申请日2015.09.14
公开(公告)日2015.12.09
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明涉及一种利用准好氧填埋结构体对城市垃圾渗滤液进行预处理的方法，所述预处理包括：构建城市生活垃圾准好氧填埋体;利用准好氧填埋体特有的好氧-兼性厌氧-厌氧环境，设计适当的回流工艺对渗滤液进行原位处理;其优点在于能够有效降低渗滤液BOD5、CODCr和NH4+-N浓度，加速垃圾堆体的稳定化进程。具体包括：渗滤液由收集系统通过泵回流进入垃圾填埋体，在好氧区，氨在自养型硝化细菌的作用下将其氧化成NO3-，在缺氧区，由反硝化细菌以有机物作为电子供体，使NO3-还原为N2而从液相中释放，实现NH4+-N的转化和去除，在厌氧区，实现有机物的降解产甲烷。本发明可以解决垃圾渗滤液中氨氮浓度过高的突出问题，同时有效降低了渗滤液中的BOD5和CODCr浓度。
摘要附图
权利要求书
1.一种利用准好氧结构体预处理垃圾渗滤液的方法，所述方法包括：
构建准好氧垃圾填埋结构体;
垃圾渗滤液经调节池进行混合、调节、收集;
将高浓度的垃圾渗滤液提升至布水池系统;
利用准好氧填埋结构体进行渗滤液回灌处理;
其中，通过渗滤液主导排管和垂直、水平导气管相通，使外界自然风 进入堆体内，在靠近垂直导气管区域形成好氧区，远离垂直导气管的区域 形成厌氧区，中间过渡带为缺氧区。
2.根据权利要求1所述的利用准好氧结构体预处理垃圾渗滤液的方 法，其中构建所述准好氧垃圾填埋结构体的步骤包括：
地基土上铺设粘土衬垫;
粘土衬垫上铺设HDPE膜，膜上铺设土工布，土工布上铺设渗滤液导 排层，在渗滤液导排层中埋设有渗滤液主穿孔导排管，并与外界环境连通; 使得垂直穿孔导气管以及水平穿孔导气管均与主导排管相联通;
用碎石组成的石笼保护各导排管周围，石笼直径在80～150cm;
其中，填埋单元基底保持1%～3%的坡度，渗滤液导排管、水平导气 管和石笼铺设时均控制1%～3%的坡度。
3.根据权利要求1所述的利用准好氧结构体预处理垃圾渗滤液的方 法，其中垃圾填埋结构体的导气管是开孔的，并且所述开孔的水平、垂直 导气管以及渗滤液导排管的直径控制在10～30cm，所述开孔的孔径为 12～16mm，开孔的间距为6～10cm。
4.根据权利要求1所述的利用准好氧结构体预处理垃圾渗滤液的方 法，所述垃圾渗滤液经调节池进行混合、调节、收集的步骤包括：通过动 力泵把渗滤液提升至布水池，然后通过布水管路，把渗滤液均匀回灌至准 好氧结构体。
5.根据权利要求1所述的利用准好氧结构体预处理垃圾渗滤液的方 法，其中，所述回灌处理包括：垃圾渗滤液从导排口流入调节池，通过泵 将垃圾渗滤液回流至堆体内，空气从导排口自然流入到准好氧堆体内。
6.根据权利要求1所述的利用准好氧结构体预处理垃圾渗滤液的方 法，其中垂直导气管和水平导气管之间的管道间距分别为15～30m。
7.根据权利要求1所述的利用准好氧结构体预处理垃圾渗滤液的方 法，其中：在好氧区，氨在自养型硝化细菌的作用下将其氧化成NO3-; 在缺氧区，由反硝化细菌以有机物作为电子供体，使NO3-还原为N2而从 液相中释放，实现NH4+-N的转化和去除;在厌氧区，实现有机物的降解 产甲烷。
8.根据权利要求1所述的利用准好氧结构体预处理垃圾渗滤液的方 法，其中在填埋时填埋垃圾的压实密度约为500～750kg/m3，孔隙率约为 25～40%。
9.根据权利要求1所述的利用准好氧结构体预处理垃圾渗滤液的方 法，其中回灌水力负荷和回灌频率随着填埋堆体稳定化程度的增加而适当 增加，回灌负荷为15～30L/m3·周。
10.根据权利要求1所述的利用准好氧结构体预处理垃圾渗滤液的方 法，其中所述垂直导气管伸出垃圾填埋装置，且垂直导气管的顶部和底部 与外界空气相通。
说明书
