申请日2006.12.11
公开(公告)日2007.05.30
IPC分类号C02F9/14; C02F1/52; C02F3/10; C02F3/30; C02F1/44
摘要
一种涉及生物化学的基于膜生物反应器-纳滤膜技术的垃圾渗滤液处理工艺和系统，其方法为：A、对垃圾渗滤液进行初级物化处理，去除垃圾渗滤液中的大颗粒和重金属物质，产生前处理水，B、对前处理水采用膜生物反应器进行滤膜处理，产生超滤膜中水，C、通过纳滤系统对超滤膜中水进行过滤处理，产生并输出清水，该系统至少包括对垃圾渗滤液进行初级物化处理的反应池、沉淀池和相关泵设备，所生产的前处理水输入至膜生物反应器，其特征在于：还包括纳滤系统，所述的纳滤系统对膜生物反应器输出的超滤膜中水进行过滤处理，产生并输出清水，本发明投资与运行成本低、操作简便、可实现自动化操作。
权利要求书
1.一种基于膜生物反应器-纳滤膜技术的垃圾渗滤液处理工艺，其特征 在于：它采用如下步骤：
A、对垃圾渗滤液进行初级物化处理，去除垃圾渗滤液中的大颗粒 和重金属物质，产生前处理水;
B、对前处理水采用膜生物反应器进行生化反应后，再膜过滤处理， 产生超滤膜中水;
C、通过纳滤系统对超滤膜中水进行过滤处理，产生并输出清水。
2.根据权利要求1所述的基于膜生物反应器-纳滤膜技术的垃圾渗滤 液处理工艺，其特征在于：所述的步骤A中，所述的初级物化处理 包含混凝反应、沉淀处理。
3.根据权利要求2所述的基于膜生物反应器-纳滤膜技术的垃圾渗滤 液处理工艺，其特征在于：所述的步骤A包括如下步骤：
A1、垃圾渗滤液在调节池内均质后，进入反应池，在反应池中投加 碱、絮凝剂和助凝剂;并搅拌;
A2、碱、絮凝剂、助凝剂与垃圾渗滤液产生物化反应，生成大颗粒 絮体和重金属沉淀物，在沉淀池中经沉淀分离后，滤除大颗粒 絮体和重金属物质，产生前处理水，根据水质情况，对前处理 水的PH回调至中性。
4.根据权利要求3所述的基于膜生物反应器-纳滤膜技术的垃圾渗滤 液处理工艺，其特征在于：所述的步骤A1中还包括对调节池的鼓风 曝气处理。
5.根据权利要求1所述的基于膜生物反应器-纳滤膜技术的垃圾渗滤 液处理工艺，其特征在于：所述的步骤B中，所述的膜生物反应器。
分隔为三个独立的池，前池为前处理水储存池，中池为生物反应池， 后池为中水储存池，采用序批式好氧/缺氧运行方法，在中池内对前 处理水进行滤膜处理。
6.根据权利要求5所述的基于膜生物反应器-纳滤膜技术的垃圾渗滤 液处理工艺，其特征在于：所述的步骤B包括如下步骤：
B1、在膜生物反应器中池内输入前池中储存的前处理水期间，进行 第一次曝气并搅拌;
B2、中池停止曝气，并保持一段时间间隔;
B3、进行第二次曝气，同时，通过膜组件的滤膜处理，产生并输出 超滤膜中水，中水流入后池，即中水储存池。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的基于膜生物反应器-纳滤膜技 术的垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于：所述的步骤C中，所述的 纳滤系统所产生的浓水返回所述步骤A进行初级物化处理。
8.一种基于膜生物反应器-纳滤膜技术的垃圾渗滤液处理系统，至少包 括对垃圾渗滤液进行初级物化处理的反应池、沉淀池和相关泵设备， 所生产的前处理水输入至膜生物反应器，其特征在于：还包括纳滤 系统，所述的纳滤系统对膜生物反应器输出的超滤膜中水进行过滤 处理，产生并输出清水。
