申请日2014.11.05
公开(公告)日2016.02.03
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及一种垃圾渗滤液处理方法及其系统，属于污水生物处理技术领域。具有高浓度有机污染物和氨氮的垃圾渗滤液，首先进入厌氧处理单元，去除大部分有机污染物，将C/N比降低至2:1以下;然后进入厌氧氨氧化单元，在不投加外加碳源的条件下，实现氨氮去除率85%、总氮去除率80%;最后进入生化处理单元，其好氧段通常为膜生物反应器，通过碳氧化和硝化、反硝化反应，进一步去除剩余的有机污染物和氨氮及总氮。本发明方法不需外加碳源、脱氮效率高、系统运行稳定、剩余污泥产量低。厌氧处理单元可以大幅降低水中的有机物，并产生沼气进行利用，对厌氧氨氧化单元池体进行加热保温，既实现了渗滤液中有机物的资源化，又进一步降低了处理成本。
权利要求书
1.一种垃圾渗滤液处理方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)使垃圾渗滤液进入一级厌氧处理反应器，垃圾渗滤液在一级厌氧处理反应器中停留8～12天，使垃圾渗滤液停留时产生的污泥浓度达到为8～13g/L，使一级厌氧处理反应器中污泥停留时间为25～40天，使一级厌氧处理反应器中的溶解氧为0.1～0.5mg/L;
(2)使上述一级处理液进入二级厌氧处理反应器，一级处理液在二级厌氧处理反应器中停留4～10天，使一级处理液停留时产生的污泥浓度达到为6～12g/L，使二厌氧处理反应器中污泥停留时间为18～35天，使二级厌氧处理反应器中的溶解氧为0.1～0.5mg/L，得到厌氧处理液;
(3)使上述厌氧处理液进入厌氧氨氧化反应器中，使厌氧处理液在厌氧氨氧化反应器中产生的污泥浓度达到为3～10g/L，使厌氧氨氧化反应器中污泥停留时间(SRT)为10～ 35天，向厌氧氨氧化反应器鼓入氧气，使厌氧氨氧化反应器中的溶解氧(DO)值为0.1～ 0.5mg/L，参考氧化还原电位(ORP)控制在-200mV～50mV，得到去除氮气后的厌氧氨氧化处理液;
(4)使厌氧氨氧化处理液进入沉淀池，使厌氧氨氧化处理液在沉淀池中停留1.5-2.5 小时，使厌氧氨氧化处理液进行固液分离，得到上清液和厌氧氨氧化污泥，并使其中的厌氧氨氧化污泥返回至厌氧氨氧化反应器中;
(5)使步骤(4)的上清液，及步骤(6)中的回流液混合后进入缺氧池，使混合液在缺氧池中停留0.5-1小时，使缺氧池中的溶解氧(DO)值为0.2～1.0mg/L，污泥浓度为 3～4.5g/L，得到缺氧处理液;
(6)使步骤(5)的缺氧池处理液进入好氧池，缺氧处理液在好氧池中停留时间为1.5-4 小时，向好氧池中鼓入氧气，使好氧池中的溶解氧(DO)值为2.5～4.0mg/L，污泥浓度为 3～4.5g/L，使好氧池末端处理液回流到缺氧池，回流比为200-400%，在好氧池末端或后部设置超滤膜，使好氧池末端处理液得到固液分离，固液分离后的好氧处理液为处理系统出水。
说明书
一种垃圾渗滤液处理方法及其系统
技术领域
本发明涉及一种垃圾渗滤液处理方法及其系统，特别涉及高氨氮、高COD的垃圾渗滤液处理，属于污水生物处理技术领域。
背景技术
垃圾渗滤液具有污染成分复杂、污染物浓度高、污染物种类多、C/N比失调等特点，其COD浓度通常为2000mg/L～50000mg/L，氨氮浓度为2000mg/L～8000mg/L;焚烧厂、垃圾站等设施产生的渗滤液由于发酵时间短，文献表明其化学需氧量(以下简称COD)、氨氮浓度可高达80000mg/L、10000mg/L，污染物浓度过高、C/N比严重失调等特点给达标处理提出了巨大的技术挑战。
目前常用的垃圾渗滤液处理工艺是“厌氧反应器+膜生物反应器(以下简称MBR)”，其中厌氧反应器的目的是大幅去除有机污染物，其出水COD值可达4000mg/L～6000mg/L，并将有机氮转化为氨氮;膜生物反应器(MBR)由缺氧池、好氧池和超滤膜组成，通过碳氧化反应进一步去除有机物污染物COD，并通过硝化反硝化反应去除总氮。
根据生物脱氮理论，在膜生物反应器中脱氮时，应保持C/N为6～9之间，以保证硝化、反硝化反应的正常进行。因此，在上述垃圾渗滤液处理工艺中，来水经过厌氧反应器后进入膜生物反应器时，其氨氮通常为2000mg/L～3000mg/L，出现以下问题：
a、脱氮所需COD应为12000mg/L～18000mg/L之间，而经过厌氧反应器后COD浓度为 4000mg/L～6000mg/L，无法满足要求，需要额外投加碳源，产生了较高的处理成本;
b、厌氧反应器后剩余的4000mg/L～6000mg/L的COD以好氧形式去除，相比厌氧处理成本较高;
c、缺氧、好氧脱氮工艺需要较高的回流比，进一步增加了运行成本;同时受到工艺本身的限制，当回流比为400%时，总氮去除率仅为80%，当进水总氮过高时无法达到出水标准;