利用准好氧填埋体处理垃圾渗滤液的方法
技术领域
本发明涉及填埋场内对城市垃圾填埋场渗滤液进行预处理的方法，具 体地涉及一种利用准好氧结构体预处理垃圾渗滤液的方法。
技术背景
城市生活垃圾填埋场产生的渗滤液，其所含有机污染物种类繁多，且 CODCr(化学需氧量)、BOD5(生化需氧量)和NH4+-N浓度较高，C/N比例失 调，严重影响其后续生物处理过程，所以垃圾渗滤液的处理一直是全世界 面临的难题(曹京哲，2003，城市垃圾渗滤液特性及处理对策[J].市政技术， 2003，03：183-185)。
垃圾渗滤液进行现场独立处理的方法可以分为：物理化学处理法、土 地处理法和生物处理法。其中，物理化学处理法不受水质和水量的影响， 出水水质稳定。但是，其操作复杂，运行费用高，能耗大，不适宜大量渗 滤液的处理。土地处理法具有投资少，操作简单，运行费用低等优点，但 是其处理负荷较低，易受土地和气候条件限制，且存在土壤和地下水污染 风险。目前，多采用“厌氧-好氧”联合工艺分别进行高浓度CODCr、BOD5和NH4+-N渗滤液的处理。但是，大多数渗滤液处理设施都是城市污水处 理工艺的改进，不适合复杂多变的渗滤液水质。此外，渗滤液的 BOD5/CODCr比较低，可生化性较差，且NH4+-N浓度较高，对活性污泥具 有毒害作用。以上因素导致国内已建成的渗滤液处理设施的运行效果较 差，且出水很难达标排放。
填埋场渗滤液回流处理就是将未经预处理的渗滤液直接回流或喷洒 进入填埋场，利用垃圾层和覆盖土层的净化作用来处理渗滤液的一种场内 处理技术。将渗滤液回流到垃圾填埋层内，使微生物能够充分利用渗滤液 中的有机污染物，在微生物生长繁殖的同时，使渗滤液得到处理(徐迪民， 垃圾填埋场渗滤水回灌技术的研究——I.垃圾渗滤水填埋场回灌的影响 因素[J].同济大学学报(自然科学版)，1995，04：371-375)。此方法的设施 投资明显低于上述独立处理方法，且填埋体具有缓冲作用可以减小水质波 动对处理效果的影响。此外，渗滤液回流处理法具有节省投资、操作简单、 运行费用低，可以有效降低污染物浓度，减少渗滤液产生量，加快填埋垃 圾的稳定化进程和填埋场沉降速率，提高填埋场的使用效率等方面的优 点。但是，传统厌氧填埋场中的渗滤液回流处理易引起NH3-N积累。
过高浓度的NH3-N将导致渗滤液中C/N比偏低，营养比例失调，严 重影响渗滤液的后续处理，并对垃圾填埋场周边环境造成污染(生活垃圾生 物反应器填埋场的试验研究——土地填埋技术的发展与改良[J].浙江林业 科技，2003，02：13-16.张陆良，]张陆良.准好氧填埋场垃圾渗滤液中氨氮变 化规律的室内模拟研究[D].西南交通大学，2004)。目前，用于渗滤液中高 浓度NH3-N处理的方法主要包括传统生物脱氮技术、物理化学法和新型脱 氮技术等等。
传统的生物脱氮一般包括硝化和反硝化两个阶段。好氧条件下，NH3-N 发生硝化反应转化为NO2-N和NO3-N;缺氧条件下，NO3-N和NO2-N被 反硝化还原成N2或N2O。目前，渗滤液生物处理较多的采用厌氧-好氧联 合工艺，其中厌氧工艺一般采用UASB工艺，好氧工艺一般采用活性污泥 法(如氧化塘和SBR等)。但是，传统的生物脱氮技术存在以下问题：1)在 活性污泥系统中自养硝化细菌很难与异养菌竞争并成为优势菌;2)硝化细 菌易受环境的影响;3)硝化-反硝化过程在时空上难以统一，脱氮效果差异 较大。
物理化学处理方法包括吹脱法、电化学氧化法、化学沉淀法、离子交 换法、折点氯化法、吸附法、等离子体法和超声法等(Jokelaetal.，2002;Li andZhao，2003)。物理化学处理法的NH3-N去除速率快，处理效率高，对 COD和难降解污染物也有良好的去除作用。但是，该法需要消耗大量的 电能或药剂，处理费用较高，存在二次污染问题，其推广和应用受到限制。