9.根据权利要求8所述的基于膜生物反应器-纳滤膜技术的垃圾渗滤 液处理系统，其特征在于：所述的膜生物反应器的膜组件采用0.1～ 0.2微米的超滤膜。
10.根据权利要求8或9所述的基于膜生物反应器-纳滤膜技术的垃圾 渗滤液处理系统，其特征在于：所述的纳滤系统的输出端连接返回 管道装置至反应池。
说明书
基于膜生物反应器-纳滤膜技术的垃圾渗滤液处理工艺和系统
技术领域
本发明涉及生物化学，尤其涉及一种基于膜生物反应器-纳滤膜技 术的垃圾渗滤液处理工艺和系统。
背景技术
垃圾渗滤液是液体在填埋场重力流动的产物，主要来源于降水和垃 圾本身的内含水，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，所以垃圾渗滤液的 废水水质在一个相当大的范围内变动。一般来说，其PH值为4～9，化 学需氧量(COD：Chemical Oxygen Demand)2000～62000mg/L，生化需氧 量(BOD：Biochemical Oxygen Demand)60-45000mg/L，氨氮 (NH3-N)1000～3000mg/l，除此之外还含有多种高浓度的重金属离子以 及多种病源性微生物，这些污染物若直接排入环境或渗入地下水层，危 害极大。
城市垃圾填埋渗滤液成分复杂，有机物浓度高，而且其成分和性质 随垃圾填埋的“年龄”而变化，主要表现在：(1)填埋初期BOD/COD的 可生化性比值达0.5以上，但随着填埋时间的增加，垃圾渗滤液中的易 生物降解的有机物浓度很低，生化性差，难降解的大分子物质占优势， 导致BOD/COD的比值甚至低于0.1;(2)高浓度的NH3-N是垃圾渗滤液 的特征之一，导致过低的C/N比值，因此，对于垃圾渗滤液的处理具有 相当的必要性。
中国专利03132053.8公开的一种垃圾渗滤液处理工艺，是首先采 用电解氧化处理，再经陶瓷膜过滤机过滤分离，滤过液经膜生物反应器 生化处理，用膜进行固液分离，出水再经反渗透处理，此种工艺不足之 处在于：一、处理工艺流程复杂，投资高;二、处理中采用反渗透法， 必须使用高压泵，导致运行过程中能耗过高，同样存在电极极板更换的 问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低且操作简便的基于膜生物反应 器-纳滤膜技术的垃圾渗滤液处理工艺和系统，以解决现有技术中成本 高、工艺流程复杂的问题。
本发明所采用的垃圾渗滤液处理方法采用如下步骤：
A、对垃圾渗滤液进行初级物化处理，去除垃圾渗滤液中的大颗粒和重 金属物质，产生前处理水;
B、对前处理水采用膜生物反应器进行生化反应后，再膜过滤处理，产 生超滤膜中水;
C、通过纳滤系统对超滤膜中水进行过滤处理，产生并输出清水。 所述的步骤A中，所述的初级物化处理包含混凝反应、沉淀处理。 所述的步骤A包括如下步骤：
A1、垃圾渗滤液在调节池内均质后，进入反应池，在反应池中投加碱、 絮凝剂和助凝剂，并搅拌;
A2、碱、絮凝剂、助凝剂与垃圾渗滤液产生物化反应，生成大颗粒絮 体和重金属沉淀物，在沉淀池中经沉淀分离后，滤除大颗粒絮体 和重金属物质，产生前处理水，根据水质情况，对前处理水的PH 回调至中性。
所述的步骤A1中还包括对调节池的鼓风曝气处理。
所述的步骤B中，所述的膜生物反应器，分隔为三个独立的池，前 池为前处理水储存池，中池为生物反应池，后池为中水储存池。采用序 批式好氧/缺氧运行方法，在中池内对前处理水进行滤膜处理。
所述的步骤B包括如下步骤：
