反硝化反应，后置反硝化出水CODCr浓度为300-800mg/L，氨氮浓度小于10mg/L，总氮小于50mg/L。
(4)、超滤：将后置反硝化后的废水送入管式超滤器内，通过超滤器的膜组件对废水进行固液分离，管式超滤器的膜组件滤膜孔径≤30nm，管内工作压力在0.4-0.6Mpa，清液送入纳滤器，浓缩液回流到反硝化池内，以保持反硝化池内活性污泥浓度的平衡，超滤出水CODCr浓度为300-800mg/L，氨氮浓度小于10mg/L，总氮小于50mg/L。
(5)、纳滤：将超滤后清液送入纳滤器，纳滤器的膜组件对清液进行深度过滤处理后，纳滤器的工作压力为0.6-1.2Mpa，输出无色透明清水，水回收率在80-85％，纳滤出水COD小于100mg/L，总氮小于20mg/L，其他重金属离子及多价非金属离子的指标小于《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准相应的控制要求。
发明的处理方法能满足不同季节、不同年份渗滤液浓度的高负荷污水处理要求，垃圾渗滤液处理前后的数据见表1。
表1
水质指标 CODcr (mg/L) BOD5 (mg/L) NH3-N (mg/L) TN (mg/L) pH 垃圾渗滤液原水 5000-65000 3000-30000 1000-3000 1000-2000 6-9 超滤清液 300-800 ＜20 ＜10 ＜50 7-8 纳滤清水 ＜100 ＜10 ＜10 ＜20 7-8 总去除率 ＞98 ＞99.5 ＞99 ＞98 7-8
(1)、反硝化反应：将垃圾渗滤液置于反硝化池内，反硝化池内连续推流，对垃圾渗滤液进行反硝化反应，在缺氧环境中硝酸盐和亚硝酸盐通过厌氧菌在超滤器的回流浓缩液以及垃圾渗滤液中的碳源作用下，还原成氮气排出，达到生物脱氮的目的，反硝池内的垃圾渗滤液的液位≥7米，垃圾渗滤液停留10-18小时后自流到硝化池。
(2)、硝化反应：垃圾渗滤液从反硝化池流到硝化池内，硝化池内连续射流、鼓风曝气，硝化池内的垃圾渗滤液的液位≥7米，硝化池内溶解氧DO控制在3-5mg/L，pH在7-8，污泥浓度在15-18g/L，在硝化池中通过高活性的好氧微生物作用，降解大部分有机物，并使氨氮和有机氮氧化为硝酸盐和亚硝酸盐，对垃圾渗滤液进行硝化反应，含有活性污泥的废水自流到后置反硝化池中，硝化池出水CODCr浓度为300-800mg/L，氨氮浓度小于50mg/L。
(3)、后置反硝化反应：硝化后垃圾渗滤液的废水流到后置反硝化池内，反硝化池内连续推流，后置反硝池内垃圾渗滤液的液位≥7，外加碳源，且碳源与硝态氮的浓度(mg/L)比为2.0～4.5∶1，最好在2.5～3.5∶1，该碳源采用葡萄糖或甲醇或粪便水，或任意其中两种混合物，或三种混合物，在缺氧环境中硝酸盐和亚硝酸盐通过厌氧菌在外加碳源的作用下还原成氮气排出，对垃圾渗滤液的废水进行反硝化反应，后置反硝化出水CODCr浓度为300-800mg/L，氨氮浓度小于10mg/L，总氮小于50mg/L。
(4)、超滤：将后置反硝化后的废水送入管式超滤器内，通过超滤器的膜组件对废水进行固液分离，管式超滤器的膜组件滤膜孔径≤30nm，管内工作压力在0.4-0.6Mpa，清液送入纳滤器，浓缩液回流到反硝化池内，以保持反硝化池内活性污泥浓度的平衡，超滤出水CODCr浓度为300-800mg/L，氨氮浓度小于10mg/L，总氮小于50mg/L。
(5)、纳滤：将超滤后清液送入纳滤器，纳滤器的膜组件对清液进行深度过滤处理后，纳滤器的工作压力为0.6-1.2Mpa，输出无色透明清水，水回收率在80-85％，纳滤出水COD小于100mg/L，总氮小于20mg/L，其他重金属离子及多价非金属离子的指标小于《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准相应的控制要求。
发明的处理方法能满足不同季节、不同年份渗滤液浓度的高负荷污水处理要求，垃圾渗滤液处理前后的数据见表1。
表1
水质指标 CODcr (mg/L) BOD5 (mg/L) NH3-N (mg/L) TN (mg/L) pH 垃圾渗滤液原水 5000-65000 3000-30000 1000-3000 1000-2000 6-9 超滤清液 300-800 ＜20 ＜10 ＜50 7-8 纳滤清水 ＜100 ＜10 ＜10 ＜20 7-8 总去除率 ＞98 ＞99.5 ＞99 ＞98 7-8