申請日2016.04.29

　　公開(公告)日2016.08.31

　　IPC分類號C02F9/14

　　摘要

　　本發明公開了一種垃圾滲濾液深度處理系統及處理方法，所述系統由混凝沉淀池、高級氧化分離反應裝置、前置生物膜脫氮除碳裝置串聯組成，其處理方法為：(1)通過混凝沉淀池去除廢水中的大部分懸浮、膠體狀有機物以及重金屬離子和總磷等污染物;(2)利用高級氧化分離裝置進一步去除難降解的有機物;(3)通過前置生物膜脫氮除碳裝置進一步去除總氮和有機物。本發明具有較高的抗沖擊負荷能力，并且能同步實現TP、COD、氨氮和總氮等污染物的去除，大大降低了噸水處理成本。

　　權利要求書

　　1.一種垃圾滲濾液深度處理系統，由混凝沉淀池、高級氧化分離裝置、前置生物膜脫氮除碳裝置串聯組成，其特征在于：

　　所述的混凝沉淀池包括進水管道、混凝藥劑投加裝置、攪拌裝置、混凝沉淀池本體、斜板或斜管、排泥管、出水渠;

　　所述的高級氧化分離反應裝置為微電解耦合芬頓氧化床、中和沉淀池的組合裝置;

　　所述的前置生物膜脫氮除碳裝置包括缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)、好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)和中間水箱;缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)與好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)串聯構成，兩者間設置滲濾液回流裝置。

　　2.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液深度處理系統，其特征在于：所述中和沉淀池的出水管與滲濾液回流裝置的出水管分別與缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)本體下部連接。

　　3.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液深度處理系統，其特征在于：所述的微電解耦合芬頓氧化床包括過氧化氫和酸投加裝置、管道混合器、進水管、鐵碳填料、配水區、反應池本體。

　　4.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液深度處理系統，其特征在于：所述的中和沉淀池為加藥的斜管或加藥的斜板沉淀池。

　　5.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液深度處理系統，其特征在于：所述缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)包括缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)配水室、缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)布水裝置、缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)本體、反硝化生物濾料層、 清水區、出水渠、出水管;缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)配水室設置在缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)本體下部，缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)布水裝置設置在缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)配水室內，反硝化生物濾料層設置在缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)布水裝置上部，清水區在反硝化生物濾料層的上部，在清水區開有出水渠，出水渠通過出水管連接好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)本體下部。

　　6.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液深度處理系統，其特征在于：所述好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)包括好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)配水室、好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)布水系統、好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)本體、硝化生物濾料層、清水區、出水渠、出水管和中間水池，好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)配水室設置在好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)本體下部，好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)布水裝置設置在好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)配水室內，除碳硝化生物濾料層設置在好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)配水室上部，硝化生物濾料層上部是清水區，清水區與出水渠連通，出水渠通過出水管連接排放水池，排放水池部分出水作為最終排放出水，部分作為回流的硝化液。

　　7.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液深度處理系統的垃圾滲濾液處理方法，其特征是：

　　(1)混凝沉淀反應：待處理垃圾滲濾液為經過物理固液分離后的生化出水或經過物理固液分離后膜生物反應器產生的濃縮液;按照 聚合硫酸鐵或聚合氯化鋁鐵藥劑量與待處理垃圾滲濾液的COD質量比為2：1～1：3向混凝沉淀池投加混凝藥劑，同時向池中投加一定的助凝劑PAM，去除廢水中的大部分懸浮、膠體狀的有機物以及重金屬離子和總磷等污染物，經混凝沉淀后的澄清滲濾液進入高級氧化分離裝置;

　　(2)高級氧化分離反應：所述的混凝沉淀池出水在管道混合器內與藥劑投加系統投加的過氧化氫、酸混合進入微電解耦合芬頓氧化床，在微電解耦合芬頓氧化床中，過氧化氫投加量與待處理廢水的COD質量比例為1：1～3：1，鐵碳填料質量比為2：1～5：1，反應時間為3～8小時，鐵碳微電解耦合芬頓氧化床出水進入中和沉淀池;

　　鐵碳微電解耦合芬頓氧化床出水進入中和沉淀池，用堿性物質將出水pH值調節至7～9，并按照PAM投加量與COD去除質量比1：600～1：300投加助凝劑PAM，分離沉淀絮體，通過中和過程中產生的氫氧化鐵膠體的網補、吸附架橋等作用進一步去除廢水中的部分有機物和絕大部分的鐵鹽，澄清出水進入下一級生物膜脫氮除碳裝置中;

