申请日2004.09.14
公开(公告)日2007.09.12
IPC分类号C02F9/14; C02F1/461; C02F3/30; C02F3/10; C02F1/52
摘要
本发明公开了一种GAIA垃圾渗滤液处理工艺及系统，本发明通过将物化处理与先进的生物处理技术-固定化微生物技术相结合而得以实现。本发明所采用的微生物固定化载体具有很强的微生物固定能力，生物负载量大，该载体所能固定的微生物可同时呈现好氧、兼氧及厌氧菌共存的状态，故采用该技术可同时去除垃圾渗滤液中的COD和氨氮类污染物。与现有的处理技术相比，本发明具有处理速度快、出水水质高、可处理难降解物、以及成本低的优点。
权利要求书
1、一种处理垃圾渗滤液的方法，该方法包括步骤：
对渗滤液执行微电解;
对经过微电解的污水执行混凝及沉淀处理;以及
对经过混凝及沉淀处理的污水执行生物处理，其特征在于：所述的生物处理采用了 固定化微生物处理技术。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在固定化微生物处理中，所采用的微 生物固定化载体是功能化的聚氨脂泡沫塑料，其含有反应性基团。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述基团可与生物活性分子中的氨 基和羧基直接形成离子键、共价键和氢键，实现载体与微生物、酶的偶联。
4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述载体的孔径为0.05mm-0.5mm， 持水量为10-25倍，孔隙度96%，比表面积为100m2/g-150m2/g，其对微生物及酶的负 载量可达20-60g/L。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述微生物固定化处理步骤是以生物 滤池的形式实现的，在该步骤中，采用了厌氧生物滤池(AF)和曝气生物滤池(BAF)相结 合的处理工艺。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：一个预曝调节步骤，该步骤位 于微电解步骤与混凝/沉淀处理步骤之间。
7、一种用于对垃圾渗滤液进行处理的系统，该系统包括：微电解池、预曝调节池、 沉淀池、厌氧生物滤池、以及曝气生物滤池，其特征在于：所述厌氧生物滤池与曝气生 物滤池采用了微生物固定化技术。
8、根据权利要求7所述的垃圾渗滤液处理系统，其特征在于：系统采用了一种微生 物及复合酶固定化载体，其是一种改性的聚氨酯泡沫塑料，含有反应性基团，通过离子 键、共价键、氢键为主的载体结合法固定微生物及复合酶。
说明书
垃圾渗滤液处理系统及方法
技术领域
本发明涉及一种用于垃圾渗滤液进行处理的方法及系统，更具体来讲，本发明涉及 这样一种系统和方法：其采用物理化学处理与生物处理相结合的工艺来对垃圾渗滤液进 行处理。
背景技术
垃圾渗滤液是一种难于进行处理的高浓度有机废水，其主要来自以下三个方面：(1) 填埋场内的自然降雨和径流;(2)垃圾自身原有的含水;(3)在垃圾卫生填埋后由于 微生物的厌氧分解分解而产生的水。垃圾渗滤液的成份复杂，其CODCr、BOD5、重金属、 氨氮及含盐量都很高，而且，垃圾渗滤液的可生化性差、分子量大的有机物占优势、微 生物营养元素的比例失调，垃圾渗滤液还具有一定的毒性。具体而言，垃圾渗滤液具有 如下的特性：(1)水质十分复杂，不仅含有耗氧的有机污染物，还含有各类金属和植物 营养素(氨氮等)，对于工业部门使用的垃圾填埋厂，渗滤液中还会含有有毒有害的有 机污染物;(2)BOD5、COD浓度高，最高可达几万单位，远远高于城市污水;(3)有机 污染物种类多，其中有难以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化合 物、磷酸酯、邻苯二甲酸酯、酚类化合物和苯胺类化合物等;(4)含有十多种金属离子， 其中的重金属离子会对微生物产生抑制作用;以及(5)氨氮含量高且缺乏磷元素，从而 给生物处理带来一定难度。
显然，采用常规的生物处理方法难以实现垃圾渗滤液的达标排放。对垃圾渗滤液进 行治理的重点是COD和氨氮的处理—尤其是氨氮的处理。现有技术中出现了多种用于对 垃圾渗滤液进行处理的工艺和设备。例如在CN1485280A号专利文件中就公开了一种利用 浸没燃烧蒸发工艺来填埋场的垃圾渗滤液进行处理的工艺，该工艺主要是通过将有机物 氧化为CO2和水、并进行蒸发和浓缩的方式来处理渗滤液。而在专利文件CN 1440941中 则公开了利用厌氧分子分解方法来处理垃圾渗滤液的技术，该方法包括预分解步骤、厌 氧步骤、分解氧化步骤、吸附步骤、絮凝沉淀步骤及过滤步骤，该方法结合了物理化学 处理和生物处理两方面的手段。与此类似，专利文件CN 1478737中所公开的垃圾渗滤液 处理工艺也采用了物化处理与生物处理相结合的方案，在该工艺中，利用陶瓷膜对经过 电解氧化处理的渗滤液进行反渗透处理。
