申请日2019.02.28
公开(公告)日2019.05.07
IPC分类号C02F3/30; C02F101/16; C02F101/30; C02F103/06
摘要
本发明提供一种用于垃圾渗滤液处理的生物处理装置及方法，该装置主要由调节池、缺氧池、多级好氧池、厌氧池和泥水分离单元组成，并在缺氧池投加悬浮生物填料及脱氮除碳功能菌种。多级好氧池顺次连接且其中的溶解氧浓度依次减少;厌氧池底部设有内回流管路连接到缺氧池进水端;泥水分离单元包括沉淀池和污泥外回流管路，沉淀池通过底部的泄空阀及污泥外回流管路连接到第一级好氧池底部。利用缺氧‑好氧‑厌氧提供的不同微生物生长环境，形成不同的优势菌群，对垃圾渗滤液具有良好的处理效果。本发明装置具有设计合理、结构简单、节能高效的特点，适用于城市垃圾填埋场垃圾渗滤液的处理及其他高浓度有机废水和高氨氮类污水的处理。
权利要求书
1.一种用于垃圾渗滤液处理的生物处理装置，其特征在于：包括依次排列并连通的调节池、缺氧池、多级好氧池、厌氧池和泥水分离单元，所述缺氧池中投加悬浮生物填料及脱氮除碳功能菌种，所述多级好氧池顺次连接且其中的溶解氧浓度依次减少;所述厌氧池底部设有内回流管路连接到缺氧池进水端;所述泥水分离单元包括沉淀池和污泥外回流管路，所述沉淀池通过底部的泄空阀及污泥外回流管路连接到第一级好氧池底部。
2.根据权利要求1所述的一种用于垃圾渗滤液处理的生物处理装置，其特征在于：所述的调节池通过原渗滤液进水管通过重力流与缺氧池底部的进水端连接;所述的缺氧池通过侧壁的网状连通口与第一级好氧池连通;所述多级好氧池之间均通过侧壁连通口连通;最后一级好氧池通过侧壁连通口与厌氧池连通;所述的厌氧池出水口依靠重力作用通过厌氧池出水管与沉淀池中心进水管连接，所述的沉淀池采用一侧堰流方式出水至集水槽，所述集水槽设有出水口通过沉淀池出水管出水。
3.根据权利要求1所述的一种用于垃圾渗滤液处理的生物处理装置，其特征在于：所述的调节池与缺氧池连接的原渗滤液进水管上设置有流量调节阀。
4.根据权利要求1所述的一种用于垃圾渗滤液处理的生物处理装置，其特征在于：所述的缺氧池内按30%-50%的体积比填充悬浮生物填料，并投加0.5%-3%的脱氮除碳功能菌种。
5.根据权利要求1所述的一种用于垃圾渗滤液处理的生物处理装置，其特征在于：所述缺氧池、多级好氧池以及厌氧池中心处均设有搅拌器，底部中心均设有泄空阀，所述搅拌器通过搅拌器电机与转速控制器连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于垃圾渗滤液处理的生物处理装置，其特征在于：所述多级好氧池为三级，依次为第一级好氧池、第二级好氧池、第三级好氧池，所述第一级好氧池、第二级好氧池、第三级好氧池底部均设置若干曝气头，通过曝气管路与曝气泵连接，曝气管路上设有气体流量调节阀。
7.根据权利要求1所述的一种用于垃圾渗滤液处理的生物处理装置，其特征在于：所述的沉淀池采用中心进水，一侧堰流方式出水至集水槽，集水槽设有出水口通过沉淀池出水管出水。
8.根据权利要求1所述的一种用于垃圾渗滤液处理的生物处理装置，其特征在于：所述的调节池、缺氧池、好氧池、厌氧池、沉淀池均为不锈钢材质，其中的连接管道均为硅胶管。
9.应用如权利要求1-8所述的装置处理垃圾渗滤液的生物处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.调节池中的垃圾渗滤液原液通过原渗滤液进水管通过重力流进入缺氧池底部的进水端;同时，厌氧池的剩余硝化液通过内回流管路被内回流泵泵入缺氧池进水端;缺氧池中的搅拌器对缺氧池中的滤液进行充分搅拌;
S2.缺氧池出水通过侧壁网状连通口进入第一级好氧池，同时，沉淀池的泥水混合物通过污泥外回流管路回流至第一级好氧池;第一级好氧池的出水依次通过其后顺次连接的好氧池，开启好氧池的搅拌器和曝气泵，调节曝气管路上的气体流量调节阀，以保证好氧池内适宜的溶解氧浓度，并使污水与活性污泥充分接触;
S3.最后一级好氧池出水通过侧壁连通口进入厌氧池，开启厌氧池的搅拌器，使污水与活性污泥充分接触，开启厌氧池底部中心的泄空阀及内回流泵，使厌氧池内的剩余硝化液回流至缺氧池;
