本發(fā)明屬于廢水處理技術領域，涉及一種可抗沖擊負荷、低能耗、適用于垃圾滲濾液深度處理的一體化反應器。

背景技術：

隨著城市的發(fā)展和生活水平的提高，城市固體垃圾產(chǎn)生量逐年增加，固體垃圾已成為全球性的污染問題。目前常用的垃圾處理方法有衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥等。垃圾滲濾液是垃圾在填埋或焚燒處理過程中產(chǎn)生的一種成分復雜、微生物營養(yǎng)比例失調且水質水量變化大的高濃度高氨氮有機廢水。垃圾滲濾液如不加以處理，會對地下水、大氣等環(huán)境造成嚴重的二次污染，其中有毒有害物質將對人類健康和周邊生態(tài)造成巨大危害。

由于垃圾滲濾液的特性，單純依靠一種方法難以達到處理的要求，而目前國際上又沒有一套成熟、切實可行的滲濾液處理工藝，我國對垃圾滲濾液的處理工藝的要求也是較為模糊的推薦使用“預處理+生物處理+深度處理”的組合工藝。隨著人們對環(huán)境質量要求的提升，垃圾滲濾液的排放標準也變得越來越嚴格，生物處理之后的垃圾滲濾液一般難以達到排放標準，所以深度處理對于垃圾滲濾液達標排放至關重要。目前，國內(nèi)外研究出的垃圾滲濾液的深度處理技術一般分為物化法、生物法以及膜處理技術。其中實際工程中最常用的膜處理法效果好，但是存在著成本高、能耗大、濃縮液二次污染等難以解決的問題。隨著對深度處理技術研發(fā)需求的加劇，工藝簡單、處理效率高、能耗低的組合新工藝將成為垃圾滲濾液深度處理工藝的發(fā)展趨勢。

針對處理成本和處理效率及穩(wěn)定性考慮，曝氣生物濾池生物處理工藝彌補了以上方法的不足。曝氣生物濾池具有容積負荷高、水力負荷大、出水水質好、占地面積小、能耗低、運行成本低等特點，在廢水深度處理中發(fā)揮極大的優(yōu)勢。然而，經(jīng)生物處理后的垃圾滲濾液可生化性較低，不利于曝氣生物濾池的運行。

技術實現(xiàn)要素：

針對曝氣生物濾池的上述問題，本發(fā)明提供了一種抗沖擊負荷的微臭氧曝氣生物濾池一體化反應器，該反應器結合微量臭氧預氧化和曝氣生物濾池作用于一體，首先利用臭氧氧化將大分子有機物轉化成小分子物質，提高廢水可生化性，使曝氣生物濾池高效運行，以達到去除廢水中殘余有機物、氨氮等污染物，深度處理垃圾滲濾液的目的。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種抗沖擊負荷的微臭氧曝氣生物濾池一體化反應器，其采用內(nèi)外圓柱套筒式結構，內(nèi)圓柱套筒作為微臭氧預氧化單元，外圓柱套筒一部分作為預氧化出水貯水池，另一部分作為曝氣生物濾池，其中：

所述內(nèi)圓柱套筒的底部設有臭氧曝氣裝置，上部設有出水區(qū)缺口；

所述貯水池的上部設有跌水裝置，跌水裝置與出水區(qū)缺口相連；

所述貯水區(qū)和曝氣生物濾池之間設有擋板，擋板底部設有微孔隔板；

所述曝氣生物濾池的底部設有曝氣裝置，內(nèi)部填充有填料，上部設有出水口。

一種利用上述反應器深度處理垃圾滲濾液的方法，包括如下步驟：

一、廢水由反應器底部進入內(nèi)圓柱套筒，同時打開臭氧曝氣裝置，使廢水與微量臭氧混合，發(fā)生預氧化反應；

二、廢水經(jīng)臭氧預氧化之后由出水區(qū)缺口經(jīng)跌水裝置跌入外圓柱套筒的貯水池，跌水過程廢水與空氣充分接觸，可增加廢水的溶解氧；

三、貯水池中的廢水經(jīng)微孔隔板流入曝氣生物濾池，同時打開曝氣生物濾池底部的曝氣裝置，使填料、氧氣、廢水充分混合，廢水在此區(qū)域被生物降解，隨后由曝氣生物濾池上部的出水口流出。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、本發(fā)明設計了一種涵蓋臭氧預氧化、填料吸附以及微生物降解作用、集去除殘余的有機污染物和氨氮等為一體的深度處理垃圾滲濾液的反應器，成功實現(xiàn)了污染物的進一步去除，使出水滿足深度處理垃圾滲濾液的要求。

2、本發(fā)明結構新穎，采用圓柱形套筒模式，內(nèi)筒預氧化提高廢水可生化性，外筒貯水及生物降解。通過跌水方式將貯水區(qū)的廢水進行微量的充氧，減少了后續(xù)曝氣量，降低了能耗，同時跌水過程可進一步加速廢水中剩余臭氧的去除，消除臭氧對后續(xù)微生物生長的影響，保證曝氣生物濾池的高效處理。

3、本發(fā)明通過隔板的設計控制水流方向，并設計水位差，使貯水區(qū)廢水成功進入曝氣生物濾池區(qū)域，實現(xiàn)了將水箱與反應器結合，達到運行簡單的目的。

4、本發(fā)明填料選擇破碎型活性炭，比表面積大，對污染物具有一定的吸附作用。破碎型活性炭作為填料時，微生物將附著在活性炭表面，充分發(fā)揮活性炭的物理吸附作用和微生物降解作用，對污染物的去除率高于其他材料作為填料時曝氣生物濾池的去除率。

