專利名稱：一種中老齡垃圾滲濾液無害化處理方法
技術領域：
本發(fā)明屬于廢水處理領域，具體涉及中老齡垃圾滲濾液無害化處理方法，是一種城 市生活垃圾滲濾液處理方法。
背景技術：
隨著經濟的快速發(fā)展、城市化進程的加快以及人們生活質量的逐步提高，城市生活垃 圾產量也快速增長，對生態(tài)環(huán)境的壓力日益加劇，垃圾減量化、資源化和安全處置成為現(xiàn) 代城市發(fā)展的熱點環(huán)境問題。垃圾衛(wèi)生填埋是解決這一問題的重要手段。但是垃圾衛(wèi)生填 埋的一個重要問題就是存在滲濾液的二次污染。垃圾滲濾液水質復雜、水質水量變化大， 氨氮含量高、有機物濃度高，毒性大、C/N比失調。按照垃圾填埋時間滲濾液可簡單分為 新鮮滲濾液和中老齡滲濾液。新鮮滲濾液的填埋齡為3-5，其中易生物降解的揮發(fā)性脂肪 酸含量較高， 一般可占總有機碳的60%-70%，生化需氧量與化學需氧量(BOD5/CODCr) 比值較高， 一般在0.4-0.8之間，氨氮濃度為1000mg/L左右。中老齡滲濾液的填埋齡一般 超過5年，其中易生物降解的有機物比例會明顯下降，其B0D5/C0Da比值一般為0.1-0.2， 氨氮濃度不下降，反而升高，碳氮比降低，給滲濾液的處理帶來了困難。鑒于中老齡垃圾 滲濾液的特殊水質，其經濟有效的處理已經成為一個世界性難題，成為眾多研究者關注的 熱點。目前，垃圾滲濾液的處理方法很多，生物法、物化法、人工濕地法以及各種方法的組 合處理工藝等。以前滲濾液的處理一般都采用活性污泥法，其操作簡單，運行費用低，但 是活性污泥法不能有效去除廢水中的氨氮，特別是對于中老齡的垃圾滲濾液，其處理效果 不理想，而且運行過程中會產生大量的污泥需要處理。而物化法雖然處理工藝簡單，效果 好，但是運行費用高，同時使用化學藥劑時還會產生二次污染。對于中老齡垃圾滲濾液中 高氨氮的處理，傳統(tǒng)的方法多采用好氧硝化、厭氧反硝化，脫氮在兩個反應器中進行，雖 然采用此方法的處理工藝效果可以達到排放的標準，但是需要回流裝置，占地面積大，投 資費用高，脫氮周期長。其他一些方法也都存在著處理效果不理想、投資大、占地面積大、 運行費用高等不足。上流式污泥層濾池(Upflow Sludge Blanket Filter, UBF)是結合上流式厭 氧污泥床(UASB)和厭氧濾池(AF)的優(yōu)勢復合而成的新型反應器，其上部為AF，下部為 UASB。 UBF反應器可以不設三相分離器，其特殊的結構使反應器內截留了多種菌群，生
物量大、生物相豐富，能抗氨氮沖擊負荷，可承受較高的有機負荷，處理效果好。固定化 微生物曝氣生物濾池(BAF)反應器采用固定化微生物技術，以載體結合法固定高效微生 物，能有效的去除有機污染物和氨氮。傳統(tǒng)工藝處理垃圾滲濾液，COD&、 NH4+-N兩項 指標很難達到國家排放標準。而目前固定化微生物技術己經廣泛應用于焦化、煉油廠等廢 水處理過程中，對CODcr、 >^14+^等指標都有著良好的處理效果。發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于彌補現(xiàn)有技術中的不足之處，而提供一種城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場 中老齡滲濾液無害化處理方法。在深入認識中老齡垃圾滲濾液的水質特征，綜合比較國內外垃圾滲濾液處理工藝的基 礎上，將UBF厭氧生物處理、BAF好氧生物處理與固定化微生物技術有機結合起來，提供 一種處理效率高、投資及運行費用低，占地面積小，抗水質沖擊負荷能力強的組合工藝處 理中老齡垃圾滲濾液的技術。