申请日2009.06.05
公开(公告)日2012.05.30
IPC分类号C02F9/14; C02F11/12; C02F1/44; C02F3/30; F23G7/00
摘要
本发明公开了一种垃圾渗滤液的处理方法及处理装置，该处理方法包括预处理、厌氧处理、膜生化处理、纳滤处理及污泥处理等步骤;该处理装置包括初沉池(1)和调节池(2)，调节池(2)连接至厌氧反应器(3)，厌氧反应器(3)连接反硝化池(4)，反硝化池(4)连通硝化池(5);硝化池(5)连接超滤设备(6)，超滤设备(6)连接纳滤设备(7)。本发明实现高浓度废水降解COD，使50000的高浓度COD通过处理后COD达到50左右，达到工业回用水标准，实现渗滤液零排放，开创了高浓度渗滤液处理新的尝试，填补了国内空白。
权利要求书
1.一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、预处理，将来自垃圾储存坑的垃圾渗滤液经过收集后进入初 沉池进行沉淀，大部分的杂质与污泥沉淀后经污泥泵抽回垃圾储存 坑，澄清后的垃圾渗滤液溢流到调节池中停留7天，进行调蓄流量;
b、厌氧处理，将垃圾渗滤液用泵由调节池抽入UASB厌氧反应器 进行厌氧反应，产生的沼气与污水、污泥进入厌氧反应器上部的三相 分离器分离，沼气经由三相分离器的集气室排出，含有悬浮污泥的污 水进入三相分离器的沉降区，沉淀性能良好的污泥经三相分离器的沉 降面返回厌氧反应器主体，含有少量较轻污泥的污水从厌氧反应器上 部排出;
c、膜生化处理，将上述厌氧处理后的污水送入反硝化池中进行 反硝化反应;反硝化池与硝化池之间采用管道连通，污水从反硝化池 通过管道溢流至硝化池中，在硝化池内鼓风曝气，进行硝化反应;将 硝化反应后的污水送入超滤设备中，通过超滤设备对污水进行固液分 离，分离的污泥回流到反硝化池内，清液送入纳滤设备中;所述的超 滤设备由超滤环路循环泵、超滤膜组件及清洗设施组成，超滤膜组件 为管式陶瓷超滤膜组件，由不对称管式陶瓷膜元件构成，膜孔径为 0.05μm，中间是多孔支撑层;
d、纳滤处理，将上述得到的清液送入纳滤设备中，通过纳滤设 备的纳滤膜组件对清液进行过滤，得到的纳滤清液达标排放，产生的 纳滤浓缩液与超滤设备中的剩余污泥一起处理;所述的纳滤设备由纳 滤环路循环泵、纳滤膜组件及清洗设施组成，纳滤膜组件分为两级， 两级纳滤膜组件采用串联的排列方式，超滤清液首先进入第一级纳滤 膜组件进行纳滤处理，并在第一级纳滤处理后采用混凝沉淀进一步处 理，然后再进入第二级纳滤膜组件进行更深一步处理，产生的纳滤清 液的COD为30mg/L;
e、污泥处理，将上述超滤设备中的剩余污泥和纳滤处理后产生 的纳滤浓缩液送入污泥浓缩池内，经过沉淀和污泥浓缩，得到的上清 液溢流回初沉池，得到的浓缩污泥经过脱水处理后通过污泥泵抽送到 垃圾储存坑随垃圾进入焚烧炉进行焚烧处理;所述的脱水处理是采用 板框压滤机将浓缩污泥脱水至含水为80%的干污泥。
2.一种如权利要求1所述的处理方法使用的垃圾渗滤液的处理 装置，包括初沉池(1)和调节池(2)，其特征在于：初沉池(1)用 管道与调节池(2)连接，调节池(2)连接至厌氧反应器(3)，厌氧 反应器(3)连接反硝化池(4)，反硝化池(4)通过管道连通硝化池 (5);硝化池(5)连接超滤设备(6)，超滤设备(6)连接纳滤设备 (7);超滤设备(6)和纳滤设备(7)的污泥排出口连接至污泥浓缩 池(8);污泥浓缩池(8)连接至初沉池(1)和板框压滤机(9)。
3.根据权利要求2所述的垃圾渗滤液的处理装置，其特征在于： 所述的初沉池(1)的平面尺寸为4mx6m，深度5m，采用地上式布置， 在初沉池(1)的池体下部设置有泥斗;调节池(2)的平面尺寸为 18mx10m，有效水深7m，调节池(2)的池体为钢筋混凝土结构，在 调节池(2)的顶部设置有盖。
