申请日2007.07.19
公开(公告)日2009.12.09
IPC分类号C02F9/14; C02F3/30; C02F3/12
摘要
利用矿化污泥处理老龄垃圾渗滤液的方法，涉及一种矿化污泥的资源化利用和垃圾渗滤液的处理工艺。选用矿化污泥添加粉煤灰，按(10∶1)～(10∶3)质量比混合均匀作为填料，经过厌氧、兼氧和曝气处理的渗滤液直接喷洒到填料的表面，结果表明，当水力负荷小于35.4L渗滤液/m3填料/d、进水间隔和干湿比分别采用3h和11∶1;进入矿化污泥生物反应器的渗滤液的COD和NH3-N浓度低于2000mg/L和1600mg/L时，出水浓度完全满足GB16889-1997二级排放标准。本发明工艺简单、易于构建;处理成本低，维护费用少;不需要投加化学药剂，无二次污染;无剩余污泥产生，不需要追加额外的处理费用。是矿化污泥资源化和用于老龄垃圾渗滤液的处理的“以废制废”有效途径，为污泥填埋库区的可持续性填埋提供了可能。
权利要求书
1、利用矿化污泥处理老龄垃圾渗滤液的方法，先将老龄垃圾渗滤液进入调 节池后经厌氧、兼氧和曝气预处理，其特征在于：经过预处理的老龄垃圾渗滤液 进入按下述方法构建的矿化污泥生物反应器中进行处理，矿化污泥生物反应器是 由内部装填的填料(2)、填料(2)底部的垫层(3)和填料(2)顶部的布水装 置(1)构成;填料(2)由矿化污泥与粉煤灰按10∶1～10∶3质量比混合均匀组成， 处理工艺按如下步骤进行：
一、首先对矿化污泥生物反应器中的填料(2)进行为期一个月的常规驯化， 提高填料中微生物处理有机负荷能力，然后采用依次提高填料中微生物处理有机 负荷能力的方法对填料(2)进行水力负荷优化，优化采用7天为一个周期，由 水力负荷为17.7L渗滤液/(m3填料·d)开始，逐次提高进水量，一直到70.8L 渗滤液/(m3填料·d)，经检测，当水力负荷小于35.4L渗滤液/(m3填料·d)时， 渗滤液的COD和氨氮符合COD<300mg/L和NH3-N<15mg/L;
二、接着，分别以不同的进水间隔和干湿比对反应器进行参数的优化，以 0.5～3小时进水，0.5～3小时停止进水进行落干为循环周期，同时配合进水期填料 和渗滤液的干湿比为1∶5～11∶1匀速喷洒在反应器的填料表面，经检测，进水间 隔和干湿比为3h和11∶1，使处理效果达到COD<300mg/L和NH3-N<15mg/L;
三、按照上述优化的水力负荷、进水间隔和于湿比参数，进行长期运行和管 理，结果表明进入矿化污泥生物反应器的渗滤液的COD和NH3-N浓度分别维持 在1000-2000mg/L和800-1600mg/L时，水力负荷小于35.4L渗滤液/(m3填料 ·d)，进水间隔和干湿比为3h和11∶1时，出水水质满足COD<300mg/L和 NH3-N<15mg/L。
2、根据权利要求1所述的利用矿化污泥处理老龄垃圾渗滤液的方法，其特 征在于：所述的矿化污泥选自填埋时间为5-8年，有机质以腐殖质形式存在，其 中的微生物经过了一个长期的自然驯化过程，对污染物质的降解能力增强，尤其 对老龄渗滤液中难降解物质的生物利用率有很大提高的填埋污泥，经过开采加以 利用。
说明书
利用矿化污泥处理老龄垃圾渗滤液的方法
技术领域
本发明涉及一种矿化污泥的资源化利用和垃圾渗滤液的处理技术，具体涉及一种利用矿化污泥处理老龄垃圾渗滤液的工艺。属于矿化污泥资源化技术领域。
背景技术
目前，城市污水处理厂所产生的污泥主要以填埋的方式进行处理处置。污泥填埋占用了大量的土地，成为污泥填埋处置的主要缺点。同济大学对填埋污泥进行了多年的研究发现，填埋数年(南方一般5-8年)的污泥已经达到一定的稳定化程度，表观上类似土壤，基本没有臭味，含水率低于50%，有机质含量低于10%，阳离子交换容量高。与新鲜污泥相比，稳定化污泥(矿化污泥)粘性大大降低，渗透性得到了显著提高。对稳定化污泥用自来水进行淋洗，淋洗出水COD小于100mg/L，从另外一个侧面反映出污泥已达到一个较高的稳定化程度。从严格意义来讲是基本上达到稳定状态或是部分达到稳定状态的污泥，并不是完全无机化或者矿化的污泥。我们把这种经过一定时间(南方地区一般5-8年)填埋的污泥(其中的有机质主要以腐殖质形式存在，基本达到稳定化程度的污泥称为“矿化污泥”)开采后作为一种污水处理的新型填料源利用，并对其长期研究分析发现：矿化污泥经过数年的稳定后，微生物种类丰富，总量达到107，且其中的微生物经过了一个长期的自然驯化过程，对污染物质的降解能力大大提高，尤其对渗滤液中难降解物质的生物利用率大大提高。垃圾渗滤液，尤其是老龄垃圾渗滤液可生化性较差，碳氮磷比严重失调，属于高氮低碳型水质，难以用传统的生物法进行有效处理;而物化法成本高，且产生二次污染，不适合经济水平较低的国家和地区。