本發(fā)明的技術方案是提供一種中老齡垃圾滲濾液無害化處理方法，采用的是上流式 UBF-BAF固定化微生物組合工藝處理中老齡垃圾滲濾液，包括以下順序的步驟中老齡 垃圾滲濾液進入調節(jié)池(l)，調節(jié)pH值至7.0左右，經進水泵(2)進入UBF反應器(4)厭氧 降解污染物，主要去除有機物和毒性物質，出水經處理水池(6)調pH在7.2-7.8之間，水 質均勻后再進入BAF反應器(8)，進一步去除水中剩余的有機污染物和氨氮，然后達標排 放；其中UBF厭氧處理滲濾液經過UBF反應器(4)去除大部分有機物及毒性物質，使C0D去 除率達到60%，提高厭氧出水的可生化性；BAF好氧處理上流式UBF反應器(4)出水進入BAF反應器(8)，可以去除絕大部分的 氨氮、 一部分總氮和厭氧反應器出水中剩余的有機污染物，經處理，氨氮去除率達到97 %， C0D去除率達到93X，使好氧處理的出水達到排放標準。上流式污泥層濾池UBF反應器(4)是上流式厭氧污泥床UASB和厭氧濾池AF復合而成 的新型反應器，其上部為AF，下部為UASB; UBF反應器上部的濾池結構可以避免反應器 內的污泥流失，使反應器內截留了多種菌群，生物量大、生物相豐富，能抗氨氮沖擊負荷， 可承受較高的有機負荷。滲濾液經過UBF反應器(4)，大分子有機物被分解成易降解的小分子有機物，提高了 滲濾液的可生化性。UBF反應器(4)和BAF反應器(8)中間設置一個小型處理水池(6)，調節(jié)厭氧反應器的 出水水質，保證BAF反應器的進水水質條件。UBF反應器(4)的AF段及好氧的BAF反應器(8)內均填充FPUFS聚氨酯基生物載體， 同時在BAF反應器內添加高效微生物，使其固定在載體表面及內部，反應器不需要反沖洗。 BAF反應器(8)中，由于固定化微生物的作用，可以使載體內部形成厭氧一兼氧一好氧的 微環(huán)境，發(fā)生同步硝化反硝化反應，去除總氮。UBF反應器(4)水力停留時間為48h，容積負荷為5-20kgCOD/m:' d， BAF反應器(8) 水力停留時間為36h，容積負荷為0. 5-2. 0kgNH/-N/ m3 d。如圖1所示，通過采用厭氧的上流式UBF反應器和好氧的BAF固定化微生物曝氣生物 濾池來處理中老齡垃圾滲濾液。具體步驟如下垃圾滲濾液在調節(jié)池中調pH至中性，進入上流式UBF反應器去除大部分有機物及毒 性物質；厭氧出水經處理水池調pH在7.2-7.8之間，水質均勻后進入BAF反應器，進一步處 理后達標排放。 其中調節(jié)池中，垃圾滲濾液的pH值調至7.0左右，由于中老齡垃圾滲濾液一般呈堿性， 采用的藥劑是醋酸或鹽酸。在UBF反應器中，采用的是上流式厭氧污泥床反應器(UASB)和厭氧濾池(AF)的新型組 合反應器，采用厭氧活性污泥啟動。UBF反應器首先采用調pH值后的人工配水來馴化，逐歩在人工配水中加大滲濾液的 比例，直至完全滲濾液進水。馴化用廢水的C0Do濃度在3000-6500mg/L之間；反應器溫 度為35士2。C。 UBF反應器啟動后，水力停留時間為36-60h，出水pH為6. 9-7. 4， COD容 積負荷可達5-20kg/(m3 d)，去除率為50-71%。處理水池，主要是進行pH值的調節(jié)，如果UBF反應器(4)出水pH值過低，則調pH 值到7. 5左右進入BAF反應器，處理水池還可以保證進入BAF反應器的水質均勻化。BAF反應器中填充FPUFS聚氨酯基生物載體，同時添加高效微生物，使其固定在載體 表面及內部。由于固定化微生物的作用，可以使載體內部形成厭氧一兼氧一好氧的微環(huán)境， 硝化菌固定在載體表層，反硝化菌固定在載體內部，為同步硝化反硝化反應的發(fā)生創(chuàng)造了 環(huán)境，有利于總氮的去除。采用UBF反應器出水對微生物進行馴化；BAF反應器溫度為室 溫，停留時間為24-50h，溶解氧(D0)濃度為2-6mg/L，出水pH值為7. 6-8. 1; C0D容積負 荷可達2-10kg/(m、d)，去除率為60-93%;氨氮容積負荷可達0. 5-2. 0kg/(ma d)，去除 率為90-99. 4%;同時系統(tǒng)的總氮去除率可達到90以上。一種高效處理中老齡垃圾滲濾液的工藝，不僅適用于滲濾液的處理，而且可應用于任 何高有機物濃度，高氨氮濃度，低碳氮比廢水的處理。