S4.厌氧池出水通过厌氧池出水管依靠重力流入沉淀池中心进水管，进行泥水分离;开启沉淀池底部的泄空阀及外回流泵，沉淀池中的部分污泥通过污泥外回流管路回流至第一级好氧池补充该生物系统的活性污泥量;沉淀池出水堰流至集水槽，通过集水槽底部的出水口连接沉淀池出水管排放。
10.根据权利要求9所述的一种用于垃圾渗滤液处理的生物处理方法，其特征在于：在所述步骤S1中，进入到缺氧池的垃圾渗滤液原液与回流剩余硝化液的体积比为1:1-1:5;缺氧池4的溶解氧浓度为0.3-0.5mg/L;缺氧池的水力停留时间为40-55h;
在所述步骤S2中，第一级好氧池的溶解氧浓度控制在1.5-2.5mg/L，第二级好氧池的溶解氧浓度控制在1-1.5mg/L，第三级好氧池的溶解氧浓度控制在0.5-1mg/L;所述第一级好氧池、第二级好氧池、第三级好氧池的水力停留时间均为40-55h;
在所述步骤S3中，厌氧池的溶解氧浓度小于0.2mg/L，厌氧池的水力停留时间为40-55h;
在所述步骤S4中，沉淀池的水力停留时间为20-27h。
说明书
一种用于垃圾渗滤液处理的生物处理装置及方法
技术领域
本发明属于污水生物处理领域，涉及一种用于垃圾渗滤液处理的生物处理装置及方法，适用于城市垃圾填埋场垃圾渗滤液的处理，也适用于其他高浓度有机废水及高氨氮类污水的处理。
背景技术
随着我国城镇化进程不断发展，城市生活垃圾产量急剧增长，目前，我国城市生活垃圾年产生量为1.7亿吨，其中采用填埋方式处理的生活垃圾占比90%以上。在垃圾填埋过程中，由于压实和微生物的分解作用，污染物随水分溶出，并与降雨、径流等一起形成垃圾渗滤液。垃圾渗滤液是一种水质水量随时间变化大、成分复杂、BOD和COD值高、氨氮和重金属含量高、色度高、有臭味的高浓度有机废水，处理不当会对环境、人类产生严重危害。
目前垃圾渗滤液的处理应用较多的是生物法，相较于物化法及膜处理法，生物法具有处理效率高、无二次污染、处理成本低的优点。生物法包括好氧生物处理、厌氧生物处理及好氧与厌氧联合处理。厌氧生物处理大多存在出水水质不能达到很高的水平且启动时间较长的问题，好氧生物处理工艺需消耗大量的能源。一些联合处理技术存在工艺流程较复杂，不能连续运行，系统不稳定易受理化性质波动影响等问题。针对以上技术、经济原因，本发明提供一种用于垃圾渗滤液处理的生物处理装置及方法，利用生物强化，耦合生物膜与活性污泥技术，并提供缺氧-好氧-厌氧的不同微生物生长环境，使本装置能在较短时间内启动，并且生物系统稳定，不易受水质水量及外界环境因素变化的影响。设置多级好氧池，精确控制曝气量，避免不必要的能源浪费，并具有良好的去除污染物的效果。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于垃圾渗滤液处理的生物处理装置及方法，提高垃圾渗滤液生物处理的效果，降低后续深度处理的负荷及投资,可应用于垃圾填埋场垃圾渗滤液的处理，也可应用于其他高浓度有机物或高氨氮类污水的处理。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于垃圾渗滤液处理的生物处理装置，包括依次排列并连通的调节池、缺氧池、多级好氧池、厌氧池和泥水分离单元，所述缺氧池中投加悬浮生物填料及脱氮除碳功能菌种，所述多级好氧池顺次连接且其中的溶解氧浓度依次减少;所述厌氧池底部设有内回流管路连接到缺氧池进水端;所述泥水分离单元包括沉淀池和污泥外回流管路，所述沉淀池通过底部的泄空阀及污泥外回流管路连接到第一级好氧池底部。
进一步，所述的调节池通过原渗滤液进水管通过重力流与缺氧池底部的进水端连接;所述的缺氧池通过侧壁的网状连通口与第一级好氧池连通;所述多级好氧池之间均通过侧壁连通口连通;最后一级好氧池通过侧壁连通口与厌氧池连通;所述的厌氧池出水口依靠重力作用通过厌氧池出水管与沉淀池中心进水管连接，所述的沉淀池采用一侧堰流方式出水至集水槽，所述集水槽设有出水口通过沉淀池出水管出水。
进一步，所述的调节池与缺氧池连接的原渗滤液进水管上设置有流量调节阀。
进一步，所述的缺氧池内按30%-50%的体积比填充悬浮生物填料，并投加0.5%-3%的脱氮除碳功能菌种。