　　(3)生物膜脫氮除碳反應：

　　①缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)反硝化反應：

　　高級氧化分離裝置出水和回流的滲濾液混合后一起進入深床缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)，并按照COD/NOx--N質量比為3：1～5：1向池體前段進水池投加碳源，水力停留時間2～6小時，附著在缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)內填料表面的專性反硝化菌則 利用原滲濾液中剩余的有機物和投加的碳源作為反硝化碳源，將來自于中沉池出水和好氧生物濾池回流的硝化液的硝酸鹽氮還原為氮氣，從而實現脫氮和去除廢水中部分有機物的目的，缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)出水進入好氧硝化除碳生物濾池(C/N-BAF);

　　②好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)除碳硝化反應：

　　在好氧硝化除碳生物濾池(C/N-BAF)中溶解氧為3.5～8mg/L時，附著生長在生物填料層上的專性好氧硝化菌將氨氮氧化為硝酸鹽氮，附著生長在生物填料層上的好氧異養菌將少量剩余的有機物去除，滲濾液經過4～12小時處理后，經好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)處理的部分出水作為回流的滲濾液，部分出水作為最終達標的出水。

　　8.根據權利要求7所述的垃圾滲濾液深度處理系統的垃圾滲濾液處理方法，其特征在于：所述的滲濾液回流比為100%～400%。

　　說明書

　　一種垃圾滲濾液深度處理系統及處理方法

　　技術領域

　　本發明屬于廢水凈化處理技術領域，具體涉及一種垃圾滲濾液深度處理系統及處理方法。

　　背景技術

　　目前，垃圾滲濾液的深度處理主要以膜過濾為主，膜處理技術采用超濾、納濾和反滲透，但超濾、納濾和反滲透僅僅是一個分離過程，污染物并未降解和有效去除，在排出清液的同時，還會有大量的濃縮液。同時由于超濾、納濾和反滲透沒有生物降解功能，出水清液中低分子有機物如硫醚、硫化氫等會使出水留有臭味。膜處理方法產生的濃縮液是一種處理難度很大的二次污染源，濃縮液的處理到現在為止還沒有很好的方法，而且膜屬于不可再生資源，如損壞必須更換新的，無法循環使用，造成資源的浪費，運行成本高。一般濃縮液的處理采用蒸發、吸附焚燒法和回灌填埋場。其中，蒸發干化法對設備要求高，運行費用高，操作管理復雜;吸附焚燒法在國外運行較多，但是對吸附劑的要求高，通常采用的活性炭機械強度差，再生困難;回灌填埋場的濃縮液，經過礦化垃圾過濾，系統中鹽分無法脫除，長時間形成累積，使滲濾液水質逐漸惡化，影響系統正常運行;傳統的生化二沉池出水和膜濃縮液含有大量的懸浮性有機物，直接采用高級氧化處理無疑會大大提高滲濾液的處理成本。

　　微電解耦合芬頓氧化技術是一種新型、高效的高級氧化水處理技術，微電解和Fenton兩種技術的耦合反應具有相互協調、相互補充及相互激發作用，能取得更好的處理效果。可以有效解決傳統的微電解、Fenton反應、Fe0-H2O2、微電解-Fenton串聯等工藝存在的低效能、占地面積大、工藝流程長、耗能高等問題，且可避免單一和串聯工藝處理效率低下、Fenton反應需要投加亞鐵鹽等問題。

　　發明內容

　　本發明的目的在于克服現有技術中存在的不足，結合垃圾滲濾液二沉池生化出水和膜濃縮液的性質，通過物理、化學和生物處理相結合的方式，提出一種垃圾滲濾液深度處理的系統及方法。該系統和方法具有較高的抗沖擊負荷能力，并且能同步實現重金屬、TP、COD、氨氮和總氮等污染物的去除，可大大降低廢水處理成本。

　　本發明為達到上述目的的技術方案：

　　本發明垃圾滲濾液深度處理系統，由包括混凝沉淀池、高級氧化分離反應裝置、前置生物膜脫氮除碳裝置串聯組成。

　　所述的混凝沉淀池包括進水管道、混凝藥劑投加裝置、攪拌裝置、混凝沉淀池本體、斜板或斜管、排泥管、出水渠，沉淀池本體為斜管沉淀池或斜板沉淀池。

　　所述的高級氧化分離反應裝置為微電解耦合芬頓氧化床、中和沉淀池的組合裝置。所述的微電解耦合芬頓氧化床包括過氧化氫和酸投加裝置、管道混合器、進水管、鐵碳填料、配水區、反應池本體。所述的中和沉淀池為加藥的斜管或加藥的斜板沉淀池。