本實施方式的過程是中老齡垃圾滲濾液進入調節(jié)池(l)，調節(jié)pH值至7.0左右，然后進入UBF反應器(4)厭氧降解污染物，主要去除有機物，出水再進入BAF反應器(8)進一 步去除水中剩余的有機污染物和氨氮，然后達標排放。 本發(fā)明相比現(xiàn)有技術具有如下優(yōu)點(1) UBF反應器不需要設置單獨的三相分離器，簡化了設計，節(jié)省了投資。(2) 此系統(tǒng)不需要污泥和污水的回流，不需要設置單獨的沉淀池，BAF反應器不需要反 沖洗，工藝流程簡單，運行方便。(3) 系統(tǒng)占地面積小，減小了基建費用。(4) 系統(tǒng)采用了固定化微生物技術，使得系統(tǒng)內生物量很大，生物種類豐富，含有短 桿菌、長桿菌和球菌等，有大量菌膠團；同時世代時間長的硝化菌、反硝化菌等 可有效固定在載體上，避免了傳統(tǒng)方法中菌的流失。(5) 系統(tǒng)承受進水污染物負荷變化的能力很強，有抵抗系統(tǒng)沖擊的能力，是一種高效 組合生物反應系統(tǒng)。系統(tǒng)可同時去除滲濾液中碳和氮的污染，不需要外加碳源，同時還可脫色、除臭。


圖l是本發(fā)明的工藝流程圖，圖中符號表示如下l-滲濾液調節(jié)池；2-UBF反應器進水泵；3-集氣瓶；4-UBF反應器；5-UBF反應器取 樣口； 6-處理水池；7-BAF反應器進水泵；8-BAF反應器；9-BAF反應器取樣口； 10-出水 集水池。
具體實施方式
下面列舉2個實施例，對本發(fā)明加以進一步說明，但本發(fā)明不只限于這些實施例。 實施例1釆用本發(fā)明處理中老齡垃圾滲濾液，原水CODa濃度為3950mg/L， NH4+-N濃度為870 mg/L， TIN(總無機氮)濃度為882mg/L， C/N比為4. 5, UBF反應器4和BAF反應器8水溫 分別控制在35±2°〇和28±2°(:，停留時間分別為48h和36h，最終出水C0D^濃度為385mg/L， NH4+-N濃度為8. 3mg/L， TIN濃度為79. 6 mg/L， C0DCr、 NH/-N和TIN去除率分別為90. 3 %、 99. 0%和91.0%。 實施例2采用本發(fā)明處理中老齡垃圾滲濾液，原水C0l濃度為11900mg/L， NH4+-N濃度為 1440mg/L， TIN濃度為1465mg/L， C/N比為8. 1， UBF反應器4和BAF反應器8水溫分別 控制在35土2。C和28±2。C，停留時間分別為60h和48h，最終出水CODj農度為472mg/L，NH/-N濃度為7. 6 mg/L， TN濃度為168 mg/L， C0DCr、亂+-N和TIN去除率分別為96. 0% 、 99. 5%和88. 5%。由上述實施例可見，本發(fā)明組合工藝對于不同濃度的中老齡滲濾液均具有良好的處理 效果，最終出水達到污水綜合排放二級標準(GB8978-1996)。
權利要求
