申请日2011.12.27
公开(公告)日2012.07.18
IPC分类号C02F9/08; C02F7/00; C02F1/52
摘要
本发明涉及一种垃圾焚烧厂渗滤液与城市污水合并处理的操作方法。主要技术方案包括如下步骤：先在焚烧厂垃圾渗滤液中依次投加三氯化铁(FeCl3)和石灰(CaO)，在搅拌下进行混凝反应。然后对混凝后渗滤液进行过滤，滤液进行曝气吹脱氨氮，最后将吹脱后滤液与城市污水进行合并处理。通过混凝过滤和曝气吹脱后的渗滤液，可以一定程度上作为城市污水厂反硝化脱氮的补充碳源，不仅有效处理渗滤液污染，又降低碳源投加成本，具有广阔的应用前景。
权利要求书
1.一种垃圾焚烧厂渗滤液与城市污水合并处理的操作方法，其特征在于包括如下步骤：先将垃圾渗滤液中加入石灰(CaO)和三氯化铁(FeCl3)混凝过滤，然后将过滤后的渗滤液曝气，最后将滤液与城市污水混合处理。
2.如权利要求1所述的一种垃圾焚烧厂渗滤液与城市污水合并处理的操作方法，其特征在于：所述垃圾渗滤液混凝沉淀所采用的混凝剂为FeCl3和石灰联用。
3.如权利要求1所述的一种垃圾焚烧厂渗滤液与城市污水合并处理的操作方法，其特征在于：所述垃圾渗滤液混凝沉淀时FeCl3溶液(浓度38%)投加量为0.1‰-10‰，石灰粉投加量为0.1%-20%。
4.如权利要求1所述的一种垃圾焚烧厂渗滤液与城市污水合并处理的操作方法，其特征在于：所述垃圾渗滤液混凝沉淀单元的混凝剂投加顺序为先投加FeCl3溶液，再投加石灰粉。
5.如权利要求1所述的一种垃圾焚烧厂渗滤液与城市污水合并处理的操作方法，其特征在于：所述垃圾渗滤液曝气吹脱单元的温度控制在15℃-75℃。
6.如权利要求1所述的一种垃圾焚烧厂渗滤液与城市污水合并处理的操作方法，其特征在于：所述垃圾渗滤液曝气吹脱单元的气水体积比控制在1000-10000。
7.如权利要求1所述的一种垃圾焚烧厂渗滤液与城市污水合并处理的操作方法，其特征在于：所述垃圾渗滤液合并处理单元的渗滤液与城市污水投配体积比为1: 200-1: 1500。
说明书
一种垃圾焚烧厂渗滤液与城市污水合并处理的操作方法
技术领域
本发明涉及水处理领域，特别是指一种用于垃圾焚烧厂渗滤液与城市污水合并处理的操作方法。该操作方法包括混凝沉淀单元、曝气吹脱单元和合并处理单元。
背景技术
随着我国经济高速发展和城市化进程加快，人民生活水平逐年提高，同时城市生活垃圾也急剧增加，目前我国约有2/3的城市处于垃圾包围中。与传统的填埋、堆肥技术相比，焚烧法在处理城市生活垃圾方面具有效率高、占地少、能源利用等优势，可以很好的实现垃圾的“减量化、无害化和资源化”。但焚烧法投资大，对垃圾的热值有一定要求，且焚烧过程中产生的“二噁英”问题，必须有很大的资金投入才能进行有效处理。
跟垃圾填埋场垃圾渗滤液相比，焚烧厂垃圾渗滤液具有化学需氧量(COD)含量高、氨氮含量较低，可生化性强等水质特点，使得其作为城市污水处理厂补充碳源与城市污水合并处理具有很强的可行性;由于垃圾焚烧厂渗滤液pH较低、重金属含量高、生物毒性强，在合并前需要对垃圾渗滤液进行必要的预处理。
混凝沉淀法具有工艺简单、设备易于安装、操作简便以及易于推广等优点，被较多地作为预处理工艺。用混凝沉淀法对垃圾渗滤液进行预处理，以降低后续生化处理的氮、磷负荷，并使得垃圾渗滤液中所含的重金属离子浓度以及其它有毒有害物的浓度降低到生物法、膜处理或其它方法可以顺利进行的浓度范围。三氯化铁(FeCl3)作为混凝剂具有矾花大，沉淀速度快，效果好，易溶解，易混合，沉淀少等特点;石灰作为混凝剂具有成本低，反应快，可调节pH等特点，同时对TP具有较高的去处效果。本方法通过两种混凝剂联合使用，能有效降低渗滤液的悬浮沉淀(SS)、总磷(TP)、重金属、细菌和臭味，同时由于其对COD去除不明显，使得可以保留渗滤液高COD的特点，提高其作为碳源替代品的可行性。
氨吹脱是将空气通过渗沥液，促使氨气由液相传递到气相中，从而降低水中氨氮含量。氨离子转化为氨气受温度和pH的制约，通常情况下，提高pH或温度可以提高吹脱效率。本方法通过焚烧厂余热利用及混凝单元石灰投加提高pH，为氨吹脱提供了非常好的反应条件，大大节省运行成本，进一步降低了渗滤液中氨氮和总氮(TN)的含量。
本方法操作下，保留了垃圾渗滤液高的COD含量，大幅度降低水中重金属、TN、TP和臭味等的浓度，其较高的C/N、C/P和较低的生物毒性在与普通城市污水合并处理中具有很强的优势。在保证城市污水处理厂出水水质的情况下，本方法提高了渗滤液处理效率，降低了渗滤液处理成本，同时可以作为城市污水处理厂反硝化所需碳源的替代品，降低城市污水厂的处理费用。