5、本發(fā)明通入廢水中的臭氧濃度只有0.5mg/l，故稱為“微臭氧”。在本發(fā)明中由于反應器的特殊設計，微臭氧滿足預氧化的實驗要求，同時不對后續(xù)的生化過程造成影響。微臭氧降低了能耗，使反應器運行成本較傳統(tǒng)臭氧預氧化成本降低。

6、本發(fā)明設計的一體式反應器在進水濃度有很大變化時，可保證出水水質穩(wěn)定，因此具有很好的抗沖擊負荷能力，不僅適用于垃圾滲濾液生化出水的深度處理，同時也適用于其他工業(yè)廢水的深度處理。

附圖說明

圖1為本發(fā)明微臭氧曝氣生物濾池一體化反應器的結構示意圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖中：1-環(huán)形罩，2-跌水裝置，3-貯水池，4-臭氧曝氣裝置，5-蠕動泵，6-出水口，7-曝氣生物濾池，8-鼓風機，9-集水箱，10-放空管，11-微孔隔板，12-曝氣裝置。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發(fā)明技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍中。

具體實施方式一：本實施方式提供的微臭氧曝氣生物濾池一體化反應器適用于經(jīng)生化處理后的垃圾滲濾液的深度處理。如圖1和2所示，反應器采用內(nèi)外圓柱套筒式結構，內(nèi)圓柱套筒作為微臭氧預氧化單元，外圓柱套筒一部分作為預氧化出水貯水池3，另一部分作為曝氣生物濾池7，其中：

所述內(nèi)圓柱套筒的底部設有臭氧曝氣裝置，上部設有出水區(qū)缺口，出水區(qū)缺口的上部設有環(huán)形罩1；

所述貯水池3的上部設有跌水裝置2，跌水裝置2與出水區(qū)缺口相連；

所述貯水區(qū)3和曝氣生物濾池7之間設有擋板，擋板底部設有微孔隔板11；

所述曝氣生物濾池7的底部設有曝氣裝置12，曝氣裝置12與鼓風機8相連；曝氣生物濾池7的內(nèi)部填充有填料，上部設有出水口6。

一種利用上述反應器深度處理垃圾滲濾液的方法，包括如下步驟：

一、集水箱9中的廢水通過蠕動泵5由反應器底部進入內(nèi)圓柱套筒，進水流量通過蠕動泵5來調節(jié)，同時打開臭氧曝氣裝置4，使廢水與微量臭氧混合，廢水發(fā)生氧化反應，將有機污染大分子氧化成小分子物質，提高廢水的可生化性；

二、廢水經(jīng)臭氧預氧化之后由內(nèi)圓柱套筒上部的出水區(qū)缺口經(jīng)跌水裝置4跌入外圓柱套筒的貯水池3，跌水過程中會增加貯水池3廢水中的氧氣，并使兩者充分混合；

三、廢水由于貯水池3與曝氣生物濾池7水位高度差順利從微孔隔板流入曝氣生物濾池7，此時，開通鼓風機8，通過曝氣裝置12向曝氣生物濾池7內(nèi)進行充氧，使填料、氧氣、廢水充分混合，提高相關污染物的去除率，氧氣的量由鼓風機流量計進行控制，廢水在此區(qū)域被生物降解，隨后由曝氣生物濾池上部的出水口6流出。

本實施方式中，所述反應器由有機玻璃制成。

本實施方式中，所述內(nèi)圓柱套筒的外徑為100mm，高度為1500mm。

本實施方式中，所述臭氧曝氣裝置產(chǎn)生的臭氧量為0.5mg/l。

本實施方式中，所述環(huán)形罩1的內(nèi)徑為100mm。

本實施方式中，所述跌水裝置為3級跌水階梯，每個跌水階梯的寬為30mm，高為50mm。

本實施方式中，所述外圓柱套筒的外徑為300mm。

本實施方式中，所述貯水池4的高度為1600mm，水面高度為1400mm。

本實施方式中，所述擋板的高度為1600mm。

本實施方式中，所述微孔隔板11的高度為50mm。

本實施方式中，所述曝氣生物濾池7的高度為1400mm。

本實施方式中，所述填料為破碎型活性炭，高度為1000mm（其中包含50mm的承托層）。

本實施方式中，所述出水口6的高度為1200mm。

本實施方式中，所述曝氣生物濾池7內(nèi)氣水比為2：1。

具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同的是，所述反應器的進水來自于某垃圾焚燒廠滲濾液處理工藝中生化處理后的出水。反應氣水比為2：1，通過水流速度調整水力停留時間為8h，由臭氧曝氣裝置控制臭氧濃度，由鼓風機控制曝氣量，二者均持續(xù)運行。所測得的進水平均cod濃度為400mg/l，氨氮濃度為90mg/l，tn濃度為120mg/l，出水平均cod、氨氮、tn濃度分別為60mg/l、5mg/l和15mg/l。反應器對cod、氨氮、tn的平均去除率分別為85%、94%和87.5%。

具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一不同的是，所述反應器的進水來自于某垃圾填埋場滲濾液二級出水，水質波動較大，可生化性較差。反應氣水比為2：1，通過水流速度調整水力停留時間4h，進水cod濃度從300mg/l至3000mg/l變化時，出水cod濃度在50~350mg/l之間，平均去除率在80%左右，進水氨氮為90~120mg/l時，出水氨氮濃度均在40mg/l以下，氨氮去除率達到66.7%以上。進水tn濃度為120~160mg/l時，出水tn濃度在20mg/l以下，去除率達到87.5%。