申请日2017.02.28
公开(公告)日2017.06.13
IPC分类号C02F3/12; C02F3/10
摘要
本发明涉及一种利用垃圾焚烧炉渣处理污水的方法，具体包括以下步骤：将垃圾焚烧炉渣剔除杂物、筛分，用水冲洗干净、晾干后，得到载体填料并装填在反应床内;将活性污泥通过泵加入反应床内;对活性污泥进行培养驯化，直至检测到反应床出水的COD和NH3‑N去除率均达到70%以上;通过布水区喷洒污水，经反应床处理，将经过处理的农村生活污水收集排放。与现有技术相比，本发明基于“以废治废”原理，在生活垃圾焚烧炉渣资源化利用的同时，实现农村生活污水低成本处理，将生活垃圾焚烧炉渣制备成微生物附着的载体填料应用于污水处理，有利于改善和保护农村环境。
权利要求书
1.一种利用垃圾焚烧炉渣处理污水的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)准备载体填料：将垃圾焚烧炉渣剔除杂物、筛分，用水冲洗干净、晾干后，得到载体填料;
(2)装填反应床填料层：将步骤(1)得到的载体填料装填在反应床内，形成载体填料层;
(3)接种活性污泥：将活性污泥通过泵加入反应床内，持续4-7天，水力负荷控制在0.5-1.5m3/(m2·d)，回流比为75-85%;
(4)对活性污泥进行培养驯化：将污水经反应床上部的布水区均匀喷洒在载体填料层，水力负荷控制在0.5-1m3/(m2·d)，连续配水4-10h/d，直至检测到反应床出水的COD和NH3-N去除率均达到70%以上;
(5)进行污水处理：当步骤(4)结束后，通过布水区喷洒污水，水力负荷控制在0.7-2m3/(m2·d)，连续配水8-12h/d，收集处理后的污水。
2.根据权利要求1所述的一种利用垃圾焚烧炉渣处理污水的方法，其特征在于，步骤(1)所述的载体填料的粒径范围为5-10mm。
3.根据权利要求1所述的一种利用垃圾焚烧炉渣处理污水的方法，其特征在于，步骤(2)所述的反应床自上而下为填料层和承托层，反应床顶部设有喷洒污水的布水区，反应床底部设有出水口。
4.根据权利要求3所述的一种利用垃圾焚烧炉渣处理污水的方法，其特征在于，所述的填料层高为1-2m，所述的承托层高为0.1-0.2m，由粒径为3-7cm的碎石组成。
5.根据权利要求4所述的一种利用垃圾焚烧炉渣处理污水的方法，其特征在于，所述的反应床为开放式结构，上部与下部与环境自然通风。
6.根据权利要求1所述的一种利用垃圾焚烧炉渣处理污水的方法，其特征在于，步骤(3)所述的活性污泥为污水处理厂二沉池的回流污泥，泥水比为1-2：2。
说明书
一种利用垃圾焚烧炉渣处理污水的方法
技术领域
本发明属于固体废弃物资源化利用与污水处理技术领域，具体涉及一种利用垃圾焚烧炉渣处理污水的方法。
背景技术
生活垃圾焚烧炉渣是生活垃圾经焚烧处理后的一种典型副产物，其重金属和熔盐量较低，在我国属于无毒性的一般废弃物。由于焚烧具有显著的减量化和无害化效果，中国的生活垃圾焚烧工程正在迅速扩展。据统计，截至2015年底我国设市城市已建成运行生活垃圾焚烧处理设施224座，焚烧处理能力20.78万吨/日，约占无害化处理的40%。随着我国城镇化进程快速推进和经济飞速发展，农村生活垃圾产量不断增加，组分也日益复杂。对于城镇化水平较好的农村地区或城镇周边的农村地区，一般都以行政村为单位建立了“村集—镇运—区(县)处理”的生活垃圾管理模式，由此可知许多地区的农村生活垃圾也都将随之进入焚烧系统进行处理。然而，不管是城市生活垃圾还是农村生活垃圾，在焚烧后仍有残余物——焚烧炉渣产生。有研究表明，尽管生活垃圾焚烧减量效果显著，但仍有20%～30%的质量转化到灰渣中，其中炉渣又可占到灰渣的80%以上，然而现实情况是大部分炉渣都被送往填埋场进行填埋，随着填埋库容日益紧张，开发一种生活垃圾焚烧炉渣资源化利用程度高、运行可靠的方法尤为重要。
我国农村生活污水存在排放面广、排放点分散、排放量增长快、有机物浓度高、排放不均匀等特点，难以集中处理，再加上农村污水处理管道铺设费用高，分散式污水处理法势必将成为农村生活污水处理的趋势。生物膜法以其投资费用低、管理维护方便、处理效率高、无占地面积小、出水水质好和无污泥膨胀问题等优点，在各种农村生活污水分散式处理技术中尤其引人注目。生物膜法的特点是微生物附着生长在填料表面，形成生物膜，污水与生物膜接触后，污染物被微生物吸附转化，污水得到净化。填料作为微生物的载体，影响着微生物的生长、繁殖和脱落，因而对反应器的运行效果具有十分重要的影响，传统的污水处理填料主要是天然惰性矿物或高分子塑料填料等，但它们对于农村或经济欠发达地区来说成本偏高，而且还可能会消耗不可再生资源。
