申请日2007.07.23
公开(公告)日2008.02.20
IPC分类号C02F9/14; C02F1/66; C02F3/30
摘要
本发明涉及一种中老龄垃圾渗滤液无害化处理方法，采用上流式UBF-BAF固定化微生物组合工艺，步骤是：渗滤液经过UBF反应器去除大部分有机物及毒性物质，使COD去除率达到60%，提高厌氧出水的可生化性;然后，上流式UBF反应器出水进入BAF反应器，可以去除绝大部分的氨氮、一部分有机污染物，经处理，氨氮去除率达到97%，COD去除率达到93%，使好氧处理的出水达到排放标准。本发明优点是可以同时去除碳和氮污染物，去除效率高，投资及运行费用低，占地面积小，抗渗滤液水质冲击负荷能力强，本组合工艺不仅适用于渗滤液的无害化处理，而且可应用于其它高氨氮、高有机物浓度、水质波动大的废水处理。
权利要求书
1.一种中老龄垃圾渗滤液无害化处理方法，其特征在于采用的是上流式UBF-BAF 固定化微生物组合工艺处理中老龄垃圾渗滤液，包括以下顺序的步骤：中老龄垃圾渗滤液 进入调节池(1)，调节pH值至7.0左右，经进水泵(2)进入UBF反应器(4)厌氧降解污染物， 主要去除有机物和毒性物质，出水经处理水池(6)调pH在7.2-7.8之间，水质均匀后再进 入BAF反应器(8)，进一步去除水中剩余的有机污染物和氨氮，然后达标排放;其中：
UBF厌氧处理：渗滤液经过UBF反应器(4)去除大部分有机物及毒性物质，使COD 去除率达到60%，提高厌氧出水的可生化性;
BAF好氧处理：上流式UBF反应器(4)出水进入BAF反应器(8)，可以去除绝大部分 的氨氮、一部分总氮和厌氧反应器出水中剩余的有机污染物，经处理，氨氮去除率达到 97%，COD去除率达到93%，使好氧处理的出水达到排放标准。
2.根据权利要求1所述的中老龄垃圾渗滤液无害化处理方法，其特征在于上流式污 泥层滤池UBF反应器(4)是上流式厌氧污泥床UASB和厌氧滤池AF复合而成的新型反应 器，其上部为AF，下部为UASB;UBF反应器上部的滤池结构可以避免反应器内的污泥 流失，使反应器内截留了多种菌群，生物量大、生物相丰富，能抗氨氮冲击负荷，可承受 较高的有机负荷。
3.根据权利要求1所述的中老龄垃圾渗滤液无害化处理方法，其特征在于渗滤液经 过UBF反应器(4)，大分子有机物被分解成易降解的小分子有机物，提高了渗滤液的可生 化性。
4.根据权利要求1所述的中老龄垃圾渗滤液无害化处理方法，其特征在于UBF反应 器(4)的上部设置集气瓶(3)，收集产生的甲烷气体。
5.根据权利要求1或2所述的中老龄垃圾渗滤液无害化处理方法，其特征在于UBF 反应器(4)和BAF反应器(8)中间设置一个小型处理水池(6)，调节厌氧反应器的出水水质， 保证BAF反应器的进水水质条件。
6.根据权利要求1所述的中老龄垃圾渗滤液无害化处理方法，其特征在于UBF反应 器(4)的AF段及好氧的BAF反应器(8)内均填充FPUFS聚氨酯基生物载体，同时在BAF 反应器内添加高效微生物，使其固定在载体表面及内部，反应器不需要反冲洗。
7.根据权利要求1所述的中老龄垃圾渗滤液无害化处理方法，其特征在于BAF反应 器(8)中，由于固定化微生物的作用，可以使载体内部形成厌氧-兼氧-好氧的微环境， 发生同步硝化反硝化反应，去除总氮。
8.根据权利要求1所述的中老龄垃圾渗滤液无害化处理方法，其特征在于UBF反应 器(4)水力停留时间为48h，容积负荷为5-20kgCOD/m3·d，BAF反应器(8)水力停留时间 为36h，容积负荷为0.5-2.0kgNH4+-N/m3·d。
说明书
一种中老龄垃圾渗滤液无害化处理方法
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及中老龄垃圾渗滤液无害化处理方法，是一种城 市生活垃圾渗滤液处理方法。
背景技术