　　所述的前置生物膜脫氮除碳系統包括缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)、好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)和中間水箱，缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)與好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)串聯連接，兩者間設置滲濾液回流裝置，滲濾液回流比為100%～400%。

　　所述中和沉淀池的出水管與滲濾液回流裝置的出水管分別與缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)本體下部連接。

　　所述缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)包括缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)配水室、缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)布水裝置、缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)本體、反硝化生物濾料層、清水區、出水渠、出水管。缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)配水室設置在缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)本體下部，缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)布水裝置設置在缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)配水室內，反硝化生物濾料層設置在缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)布水裝置上部，清水區在反硝化生物濾料層的上部，在清水區開有出水渠，出水渠通過出水管連接好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)本體下部;

　　所述好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)包括好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)配水室、好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)布水裝置、好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)本體、硝化生物濾料層、清水區、出水渠、出水管和中間水池，好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)配水室設置在好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)本體下部，好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)布水裝置設置在好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)配水室內，除碳硝化生物濾料層設置在好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)配水室上部，硝化生物濾料層上部是清水區，清水區與出水渠連通，出水渠通過出水管連接排放水池，排放水池部分出水作為最終排放出水，部分作為回流的硝化液。

　　本發明垃圾滲濾液深度處理系統的垃圾滲濾液處理步驟如下：

　　(1)混凝沉淀反應：待處理垃圾滲濾液為經過物理固液分離后的生化出水或經過物理固液分離后膜生物反應器產生的濃縮液。按照聚合硫酸鐵或聚合氯化鋁鐵藥劑量與待處理滲濾液的COD質量比為2：1～1：3向混凝沉淀池投加混凝藥劑，同時向池中投加一定的助凝劑PAM，去除廢水中的大部分懸浮、膠體狀的有機物以及重金屬離子和總磷等污染物，經混凝沉淀后的澄清滲濾液進入高級氧化分離裝置;

　　(2)高級氧化分離反應：高級氧化分離裝置為微電解耦合芬頓氧化床、中和沉淀池的組合裝置或芬頓高級氧化塔、中和沉淀池的組合裝置中的任一一組裝置。所述的混凝沉淀池出水在管道混合器內與藥劑投加系統投加的過氧化氫、酸混合進入微電解耦合芬頓氧化床底部的配水區、鐵碳填料層和清水區。在微電解耦合芬頓氧化床中，過氧化氫投加量與待處理廢水的COD質量比例為1：1～3：1，鐵碳填料質量比為2：1～5：1，反應時間為3～8小時，鐵碳微電解耦合芬頓氧化床出水進入中和沉淀池;鐵碳微電解耦合芬頓氧化床出水進入中和沉淀池，用堿性物質將出水pH值調節至7～9，并按照PAM投加量與COD去除質量比1：600～1：300投加助凝劑PAM，分離沉淀絮體，通過中和過程中產生的氫氧化鐵膠體的網補、吸附架橋等作用進一步去除廢水中的部分有機物和絕大部分的鐵鹽，澄清出水進入下一級生物膜脫氮除碳系統中。

　　(3)生物膜脫氮除碳反應：

　　①缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)反硝化反應：

　　高級氧化分離裝置出水和回流的滲濾液混合后一起進入深床缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)，并按照COD/NOx--N質量比為3：1～5：1向池體前段進水池投加碳源，水力停留時間2～6小時，附著在缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)內填料表面的專性反硝化菌則利用原滲濾液中剩余的有機物和投加的碳源作為反硝化碳源，將來自于中沉池出水和好氧生物濾池回流的硝化液的硝酸鹽氮還原為氮氣，從而實現脫氮和去除廢水中部分有機物的目的，缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)出水進入好氧硝化除碳生物濾池(C/N-BAF);

　　②好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)除碳硝化反應：

　　在好氧硝化除碳生物濾池(C/N-BAF)中溶解氧為3.5～8mg/L時，附著生長在生物填料層上的專性好氧硝化菌將氨氮氧化為硝酸鹽氮，附著生長在生物填料層上的好氧異養菌將少量剩余的有機物去除，滲濾液經過4～12小時處理后，經好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)處理的部分出水作為回流的滲濾液，部分出水作為最終達標的出水。

　　通過缺氧深床反硝化生物濾池(A-DBF)—好氧除碳硝化生物濾池(C/N-BAF)生物膜脫氮除碳裝置來保證整套系統出水的穩定性并達到排放標準。

　　本發明通過物理、化學和生物處理相結合的方式，針對垃圾滲濾液中不同污染物進行分類深度處理。該系統具有較高的抗沖擊負荷能力，并且能同步實現TP、COD、氨氮和總氮等污染物的去除，出水指標可達到《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008)一級標準。