申請日2016.05.12
公開(公告)日2016.07.20
IPC分類號C02F9/14
摘要
本發明提供一種垃圾滲濾液處理工藝，垃圾滲濾液依次通過預處理系統、主體生物處理系統和深度處理系統，預處理系統由調節池、吸附池和混凝池組成，廢水依次經過上述裝置進行預處理;出水進入主體生物處理系統，主體生物處理系統包括厭氧EGSB反應器、A/O短程硝化反應池、厭氧氨氧化UASB反應器，所述的上述處理裝置通過PLC控制系統進行實時調控，進行脫氮除碳反應;出水進入深度處理系統進一步處理，所述的深度處理系統包括二級混凝池、一級均相催化臭氧氧化反應池、MBR二次生物反應池、二級均相催化臭氧氧化反應池，最終出水的有機物和總氮、氨氮都達到排放標準。本發明具有高效脫氮除碳、節能降耗、運行穩定的優點，同時實現了零濃縮液產生的目的。
權利要求書
1.一種垃圾滲濾液處理的組合工藝，其特征在于，包括如下步驟：
(1)垃圾滲濾液經吸附池、混凝池進行預處理;
(2)混凝池的出水與厭氧氨氧化反應器的回流液混合后，在厭氧EGSB反應器中進行同步反硝化產甲烷化反應;
(3)厭氧處理出水55%-60%進入A/O短程硝化反應池，剩余部分進入集水池Ⅱ;
(4)A/O短程硝化出水與集水池Ⅱ中的厭氧液按體積比1:1混合后，在UASB厭氧氨氧化反應器中進行脫氮反應;
(5)厭氧氨氧化反應器的出水進入零濃縮液深度處理系統，依次經過二級混凝處理、一級均相催化臭氧氧化處理、MBR二次生物處理、二級均相催化臭氧氧化處理后，達標排放。
2.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液處理的組合工藝，其特征在于，所述PLC控制系統對所述厭氧處理、短程硝化處理、厭氧氨氧化處理進行實時控制：
所述厭氧EGSB反應器前回流管道上安裝有第一液體流量傳感器，反應器中部設有第一溫度傳感器、液體流速計、第一pH電極，A/O短程硝化反應池的進水口設有第二液體流量傳感器，在所述A/O短程硝化池好氧區中設有第二溫度傳感器、DO電極、第二pH電極、第一氨氮電極，曝氣管道上設有氣體流量傳感器;在所述厭氧氨氧化反應器前的連接集水池Ⅱ的進水管道上設有第三液體流量傳感器，在所述UASB厭氧氨氧化反應器中設有第三溫度傳感器、第三pH電極、ORP電極、第二NH4+-N電極、NO2--N電極;上述各在線監測儀分別與PLC控制系統連接;
所述的PLC控制系統將采集到的信號顯示于人機界面上，根據運行程序計算得到實時控制變量，對與PLC控制系統相連的泵、加熱裝置、曝氣機、電動閥進行實時調控。
3.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液處理的組合工藝，其特征在于，所述厭氧處理產生的沼氣輸送至沼氣儲罐，提純后，燃燒，用于加熱所述短程硝化處理、厭氧氨氧化處理單元，剩余熱量用于發電。
4.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液處理的組合工藝，其特征在于，所述深度處理為MBR二次生物處理和臭氧氧化處理的組合工藝，包括絮凝沉淀處理、一級均相催化臭氧氧化處理、MBR二次生物處理、二級均相催化臭氧氧化處理，真正實現零濃縮液深度處理工藝。
5.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液處理的組合工藝，其特征在于，所述第一、第二均相催化臭氧氧化處理所使用的催化劑為液體催化劑，其中含有Mn2+、Ag+等過渡金屬離子。
6.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液處理的組合工藝，其特征在于，所述深度處理中產生的臭氧尾氣，收集后進入臭氧尾氣分解裝置處理后排放。
說明書
厭氧-自養脫氮-臭氧氧化耦合的垃圾滲濾液全流程零排放處理工藝
技術領域
本發明涉及環境保護技術領域，具體涉及一種垃圾滲濾液處理的組合工藝。
背景技術
