申请日2007.03.26
公开(公告)日2009.01.28
IPC分类号C02F9/14; C02F3/30; C02F101/30; C02F3/12; C02F7/00; C02F3/10
摘要
本发明公开了一种垃圾渗滤液两相处理反应器，反应器主体由两个大小不等的腔体组成，小腔体为液相曝气区，曝气泵由曝气管经流量计与小腔体底部的气体扩散板相连。大腔体中装有混合填料，导液管经蠕动泵连接两个腔体。两个腔体中间为竖直隔板，隔板中部设有多行小孔使两个腔体连通，并将大腔体分为上部好氧区和下部厌氧区，两个腔体底部均设有电控阀，渗滤液桶由进水管经蠕动泵伸进小腔体内，各项电动设备均与时间控制器相连。本发明利用液相曝气区和多填料好氧区之间的内循环流、隔板以及连通孔，在反应器内形成“液相曝气区-多填料好氧区-多填料厌氧区”，实现垃圾渗滤液高浓度有机物的去除和脱氮，无需为反硝化投加碳源，可实现自动化控制。
权利要求书
1.一种曝气内循环型垃圾渗滤液两相处理反应器，其特征在于，它具有支 架(13)，支架(13)上设有反应器本体，反应器本体中间由一块竖直隔板将反应器 本体隔成两大小不等的腔体，竖直隔板下部30cm至35cm区域设有均匀分布的 多行连通孔(18)，反应器本体的大、小腔体底部为倒锥腔体，反应器本体的大腔 体中装有混合填料，填料上部为砾石层(25)，砾石层中间设有水平放置的布水板 (26)，布水板上面设有布水管(24)，布水管经第一蠕动泵(23)、导液管(15)伸到反 应器本体的小腔体内，第一蠕动泵(23)与第四时间控制器(5)相连，反应器本体的 大腔体不同高度设有多个第一采样管(28)，大腔体的倒锥腔体底部设有电控排水 阀(30)，电控排水阀(30)与第五时间控制器(6)相连，电控排水阀(30)下面设有出 水收集桶(31)，反应器本体的小腔体为液相曝气区(17)，小腔体倒锥腔体为污泥 沉降区(20)，小腔体倒锥腔体底部设有电控排泥阀(21)，电控排泥阀(21)与第三 时间控制器(4)相连，电控排泥阀(21)下面设有污泥收集桶(22);在小腔体不同高 度装有第二采样管(16)，曝气泵(7)由一根软管与三通保险阀(8)相连，三通保险 阀另一出口由曝气管(10)经玻璃转子流量计(9)伸入小腔体内，并紧贴小腔体内壁 伸至底部与多孔型气体扩散板(19)相连;曝气泵(7)与第一时间控制器(2)相连， 支架旁边设有一只渗滤液桶(14)，渗滤液桶由进水管(11)经第二蠕动泵(12)伸进 小腔体内，第二蠕动泵连接第二时间控制器(3)。
2.根据权利要求1所述的一种曝气内循环型垃圾渗滤液两相处理反应器， 其特征在于，所述的反应器本体大腔体的长方体尺寸为长60～70cm×宽30～40 cm×高100～110cm。
3.根据权利要求1所述的一种曝气内循环型垃圾渗滤液两相处理反应器， 其特征在于，所述的反应器本体小腔体的长方体尺寸为60cm×10～ 20cm×100cm。
4.根据权利要求1所述的一种曝气内循环型垃圾渗滤液两相处理反应器， 其特征在于，所述的混合填料由煤渣、沸石和活性炭混合而成，混合填料粒径 为0.5～1.0cm，煤渣、沸石和活性炭的质量比为2～2.5∶2～2.5∶1。
5.根据权利要求1所述的一种曝气内循环型垃圾渗滤液两相处理反应器， 其特征在于，所述的反应器本体大腔体中的混合填料是从底部装填至距离顶部 15～20cm处。