4.根据权利要求2所述的垃圾渗滤液的处理装置，其特征在于： 所述的硝化池(5)的平面尺寸为19mx10m，有效水深7m;在硝化池 (5)内设置有液下射流曝气机和用于调节硝化池温度的冷却装置， 反硝化池(4)的平面尺寸为10mx6m，有效水深7m，在反硝化池(4) 底部设置有不锈钢水下搅拌器。
5.根据权利要求2所述的垃圾渗滤液的处理装置，其特征在于： 所述的纳滤设备(7)由纳滤环路循环泵、纳滤膜组件及清洗设施组 成，纳滤膜组件分为两级，一级纳滤膜组件采用3根膜管，每根膜管 6个膜元件;二级纳滤膜组件采用2根膜管，每根膜管6个膜元件。
说明书
一种垃圾渗滤液的处理方法及处理装置
技术领域
本发明涉及一种垃圾渗滤液的处理方法及垃圾渗滤液的处理装置。
背景技术
目前国内垃圾处置方式主要有卫生填埋、堆肥和焚烧。从理论上讲，垃圾堆肥是一种非 常好的垃圾资源化方式，可同时实现垃圾的减量化和无害化，但垃圾堆肥生产和推广应用重 存在许多具体问题，而且堆肥生产的成本较高。焚烧技术与堆肥和填埋相比，垃圾的减量化 、资源化、无害化效果较好，焚烧后的垃圾残渣量少，焚烧产生的热量可用于发电，采用垃 圾焚烧发电的过程中也会产生一定数量的高浓度渗滤液，对这部分高浓度的有机废水需妥善 处置。无论是采用焚烧还是卫生填埋，在垃圾的处置过程中都会产生一定数量的高浓度有机 废水，填埋场高浓度渗滤液的产生主要来自于以下几个方面：(1)大气降水和地表径流; (2)垃圾中原来含有的水分;(3)垃圾填埋过程中由于微生物的代谢活动所产生的水分。 在我国高浓度渗滤液主要还是来源于大气降水。高浓度渗滤液一般是指超过垃圾及其所覆土 层持水量和表面蒸发潜力的雨水进入填埋场地后，沥经垃圾层而产生的高浓度有机废水。由 于液体在流动过程中有许多因素可能影响到渗滤液的性质，包括物理因素、化学因素以及生 物因素等，所以渗滤液的性质在一个相当大的范围内变动，一般来说，其PH值在4～9之间， COD在2000～65000mg/L、BOD5从200～45000mg/L的范围内。渗滤液废水中除COD、BOD、 NH3-N等污染物指标严重超标外，还有卤代芳烃、重金属和病毒等污染，是一种成分复杂的 高浓度有机废水。所以城市生活高浓度渗滤液是一种污染物指标严重超标的成分复杂的高浓 度有机废水，若不加处理而直接排入环境，将给当地地面水、地下水环境造成严重污染，对 周边人民群众的身体健康产生严重威胁。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种垃圾渗滤液的处理方法及处理装置;该处理方 法及处理装置可实现垃圾渗滤液降解COD，达到工业回用水标准，最终实现渗滤液零排放。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案：一种垃圾渗滤液的处理方法。包括以下步骤 ：a、预处理，将来自垃圾储存坑的垃圾渗滤液经过收集后进入初沉池进行沉淀，大部分的 杂质与污泥沉淀后经污泥泵抽回垃圾储存坑，澄清后的垃圾渗滤液溢流到调节池中停留一段 时间，进行调蓄流量;
b、厌氧处理，将垃圾渗滤液用泵由调节池抽入厌氧反应器进行厌氧反应，产生的沼气 与污水、污泥进入厌氧反应器上部的三相分离器分离，沼气经由三相分离器的集气室排出， 含有悬浮污泥的污水进入三相分离器的沉降区，沉淀性能良好的污泥经三相分离器的沉降面 返回厌氧反应器主体，含有少量较轻污泥的污水从厌氧反应器上部排出;