目前与渗滤液相关的专利主要集中在对渗滤液的预处理及单独处理工艺上，如中国专利申请200910242273“一种垃圾渗滤液深度处理工艺方法”;如中国专利申请200910193511“一种垃圾渗滤液深度处理方法”;如中国专利申请200710031584“一种垃圾渗滤液的处理工艺”。但国内外关于渗滤液与城市污水合并处理操作方法的专利至今还未发现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种相对完整、实用、易操作的垃圾焚烧厂渗滤液与城市污水合并处理的操作方法，降低垃圾焚烧厂渗滤液的处理成本，同时节省污水处理厂投加碳源的费用。
该方法采用一种新的技术方案，包括预处理单元、曝气单元和合并处理单元：先在焚烧厂垃圾渗滤液中先后投加0.1‰-10‰的FeCl3和0.1%-20%的石灰(CaO)，在转速50-200r/min搅拌下混凝反应10-120 min。然后通过沉淀或过滤对混凝后渗滤液进行固液分离。然后对上清液或透过液进行曝气吹脱，吹脱温度为15℃-75℃，曝气时间为1-6 h，气水体积比为1000-10000。最后将曝气后滤液与城市污水以1: 200-1: 1000的体积配比进行合并处理。
本发明与现有其他技术相比具有以下优点：
(1)投资成本省，运行费用低
跟目前同行的场内单独处理技术相比，本发明仅对渗滤液进行混凝沉淀过滤、曝气吹脱预处理。采用三氯化铁和石灰作为混凝剂，药剂成本低;曝气吹脱单元可以充分利用焚烧厂余热提高胜率也稳定，利用混凝投加的石灰提高渗滤液pH;合并处理单元可以利用滤后液作为城市污水反硝化的补充碳源。因此可以有效节省垃圾渗滤液和城市污水的处理成本。
(2)操作简单，处理效果显著
三个处理单元具有内在连续性和互补性，操作简单，容易控制;对TN、TP、重金属和臭味等的处理效果显著，效率高。
(3)前景良好，可行性强
本发明所涉技术同时解决了垃圾焚烧厂渗滤液处理与城市污水厂碳源缺乏的问题，具有垃圾焚烧厂渗滤液与城市污水协同处理的效果。处理成本低，占地面积小，可行性强，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
实施例1：
在装有1L的焚烧厂垃圾渗滤液的烧杯中，先后加入2mL FeCl3溶液(浓度38%)和20g 石灰粉，在200 r/m的转速下搅拌1 min后，再以50 r/m的转速搅拌10 min。混凝后渗滤液静置30min后取上清液，用5W小曝气机在常温下曝气6h，此时上清液中的Cr、Cd、Pb、Ni、As等重金属均降至0.01mg/L以下，TP去除率可达90%以上，TN去除率可达85%以上，而COD去除率仅为5%左右，C/N和C/P由原渗滤液的31.2和388.5分别提高到80.1和4608.5。
实施例2：
在装有1L的焚烧厂垃圾渗滤液的烧杯中，先后加入1mL FeCl3溶液(浓度38%)和30g 石灰粉，在200 r/m的转速下搅拌2 min后，再以50 r/m的转速搅拌10 min。混凝后渗滤液静置30min后取上清液，用5W小曝气机在50℃水浴下曝气8h，此时上清液中的Cr、Cd、Pb、Ni、As等重金属均降至0.01mg/L以下，TP、TN去除率均可达90%以上，而COD去除率仅为8%左右，C/N和C/P由原渗滤液的26.7和455.6分别提高到70.5和5810.1。
实施例3：
在装有2 m3 焚烧厂垃圾渗滤液的混凝反应装置中，先后投加1 ‰ FeCl3溶液(浓度38%)和4%石灰粉，在50 r/min 搅拌下反应10min。然后将反应液通过泵输送至过滤面积为1m2小型板框压滤机压滤，压力控制在10 Kg，滤布采用单丝材质。压滤后滤饼含水率可以达到40%左右，疏水性较好，不宜粘滞滤布。将压滤后滤液在常温下曝气8 h，TP和TN去除率均可以达到90%以上，COD去除率在10%左右。
将压滤后渗滤液与污水处理厂进水以1:750混合，C/N和C/P分别由3.08
和29.91提高到4.40 和41.94，对进水pH影响不大。
实施例4：
在采用生物滤池工艺的某污水处理厂，实际处理200 m3/d 焚烧厂垃圾渗滤液，先后投加5‰FeCl3溶液(浓度38%)和3%石灰粉。混凝后渗滤液通过高压隔膜厢式压滤机，压滤后泥饼疏水性较好，含水率在45%左右，滤液TP和TN去除率为90%和60%，Cr、Cd、Pb、Ni、As等重金属均降至0.01mg/L以下，COD去除率仅为10%。压滤后渗滤液在该厂反硝化单元进水端与城市污水混合，在不补充其他碳源的情况下，出水始终保持一级B标准，渗滤液加入未对城市污水处理系统产生影响，每天节约4 t的甲醇投加量。