申请日2018.05.25
公开(公告)日2019.04.02
IPC分类号C02F9/14; C02F101/30; C02F101/10; C02F101/16; C02F103/06
摘要
本实用新型提供一种垃圾渗滤液尾水的综合处理系统，包括顺序连接的混凝单元，复合催化氧化塔和微藻光生物反应器。所述混凝单元包括顺序连接的混凝池和沉淀池，混凝池设置有渗滤液尾水进水口以及加药口，所述沉淀池设置有混凝出水口，连接所述复合催化氧化塔;所述复合催化氧化塔底部设置有臭氧进口;复合催化氧化塔上部通过出水管道连接所述微藻光生物反应器进水口;所述复合催化氧化塔顶部通过排气管道连接所述微藻光生物反应器。本实用新型提出的综合处理系统，为当前垃圾渗滤液膜法处理工艺面临的膜后浓相液处理难题提供了新的解决思路，利用“混凝+塔式臭氧催化氧化+微藻光生物反应器”工艺高效处理垃圾渗滤液尾水，无浓相液产生。
权利要求书
1.一种垃圾渗滤液尾水的综合处理系统，其特征在于，包括顺序连接的混凝单元，复合催化氧化塔和微藻光生物反应器;
所述混凝单元包括顺序连接的混凝池和沉淀池，所述混凝池设置有渗滤液尾水进水口以及加药口，所述沉淀池设置有混凝出水口，在沉淀池底部设置有污泥排出口;
所述混凝出水口连接所述复合催化氧化塔;所述复合催化氧化塔底部设置有臭氧进口;所述复合催化氧化塔上部通过出水管道连接所述微藻光生物反应器进水口;所述复合催化氧化塔顶部通过排气管道连接所述微藻光生物反应器。
2.根据权利要求1所述的综合处理系统，其特征在于，所述沉淀池上部设置的所述混凝出水口通过水管连接所述复合催化氧化塔底部，水管上设置计量泵。
3.根据权利要求1所述的综合处理系统，其特征在于，所述复合催化氧化塔为填料塔，塔中的填料为负载有催化活性金属的活性炭颗粒。
4.根据权利要求1所述的综合处理系统，其特征在于，所述复合催化氧化塔的臭氧进口连接有臭氧发生机，所述臭氧发生机连接有空气管道和气泵。
5.根据权利要求1所述的综合处理系统，其特征在于，所述微藻光生物反应器使用透明材料制成，在所述微藻光生物反应器下部设置进气口连接所述复合催化氧化塔的排气管道，在微藻光生物反应器顶部设置有尾气排出口。
6.根据权利要求1～5任一项所述的综合处理系统，其特征在于，在所述微藻光生物反应器内设置平板膜或中空纤维膜组件;所述微藻光生物反应器上部设置有出水口，底部设置有气泵鼓气口连接空气泵;所述微藻光生物反应器底部设置有微藻细胞液排出口。
说明书
一种垃圾渗滤液尾水的综合处理系统
技术领域
本实用新型属于废水处理领域，具体涉及一种垃圾渗滤液的处理系统。
背景技术
垃圾焚烧发电技术因具有占地面积小，可大幅减少垃圾的体积，实现无害化处理，机械化程度高，能对垃圾进行资源化利用等优势，将逐步取代卫生填埋成为我国城市生活垃圾处理的主流技术。但由于当前我国生活垃圾中餐厨垃圾所占比例较大，垃圾含水率较高，因此在焚烧前，需要对垃圾进行堆放使其熟化并沥出水分，以提高垃圾的燃烧热值。在此过程中会产生大量垃圾渗滤液，若渗滤液不经处理直接排放会造成土壤和水体的严重污染，危害城镇居民的身体健康。