1、一種中老齡垃圾滲濾液無害化處理方法，其特征在于采用的是上流式UBF-BAF固定化微生物組合工藝處理中老齡垃圾滲濾液，包括以下順序的步驟中老齡垃圾滲濾液進入調節(jié)池(1)，調節(jié)pH值至7.0左右，經進水泵(2)進入UBF反應器(4)厭氧降解污染物，主要去除有機物和毒性物質，出水經處理水池(6)調pH在7.2-7.8之間，水質均勻后再進入BAF反應器(8)，進一步去除水中剩余的有機污染物和氨氮，然后達標排放；其中UBF厭氧處理滲濾液經過UBF反應器(4)去除大部分有機物及毒性物質，使COD去除率達到60％，提高厭氧出水的可生化性；BAF好氧處理上流式UBF反應器(4)出水進入BAF反應器(8)，可以去除絕大部分的氨氮、一部分總氮和厭氧反應器出水中剩余的有機污染物，經處理，氨氮去除率達到97％，COD去除率達到93％，使好氧處理的出水達到排放標準。
2、 根據(jù)權利要求l所述的中老齡垃圾滲濾液無害化處理方法，其特征在于上流式污 泥層濾池UBF反應器(4)是上流式厭氧污泥床UASB和厭氧濾池AF復合而成的新型反應 器，其上部為AF，下部為UASB; UBF反應器上部的濾池結構可以避免反應器內的污泥 流失，使反應器內截留了多種菌群，生物量大、生物相豐富，能抗氨氮沖擊負荷，可承受 較高的有機負荷。
3、 根據(jù)權利要求1所述的中老齡垃圾滲濾液無害化處理方法，其特征在于滲濾液經 過UBF反應器(4)，大分子有機物被分解成易降解的小分子有機物，提高了滲濾液的可生 化性。
4、 根據(jù)權利要求1所述的中老齡垃圾滲濾液無害化處理方法，其特征在于UBF反應 器(4)的上部設置集氣瓶(3)，收集產生的甲垸氣體。
5、 根據(jù)權利要求1或2所述的中老齡垃圾滲濾液無害化處理方法，其特征在于UBF 反應器(4)和BAF反應器(8)中間設置一個小型處理水池(6)，調節(jié)厭氧反應器的出水水質， 保證BAF反應器的進水水質條件。
6、 根據(jù)權利要求1所述的中老齡垃圾滲濾液無害化處理方法，其特征在于UBF反應 器(4)的AF段及好氧的BAF反應器(8)內均填充FPUFS聚氨酯基生物載體，同時在BAF 反應器內添加高效微生物，使其固定在載體表面及內部，反應器不需要反沖洗。
7、 根據(jù)權利要求1所述的中老齡垃圾滲濾液無害化處理方法，其特征在于BAF反應 器(8)中，由于固定化微生物的作用，可以使載體內部形成厭氧一兼氧一好氧的微環(huán)境， 發(fā)生同步硝化反硝化反應，去除總氮。
8、 根據(jù)權利要求1所述的中老齡垃圾滲濾液無害化處理方法，其特征在于UBF反應 器(4)水力停留時間為48h，容積負荷為5-20kgCOD/m3'd， BAF反應器(8)水力停留時間 為36h，容積負荷為0.5-2.0kgNH4+-N/m3'd。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種中老齡垃圾滲濾液無害化處理方法，采用上流式UBF-BAF固定化微生物組合工藝，步驟是滲濾液經過UBF反應器去除大部分有機物及毒性物質，使COD去除率達到60％，提高厭氧出水的可生化性；然后，上流式UBF反應器出水進入BAF反應器，可以去除絕大部分的氨氮、一部分有機污染物，經處理，氨氮去除率達到97％，COD去除率達到93％，使好氧處理的出水達到排放標準。本發(fā)明優(yōu)點是可以同時去除碳和氮污染物，去除效率高，投資及運行費用低，占地面積小，抗?jié)B濾液水質沖擊負荷能力強，本組合工藝不僅適用于滲濾液的無害化處理，而且可應用于其它高氨氮、高有機物濃度、水質波動大的廢水處理。
文檔編號C02F1/66GK101125724SQ20071011936
公開日2008年2月20日 申請日期2007年7月23日 優(yōu)先權日2007年7月23日
發(fā)明者倪晉仁, 葉正芳, 鋒 崔, 張寶剛, 溫麗麗 申請人:北京大學