城市垃圾衛生填埋產生的垃圾滲濾液中含有大量有機污染物、含氮物質以及種類繁多的重金屬物質，如果處理不當，會成為周圍環境的巨大威脅。尤其是其中所含的氨氮，是滲濾液穩定化處理的關鍵因素;并且過高的氨氮濃度會抑制微生物的正常生長和生化處理的效果。國家頒布的《垃圾滲濾液排放標準》(GB16889-2008)，增加了對總氮排放的標準，要求出水總氮質量濃度小于40mg/L，至今，它仍是垃圾滲濾液處理中的一大難題。目前，垃圾滲濾液的處理通常采用“預處理+生物處理+深度處理”的工藝組合。在垃圾滲濾液處理市場上較為成熟的深度處理工藝是超濾、納濾等膜工藝，雖然經納濾處理后的上清液達標，可直接排放，但納濾分離后產生的濃縮液色度深、鹽分高、COD主要為難降解的腐殖酸類物質，很難處理，常采取回噴、回灌填埋或外運處理等方式處置，易形成二次污染。此部分約占總處理水量的40%，工藝能耗大，運行及投資費用高，所以濃縮液的處理是垃圾滲濾液處理過程中的又一大難題。總的來說，傳統工藝存在處理工藝復雜、化學藥劑消耗量大、成本高、處理后垃圾滲濾液總氮排放不達標、濃縮液處理不達標等缺陷。
短程硝化-厭氧氨氧化串聯工藝是目前廢水生物脫氮領域內最經濟、最簡潔的工藝之一。短程硝化技術，是將生物硝化過程控制在氨氧化階段，使NH4+-N在轉化為NO2--N后不再轉變為NO3--N;厭氧氨氧化技術是將NH4+-N和NO2--N直接轉化為氮氣的生物反應技術。而短程硝化-厭氧氨氧化組合工藝則結合了兩種技術的優點，相對于傳統脫氮工藝而言，該工藝具有耗氧量低、無需有機碳源、剩余污泥量少、脫氮效率高等優點。
此外，臭氧的強氧化作用，可將垃圾滲濾液中的難降解有機物降解為易生物降解的有機物，提高其可生化性，后續通過MBR工藝的二級生物處理及臭氧深度氧化，使出水有機物達標排放。同時實現脫色、除臭的目的。臭氧強氧化深度處理技術，可實現垃圾滲濾液“零濃縮液”的目的，徹底解決傳統工藝中濃縮液難處置、處置成本高的問題。
因此，如何將以上兩種技術應用到垃圾滲濾液的處理中就成為研究熱點之一。
發明內容
本發明的目的是提供一種垃圾滲濾液處理的組合工藝，通過厭氧技術、自養脫氮技術、與臭氧高級氧化技術有機結合，取長補短，從而具有高氨氮去除率、高色度去除率、高COD去除率、運行穩定、對水質變化適應能力強、費用較低、零濃縮液產生等優點。
為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：
一種垃圾滲濾液處理的組合工藝，包括如下步驟：
(1)垃圾滲濾液經吸附池、混凝池進行預處理;
(2)混凝池的出水與厭氧氨氧化反應器的回流液混合后，在厭氧EGSB反應器中進行同步反硝化產甲烷化反應;
(3)厭氧處理出水55%-60%進入A/O短程硝化反應池，剩余部分進入集水池Ⅱ;
(4)A/O短程硝化出水與集水池Ⅱ中的厭氧液按體積比1:1混合后，在UASB厭氧氨氧化反應器中進行脫氮反應;
(5)厭氧氨氧化反應器的出水進入零濃縮液深度處理系統，依次經過二級混凝處理、一級均相催化臭氧氧化處理、MBR二次生物處理、二級均相催化臭氧氧化處理后，達標排放。
根據以上方案，所述PLC控制系統對所述厭氧處理、短程硝化處理、厭氧氨氧化處理進行實時控制：
所述厭氧EGSB反應器前回流管道上安裝有第一液體流量傳感器，反應器中部設有第一溫度傳感器、液體流速計、第一pH電極，A/O短程硝化反應池的進水口設有第二液體流量傳感器，在所述A/O短程硝化池好氧區中設有第二溫度傳感器、DO電極、第二pH電極、第一氨氮電極，曝氣管道上設氣體流量傳感器;在所述厭氧氨氧化反應器前的連接集水池Ⅱ的進水管道上設有第三液體流量傳感器，在所述UASB厭氧氨氧化反應器中設有第三溫度傳感器、第三pH電極、ORP電極、第二NH4+-N電極、NO2--N電極;上述各在線監測儀分別與PLC控制系統連接;
所述的PLC控制系統將采集到的信號顯示于人機界面上，根據運行程序計算得到實時控制變量，對與PLC控制系統相連的泵、加熱裝置、曝氣機、電動閥進行實時調控。
根據以上方案，所述厭氧處理產生的沼氣輸送至沼氣儲罐，提純后，燃燒，用于加熱所述短程硝化處理、厭氧氨氧化處理單元，剩余熱量用于發電，提供全廠的使用電量，實現能源自給。
根據以上方案，所述深度處理為MBR二次生物處理和臭氧氧化處理的組合工藝，包括二級混凝處理、一級均相催化臭氧氧化處理、MBR二次生物處理、二級均相催化臭氧氧化處理，真正實現零濃縮液處理工藝。
根據以上方案，所述第一均相催化臭氧氧化處理所使用的催化劑為液體催化劑，其中含有Mn2+、Ag+等過渡金屬離子。
