申請日2014.11.05
公開(公告)日2016.02.03
IPC分類號C02F9/14
摘要
本發明涉及一種垃圾滲濾液處理方法及其系統，屬于污水生物處理技術領域。具有高濃度有機污染物和氨氮的垃圾滲濾液，首先進入厭氧處理單元，去除大部分有機污染物，將C/N比降低至2:1以下;然后進入厭氧氨氧化單元，在不投加外加碳源的條件下，實現氨氮去除率85%、總氮去除率80%;最后進入生化處理單元，其好氧段通常為膜生物反應器，通過碳氧化和硝化、反硝化反應，進一步去除剩余的有機污染物和氨氮及總氮。本發明方法不需外加碳源、脫氮效率高、系統運行穩定、剩余污泥產量低。厭氧處理單元可以大幅降低水中的有機物，并產生沼氣進行利用，對厭氧氨氧化單元池體進行加熱保溫，既實現了滲濾液中有機物的資源化，又進一步降低了處理成本。
權利要求書
1.一種垃圾滲濾液處理方法，其特征在于該方法包括以下步驟：
(1)使垃圾滲濾液進入一級厭氧處理反應器，垃圾滲濾液在一級厭氧處理反應器中停留8～12天，使垃圾滲濾液停留時產生的污泥濃度達到為8～13g/L，使一級厭氧處理反應器中污泥停留時間為25～40天，使一級厭氧處理反應器中的溶解氧為0.1～0.5mg/L;
(2)使上述一級處理液進入二級厭氧處理反應器，一級處理液在二級厭氧處理反應器中停留4～10天，使一級處理液停留時產生的污泥濃度達到為6～12g/L，使二厭氧處理反應器中污泥停留時間為18～35天，使二級厭氧處理反應器中的溶解氧為0.1～0.5mg/L，得到厭氧處理液;
(3)使上述厭氧處理液進入厭氧氨氧化反應器中，使厭氧處理液在厭氧氨氧化反應器中產生的污泥濃度達到為3～10g/L，使厭氧氨氧化反應器中污泥停留時間(SRT)為10～ 35天，向厭氧氨氧化反應器鼓入氧氣，使厭氧氨氧化反應器中的溶解氧(DO)值為0.1～ 0.5mg/L，參考氧化還原電位(ORP)控制在-200mV～50mV，得到去除氮氣后的厭氧氨氧化處理液;
(4)使厭氧氨氧化處理液進入沉淀池，使厭氧氨氧化處理液在沉淀池中停留1.5-2.5 小時，使厭氧氨氧化處理液進行固液分離，得到上清液和厭氧氨氧化污泥，并使其中的厭氧氨氧化污泥返回至厭氧氨氧化反應器中;
(5)使步驟(4)的上清液，及步驟(6)中的回流液混合后進入缺氧池，使混合液在缺氧池中停留0.5-1小時，使缺氧池中的溶解氧(DO)值為0.2～1.0mg/L，污泥濃度為 3～4.5g/L，得到缺氧處理液;
(6)使步驟(5)的缺氧池處理液進入好氧池，缺氧處理液在好氧池中停留時間為1.5-4 小時，向好氧池中鼓入氧氣，使好氧池中的溶解氧(DO)值為2.5～4.0mg/L，污泥濃度為 3～4.5g/L，使好氧池末端處理液回流到缺氧池，回流比為200-400%，在好氧池末端或后部設置超濾膜，使好氧池末端處理液得到固液分離，固液分離后的好氧處理液為處理系統出水。
說明書
一種垃圾滲濾液處理方法及其系統
技術領域
本發明涉及一種垃圾滲濾液處理方法及其系統，特別涉及高氨氮、高COD的垃圾滲濾液處理，屬于污水生物處理技術領域。
背景技術