中国专利CN 102351565A公开了一种利用生活垃圾焚烧炉渣烧结制备水处理磷聚填料的方法，具体涉及的是一种城市生活垃圾焚烧炉渣与粘土共烧结制备水处理磷聚填料的方法，该发明改变了炉渣仅作为路基材料或制砖材料的应用现状，作为垃圾焚烧炉渣资源化利用的一种新途径，提高了资源化利用的经济附加值，但该专利中填料制备方法耗能，需要高温烧结，在制备过程中可能存在污染(如烟气污染等)，该填料主要用于水体中磷的吸附，当填料吸附饱和后会再次成为需要处理处置的废弃物。
发明内容
本发明提供一种利用垃圾焚烧炉渣处理污水的方法，通过“以废治废”，结合固体废弃物资源化利用与污水处理技术的特点，实现生活垃圾焚烧炉渣资源化利用和农村生活污水处理。
本发明通过下述技术方案实现：
一种利用垃圾焚烧炉渣处理污水的方法，具体包括以下步骤：
(1)准备载体填料：将垃圾焚烧炉渣剔除杂物、筛分，用水冲洗干净、晾干后，得到载体填料;
(2)装填反应床填料层：将步骤(1)得到的载体填料装填在反应床内，形成载体填料层;
(3)接种活性污泥：将活性污泥通过泵加入反应床内，持续4-7天，水力负荷控制在0.5-1.5m3/(m2·d)，回流比为75-85%;
(4)对活性污泥进行培养驯化：将污水经反应床上部的布水区均匀喷洒在载体填料层，水力负荷控制在0.5-1m3/(m2·d)，连续配水4-10h/d，直至检测到反应床出水的COD和NH3-N去除率均达到70%以上;
(5)进行污水处理：当步骤(4)结束后，通过布水区喷洒污水，水力负荷控制在0.7-2m3/(m2·d)，连续配水8-12h/d，收集处理后的污水。
步骤(1)所述的载体填料的粒径范围为5-10mm，用于污水处理的填料粒径不宜过大，也不宜过小，粒径过大，比表面积小，不利于生物反应;粒径过小，液体流过时的阻力过大，处理效率低，粒径范围为5-10mm的填料能形成比较好的空隙结构，既不至于造成过度厌氧，也可以比较好的使微生物附着生长。
步骤(2)所述的反应床自上而下为填料层和承托层，反应床顶部设有喷洒污水的布水区，反应床底部设有出水口。
所述的填料层高为1-2m，填料层用于活性污泥微生物附着的载体，若填料层太低，污水与填料接触的时间少而无法达到去污效果;若填料层太高，中间很大部分无法与空气很好的接触，容易造成微生物死亡。所述的承托层高为0.1-0.2m，由粒径为3-7cm的碎石组成。
所述的反应床为开放式结构，上部与下部与环境自然通风，实现自然复氧。
步骤(3)所述的活性污泥为污水处理厂二沉池的回流污泥，泥水比为1-2：2，若污泥浓度高，不容易均匀分布到填料层，如果浓度低，那又耗能，且延长了接种时间。
所述的回流比指流过反应床后的混合液再次进入到进水中的流量与进水总流量的比值。
可根据污水水质情况，将反应床串联运行。
本发明通过将活性污泥接种在炉渣上后，微生物附着生长在炉渣表面形成了生物膜，当污水与生物膜接触后，污染物被填料上的微生物吸附转化，污水得到净化。垃圾焚烧炉渣经高温烧结后，具有较大的比表面积和孔隙率，含有大量的铝硅酸盐物质，具备了生物填料的基本特点。因此，除了微生物氧化之外，污染物的去除还包括填料的过滤和吸附两大作用，由于生活垃圾焚烧炉渣呈不规则颗粒形状，当用做污水处理填料时，因颗粒之间不等的形状，在重力、静水压力和下行水流的共同作用下，填料层中炉渣颗粒发生位移和导致位置二次分布，颗粒分布整体由相对输送转向密实，此时填料层中的填料孔隙度减少，渗透性能减弱，部分位置产生了缺氧或厌氧环境，发生的厌氧反应也有利于污染物质的去除。
本发明将垃圾焚烧炉渣制备成为微生物附着的载体填料并应用于污水处理，不仅是农村生活垃圾末端处置产物炉渣的资源化利用，而且可以同时处理农村生活污水，有利于改善和保护农村环境，有利于减轻生活垃圾焚烧炉渣填埋的压力，而且能够使农村生活污水得到就地处理并达标排放，具有重要的实用价值和较好的社会环境效益，具有优点如下：
(1)基于“以废治废”原理，在生活垃圾焚烧炉渣资源化利用的同时，实现农村生活污水低成本处理，具有重要的实用价值和环境保护效益;
(2)利用垃圾焚烧炉渣制成的填料原料，数量多、价格低、易得，用于农村生活污水处理的技术路线是生活垃圾末端处置产物二次资源化的体现，有利于实现农村生活垃圾“源头分类收集-资源化利用-末端处置-末端处置产物二次资源化”的全过程管理;
(3)构建的生活垃圾焚烧炉渣生物反应床处理农村生活污水，工艺简单、可操作性强，基建费用少，便于人工控制和管理，出水水质稳定，在去除COD和NH3-N的同时，对总氮TN也能起到良好的去效果。