进一步,所述缺氧池、多级好氧池以及厌氧池中心处均设有搅拌器，底部中心均设有泄空阀，所述搅拌器通过搅拌器电机与转速控制器连接。
进一步，所述多级好氧池为三级，依次为第一级好氧池、第二级好氧池、第三级好氧池，所述第一级好氧池、第二级好氧池、第三级好氧池底部均设置若干曝气头，通过曝气管路与曝气泵连接，曝气管路上设有气体流量调节阀。
进一步，所述的沉淀池采用中心进水，一侧堰流方式出水至集水槽，集水槽设有出水口通过沉淀池出水管出水。
进一步，所述的调节池、缺氧池、多级好氧池、厌氧池、沉淀池均为不锈钢材质，其中的连接管道均为硅胶管。
本发明还提供一种用于垃圾渗滤液处理的生物处理方法，包括以下步骤：
S1.调节池中的垃圾渗滤液原液通过原渗滤液进水管通过重力流进入缺氧池底部的进水端;同时，厌氧池的剩余硝化液通过内回流管路被内回流泵泵入缺氧池进水端;缺氧池中的搅拌器对缺氧池中的滤液进行充分搅拌;
S2.缺氧池出水通过侧壁网状连通口进入第一级好氧池，同时，沉淀池的泥水混合物通过污泥外回流管路回流至第一级好氧池;第一级好氧池的出水依次通过其后顺次连接的好氧池，开启好氧池的搅拌器和曝气泵，调节曝气管路上的气体流量调节阀，以保证好氧池内适宜的溶解氧浓度，并使污水与活性污泥充分接触;
S3.最后一级好氧池出水通过侧壁连通口进入厌氧池，开启厌氧池的搅拌器，使污水与活性污泥充分接触，开启厌氧池底部中心的泄空阀及内回流泵，使厌氧池内的剩余硝化液回流至缺氧池;
S4.厌氧池出水通过厌氧池出水管依靠重力流入沉淀池中心进水管，进行泥水分离;开启沉淀池底部的泄空阀及外回流泵，沉淀池中的部分污泥通过污泥外回流管路回流至第一级好氧池补充该生物系统的活性污泥量;沉淀池出水堰流至集水槽，通过集水槽底部的出水口连接沉淀池出水管排放;
进一步，在所述步骤S1中，进入到缺氧池的垃圾渗滤液原液与回流硝化液的体积比为1:1-1:5;缺氧池的溶解氧浓度为0.3-0.5mg/L;缺氧池的水力停留时间为40-55h;
在所述步骤S2中，第一级好氧池的溶解氧浓度控制在1.5-2.5mg/L，第二级好氧池的溶解氧浓度控制在1-1.5mg/L，第三级好氧池的溶解氧浓度控制在0.5-1mg/L;所述第一级好氧池、第二级好氧池、第三级好氧池的水力停留时间均为40-55h;
在所述步骤S3中，厌氧池的溶解氧浓度小于0.2mg/L，厌氧池的水力停留时间为40-55h;
在所述步骤S4中，沉淀池的水力停留时间为20-27h。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.实现有机污染物和NH4+-N的同步去除。工艺充分利用功能菌种，提供了缺氧、好氧、厌氧的不同微生物生存环境，形成了种类多样的功能微生物群体，如有机物氧化菌、氨氧化菌、反硝化菌等;并在装置启动阶段在缺氧池投加脱氮除碳功能菌株，能够有效实现有机污染物和NH4+-N的同步去除;
2.进行反硝化时充分利用垃圾渗滤液中原有有机物，无需另外投加碳源，经济高效;
3.系统抗冲击负荷性能强。首端设置的调节池能够调节水量水质，同时，缺氧池悬浮生物填料上附着的生物膜生物量大，能够迅速吸附并分解进水中的污染物质，厌氧池剩余硝化液回流至缺氧池，对进入缺氧池的垃圾渗滤液原液也起到了一定程度的稀释作用，避免对后续生物处理单元的冲击;
4.系统pH波动小，无需额外调节pH，有利于系统中微生物的生长及生化反应的进行;
5.节能。调节池中的垃圾渗滤液原液依靠重力流至缺氧池底部进水端，厌氧池出水依靠重力流至沉淀池，依次连通的缺氧池、多级好氧池及厌氧池呈推流式，都避免了使用机械输送，节省了动力费用。多级好氧池的污染物浓度依次降低，利用曝气管路上的气体流量调节阀精确控制其溶解氧浓度也依次降低，既使污染物高效降解，也使能耗大幅降低;
6.启动时间短。本发明利用生物强化，耦合生物膜与活性污泥技术,通过在启动阶段投加功能菌株，通入垃圾渗滤液驯化活性污泥，并提供缺氧-好氧-厌氧的不同微生物生长环境,使本装置可在较短时间内完成启动，生物系统稳定，并且出水水质达到稳定，不易受水质水量及外界环境因素变化的影响;
7.本发明装置结构紧凑，运行管理简单，应用范围广，可广泛应用于城市垃圾填埋场垃圾渗滤液的处理及其他高浓度有机废水和高氨氮类污水的处理。
