申请日2009.06.08
公开(公告)日2009.11.11
IPC分类号C02F3/00
摘要
一种垃圾渗滤液作碳源对低碳氮比城市污水的处理方法，属于环境工程水处理技术领域。本发明的主要技术特点是利用垃圾渗滤液中较高的有机物含量作为碳源，通过磷酸铵镁沉淀法改变垃圾渗滤液的C/N比，将其利用到因为碳源不足而总氮脱除率较低的污水处理中，实现改变C/N比的污水在处理后总氮的脱除率有明显提高。本发明与现有技术相比，具有以废治废，节约垃圾渗滤液处理费和污水厂投加甲醇等碳源成本，易于操作，具有很好的环境效益、经济效益和社会效益。
权利要求书
1.一种垃圾渗滤液作碳源对低碳氮比城市污水的处理方法，其特征在于该方法包括如下 步骤：
1)首先对垃圾渗滤液进行处理，根据垃圾渗滤液氨氮的摩尔浓度，投加镁盐和磷酸盐， 投加后镁盐的摩尔浓度为氨氮摩尔浓度的1～1.5倍，磷酸盐的摩尔浓度为氨氮摩尔浓度的1 倍，形成磷酸铵镁沉淀，使处理后的垃圾渗滤液氨氮浓度为100～200mg/L，垃圾渗滤液C/N比 为15-80;
2)将经处理后的垃圾渗滤液投加到待处理的污水中，使待处理的污水COD含量处于 280-400mg/L之间，C/N比值为6.5-12;
3)利用生物处理工艺对步骤2)中的污水进行处理，达到城镇污水处理厂污染物排放 标准对总氮的排放标准要求。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液作碳源对低碳氮比城市污水的处理方法，其特 征在于：所述的低碳氮比城市污水的C/N比值低于5。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液作碳源对低碳氮比城市污水的处理方法，其特 征在于：所述的镁盐采用氯化镁或硫酸镁，磷盐采用磷酸氢二钠或磷酸二氢钠。
说明书
一种垃圾渗滤液作碳源对低碳氮比城市污水的处理方法
技术领域
本发明属于环境工程水处理技术领域，具体为一种垃圾渗滤液作碳源对低碳氮比城市污 水的处理方法。
背景技术
由于受地域、气候和生活习惯的影响，我国某些城市人均生活用水量较大，而且这些城 市降雨较多造成地下水位较高，以及多为合流制的排水体系和不甚合理的化粪池设置等因素， 总体上造成这些城市的生活污水具有有机物浓度低、氮磷含量并不低的现象，通常把这种有 机物含量低而氮、磷含量相对较高的城市污水称为低碳高氮磷城市污水，简称低碳氮比污水。 城市污水处理工艺通常是以普通活性污泥法为基础，采用AB法、A/O、A2/O法、SBR、氧化沟 等多种污水处理工艺。随着城市周围水体富营养化程度的加剧，具有脱氮除磷的这些工艺逐 步需要强化实施，另外，出台的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)对氮、 磷排放指标要求均相应进行了提高。
目前应用广泛的污水生物处理厂，对低碳高氮磷城市污水运行过程中存在较多问题，致 使出水无法稳定达标。城市低浓度生活污水量普遍较大，有机物浓度较低，碳氮比相对较小， 采用这些生物处理工艺处理往往存在处理效率低，容易产生污泥膨胀现象，工艺设备不能完 全满足高效低耗要求。产生这些问题的核心就是污水中碳氮比相对偏低，加剧了污水生物处 理的难度，对水环境影响较大的氮磷等污染物质的去除不利，直接影响到总氮的达标排放。
在传统的城市污水脱氮除磷系统中，碳源主要消耗于缺氧反硝化、厌氧释磷和异养菌等 方面。当进水的COD/TN比值小于5.0时，生物脱氮效果就会受到影响，若比值小于3.0则难 以进行生物除磷处理，只有当COD/TN>6时，方有可能获得良好的脱氮除磷效果。由此可见， 低碳高氮磷城市污水在进行生物脱氮除磷处理时存在的主要问题是碳源不足。有机碳源成为 制约我国城市污水处理厂生物脱氮除磷的主要因素。在我国，现行的污水处理工程设计多为 在水质水量特性不十分明确的前提下进行，设计水质一般按中等浓度设计，而实际运行水质 远小于设计值，设计值与实际运行值存在明显差异，主要表现为实际COD/TN比值小于设计值， 造成了总氮等指标达标困难等一系列问题。
为提高和稳定生物脱氮除磷效率，当COD/TN<5时，污水厂一般都是投加外部碳源(如甲 醇、乙酸等)用于反硝化，实现提高污水C/N比的目的。但由于污水处理量大，外加碳源(如 甲醇、乙酸等)将明显增加污水处理费用，使污水处理厂运行不堪重负。为了解决污水处理厂 生物脱氮除磷所需碳源不足的问题，解决环境水体氮素污染问题，还必须要考虑碳源的经济 性，以便实现经济效益、社会效益和环境效益三者的统一。