随着经济的快速发展、城市化进程的加快以及人们生活质量的逐步提高，城市生活垃 圾产量也快速增长，对生态环境的压力日益加剧，垃圾减量化、资源化和安全处置成为现 代城市发展的热点环境问题。垃圾卫生填埋是解决这一问题的重要手段。但是垃圾卫生填 埋的一个重要问题就是存在渗滤液的二次污染。垃圾渗滤液水质复杂、水质水量变化大， 氨氮含量高、有机物浓度高，毒性大、C/N比失调。按照垃圾填埋时间渗滤液可简单分为 新鲜渗滤液和中老龄渗滤液。新鲜渗滤液的填埋龄为3-5，其中易生物降解的挥发性脂肪 酸含量较高，一般可占总有机碳的60%-70%，生化需氧量与化学需氧量(BOD5/CODCr) 比值较高，一般在0.4-0.8之间，氨氮浓度为1000mg/L左右。中老龄渗滤液的填埋龄一般 超过5年，其中易生物降解的有机物比例会明显下降，其BOD5/CODCr比值一般为0.1-0.2， 氨氮浓度不下降，反而升高，碳氮比降低，给渗滤液的处理带来了困难。鉴于中老龄垃圾 渗滤液的特殊水质，其经济有效的处理已经成为一个世界性难题，成为众多研究者关注的 热点。
目前，垃圾渗滤液的处理方法很多，生物法、物化法、人工湿地法以及各种方法的组 合处理工艺等。以前渗滤液的处理一般都采用活性污泥法，其操作简单，运行费用低，但 是活性污泥法不能有效去除废水中的氨氮，特别是对于中老龄的垃圾渗滤液，其处理效果 不理想，而且运行过程中会产生大量的污泥需要处理。而物化法虽然处理工艺简单，效果 好，但是运行费用高，同时使用化学药剂时还会产生二次污染。对于中老龄垃圾渗滤液中 高氨氮的处理，传统的方法多采用好氧硝化、厌氧反硝化，脱氮在两个反应器中进行，虽 然采用此方法的处理工艺效果可以达到排放的标准，但是需要回流装置，占地面积大，投 资费用高，脱氮周期长。其他一些方法也都存在着处理效果不理想、投资大、占地面积大、 运行费用高等不足。上流式污泥层滤池(Upflow Sludge Blanket Filter，UBF)是结合上流式厌 氧污泥床(UASB)和厌氧滤池(AF)的优势复合而成的新型反应器，其上部为AF，下部为 UASB。UBF反应器可以不设三相分离器，其特殊的结构使反应器内截留了多种菌群，生 物量大、生物相丰富，能抗氨氮冲击负荷，可承受较高的有机负荷，处理效果好。固定化 微生物曝气生物滤池(BAF)反应器采用固定化微生物技术，以载体结合法固定高效微生 物，能有效的去除有机污染物和氨氮。传统工艺处理垃圾渗滤液，CODCr、NH4+-N两项 指标很难达到国家排放标准。而目前固定化微生物技术已经广泛应用于焦化、炼油厂等废 水处理过程中，对CODCr、NH4+-N等指标都有着良好的处理效果。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有技术中的不足之处，而提供一种城市生活垃圾卫生填埋场 中老龄渗滤液无害化处理方法。
在深入认识中老龄垃圾渗滤液的水质特征，综合比较国内外垃圾渗滤液处理工艺的基 础上，将UBF厌氧生物处理、BAF好氧生物处理与固定化微生物技术有机结合起来，提供 一种处理效率高、投资及运行费用低，占地面积小，抗水质冲击负荷能力强的组合工艺处 理中老龄垃圾渗滤液的技术。
本发明的技术方案是：提供一种中老龄垃圾渗滤液无害化处理方法，采用的是上流式 UBF-BAF固定化微生物组合工艺处理中老龄垃圾渗滤液，包括以下顺序的步骤：中老龄 垃圾渗滤液进入调节池(1)，调节pH值至7.0左右，经进水泵(2)进入UBF反应器(4)厌氧 降解污染物，主要去除有机物和毒性物质，出水经处理水池(6)调pH在7.2-7.8之间，水 质均匀后再进入BAF反应器(8)，进一步去除水中剩余的有机污染物和氨氮，然后达标排 放;其中：
UBF厌氧处理：渗滤液经过UBF反应器(4)去除大部分有机物及毒性物质，使COD去 除率达到60%，提高厌氧出水的可生化性;
BAF好氧处理：上流式UBF反应器(4)出水进入BAF反应器(8)，可以去除绝大部分的 氨氮、一部分总氮和厌氧反应器出水中剩余的有机污染物，经处理，氨氮去除率达到97 %，COD去除率达到93%，使好氧处理的出水达到排放标准。
上流式污泥层滤池UBF反应器(4)是上流式厌氧污泥床UASB和厌氧滤池AF复合而成 的新型反应器，其上部为AF，下部为UASB;UBF反应器上部的滤池结构可以避免反应器 内的污泥流失，使反应器内截留了多种菌群，生物量大、生物相丰富，能抗氨氮冲击负荷， 可承受较高的有机负荷。