6.根据权利要求1所述的一种曝气内循环型垃圾渗滤液两相处理反应器， 其特征在于，所述的第一采样管(28)水平插入填料层，第一采样管(28)插入深度 为填料层的3/4至4/5，采样管管壁设有均匀分布的多个小孔。
说明书
曝气内循环型垃圾渗滤液两相处理反应器
技术领域
本发明涉及一种曝气内循环型垃圾渗滤液两相处理反应器。
背景技术
填埋法是国内外普遍采用的城市生活垃圾处理方式，全球95%以上的城市 生活垃圾通过填埋进行处置。垃圾填埋后会发生物理化学和生物化学变化，有 机物降解和雨水渗入导致大量渗滤液的产生，持续时间长达50年之久。典型的 渗滤液，含有高浓度COD(6000-15000mg/L)和氨氮(500-3000mg/L)，极易引 发地下水、地表水污染，刺激地表水体藻类生长，引起水体富营养化，破坏水 生生态系统，进而危及人体健康。因此，近年来渗滤液处理倍受人们关注。
填埋层垃圾经过短期的好氧分解之后，进入了厌氧产酸和产甲烷阶段。在酸 化阶段产生的大量挥发性有机酸是渗滤液中的主要有机物，这些有机物容易被 微生物降解，渗滤液BOD/COD为0.4-0.5。在产甲烷阶段，有机脂肪酸经过甲 烷菌的降解与转化，浓度大大降低，渗滤液pH升至7.0以上。随着填埋时间的 延长，渗滤液中的有机物主要以高分子腐殖质形式存在，BOD/COD降低至0.1 以下，可生化性较差。渗滤液性质是选择处理方法的主要依据，大多数处理方 法以COD和氨氮为主要目标污染物，包括物理法、化学法和生物法。物理法主 要有沉降、气提、吸附与膜滤等技术;化学法主要有混凝、化学沉淀、化学或 电化学氧化等技术;生物法则主要有好氧和厌氧处理技术。在实际应用中，为 提高处理效果往往采用多种方法的组合工艺。
Marttinen等人发现，纳滤法对COD和氨氮的去除率为66%和50%，在 pH=11、温度为20℃时，经过24小时的气提，可获得89%的脱氨率，臭氧氧化 可增强渗滤液的可生化性。Li等人采用磷酸铵镁沉淀法脱除渗滤液氨氮，反应 15分钟后，渗滤液氨氮浓度从5600mg/L降至110mg/L。Steensen利用H2O2/UV、 O3/固定催化剂等方法处理难降解有机物，均可获得理想的处理效果。
压力滤膜技术被应用于渗滤液生物处理过程中，如组合工艺：活性污泥-超 滤-化学氧化、活性污泥-超滤-反渗透等。活性炭吸附与活性污泥组合工艺也被 成功地应用于渗滤液处理，对于难降解性有机物、色度均有高效去除。
与好氧法相比，厌氧法更适合处理高浓度垃圾渗滤液。研究发现，UASB法 对COD去除率可达92%。厌氧-好氧组合工艺对COD去除率达80-90%，氨氮 达80%以上。好氧活性污泥法和生物膜法也被广泛应用于渗滤液处理。Maehlum 采用厌氧-好氧塘以及人工湿地系统处理渗滤液，可获得70%的总氮去除率。 Irene等人采用SBR法处理渗滤液，经过20-40天氨氮去除率高达99%。Loukidou 等人采用以聚亚胺酯和颗粒状活性炭为填料的移动床生物膜法处理渗滤液，得 到几乎100%的氨氮和COD去除率。Imai等人应用活性炭流化床反应器处理渗 滤液难降解有机物，获得70%的去除率。Cecen等发现，向活性污泥系统中投 加粉状活性炭可强化硝化作用。Ahmet Uygur等发现，向SBR反应器中投加粉 状活性炭有利于氨氮脱除。
