申请日2007.10.17
公开(公告)日2008.05.07
IPC分类号C02F3/28
摘要
本发明公开了一种生活垃圾渗滤液厌氧处理的方法及其反应器，生活垃圾渗滤液首先经调节池匀和水质和水量，再由水泵提升至厌氧反应器，渗滤液经厌氧反应器中的多层惰性生物填料后由水封井排出，处理后的出水按比例回流，以减小进水的冲击负荷，并接种产甲烷厌氧微生物。厌氧反应器外壳内间隔的设有多层惰性生物填料层，各填料层之间用碎石层分隔，在外壳内设有从外壳底部延伸出顶部的中心管;进水采用穿孔管布水，出水由碎石层收集后由水封井排出;在中心管出口设有电接点真空压力表和离心风机。本方法处理系统启动快并抗冲击负荷，不产生剩余污泥，工艺构成简单，运行管理方便，可根据需要采用地上或地下式构筑物，系统运行稳定且处理效率较高。
权利要求书
1.一种生活垃圾渗滤液厌氧处理的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)生活垃圾渗滤液首先经调节池匀和水质和水量，匀和后渗滤液的水质要 求为：CODcr<10000mg/L，NH3-N<1500mg/L;
2)调节池匀和后的渗滤液由水泵提升至厌氧反应器的上部的穿孔配水管， 将污水均匀分配至反应器内最上一层的填料层;该反应器内设有多层惰性生物填 料，各填料层之间用碎石分隔，厌氧生物反应产生的气体经碎石隔层和中心管收 集，并由离心风机抽吸后可回收利用;渗滤液通过多层惰性生物填料后由水封井 排出;本步骤采用间歇运行方式，每一天为一个周期，进水时间1-4小时，落干 时间为20-23小时，进水表面负荷为0.03-0.13m3/(m2·d);
3)经步骤2)处理后的出水按一定比例回流，以减小进水的冲击负荷，并接 种产甲烷厌氧微生物。
2.根据权利要求1所述的生活垃圾渗滤液厌氧处理的方法，其特征在于上述 步骤2)中惰性生物填料的主要成分为生活垃圾填埋场封场8年以上的粒径小于20 mm的腐殖化垃圾。
3.根据权利要求1或2所述的生活垃圾渗滤液厌氧处理的方法，其特征在 反应器中每层填料的厚度为400-800mm，层数为4层。
4.一种权利要求1所述生活垃圾渗滤液厌氧处理方法所采用的厌氧反应器， 其特征是：它包括密封的外壳及位于外壳顶部的进水管(1)及底部的出水水封 井(7)，外壳内间隔的设有多层惰性生物填料层(4)，各填料层之间用碎石层(5) 分隔，在外壳内设有从外壳底部延伸出顶部的中心管(2);进水采用穿孔管布水， 出水由碎石层收集后由水封井(7)排出，在中心管(2)出口设有电接点真空压 力表(6)和离心风机(3)，电接点真空压力表(6)通过设定压力控制离心风机 (3)开停。
5.根据权利要求4所述的厌氧反应器，其特征是：水封井(7)与进水管(1) 之间用回流管相连，在回流管上设有回流泵(9)。
6.根据权利要求4或5所述的厌氧反应器，其特征是：反应器中填料层的厚 度为400-800mm，层数为4层。
说明书
一种生活垃圾渗滤液厌氧处理的方法及其反应器
一、技术领域
本发明属于环境保护领域，特别涉及一种生活垃圾渗滤液厌氧处理的方法。 本发明还提供了该方法所采用的一种反应器。
二、背景技术
我国城市生活垃圾无害化处理技术的应用以填埋方式为主，根据建设部城 建设计研究院提供的统计资料，全国城市不同垃圾处理方式中填埋方式比例超 过84%，在相当长的时间里填埋仍然是我国城市生活垃圾无害化处理的主要形 式。
中国环境监测总站近年对生活垃圾填埋场调查发现，我国垃圾填埋场普遍 存在渗漏的问题，绝大部分生活垃圾填埋场排放的渗滤液未达到填埋场污染控 制标准，已经对周边环境构成严重污染。
生活垃圾渗沥液的处理方法大体上可分为生物法、物化法、土地法以及不 同种类方法的综合，其中物化法又包括混凝沉淀、活性炭吸附、膜分离和化学 氧化法等，混凝沉淀主要是用Fe3+或Al3+作混凝剂;粉末活性炭的处理效果优于 粒状活性炭;膜分离法通常是运用反渗透技术;化学氧化法包括用诸如臭氧、 高锰酸钾、氯气和过氧化氢等氧化剂与污水反应或在高温高压条件下的湿式氧 化或催化氧化。与生物法相比，物化法不受水质水量的影响，出水水质比较稳 定，对渗沥液中较难生物降解的成份，有较好的处理效果;土地法主要通过土 壤颗粒的过滤、离子交换吸附、沉淀及生物降解等作用去除渗沥液中的悬浮固 体和溶解成分，主要工艺形式为渗滤液回灌。主要问题是受气候影响较大，出 水不达标。
生物法是渗沥液处理中最常用的一种方法，由于它的运行处理费用相对物 化法低，有机物被微生物降解主要生成二氧化碳、水、甲烷以及微生物的生物 体等对环境影响较小的物质(甲烷气体可作为能量回收)，不会出现化学污泥造 成二次污染的问题，所以被世界各国广泛采用。生物法处理渗沥液的难点是氨 氮的去除，采用生物法处理生活垃圾渗沥液不能照搬处理生活污水的方法，渗 沥液作为高浓度难降解的有机废水，单纯用生物法是很难达标排放。一般是将 生物法作为后序工艺的预处理，先去除大部分可生化降解有机物，再与絮凝沉 淀或活性炭吸附或膜分离工艺结合，才能达到排放标准。