近年来国内外出现了一些全新的脱氮工艺：短程硝化-反硝化、同步硝化 -反硝化和厌氧氨氧化等。但是，这些脱氮工艺的控制条件严格，系统受到 外界冲击的影响较大，实际操作性不强。另外，上述方法都需要独立的处 理设施，投资成本较高，导致其实际应用相对较少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用准好氧填埋结构体处理垃圾渗滤液 的工艺。在本发明中，利用准好氧填埋工艺特有的垃圾渗滤液导排系统， 将垃圾渗滤液收集进入调节池，在调节池内对渗滤液的水质和水量进行调 节。从而对垃圾渗滤液所含有机污染物进行最大限度的生物降解，平衡 C/N比，对NH4+-N的去除起到很好的作用。
为达到上述目的，本发明的具体技术解决方案是：
<1>.一种利用准好氧结构体预处理垃圾渗滤液的方法，所述方法包 括：
构建准好氧垃圾填埋结构体;
垃圾渗滤液经调节池进行混合、调节、收集;
将高浓度的垃圾渗滤液提升至布水池系统;
利用准好氧填埋结构体进行渗滤液回灌处理;
其中，通过渗滤液主导排管和垂直导气管相通，使外界自然风进入堆 体内，在靠近垂直导气管区域形成好氧区，远离垂直导气管的区域形成厌 氧区，中间过渡带为缺氧区。
<2>.根据<1>所述的利用准好氧结构体预处理垃圾渗滤液的方法，其 中构建所述准好氧垃圾填埋结构体的步骤包括：
地基土上铺设粘土衬垫;
粘土衬垫上铺设HDPE膜，膜上铺设土工布，土工布上铺设渗滤液导 排层，在渗滤液导排层中埋设有渗滤液主穿孔导排管，并与外界环境连通; 使得垂直穿孔导气管以及水平穿孔导气管均与主导排管相联通;
用碎石组成的石笼保护各导排管周围，石笼直径在80～150cm;
其中，填埋单元基底保持1%～3%的坡度，渗滤液导排管、水平导气 管和石笼铺设时均控制1%～3%的坡度。
<3>.根据<1>所述的利用准好氧结构体预处理垃圾渗滤液的方法，其 中垃圾填埋结构体的导气管是开孔的，并且所述开孔的水平、垂直导气管 以及渗滤液导排管的直径控制在10～30cm，所述开孔的孔径为12～ 16mm，开孔的间距为6～10cm。
<4>.根据<1>所述的利用准好氧结构体预处理垃圾渗滤液的方法，所 述垃圾渗滤液经调节池进行混合、调节、收集的步骤包括：通过动力泵把 渗滤液提升至布水池，然后通过布水管路，把渗滤液均匀回灌至准好氧结 构体，回灌采用垂直渗水管网式回灌法。
<5>.根据<1>所述的利用准好氧结构体预处理垃圾渗滤液的方法，其 中，所述回灌处理包括：垃圾渗滤液从导排口流入调节池，通过泵将垃圾 渗滤液回流至堆体内，空气从导排口自然流入到准好氧堆体内。
<6>.根据<1>所述的利用准好氧结构体预处理垃圾渗滤液的方法，垂 直导气管和水平导气管之间的管道间距分别为15～30m。
<7>.根据<1>所述的利用准好氧结构体预处理垃圾渗滤液的方法，其 中：在好氧区，氨在自养型硝化细菌的作用下将其氧化成NO3-;在缺氧 区，由反硝化细菌以有机物作为电子供体，使NO3-还原为N2而从液相中 释放，实现NH4+-N的转化和去除;在厌氧区，实现有机物的降解产甲烷。
<8>.根据<1>所述的利用准好氧结构体预处理垃圾渗滤液的方法，其 中在填埋时填埋垃圾的压实密度约为500～750kg/m3，孔隙率约为25～ 40%。
<9>.根据<1>所述的利用准好氧结构体预处理垃圾渗滤液的方法，其 中回灌水力负荷和回灌频率随着填埋堆体稳定化程度的增加而适当增加。
<10>.根据<1>所述的利用准好氧结构体预处理垃圾渗滤液的方法， 其中所述垂直导气管伸出垃圾填埋装置，且垂直导气管的顶部和底部与外 界空气相通。
本发明通过包括构建城市生活垃圾准好氧填埋体，利用准好氧填埋体 特有的好氧-兼性厌氧-厌氧环境，设计适当的回流工艺对渗滤液进行原位 处理，达到有效降低渗滤液BOD5、CODCr和NH3-N浓度目的。