在上述的某些现有处理方法中，尤其是为对氨氮进行处理而采用的方法有加碱吹脱 法、氯折点法、离子交换-沸石法和生物法。但是，就目前的技术水平而言，加碱吹脱法 由于废水中悬浮物高且处理成本高(20元/m3)而无法获得推广;氯折点法因氨氮含量 高、且需大量的氯气和NaOH而使处理成本很高(30元/m3)，而且，所使用的氯气在贮 存、运输等方面存在着不安全因素;离子交换-沸石法则仅适用于微量氨氮的深度处理。 传统的生物脱氮法利用的是微生物的硝化及反硝化原理，从理论和工程实践上都无法解 决诸如溶氧等很多的工艺问题;此外，如果氨氮浓度大于200mg/L，则硝化细菌的活性将 受到抑制，从而降低了处理效率。因此，目前的垃圾渗滤液处理技术存在着很多难于逾 越的困难。
现有技术中，通常采用活性污泥法和生物膜法来对垃圾渗滤液执行生物处理。活性 污泥法(氧化沟、SBR及推流式曝气池)工艺运行较为稳定、成熟，但占地面积较大，动 力消耗高，运行管理复杂，污泥培养时间较长，尤其是在工厂检修期间污泥易失活，污 水处理再次运行污泥须重新培养。生物膜法有生物转盘、接触氧化及曝气生物滤池，生 物转盘和接触氧化均须设置二沉池，增加土地占地面积和处理成本。曝气生物滤池集吸 附、氧化及过滤于一体，处理效果好、污泥量少、动力消耗低、出水水质好，是目前水 处理的先进工艺，普通曝气生物滤池由于选用玻璃、陶瓷等材料作为滤料，比重大，故 在运行中遇到的最大的难题是反冲洗较为困难。在传统的生物处理中过高的氨氮将对微 生物产生抑制，故目前很难将垃圾渗滤液处理到一排放标准。
发明内容
基于上述的问题，本发明提供了一种GAIA垃圾渗滤液处理工艺及系统，该工艺和系 统通过将物化处理与先进的生物处理技术-固定化微生物技术相结合而得以实现。本发明 所采用的微生物固定化载体具有很强的微生物固定能力，生物负载量大，该载体所能固 定的微生物可同时呈现好氧、兼氧及厌氧菌共存的状态，故采用该技术可同时去除垃圾 渗滤液中的COD和氨氮类污染物。与现有的处理技术相比，本发明具有处理速度快、出 水水质高、可处理难降解有机物、以及成本低的优点。
根据本发明的一个方面，本申请提出了一种处理垃圾渗滤液的方法，该方法包括步 骤：对渗滤液执行微电解;对经过微电解的污水执行混凝及沉淀处理;以及对经过混凝 及沉淀处理的污水执行生物处理，其特征在于：所述的生物处理采用了固定化微生物处 理技术。
在本发明中，通过执行微电解处理，可形成还原性极强的氢原子，从而能改变污染 物的性质，降低其毒性。混凝及沉淀处理能降低渗滤液的COD值和色度。而本发明中的 固定化微生物处理技术相比于现有技术中的活性污泥法和生物膜法，在处理效率、运行 稳定性、微生物量、及固液分离效果等方面具有一系列优点。
根据本发明的一个方面，在固定化微生物处理中，所采用的微生物固定化载体可以 是功能化的聚氨脂泡沫塑料，其含有反应性基团，这些基团可与生物活性分子中的氨基 和羧基直接形成离子键、共价键和氢键，从而实现载体与微生物、酶偶联，或经过较温 和的化学方法活化后与生物活性分子偶联，通过载体结合法固定生物分子。
根据本发明的另一方面，所述载体优选的孔径为0.05mm-0.5mm，持水量为10-25 倍，孔隙度96%，比表面积约为100m2/g-150m2/g，其对微生物及酶的负载量可达20- 60g/L。
根据本发明的再一方面，所述微生物固定化处理步骤是以生物滤池的形式实现的， 在该步骤中，采用了厌氧生物滤池(AF)和曝气生物滤池(BAF)相结合的处理工艺。
根据本发明的又一方面，所述方法还包括一个预曝调节步骤，该步骤位于微电解步 骤与混凝/沉淀处理步骤之间。利用该预曝调节步骤，可调节水质水量，保证后续处理的 稳定性，并利用垃圾渗滤液中的自然微生物对污水中的污染物执行好氧降解。
在本发明的另一方面，本申请提出了一种用于对垃圾渗滤液进行处理的系统，该系 统包括：微电解池、预曝调节池、沉淀池、厌氧生物滤池、以及曝气生物滤池，其特征 在于：所述厌氧生物滤池与曝气生物滤池采用了微生物固定化技术。
在本发明的处理系统中，由于曝气生物滤池和厌氧生物滤池以固定化微生物技术为 核心，所以具有很高的生物负载量，密度达1.0g/cm3，与水接近;由固定化微生物为主 体构成的生物滤池，其剩余污泥为传统生物法的5%，且不需要反冲洗;整个组合系统不 会产生臭味。
根据本发明的再一方面，系统中所采用的微生物及复合酶固定化载体是一种改性的 聚氨酯泡沫塑料，其含有反应性基团，通过离子键、共价键、氢键等为主的载体结合法 固定微生物及复合酶。