垃圾滲濾液具有污染成分復雜、污染物濃度高、污染物種類多、C/N比失調等特點，其COD濃度通常為2000mg/L～50000mg/L，氨氮濃度為2000mg/L～8000mg/L;焚燒廠、垃圾站等設施產生的滲濾液由于發酵時間短，文獻表明其化學需氧量(以下簡稱COD)、氨氮濃度可高達80000mg/L、10000mg/L，污染物濃度過高、C/N比嚴重失調等特點給達標處理提出了巨大的技術挑戰。
目前常用的垃圾滲濾液處理工藝是“厭氧反應器+膜生物反應器(以下簡稱MBR)”，其中厭氧反應器的目的是大幅去除有機污染物，其出水COD值可達4000mg/L～6000mg/L，并將有機氮轉化為氨氮;膜生物反應器(MBR)由缺氧池、好氧池和超濾膜組成，通過碳氧化反應進一步去除有機物污染物COD，并通過硝化反硝化反應去除總氮。
根據生物脫氮理論，在膜生物反應器中脫氮時，應保持C/N為6～9之間，以保證硝化、反硝化反應的正常進行。因此，在上述垃圾滲濾液處理工藝中，來水經過厭氧反應器后進入膜生物反應器時，其氨氮通常為2000mg/L～3000mg/L，出現以下問題：
a、脫氮所需COD應為12000mg/L～18000mg/L之間，而經過厭氧反應器后COD濃度為 4000mg/L～6000mg/L，無法滿足要求，需要額外投加碳源，產生了較高的處理成本;
b、厭氧反應器后剩余的4000mg/L～6000mg/L的COD以好氧形式去除，相比厭氧處理成本較高;
c、缺氧、好氧脫氮工藝需要較高的回流比，進一步增加了運行成本;同時受到工藝本身的限制，當回流比為400%時，總氮去除率僅為80%，當進水總氮過高時無法達到出水標準;
厭氧氨氧化工藝的原理是厭氧氨氧化菌在厭氧條件下，以亞硝酸鹽為電子受體將氨氮直接氧化成氮氣，與傳統的硝化、反硝化脫氮工藝相比，其主要特點是不需添加外加碳源，運行成本低廉，降低后續處理工藝的氨氮負荷。采用厭氧氨氧化工藝，氨氮的去除率可達 85%，總氮去除率可達80%。經過厭氧和厭氧氨氧化處理后的污水，仍含有較高濃度的有機污染物和氨氮，設置膜生物反應器(MBR)，利用碳氧化和硝化、反硝化反應，進一步去除污水中的有機污染物、氨氮及總氮，然后利用膜組件進行固液分離。
綜上所述，垃圾滲濾液在進入膜生物反應器前有效去除氨氮、總氮，并相應的去除有機污染物，是影響垃圾滲濾液處理工藝的關鍵因素，對降低運行成本、提高處理效率、穩定達標排放具有重要意義。
發明內容
本發明的目的是提出一種垃圾滲濾液處理方法及其系統，利用多級厭氧、厭氧氨氧化等技術單元的組合工藝，解決傳統處理技術存在運行能耗高、需要額外投加碳源、出水效果不穩定等缺點，以應用于垃圾填埋場、垃圾焚燒廠等設施的垃圾滲濾液的處理。
本發明提出的垃圾滲濾液處理方法，包括以下步驟：
(1)使垃圾滲濾液進入一級厭氧處理反應器，垃圾滲濾液在一級厭氧處理反應器中停留8～12天，使垃圾滲濾液停留時產生的污泥濃度達到為8～13g/L，使一級厭氧處理反應器中污泥停留時間為25～40天，使一級厭氧處理反應器中的溶解氧為0.1～0.5mg/L;
(2)使上述一級處理液進入二級厭氧處理反應器，在一級處理液在二級厭氧處理反應器中停留4～10天，使一級處理液停留時產生的污泥濃度達到為6～12g/L，使二厭氧處理反應器中污泥停留時間為18～35天，使二級厭氧處理反應器中的溶解氧為0.1～ 0.5mg/L，得到厭氧處理液;