B1、在膜生物反应器中池内输入前池中储存的前处理水期间，进行第 一次曝气并搅拌;
B2、中池停止曝气，并保持一段时间间隔;
B3、进行第二次曝气，同时，通过膜组件的滤膜处理，产生并输出超 滤膜中水，中水流入后池，即中水储存池。
所述的步骤C中，所述的纳滤系统所产生的浓水返回所述步骤A 进行初级物化处理。
本发明所采用的垃圾渗滤液处理系统，至少包括对垃圾渗滤液进行 初级物化处理的反应池、沉淀池和相关泵设备，所生产的前处理水输入 至膜生物反应器，其特征在于：还包括纳滤系统，所述的纳滤系统对膜 生物反应器输出的超滤膜中水进行过滤处理，产生并输出清水。
所述的膜生物反应器的膜组件采用0.1～0.2微米的超滤膜。
所述的纳滤系统的输出端连接返回管道装置至反应池。
本发明的有益效果为：在本发明中，充分考虑了垃圾渗滤液的水质 特点，采用了混凝反应、沉淀池/膜生物反应器/纳滤系统的组合工艺流 程，通过混凝沉淀去除垃圾渗滤液中的大颗粒和重金属物质，然后进行 固液分离，前处理水(即沉淀池上清液)进入膜生物反应器，利用高浓 度的活性污泥去除废水中各种有机污染物、氨氮，同时采用超滤膜膜组 件过滤产生中水，确保了膜生物反应器出水水质，膜生物反应器出水可 直接被成套纳滤系统利用;纳滤系统对超滤膜中水中的残余污染物进行 进一步过滤处理，产生清水(滤液)，可直接达标用以排放或回用，纳 滤系统所产生的浓水则回流至反应池再进行初级物化处理，本发明的这 种“超滤膜与纳滤膜-双膜法”技术，所产清水水质优质稳定，可直接 排放或回用。
纳滤处理是在反渗透的基础上发展起来的一种新的膜分离技术，在 低压条件下，相对于超滤技术，具有更高的过滤效率和选择透过性。纳 滤膜上存在着纳米级的细孔，可截留绝大部分粒径大于1nm的污染物质。 利用纳滤系统，对膜生物反应器所产的超滤膜中水进行深度过滤处理， 实现对各种污染物的截留，纳滤系统对有机污染物去除率达95%、重金 属离子去除率95%以上、NH3-N的去除率90%以上，色度去除率大于90 %。使得最终所得清水可直接达标排放，采用纳滤处理系统，所需过滤 压力(0.5Mpa-1.0Mpa)小于反渗透系统(1.2Mpa-1.8Mpa)，相对于反 渗透的现有技术，本发明可用较低扬程的增压泵达到相同的效果，可节 省能耗40%左右，纳滤系统的水回收率为60～80%。因此，本发明成本 低而且操作简便。
本发明利用可独立运行的成套单元纳滤膜设备对膜生物反应器产 水进行深度过滤处理，实现对各种污染物的截留。成套单元纳滤膜设备 由纳滤膜组件、仪表、管道、阀门、高压泵、就地控制盘柜和机架组成， 由于序批式好氧/缺氧膜生物反应器中超滤膜组件的孔径为0.1～0.2微 米，小于保安过滤器(5微米)的孔径，所以本工艺可省去保安过滤器。
在本发明的初级物化处理中，在反应池中加药(碱、絮凝剂、助凝 剂)，将浓水中的重金属离子沉淀出来，以免高浓度的重金属离子对生 物反应池内微生物生长产生抑制作用，同时，可提高本发明整体工艺流 程的产水率，使得整个渗滤液处理系统的水回收率可达80～90%。
在本发明中，膜生物反应器采用序批式好氧/缺氧运行方法，类似 于SBR工艺，对前处理水进行生化反应，再滤膜处理。采用间歇曝气、 进水与出水，可有效减轻膜表面污染物质沉积，维持稳定的膜通量，同 时可降低能耗。相对于SBR工艺，序批式好氧/缺氧膜生物反应器具有 SBR工艺的优点;克服了SBR工艺的一些缺点，如活性污泥膨胀，沉淀 沉降性能差或上浮;采用了比SBR工艺更高的污泥浓度，更长的污泥停 留时间运行，产生的剩余污泥量更少。