生物法中厌氧工艺不需要曝气，能耗低，产生的厌氧气体还可回收部分生 物质能源，特别适合于高浓度的有机废水处理。常用厌氧工艺是上流式厌氧污 泥床工艺即UASB工艺，它是利用厌氧颗粒污泥在进水上升流速的作用下形成悬 浮状厌氧污泥层，对有机物实现高效去除并产生厌氧气体。由于形成了颗粒污 泥使反应器对不利条件的抗性增强，且反应器内不需要投加任何填料和载体， 提高了容积利用率，避免了堵塞问题。UASB运用于垃圾渗滤液处理时，由于渗 滤液浓度高，成分复杂，水质波动较大，含有抑制生物反应的毒害物质，大部 分UASB工艺匀存在启动困难，启动周期长;系统抗冲击性能较差，通常进水需 要进行预处理;容积负荷偏低，系统运行不稳定，污染物的去除率相对较低， 对温度的变化比较敏感等诸多问题。
渗滤液是世界公认的较难处理的高浓度有机废水之一，厌氧处理工艺是整 个处理系统中的前段处理单元，对后续工艺能否稳定运行达标排放至关重要。 由于现有UASB工艺处理垃圾渗滤液存在上述问题，因此急需发展更经济高效的 生活垃圾渗滤液处理新技术。
三、发明内容
针对现有生活垃圾填埋场渗滤液处理技术存在的上述问题，本发明提供了 一种工艺构成简单，运行管理简便且投资较少的生活垃圾渗滤液厌氧处理的方 法，采用此工艺处理生活污水不产生剩余污泥。此外，本发明还提供了一种该 方法所采用的厌氧反应器，该反应器可以根据需要采用地上或地下式构筑物， 其结构简单，运行管理和设备维护方便，厌氧气体可回收利用。
本发明的技术方案是：
一种生活垃圾渗滤液厌氧处理的方法，其包括以下步骤：
1)生活垃圾渗滤液首先经调节池匀和水质和水量，匀和后渗滤液的水质要 求为：CODcr<10000mg/L，NH3-N<1500mg/L;
2)调节池匀和后的渗滤液由水泵提升至厌氧反应器上部的穿孔配水管，将 污水均匀分配至反应器内最上一层的填料层;该反应器内设有多层惰性生物填 料，各填料层之间用碎石分隔，厌氧生物反应产生的气体经碎石隔层和中心管收 集，并由离心风机抽吸后可回收利用;渗滤液通过多层惰性生物填料后由水封井 排出;本步骤采用间歇运行方式，每一天为一个周期，进水时间1-4小时，落干 时间为20-23小时，进水表面负荷为0.03-0.13m3/(m2·d);
3)经步骤2)处理后的出水按一定比例回流，即减小进水的冲击负荷，又可 为进水接种有利于甲烷气体产生的微生物。实施本发明后排出的出水再组合好氧 生物处理工艺及其他物化处理工艺进一步去除COD和NH3-N，可实现达标排放。本 方法工艺流程见图1。
上述步骤2)中惰性生物填料的主要成分为生活垃圾填埋场封场8年以上的粒 径小于20mm的腐殖化垃圾。
惰性生物填料的制备：首先要在封场8年以上的填埋场内将垃圾开采出来， 然后利用20mm孔径的滚筒筛制得所需粒径的腐殖垃圾。
反应器中每层填料的厚度为400-800mm，层数一般为4层。
一种处理生活垃圾渗滤液所使用的厌氧反应器，其为密封的反应器，它包括 密封的外壳及位于外壳顶部的进水管及底部的出水水封井，外壳内间隔的设有多 层惰性生物填料层，各填料层之间用碎石层分隔，在外壳内设有从外壳底部延伸 出顶部的中心管;进水采用穿孔管布水，出水由碎石层收集后由水封井排出;在 中心管出口设有电接点真空压力表和离心风机，电接点真空压力表在设定压力下 控制风机开闭。
水封井与进水管之间用回流管相连，在回流管上设有回流泵。处理后出水按 一定比例回流，以减小进水的冲击负荷，并接种产甲烷厌氧微生物。
本发明与现有生活垃圾渗滤液厌氧处理工艺相比，其优点是：
1.处理系统启动快并抗冲击负荷
选用腐殖垃圾制备的惰性生物填料，不仅可实现以废制废，为我国数十亿 吨的存量腐殖垃圾资源化利用开辟一条新路，而且可利用腐殖垃圾丰富的生物 相、良好的水动力学特性和物理化学特性，实现处理系统快速启动，并具备抗 冲击负荷能力强，处理效果好等优点。
2.不产生剩余污泥
本发明采用生物活性强，有机质含量高的腐殖垃圾作为惰性生物填料的主 要组成部分，结合间歇运行方式，使新增的微生物在停止进水的落干时段内通 过内源呼吸和腐殖化过程得以消纳，因此不产生剩余污泥，可节省大量污泥处 理和处置投资和处理费用。
3.工艺构成简单，运行管理方便
不需要复杂的配水系统和三相分离器，使本发明的工艺构成简单，运行管 理简便。
4.可根据需要采用地下式构筑物，有利于维持冬季运行的厌氧反应温度， 提高冬季运行的处理效率。
5.系统运行稳定且处理效率较高
按照本发明给出技术方案中的工艺条件和工艺参数操作，处理后出水水质 稳定，COD去除率可达到50-80%。