c、膜生化处理，将上述厌氧处理后的污水送入反硝化池中进行反硝化反应;反硝化池 与硝化池之间采用管道连通，污水从反硝化池通过管道溢流至硝化池中，在硝化池内鼓风曝 气，进行硝化反应;将硝化反应后的污水送入超滤设备中，通过超滤设备对污水进行固液分 离，分离的污泥回流到反硝化池内，清液送入纳滤设备中;
d、纳滤处理，将上述得到的清液送入纳滤设备中，通过纳滤设备的纳滤膜组件对清液 进行过滤，得到的纳滤清液达标排放，产生的纳滤浓缩液与超滤设备中的剩余污泥一起处理 ;
e、污泥处理，将上述超滤设备中的剩余污泥和纳滤处理后产生的纳滤浓缩液送入污泥 浓缩池内，经过沉淀和污泥浓缩，得到的上清液溢流回调节池，得到的浓缩污泥经过脱水处 理后通过污泥泵抽送到垃圾储存坑随垃圾进入焚烧炉进行焚烧处理。
上述的垃圾渗滤液的处理方法，步骤a中所述的垃圾渗滤液到调节池的总停留时间为7天 。
前述的垃圾渗滤液的处理方法，步骤b中所述的厌氧反应器为UASB厌氧反应器。
前述的垃圾渗滤液的处理方法，步骤c中所述的超滤设备由超滤环路循环泵、超滤膜组 件及清洗设施组成，超滤膜组件为管式陶瓷超滤膜组件，由不对称管式陶瓷膜元件构成，膜 孔径为0.05μm，中间是多孔支撑层。
前述的垃圾渗滤液的处理方法，步骤d中所述的纳滤设备由纳滤环路循环泵、纳滤膜组 件及清洗设施组成，纳滤膜组件分为两级，两级纳滤膜组件采用串联的排列方式，超滤清液 首先进入第一级纳滤膜组件进行纳滤处理，并在第一级纳滤处理后采用混凝沉淀进一步处理 ，然后再进入第二级纳滤膜组件进行更深一步处理，产生的纳滤清液的COD为30mg/L。
前述的垃圾渗滤液的处理方法，步骤e中所述的脱水处理是采用板框压滤机将浓缩污泥 脱水至含水为80%的干污泥。
一种垃圾渗滤液的处理装置。包括初沉池和调节池，初沉池用管道与调节池连接，调节 池连接至厌氧反应器，厌氧反应器连接反硝化池，反硝化池通过管道连通硝化池;硝化池连 接超滤设备，超滤设备连接纳滤设备;超滤设备和纳滤设备的污泥排出口连接至污泥浓缩池 ;污泥浓缩池连接至初沉池和板框压滤机。
上述的垃圾渗滤液的处理装置中，所述的初沉池的平面尺寸为4m×6m，深度5m，采用地 上式布置，在初沉池的池体下部设置有泥斗;调节池的平面尺寸为18m×10m，有效水深7m， 调节池的池体为钢筋混凝土结构，在调节池的顶部设置有盖。
前述的垃圾渗滤液的处理装置中，所述的硝化池的平面尺寸为19m×10m，有效水深7m; 在硝化池内设置有液下射流曝气机和用于调节硝化池温度的冷却装置;反硝化池的平面尺寸 为10m×6m，有效水深7m，在反硝化池底部设置有不锈钢水下搅拌器。
前述的垃圾渗滤液的处理装置中，所述的纳滤设备由纳滤环路循环泵、纳滤膜组件及清 洗设施组成，纳滤膜组件分为两级，一级纳滤膜组件采用3根膜管，每根膜管6个膜元件;二 级纳滤膜组件采用2根膜管，每根膜管6个膜元件。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明首先采用厌氧处理三分离技术，去除垃圾 渗滤液中的大部分有机污染物;处理后的出水进入分体式陶瓷膜生化反应系统，在反硝化反 应和硝化反应中达到脱氮的目的，再通过管式陶瓷超滤膜错流过滤进行泥水分离;经过两级 纳滤截留那些难生化的大分子有机物COD;前期处理中产生的污泥，在污泥处理系统下采用 板框压滤脱水至80%送去焚烧处置;经过本系统处理后的出水达标，回用于清洗或冷却，实 现了污水的零排放。本发明用膜过滤取代传统生化处理技术中二次沉淀池和砂滤池的水处理 技术，具有投资省、运行费用低的特点，其意义不仅在降解渗滤液本身的污染负荷，更在于 对整个垃圾处理过程中污染物能有效得到控制，可以彻底缓解环境压力，有效地保护宝贵的 土地资源，解决了高浓度渗滤液处理技术的瓶颈问题，解决了城市现有垃圾处置工程的环境 污染问题，实现高浓度渗滤液处理的减容、减量化、无害化和资源化。