(3)使上述厭氧處理液進入厭氧氨氧化反應器中，使厭氧處理液在厭氧氨氧化反應器中產生的污泥濃度達到為3～10g/L，使厭氧氨氧化反應器中污泥停留時間(SRT)為10～ 35天，向厭氧氨氧化反應器鼓入氧氣，使厭氧氨氧化反應器中的溶解氧(DO)值為0.1～ 0.5mg/L，參考氧化還原電位(ORP)控制在-200mV～50mV，得到去除氮氣后的厭氧氨氧化處理液;
(4)使厭氧氨氧化處理液進入沉淀池，使厭氧氨氧化處理液在沉淀池中停留1.5-2.5 小時，使厭氧氨氧化處理液進行固液分離，得到上清液和厭氧氨氧化污泥，并使其中的厭氧氨氧化污泥返回至厭氧氨氧化反應器中;
(5)使步驟(4)的上清液，及步驟(6)中的回流液混合后進入缺氧池，使混合液在缺氧池中停留0.5-1小時，使缺氧池中的溶解氧(DO)值為0.2～1.0mg/L，污泥濃度為 3～4.5g/L，得到缺氧處理液;
(6)使步驟(5)的缺氧池處理液進入好氧池，缺氧處理液在好氧池中停留時間為1.5-4 小時，向好氧池中鼓入氧氣，使好氧池中的溶解氧(DO)值為2.5～4.0mg/L，污泥濃度為 3～4.5g/L，使好氧池末端處理液回流到缺氧池，回流比為200-400%，在好氧池末端或后部設置超濾膜，使好氧池末端處理液得到固液分離，固液分離后的好氧處理液為處理系統出水。
本發明提出的垃圾滲濾液處理系統，包括：一級厭氧反應器、二級厭氧反應器、厭氧氨氧化反應器、沉淀池、缺氧池、好氧池、膜組件和鼓風機;所述的一級厭氧反應器的進口端與來水相連接，一級厭氧反應器的出口端與所述的二級厭氧反應器相連，二級厭氧反應的出口端與所述的厭氧氨氧化反應器的進口端相連接，厭氧氨氧化反應器的出水進入沉淀池，沉淀池的出口端與所述的缺氧池的進口端相連接，缺氧池的出水進入所述的好氧池，好氧池的部分出水通過回流泵送至缺氧池的進口端，好氧池的出水進入膜組件進行固液分離，所述的鼓風機將空氣送入厭氧氨氧化反應器和好氧池，以滿足厭氧氨氧化反應器和好氧池對氧氣的需求。
本發明提出的垃圾滲濾液處理方法及其系統，具有以下優點：
1、本發明的垃圾滲濾液處理方法，充分結合厭氧反應器去除COD、厭氧氨氧化技術去除總氮、膜生物反應器高效分離的優勢，將多級厭氧反應器、厭氧氨氧化技術、膜生物反應器技術進行結合，使本發明方法具有不需外加碳源、脫氮效率高、系統運行穩定、剩余污泥產量低等優點。
2、本發明的垃圾滲濾液處理系統，通過設置多級厭氧反應器，可以有效的降低垃圾滲濾液中的COD濃度，降低單位處理成本，為后續的厭氧氨氧化單元創造有利進水條件;同時還能實現有機污染物的資源化利用，利用厭氧反應器產生的沼氣為厭氧氨氧化單元加熱保溫，厭氧氨氧化單元可以大幅去除系統的氨氮、總氮，將后續膜生物反應器的負荷降低至正常水平，可以充分的發揮出膜生物反應器處理效率高、固液分離效果好、脫氮穩定高效的優點，使其出水穩定達標;利用厭氧反應器去除COD、利用厭氧氨氧化技術進行脫氮，相比傳統工藝中好氧去除COD、硝化反硝化脫氮，極大的降低了鼓風曝氣、泵送回流等成本，總體電耗降低50～60%;不需要額外投加碳源，是一種可持續的生物處理技術。