渗滤液经过UBF反应器(4)，大分子有机物被分解成易降解的小分子有机物，提高了 渗滤液的可生化性。
UBF反应器(4)和BAF反应器(8)中间设置一个小型处理水池(6)，调节厌氧反应器的 出水水质，保证BAF反应器的进水水质条件。
UBF反应器(4)的AF段及好氧的BAF反应器(8)内均填充FPUFS聚氨酯基生物载体， 同时在BAF反应器内添加高效微生物，使其固定在载体表面及内部，反应器不需要反冲洗。 BAF反应器(8)中，由于固定化微生物的作用，可以使载体内部形成厌氧-兼氧-好氧的 微环境，发生同步硝化反硝化反应，去除总氮。
UBF反应器(4)水力停留时间为48h，容积负荷为5-20kgCOD/m3·d，BAF反应器(8) 水力停留时间为36h，容积负荷为0.5-2.0kgNH4+-N/m3·d。
如图1所示，通过采用厌氧的上流式UBF反应器和好氧的BAF固定化微生物曝气生物 滤池来处理中老龄垃圾渗滤液。具体步骤如下：
垃圾渗滤液在调节池中调pH至中性，进入上流式UBF反应器去除大部分有机物及毒 性物质;
厌氧出水经处理水池调pH在7.2-7.8之间，水质均匀后进入BAF反应器，进一步处 理后达标排放。
其中：
调节池中，垃圾渗滤液的pH值调至7.0左右，由于中老龄垃圾渗滤液一般呈碱性， 采用的药剂是醋酸或盐酸。
在UBF反应器中，采用的是上流式厌氧污泥床反应器(UASB)和厌氧滤池(AF)的新型组 合反应器，采用厌氧活性污泥启动。
UBF反应器首先采用调pH值后的人工配水来驯化，逐步在人工配水中加大渗滤液的 比例，直至完全渗滤液进水。驯化用废水的CODCr浓度在3000-6500mg/L之间;反应器温 度为35±2℃。UBF反应器启动后，水力停留时间为36-60h，出水pH为6.9-7.4，COD容 积负荷可达5-20kg/(m3·d)，去除率为50-71%。
处理水池，主要是进行pH值的调节，如果UBF反应器(4)出水pH值过低，则调pH 值到7.5左右进入BAF反应器，处理水池还可以保证进入BAF反应器的水质均匀化。
BAF反应器中填充FPUFS聚氨酯基生物载体，同时添加高效微生物，使其固定在载体 表面及内部。由于固定化微生物的作用，可以使载体内部形成厌氧-兼氧-好氧的微环境， 硝化菌固定在载体表层，反硝化菌固定在载体内部，为同步硝化反硝化反应的发生创造了 环境，有利于总氮的去除。采用UBF反应器出水对微生物进行驯化;BAF反应器温度为室 温，停留时间为24-50h，溶解氧(DO)浓度为2-6mg/L，出水pH值为7.6-8.1;COD容积负 荷可达2-10kg/(m3·d)，去除率为60-93%;氨氮容积负荷可达0.5-2.0kg/(m3·d)，去除 率为90-99.4%;同时系统的总氮去除率可达到90以上。
一种高效处理中老龄垃圾渗滤液的工艺，不仅适用于渗滤液的处理，而且可应用于任 何高有机物浓度，高氨氮浓度，低碳氮比废水的处理。
本实施方式的过程是：中老龄垃圾渗滤液进入调节池(1)，调节pH值至7.0左右，然 后进入UBF反应器(4)厌氧降解污染物，主要去除有机物，出水再进入BAF反应器(8)进一 步去除水中剩余的有机污染物和氨氮，然后达标排放。
本发明相比现有技术具有如下优点：
(1)UBF反应器不需要设置单独的三相分离器，简化了设计，节省了投资。
(2)此系统不需要污泥和污水的回流，不需要设置单独的沉淀池，BAF反应器不需要反 冲洗，工艺流程简单，运行方便。
(3)系统占地面积小，减小了基建费用。
(4)系统采用了固定化微生物技术，使得系统内生物量很大，生物种类丰富，含有短 杆菌、长杆菌和球菌等，有大量菌胶团;同时世代时间长的硝化菌、反硝化菌等 可有效固定在载体上，避免了传统方法中菌的流失。
(5)系统承受进水污染物负荷变化的能力很强，有抵抗系统冲击的能力，是一种高效 组合生物反应系统。
系统可同时去除渗滤液中碳和氮的污染，不需要外加碳源，同时还可脱色、除臭。