根據以上方案，所述深度處理中產生的臭氧尾氣，收集后進入臭氧尾氣分解裝置處理后排放。
本發明的各工藝原理如下：
a.吸附混凝：
垃圾滲濾液首先進入調節池調節水質、均衡水量后進入吸附池，在吸附池中投加一定量的吸附劑，反應完全后出水進入混凝池中，在混凝劑和助凝劑-的作用下，進行混凝反應，吸附池與混凝池中的沉淀物經過泵與管道送入污泥濃縮池中。
b.厭氧處理(同步反硝化產甲烷化處理)：
經過吸附混凝處理后的垃圾滲濾液與厭氧氨氧化反應池的回流液混合后，進入厭氧反應池，控制pH在7-8，溫度為30-35℃，混合液與底部污泥接觸后，首先進行反硝化，乙酸等揮發性脂肪酸可作為反硝化的有機碳源，去除厭氧氨氧化回流液中的硝態氮，提高了系統的總氮去除率，同時產生大量的堿度;然后在膨脹顆粒污泥中產酸菌作用下將滲濾液中的大分子有機物水解酸化為小分子有機物，接著經過厭氧菌、兼氧菌的吸附、發酵、產甲烷的共同作用將其分解成甲烷或二氧化碳;攜帶沼氣的液體上升到頂部經三相分離器后，污泥落回反應區，沼氣輸送至沼氣儲罐中，水部分進行內回流，部分作為出水流出。
c.短程硝化：
經過同步反硝化產甲烷處理后的滲濾液部分進入A/O短程硝化反應池的缺氧區，進一步去除有機物后流入好氧區，控制好氧區內pH在7.5-8.0，溫度為25-30℃，隨后啟動曝氣和攪拌系統，維持反應過程中的DO為2.0mg/L左右，使硝化過程停止在亞硝酸鹽階段，根據在線氨氮電極實時監控反應池內的氨氮濃度，并通過PLC系統及時調整進水氨氮負荷，使反應池中的平均FA(游離氨)低于10mg/L，通過FA抑制和實時控制使短程硝化實現95%以上的亞硝酸氮累積率。
d.厭氧氨氧化：
經短程硝化處理后的滲濾液進入厭氧氨氧化UASB反應器，與集水池Ⅱ中的厭氧處理液按一定比例混合后，由安裝在進水口的在線NO2--N電極、NH4+-N電極進行實時監測，使進水NO2--N/NH4+-N=1.32，運行溫度控制在35℃，上升流速為1-2m/h，在厭氧氨氧化顆粒污泥的作用下進行反應，可使NO2--N、NH4+-N的去除率達到90%以上，并經反應器頂部的三相分離器進行泥水分離。
e.深度處理：
厭氧氨氧化反應池的出水進入零濃縮液深度處理系統，包括二級混凝池、第一均相催化臭氧氧化反應池、MBR膜反應池、第二臭氧氧化反應池。厭氧氨氧化反應器的出水進入絮凝沉淀池，在混凝劑和絮凝劑的作用下使部分大分子的難降解有機物、金屬離子以沉淀物形式去除，沉淀后，上清液進入一級均相催化臭氧氧化反應池，在液體催化劑作用下，利用臭氧的強氧化性，使垃圾滲濾液中的難降解有機物得以降解為易生物降解的有機物，改善其可生化性;出水進入MBR膜反應池，在MBR反應池中設計浸沒式MBR膜處理裝置，進行硝化與反硝化反應，進一步去除有機物、氨氮等污染物，其內置或外置的膜組件，進行高效地固液分離，降低出水中污染物質濃度;出水進入二級均相催化臭氧氧化反應池，降解廢水中殘留的少量難生化有機物，同時具有脫色、除臭等作用，使出水穩定達標。
本發明的有益效果是：
1)本發明主體生物工藝采用“厭氧EGSB反應器+A/O短程硝化反應池+UASB厭氧氨氧化反應器”處理工藝，充分結合厭氧EGSB高效去除COD、A/O池累積亞硝酸鹽、厭氧氨氧化去除總氮的優勢，使本發明具有不需外加碳源、曝氣能耗低、脫氮效率高、系統運行穩定、剩余污泥產量少等優點;
2)本發明的深度處理工藝采用“絮凝沉淀池+一級均相催化臭氧氧化反應池+MBR反應池+二級均相催化臭氧氧化反應池”工藝，完全實現零濃縮液排放，解決了傳統納濾、反滲透等膜處理無法避免的濃縮液難處置問題;
3)本發明的厭氧處理系統產生的沼氣輸送至沼氣儲罐，提純后，燃燒，用于加熱所述短程硝化處理、厭氧氨氧化處理單元，剩余熱量用于發電，提供全廠的使用電量，實現能源自給;
4)本發明采用PLC控制系統，可實現對主體生物工藝的運行條件進行實時控制，保證處理工藝的穩定運行;
5)本發明的第一、第二催化臭氧氧化反應池中，加入液體催化劑(Mn2+、Ag+)促進臭氧在水中的分解反應，產生更多的活性自由基，大幅度地提高了滲濾液中COD的去除率，且消耗的臭氧劑量大大減少;
6)本發明的臭氧深度處理產生的臭氧尾氣，收集后進入臭氧尾氣分解裝置處理后排放，避免了對環境產生危害。