城市垃圾渗滤液是垃圾在填埋过程中产生的一种高浓度有机废水，具有COD较高的特点。 如果对垃圾渗滤液加以利用，则必须对高浓度的氨氮进行预处理，以降低垃圾渗滤液中的 NH3-N浓度，提高其C/N比。
磷酸铵镁沉淀法(俗称鸟粪石沉淀法)是化学中较多采用的一种同时沉淀较高浓度氨氮 和磷酸根的方式，而且磷酸铵镁作为一种重要的缓效性复合肥料可以得到利用。其基本原理 为，在含NH4+和PO43-的水中添加镁盐，发生以下的化学反应：
Mg2++HPO42-+NH4++6H2O→MgNH4PO4·6H2O↓+H+ (1)
Mg2++PO43-+NH4++6H2O→MgNH4PO4·6H2O↓ (2)
Mg2++H2PO4-+NH4++6H2O→MgNH4PO4·6H2O↓+2H+ (3)
沉淀过滤后即可得到MAP(magnesium-ammonium-phosphate)，其分子式是MgNH4PO4·6H2O， 其溶度积为2.5×10-13。
城市生活污水如果有比较充足的碳源，污水的脱氮率就越高，但实际上城市生活污水中 的碳源物质是有限的，对于低碳高氮磷的低浓度甚至超低浓度的城市污水，缺氧条件下可生 物利用的碳源物质不足，就很难达到预期的脱氮率，同时也降低了污水处理工艺的运行效率。 因此对于低碳高氮磷城市污水，应将其C/N比提高到一定范围，就可能使总氮脱除率有较大 提高。提高污水C/N比的碳源物质，首先应该充分考虑利用既有的废物碳源，尽量替代那些 高成本的化工类有机碳源，这具有非常现实的社会效益、经济效益和环境效益。磷酸铵镁沉 淀后的垃圾渗滤液具有较高的COD，C/N比得到了明显改善，具有利用作为碳源的条件。
发明内容
本发明的目的是针对城市污水普遍存在碳源不足而造成的污水处理工艺运行对总氮脱除 率不高的难题，提供一种垃圾渗滤液作碳源对低碳氮比城市污水的处理方法，实现提高总氮 脱除率的目的。
本发明的技术方案如下：
一种垃圾渗滤液作碳源对低碳氮比城市污水的处理方法，其特征在于该方法包括如下步 骤：
1)首先对垃圾渗滤液进行处理，根据垃圾渗滤液氨氮的摩尔浓度，投加磷酸盐和镁盐， 投加后磷酸盐的摩尔浓度为氨氮摩尔浓度的1倍，镁盐的摩尔浓度为氨氮摩尔浓度的1～1.5 倍，形成磷酸铵镁沉淀，使处理后的垃圾渗滤液氨氮浓度为100～200mg/L，垃圾渗滤液C/N比 为15-80;
2)将经处理后的垃圾渗滤液投加到待处理的污水中，使待处理的污水COD含量处于 280-400mg/L之间，C/N比值为6.5-12;
3)利用生物处理工艺对步骤2)中的污水进行处理，达到城镇污水处理厂污染物排放 标准对总氮的排放标准要求。
上述技术方案中，所述的低碳氮比城市污水的C/N比值低于5。所述的镁盐优选采用氯 化镁或硫酸镁，磷盐优选采用磷酸氢二钠或磷酸二氢钠。
具体实施方式
本发明提供的一种垃圾渗滤液作碳源对低碳氮比城市污水的处理方法，其特征在于该方 法包括如下步骤：
1)首先对垃圾渗滤液进行处理，根据垃圾渗滤液氨氮的摩尔浓度，投加磷酸盐和镁盐， 投加后磷酸盐的摩尔浓度为氨氮摩尔浓度的1倍，镁盐的摩尔浓度为氨氮摩尔浓度的1～1.5 倍，形成磷酸铵镁沉淀，使处理后的垃圾渗滤液氨氮浓度100～200mg/L，垃圾渗滤液C/N比 为15-80;
2)将经处理后的垃圾渗滤液投加到待处理的污水中，使待处理的污水COD含量处于 280-400mg/L之间，C/N比值为6.5-12;
3)利用生物处理工艺对步骤2)中的污水进行处理，达到城镇污水处理厂污染物排放 标准对总氮的排放标准要求。
本发明所述的低碳氮比城市污水的C/N比值低于5。所述的镁盐采用氯化镁或硫酸镁， 磷盐采用磷酸氢二钠或磷酸二氢钠。
下面结合实例对本发明进一步说明
实施例1
从深圳市下坪固体废弃物填埋场取得的垃圾渗滤液，在深圳布吉污水厂实验室分析，该垃 圾渗滤液成份基本稳定，有机污染和氨氮污染最重，因此调节其pH为9、采用硫酸镁作为镁 盐来源，采用磷酸二氢钠作为磷酸根来源、按照氨氮的摩尔比为1添加磷盐和镁盐、沉淀反 应时间为30min等条件，考察处理前后的垃圾渗滤液中的CODCr/TN比例变化。