申请日2017.04.26
公开(公告)日2017.08.18
IPC分类号C02F9/14; C02F103/06; C02F101/30; C02F101/16
摘要
本发明公开了垃圾渗滤液高效低耗的深度处理装置及处理方法，它涉及环境保护技术领域。调节池与进水管连接，进水管上设置有进水阀，调节池通过水管与一级加药反应池连接，一级加药反应池通过出水管与二级加药反应池连接，且出水管上安装有出水阀，序批式反应池通过第二提升泵与沉淀池连接，沉淀池的一端与消毒装置连接，沉淀池的另一端与污泥脱水装置连接。在垃圾填埋前期，在一级加药反应池内投加氯化镁，可以除去一部分氨氮，并且可生成高效肥料鸟粪石，达到了能源的回收再利用的目的，在垃圾填埋后期，通过在二级加药反应池内投加芬顿试剂，可有效地去除日渐增多的大分子难生物降解的有机物，为接下来生物反应提供有利的生长环境。
摘要附图
权利要求书
1.垃圾渗滤液高效低耗的深度处理装置及处理方法，其特征在于：所述的处理装置包含：调节池(1)、一级加药反应池(2)、二级加药反应池(3)、第一提升泵(4)、第二提升泵(4-1)、升流式厌氧污泥床(5)、曝气生物滤池(6)、污泥脱水装置(7)、序批式反应池(8)、沉淀池(9)和消毒装置(10)，调节池(1)与进水管(a)连接，进水管(a)上设置有进水阀(1-1)，调节池(1)通过水管与一级加药反应池(2)连接，一级加药反应池(2)通过出水管(b)与二级加药反应池(3)连接，且出水管(b)上安装有出水阀(2-1)，一级加药反应池(2)内部设置有机械搅拌装置(2-2),二级加药反应池(3)通过第一提升泵(4)与升流式厌氧污泥床(5)连接，升流式厌氧污泥床(5)与曝气生物滤池(6)连接，且升流式厌氧污泥床(5)通过污泥提升泵与污泥脱水装置(7)连接，污泥脱水装置(7)与曝气生物滤池(6)连接，曝气生物滤池(6)与序批式反应池(8)连接，序批式反应池(8)通过第二提升泵(4-1)与沉淀池(9)连接，沉淀池(9)与消毒装置(10)连接，沉淀池(9)通过污泥提升泵与污泥脱水装置(7)连接;
所述的垃圾渗滤液高效低耗的深度处理装置的处理方法为：步骤一：打开进水阀(1-1)，使污水进入调节池(1)内进行水质均化和水量调节;
步骤二：经调节池(1)调节后的垃圾渗滤液投入药物并且进入一级加药反应池(2)内，一级加药反应池(2)内安装有机械搅拌装置(2-2)，加入碱，使一级加药反应池(2)内污水pH值达9，一级加药反应池(2)所投药物：在填埋初期，所选药物为氯化镁，加药同时打开机械搅拌装置(2-2)，连续搅拌3-5小时，为了达到离子饱和，Mg2+的加药量为1.2倍垃圾渗滤液中无机磷的浓度;
步骤三：关闭机械搅拌装置(2-2)，使之沉淀半小时，上清液经出水阀(2-1)进入二级加药反应池(3)内;
步骤四：向二级加药反应池(3)内加酸调节pH值在3-4之间，加入芬顿试剂，加入量为H2O2 0.05mol/L+Fe2+ 0.012mol/L，反应时间为3-5小时;
步骤五：在填埋后期，出水由于含有较高难生物降解有机物，COD难以达到国家一级排放标准时，将步骤二中所述一级加药反应池(2)内投加药物改为：先加酸调节pH值在3-4之间，再加入芬顿试剂，处理后滤液进入步骤四中的所述的二级加药反应池(3)内;
步骤六：投加碱将芬顿反应处理过的污水pH调至6.5-7.5，并经第一提升泵(4)提升至升流式厌氧污泥床(5)，以去除大部分可生物降解的有机物，升流式厌氧污泥床(5)产生的剩余污泥，经污泥脱水装置7脱水后将污泥上清液回收至曝气生物滤池(6)，进一步去除有机污染物;
步骤七：经曝气生物滤池(6)处理过的污水提升至序批式反应池(8)，间歇供氧，确保池内亚硝酸浓度不高于20mg/L，每6个小时为一个反应周期，在6小时内，进水10分钟，然后连续以曝气10分钟-搅拌10分钟为周期，反应5小时20分钟，沉淀20分钟，出水10分钟;