发明内容
本发明旨在提供一种矿化污泥资源化利用途径和一种经济有效的老龄渗滤液处理工艺，使渗滤液出水满足GB16889-1997二级排放标准。为达到上述目的，本发明主要包括矿化污泥的改性、工艺流程的设计、矿化污泥的驯化、工艺参数的优化、长期运行的处理。
本发明解决其技术问题所采用的技术路线是：
首先对矿化污泥性质进行表征并对其进行改性。矿化污泥性质参数包括含水率、有机质含量、阳离子交换容量、总氮、总磷、pH。为改善其渗透性，可加入一定量的粉煤灰组成填料，矿化污泥与粉煤灰之比(质量比)在(10∶1)～(10∶3)时，矿化污泥的渗透性能大大提高，且对渗滤液处理效果没有明显影响。将填料装入底部有垫层，顶部有布水装置的反应器。渗滤液取自老港填埋场，依次经过厌氧调节池、兼氧池、曝气池进行厌氧、兼氧、曝气处理后，污染物浓度大大下降，但COD和氨氮浓度仍分别为1000-2000mg/L和800-1600mg/L，属于典型的老龄垃圾渗滤液。
一、首先对由矿化污泥和与粉煤灰组成的填料进行为期一个月的常规驯化，然后采用依次提高填料中微生物处理有机负荷能力的方法对填料进行水力负荷优化，优化采用7天为一个周期，由水力负荷为17.7L渗滤液/m3填料/d开始，逐次提高进水量，一直到70.8L渗滤液/m3填料/d，检测渗滤液的COD和氨氮符合二级排放要求时的最优水力负荷应小于35.4L渗滤液/m3填料/d;之后开始正常运行前的工艺参数的优化(包括最优水力负荷、进水间隔和干湿比)。
二、接着，分别以不同的进水间隔和干湿比对反应器进行参数的优化，以0.5～3小时进水，0.5～3小时停止进水进行落干为循环周期，同时配合进水期渗滤液和填料比(干湿比)为(5∶1)～(11∶1)的比例均匀的速率喷洒在反应器的填料表面，每组参数运行5天，测得其进出水COD，NH3-N和IC浓度。进水间隔和干湿比分别为3h和(11∶1)是处理效果达到二级排放要求时的最佳运行参数。
三、按照上述优化的包括水力负荷、进水间隔和干湿比的工艺参数，进行长期运行和管理，运行5个月，结果表明进入矿化污泥生物反应器的渗滤液的COD和NH3-N浓度维持在1000-2000mg/L和800-1600mg/L，水力负荷小于35.4L渗滤液/m3填料/d，进水间隔和干湿比分别为3h和(11∶1)时，出水水质满足GB16889-1997国家二级排放标准(COD<300mg/L和NH3-N<15mg/L)。如果反应器的表面出现堵塞，可适当翻松表层10-15cm的填料，使其恢复渗透性。反应器运行初期填料表面会有所沉降，可加入适量新的填料。
本发明的优点是：
1、用矿化污泥处理老龄垃圾渗滤液无副产物产生，基建费用少，维护和运行管理方便，为矿化污泥作为生物填料处理垃圾渗滤液提供了经济上的可行性。
2、填埋污泥分布广泛，数量很大，用矿化污泥处理垃圾渗滤液，为填埋污泥开辟了一条资源化途径，为填埋库区的可持续性填埋提供了可能。
3、与现有的老龄渗滤液处理方法比较，本发明解决了老龄渗滤液处理成本高、处理效果差的问题，为老龄垃圾渗滤液的处理找到了一条有效途径，完全符合“以废制废”的环保理念。
4、老龄渗滤液氨氮含量高，COD/NH3-N之比基本维持在1.0-1.5之间，且存在较多难被微生物利用的物质。矿化污泥的大量的微孔结构，大量的微生物种群，且经过5-8年的自然驯化，对污染物的降解能力和对难降解物质的利用能力大大提高。当气温为0-20℃，水力负荷为35.4L渗滤液/m3填料/d，进水COD、BOD、IC、NH3-N分别为1200mg/L，150mg/L，1100mg/L and 1000mg/L时，出水浓度分别低于250mg/L，10mg/L，60mg/L和10mg/L，达到了二级排放要求。
5、本发明工艺简单、易于构建;可自动化控制，维护费用少;不需要投加化学药剂，无二次污染;无剩余污泥产生，不需要追加额外的处理费用。