近年来，渗滤液回灌技术也得到了迅速发展，在发达国家已开展了一些现场 应用，取得了较好的COD去除效果，但氨氮的去除不佳。在许多渗滤液处理技 术中，吸附法如活性炭、沸石等是目前国内外的研究较多和应用较广的方法。有 研究表明，活性炭对COD初始浓度为5690～17000mg/L的渗滤液去除率可达 95%。物化-生物组合工艺可有效的处理老龄垃圾渗滤液，Emilia Otal等研究发 现沸石对渗滤液氨氮具有很好的去除效果。
发明内容
本发明目的是提供一种曝气内循环型垃圾渗滤液两相处理反应器。
曝气内循环型垃圾渗滤液两相处理反应器具有支架，支架上设有反应器本 体，反应器本体中间由一块竖直隔板将反应器本体体隔成两大小不等的腔体， 竖直隔板下部30cm至35cm区域设有均匀分布的多行连通孔，反应器本体的大、 小腔体底部为倒锥腔体，反应器本体的大腔体中装有混合填料，填料上部为砾 石层，砾石层中间设有水平放置的布水板，布水板上面设有布水管，布水管经 第一蠕动泵、导液管伸到反应器本体的小腔体内，第一蠕动泵与第四时间控制 器相连，反应器本体的大腔体不同高度设有多个第一采样管，大腔体的倒锥腔 体底部设有电控排水阀，电控排水阀与第五时间控制器相连，电控排水阀下面 设有出水收集桶，反应器本体的小腔体为液相曝气区，小腔体倒锥腔体为污泥 沉降区，小腔体倒锥腔体底部设有电控排泥阀，电控排泥阀与第三时间控制器 相连，电控排泥阀下面设有污泥收集桶;在小腔体不同高度装有第二采样管， 曝气泵由一根软管与三通保险阀相连，三通保险阀另一出口由曝气管经玻璃转 子流量计伸入小腔体内，并紧贴小腔体内壁伸至底部与多孔型气体扩散板相连; 曝气泵与第一时间控制器相连，支架旁边设有一只渗滤液桶，渗滤液桶由进水 管经第二蠕动泵伸进小腔体内，第二蠕动泵连接第二时间控制器。
所述的反应器本体大腔体的长方体尺寸为长60～70cm×宽30～40cm×高 100～110cm。反应器本体小腔体的长方体尺寸为60cm×宽10～20cm×高100cm。 混合填料由煤渣、沸石和活性炭混合而成，混合填料粒径为0.5～1.0cm，煤渣、 沸石和活性炭的质量比为2～2.5∶2～2.5∶1。反应器本体大腔体中的混合填料 是从底部装填至距离顶部15～20cm处。第一采样管水平插入填料层，第一采样 管插入深度为填料层的3/4至4/5，采样管管壁设有均匀分布的多个小孔。
本发明旨在提供一种垃圾渗滤液处理反应器。采用“两相三区”设计思想， 即通过工艺优化，在反应器内形成“液相曝气区-多填料好氧区-多填料厌氧区”。 利用液相曝气区和多填料好氧区之间的内循环流，充分发挥活性污泥降解-多种 填料吸附的联合作用，实现垃圾渗滤液高浓度有机物和氨氮的去除。液相曝气 区和填料好氧区的水流可同时汇入填料厌氧区，为厌氧区提供有机物和硝态氮， 实现反硝化脱氮，避免传统反硝化过程需要投加有机碳源的问题。反应器运行 工艺灵活、操作简便，且可实现自动化控制。
本发明采用“两相三区”设计思想，即通过工艺优化，在反应器内形成“液 相曝气区-多填料好氧区-多填料厌氧区”。利用液相曝气区和多填料好氧区之间 的内循环流，充分发挥活性污泥降解-多种填料吸附的联合作用，实现垃圾渗滤 液高浓度有机物和氨氮的去除。液相曝气区和填料好氧区的水流可同时汇入填 料厌氧区，为厌氧区提供有机物和硝态氮，实现反硝化脱氮，避免传统反硝化 过程需要投加有机碳源的问题。反应器运行工艺灵活、操作简便，且可实现自 动化控制。