步骤八：将序批式反应池(8)出水经第二提升泵(4-1)提升至沉淀池(9)，所排出污水中含有的剩余污泥经过沉淀池(9)分离，沉淀池(9)内的污泥进入污泥脱水装置(7)内进行脱水处理，而上清液经消毒装置(10)消毒后即可排出达标的处理水。
2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液高效低耗的深度处理装置及处理方法，其特征在于：所述处理方法中步骤四和步骤五中投加的酸是盐酸、硝酸、硫酸或者其他任意强酸中的一种。
3.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液高效低耗的深度处理装置及处理方法，其特征在于：所述处理方法中所述的步骤二和步骤六中投加的碱是石灰乳，氢氧化钠、碳酸钠或者其他无机碱性物质中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液高效低耗的深度处理装置及处理方法，其特征在于：所述处理方法中所述的步骤五中所加的芬顿试剂为过氧化氢与亚铁离子混合组成的催化剂。
5.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液高效低耗的深度处理装置及处理方法，其特征在于：所述的处理方法中升流式厌氧污泥床(5)产生的剩余污泥与沉淀池(9)产生的剩余污泥混合后再进行脱水处理。
说明书
垃圾渗滤液高效低耗的深度处理装置及处理方法
技术领域：
本发明涉及垃圾渗滤液高效低耗的深度处理装置及处理方法，属于环境保护技术领域。
背景技术：
垃圾渗滤液主要来自于三个方面：(1)填埋场内的自然降雨和径流;(2)垃圾自身原有的含水;(3)在垃圾填埋后由于微生物的厌氧分解所产生的水。其中，降水为渗滤液主要部分，这些水分渗过成分复杂的垃圾时，使垃圾发生分解、溶出、发酵等反应，从而使渗滤液中含有大量的有机污染物、氨氮、磷以及各种不同的重金属类污染物。同时，垃圾渗滤液水质变化受垃圾组成、垃圾含水率、垃圾体内温度、垃圾填埋时间、填埋规律、填埋工艺、降雨渗透量等因素的影响。其中，降雨量和填埋时间的影响最为明显。填埋龄3-5年的填埋场所产生的渗滤液称为早期渗滤液，该液体主要含有易生物降解的挥发性脂肪酸，氨氮浓度为1000mg/L左右。填埋龄超过3-5年后，渗滤液中可生化降解的的有机物比例会明显下降，氨氮浓度增高。
目前，对于垃圾渗滤液的预处理和深度处理多采用物理化学方法，主体工艺则多选用生物法。此外，由于垃圾渗滤液氨氮和有机物含量高且前后期水质变化大，如何在低能耗的条件下有效地去除氨氮和有机污染物，是垃圾渗滤液深度处理的重点和难点。
鸟粪石，即磷酸铵镁，是一种高效缓释的磷肥，分子式为MgNH4PO4·6H2O，英文缩写为MAP，当液体中含有Mg2+,NH4+以及PO43-且离子浓度处于过饱和状态时，会自发沉淀生成鸟粪石。从污水中回收鸟粪石，不仅可以达到资源，特别是磷的再利用，而且其本身在市场上是对传统肥料最有竞争力的替代品。
近年来，厌氧氨氧化的发现以及工程应用，使得污水脱氮更加高效和节能。亚硝化—厌氧氨氧化(又称PN/A)工艺与传统的硝化—反硝化工艺相比具有耗氧量少、能源消耗低、污泥产量低、温室气体产量少以及无二次污染等诸多优点。厌氧氨氧化工艺的应用主要集中在高氨氮废水方面。对于垃圾渗滤液的高有机物和高氨氮的水质来说非常适宜。如果能通过本装置将垃圾渗滤液以氮磷回收+自养脱氮方式进行去除，那么对提高垃圾渗滤液脱氮效率及改善我国水体的富营养化问题具有重大的现实意义。
发明内容：
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供垃圾渗滤液高效低耗的深度处理装置及处理方法。