厌氧氨氧化工艺的原理是厌氧氨氧化菌在厌氧条件下，以亚硝酸盐为电子受体将氨氮直接氧化成氮气，与传统的硝化、反硝化脱氮工艺相比，其主要特点是不需添加外加碳源，运行成本低廉，降低后续处理工艺的氨氮负荷。采用厌氧氨氧化工艺，氨氮的去除率可达 85%，总氮去除率可达80%。经过厌氧和厌氧氨氧化处理后的污水，仍含有较高浓度的有机污染物和氨氮，设置膜生物反应器(MBR)，利用碳氧化和硝化、反硝化反应，进一步去除污水中的有机污染物、氨氮及总氮，然后利用膜组件进行固液分离。
综上所述，垃圾渗滤液在进入膜生物反应器前有效去除氨氮、总氮，并相应的去除有机污染物，是影响垃圾渗滤液处理工艺的关键因素，对降低运行成本、提高处理效率、稳定达标排放具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提出一种垃圾渗滤液处理方法及其系统，利用多级厌氧、厌氧氨氧化等技术单元的组合工艺，解决传统处理技术存在运行能耗高、需要额外投加碳源、出水效果不稳定等缺点，以应用于垃圾填埋场、垃圾焚烧厂等设施的垃圾渗滤液的处理。
本发明提出的垃圾渗滤液处理方法，包括以下步骤：
(1)使垃圾渗滤液进入一级厌氧处理反应器，垃圾渗滤液在一级厌氧处理反应器中停留8～12天，使垃圾渗滤液停留时产生的污泥浓度达到为8～13g/L，使一级厌氧处理反应器中污泥停留时间为25～40天，使一级厌氧处理反应器中的溶解氧为0.1～0.5mg/L;
(2)使上述一级处理液进入二级厌氧处理反应器，在一级处理液在二级厌氧处理反应器中停留4～10天，使一级处理液停留时产生的污泥浓度达到为6～12g/L，使二厌氧处理反应器中污泥停留时间为18～35天，使二级厌氧处理反应器中的溶解氧为0.1～ 0.5mg/L，得到厌氧处理液;
(3)使上述厌氧处理液进入厌氧氨氧化反应器中，使厌氧处理液在厌氧氨氧化反应器中产生的污泥浓度达到为3～10g/L，使厌氧氨氧化反应器中污泥停留时间(SRT)为10～ 35天，向厌氧氨氧化反应器鼓入氧气，使厌氧氨氧化反应器中的溶解氧(DO)值为0.1～ 0.5mg/L，参考氧化还原电位(ORP)控制在-200mV～50mV，得到去除氮气后的厌氧氨氧化处理液;
(4)使厌氧氨氧化处理液进入沉淀池，使厌氧氨氧化处理液在沉淀池中停留1.5-2.5 小时，使厌氧氨氧化处理液进行固液分离，得到上清液和厌氧氨氧化污泥，并使其中的厌氧氨氧化污泥返回至厌氧氨氧化反应器中;
(5)使步骤(4)的上清液，及步骤(6)中的回流液混合后进入缺氧池，使混合液在缺氧池中停留0.5-1小时，使缺氧池中的溶解氧(DO)值为0.2～1.0mg/L，污泥浓度为 3～4.5g/L，得到缺氧处理液;
(6)使步骤(5)的缺氧池处理液进入好氧池，缺氧处理液在好氧池中停留时间为1.5-4 小时，向好氧池中鼓入氧气，使好氧池中的溶解氧(DO)值为2.5～4.0mg/L，污泥浓度为 3～4.5g/L，使好氧池末端处理液回流到缺氧池，回流比为200-400%，在好氧池末端或后部设置超滤膜，使好氧池末端处理液得到固液分离，固液分离后的好氧处理液为处理系统出水。
本发明提出的垃圾渗滤液处理系统，包括：一级厌氧反应器、二级厌氧反应器、厌氧氨氧化反应器、沉淀池、缺氧池、好氧池、膜组件和鼓风机;所述的一级厌氧反应器的进口端与来水相连接，一级厌氧反应器的出口端与所述的二级厌氧反应器相连，二级厌氧反应的出口端与所述的厌氧氨氧化反应器的进口端相连接，厌氧氨氧化反应器的出水进入沉淀池，沉淀池的出口端与所述的缺氧池的进口端相连接，缺氧池的出水进入所述的好氧池，好氧池的部分出水通过回流泵送至缺氧池的进口端，好氧池的出水进入膜组件进行固液分离，所述的鼓风机将空气送入厌氧氨氧化反应器和好氧池，以满足厌氧氨氧化反应器和好氧池对氧气的需求。
本发明提出的垃圾渗滤液处理方法及其系统，具有以下优点：
1、本发明的垃圾渗滤液处理方法，充分结合厌氧反应器去除COD、厌氧氨氧化技术去除总氮、膜生物反应器高效分离的优势，将多级厌氧反应器、厌氧氨氧化技术、膜生物反应器技术进行结合，使本发明方法具有不需外加碳源、脱氮效率高、系统运行稳定、剩余污泥产量低等优点。
2、本发明的垃圾渗滤液处理系统，通过设置多级厌氧反应器，可以有效的降低垃圾渗滤液中的COD浓度，降低单位处理成本，为后续的厌氧氨氧化单元创造有利进水条件;同时还能实现有机污染物的资源化利用，利用厌氧反应器产生的沼气为厌氧氨氧化单元加热保温，厌氧氨氧化单元可以大幅去除系统的氨氮、总氮，将后续膜生物反应器的负荷降低至正常水平，可以充分的发挥出膜生物反应器处理效率高、固液分离效果好、脱氮稳定高效的优点，使其出水稳定达标;利用厌氧反应器去除COD、利用厌氧氨氧化技术进行脱氮，相比传统工艺中好氧去除COD、硝化反硝化脱氮，极大的降低了鼓风曝气、泵送回流等成本，总体电耗降低50～60%;不需要额外投加碳源，是一种可持续的生物处理技术。