本发明针对高浓度渗滤液中氨氮、COD等高浓度有机污染物，采用膜分离技术与生物技 术有机结合的新型废水处理技术，它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有 机物截留住，替代常规二沉池。膜生物反应工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器 的功能，使活性污泥浓度大大提高，其水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分 别控制;氨氮得到稳定有效去除，其他污染物的去除率也得到提高，减少了渗滤液COD浓度 ;本发明采用厌氧处理三分离技术、分体式膜生物反应技术、纳滤技术在渗滤液处理过程中 有效组合，实现高浓度废水降解COD，使50000的高浓度COD通过该技术处理，COD达到50左右 ，达到工业回用水标准，而且出水将全部回用于生产过程(即70%用于补充电厂的冷却水， 20%用于冲浇锅炉废渣，10%作为垃圾车辆的冲洗水)，最终实现渗滤液零排放，开创了高浓 度渗滤液处理新的尝试，填补了国内空白。
本发明中的厌氧处理三分离技术是对高浓度渗滤液的固体、液体、气体有效进行分离处 理，具有处理容量高、投资少、占地省、运行稳定等优点，该技术对反应系统内的污泥颗粒 化，且已具有良好的沉降性能和很高的产甲烷活性，这使反应系统内的污泥浓度更高，泥龄 更长，大大提高了COD容积负荷，实现了泥水之间的良好接触。由于采用了高的COD负荷，所 以沼气产量高，使污泥处于膨胀流化状态，强化了传质效果，达到了泥水充分接触的目的， 使厌氧反应处理技术进一步升华。分体式膜生物反应技术包括生化反应与超滤两个单元组合 运用，突破了传统的一般污水处理降解系数。该技术主要利用进水中的有机基质作为硝酸盐 氧化还原反应电子供体，使氨氮和有机氮氧化为硝酸盐和亚硝酸盐，在反硝化缺氧环境中， 还原成氮气排出，达到脱氮的目的，是一个基质脱氮工艺。同时采用超滤技术对渗滤液进行 过滤处理，代替了常规生化工艺中的二沉池作用，处理过程中，微生物已被迅速、完全截留 在生化反应过程中，实现100%生物菌体分离，出水无细菌和固性物，保持生化反应的高生物 浓度，COD的去除率为95%左右，氨氮的去除率超过99%，无二次污染，有效控制泥龄，避免 了污泥的流失，确保硝化效果，提高出水质量，能从溶液中分离出大粒子溶质的膜分离，其 分离机理是机械筛分原理。超滤技术具有选择性分离的特点，是处理高浓度渗滤液的重要组 成部分之一。纳滤技术应用在高浓度渗滤液处理过程中，提高了透水率和脱盐率，出水COD 已达到排放要求。纳滤净化水回收率85%，COD、重金属离子及多价非金属离子(如磷等)达 到出水要求。该技术对一价离子可以完全通过纳滤装置，部分二价离子也可通过纳滤处理回 用水技术，同时纳滤浓液中的部分金属离子在沉淀池中可被污泥吸附，因此采用本技术突破 了金属离子的不会堆积。经纳滤技术进一步深化处理，可使出水COD稳定降到50mg/l以下。 每级纳滤处理回用水技术采用组件分段串联排列、浓液循环等措施，优化了工艺设计，降低 了投资、运行成本，恶劣工况下有效延长了使用寿命，达到了经济适用的目的。本发明的渗 滤液处理站的污泥来自生物处理的剩余污泥和纳滤回流液混凝沉淀产生的污泥，为了发挥生 物处理的剩余污泥的生物吸附作用和改善污泥的脱水性能，把生物处理的剩余污泥排到即污 泥浓缩池，经过混凝沉淀和污泥浓缩，上清液溢流回调节池，浓缩污泥采用板框压滤脱水至 80%，脱水后的污泥为焚烧处置，实现了高浓度渗滤液的零排放，而且污泥无需脱臭处理工 序、减少了运行费用。