本发明的垃圾渗滤液高效低耗的深度处理装置及处理方法，它包含调节池、一级加药反应池、二级加药反应池、第一提升泵、第二提升泵、升流式厌氧污泥床、曝气生物滤池、污泥脱水装置、序批式反应池、沉淀池和消毒装置，调节池与进水管连接，进水管上设置有进水阀，调节池通过水管与一级加药反应池连接，一级加药反应池通过出水管与二级加药反应池连接，且出水管上安装有出水阀，一级加药反应池内部设置有机械搅拌装置,二级加药反应池通过第一提升泵与升流式厌氧污泥床连接，升流式厌氧污泥床与曝气生物滤池连接，且升流式厌氧污泥床通过污泥提升泵与污泥脱水装置连接，污泥脱水装置与曝气生物滤池连接，曝气生物滤池与序批式反应池连接，序批式反应池通过第二提升泵与沉淀池连接，沉淀池与消毒装置连接，沉淀池通过污泥提升泵与污泥脱水装置连接;
所述的垃圾渗滤液高效低耗的深度处理装置的处理方法为：步骤一：打开进水阀，使污水进入调节池内进行水质均化和水量调节;
步骤二：经调节池调节后的垃圾渗滤液投入药物并且进入一级加药反应池内，一级加药反应池内安装有机械搅拌装置，加入碱，使一级加药反应池内污水pH值达9，一级加药反应池所投药物：在填埋初期，所选药物为氯化镁，加药同时打开机械搅拌装置，连续搅拌3-5小时，为了达到离子饱和，Mg2+的加药量为1.2倍垃圾渗滤液中无机磷的浓度;
步骤三：关闭机械搅拌装置，使之沉淀半小时，上清液经出水阀进入二级加药反应池内;
步骤四：向二级加药反应池内加酸调节pH值在3-4之间，加入芬顿试剂，加入量为H2O20.05mol/L+Fe2+0.012mol/L，反应时间为3-5小时;
步骤五：在填埋后期，出水由于含有较高难生物降解有机物，COD难以达到国家一级排放标准时，将步骤二中所述一级加药反应池内投加药物改为：先加酸调节pH值在3-4之间，再加入芬顿试剂，处理后滤液进入步骤四中的所述的二级加药反应池内;
步骤六：投加碱将芬顿反应处理过的污水pH调至6.5-7.5，并经第一提升泵至升流式厌氧污泥床，以去除大部分可生物降解的有机物，升流式厌氧污泥床产生的剩余污泥，经污泥脱水装置脱水后将污泥上清液回收至曝气生物滤池，进一步去除有机污染物;
步骤七：经曝气生物滤池处理过的污水提升至序批式反应池，间歇供氧，确保池内亚硝酸浓度不高于20mg/L，每6个小时为一个反应周期，在6小时内，进水10分钟，然后连续以曝气10分钟-搅拌10分钟为周期，反应5小时20分钟，沉淀20分钟，出水10分钟;
步骤八：将序批式反应池出水经第二提升泵提升至沉淀池，所排出污水中含有的剩余污泥经过沉淀池分离，沉淀池内的污泥进入污泥脱水装置内进行脱水处理，而上清液经消毒装置消毒后即可排出达标的处理水。
作为优选，所述步骤四和步骤五中投加的酸是盐酸、硝酸、硫酸或者其他任意强酸中的一种。
作为优选，所述的步骤二和步骤六中投加的碱是石灰乳，氢氧化钠、碳酸钠或者其他无机碱性物质中的任意一种。
作为优选，所述的步骤五中所加的芬顿试剂为过氧化氢与亚铁离子混合组成的催化剂。
作为优选，所述的处理方法中升流式厌氧污泥床产生的剩余污泥与沉淀池产生的剩余污泥混合后再进行脱水处理。
本发明的有益效果：此垃圾渗滤液处理装置结构简单，在垃圾填埋前期，在一级加药反应池内投加氯化镁，不仅可以除去一部分氨氮，并且可生成高效肥料鸟粪石，达到了能源的回收再利用的目的，此外，在填埋初期结合一级加药回收氨氮，可降低序批式反应池过程污泥培养及驯化初期的氨氮负荷。在垃圾填埋后期，通过在二级加药反应池内投加芬顿试剂，可有效地去除日渐增多的大分子难生物降解的有机物，为接下来生物反应提供有利的生长环境;利用一步亚硝化-厌氧氨氧化深度脱氮，相比硝化-反硝化过程，可以节省约60%的曝气费用。同时，相比其他的两步脱氮方法(即先在好氧阶段进行亚硝化，再通过厌氧阶段脱氮)，可节省约50%的基建费用。