垃圾渗滤液是一类水质成分复杂，污染物浓度高，毒性大，难处理的有机污染废水。由于渗滤液中含有大量微生物无法降解的有机物如腐殖酸和富里酸等，使用传统的生化工艺处理，并不能使其达到排放标准。目前主流的垃圾渗滤液处理工艺为“预处理+生化处理+膜处理组合工艺”。该工艺能够将垃圾渗滤液原水处理到纳管标准，但经膜处理后截留的浓相液中COD和有机物含量较高，且含有高浓度的腐殖酸类物质，可生化性差，难以有效处理。而基于非膜法工艺处理垃圾渗滤液，不会产生浓相液，可以有效解决膜法工艺面临的浓相液处理难题。非膜法工艺使用高级氧化技术，利用生成的强氧化剂破坏渗滤液中的难降解大分子有机物，使其变为小分子有机物，提高B/C比。因此在高级氧化工艺后，再使用生化法可去除水中剩余的小分子有机物，使经过处理后的垃圾渗滤液达标排放。
中国专利CN104310638A涉及一种垃圾渗滤液处理方法。该工艺主要由混凝+臭氧催化氧化单元构成。在最佳处理条件下，该方法对垃圾渗滤液中的COD去除率为70.6%，可为后续生化工艺创造条件。但是经该方法处理后的渗滤液COD仍然偏高(接近400mg/L)，可能会使后续生化工艺的处理负荷过大，在实施例中也没有给出生化工艺对其出水进行深度处理的结果。
中国专利CN207159060U公开了一种垃圾渗滤液处理系统，在混凝+臭氧反应塔之后加入生物滤池。该系统对COD有良好的去除效果，出水COD平均为90mg/L，COD去除率为87%;吨水处理成本为8元，具有较好的经济性。但是该方法仅对COD的去除率进行考察，且传统生物滤池对硝态氮和磷的去除能力有限，无法对出水中的总氮及总磷浓度进行控制。
实用新型内容
针对现有技术的不足之处，本实用新型提出一种垃圾渗滤液尾水的处理系统。目的是为当前主流的垃圾渗滤液膜法处理工艺面临的膜后浓相液处理难题提供了新的解决思路，利用“混凝+塔式臭氧催化氧化+微藻光生物反应器”组合工艺高效处理垃圾渗滤液尾水，不产生浓相液，整体工艺简单，易于操作。
本实用新型的另一个目的是替代传统的硝化/反硝化曝气生物滤池单元，利用微藻光生物反应器对经臭氧催化氧化单元处理后的出水进行深度处理，去除水中剩余的COD、氨氮、硝态氮、磷等污染物，综合提升出水各项指标。同时，产生的微藻生物质可用作动物饲料或生物柴油原料，产生经济效益，一定程度上降低渗滤液处理成本。
本实用新型的第三个目的是利用塔式臭氧催化氧化单元的尾气通入微藻光生物反应器，可降低光生物反应器的曝气能耗;尾气中包含的CO2(来至水中的有机物完全矿化后生成的CO2)可以作为微藻自养光合作用的碳源，促进微藻生长。
本实用新型的工艺，首先通过混凝去除尾水中残余的悬浮物、钙镁等金属离子和部分COD，之后利用塔式臭氧催化氧化单元，催化臭氧分解羟基自由基，对水中的COD及有机物进行深度去除，并提高臭氧利用率。同时塔中的填料可以去除部分混凝单元出水中的悬浮物，改善后续生化单元的进水水质。臭氧催化氧化塔的出水进入微藻光生物反应器单元。反应器中的微藻可在光照条件下发生自养光合作用，同时当水中存在有机物时，微藻又能摄取有机物，发生异养生化反应，在自身增殖的过程中，去除水中的有机物、氨氮、硝态氮、磷等污染物，全方面提升出水水质。此外，在处理废水的同时，得到的微藻生物质可作为动物饲料或生产生物柴油的原料，产生一定的经济效益，降低渗滤液处理费用。
实现本实用新型目的的技术方案为：
一种垃圾渗滤液尾水的综合处理系统，包括顺序连接的混凝单元，复合催化氧化塔和微藻光生物反应器;
所述混凝单元包括顺序连接的混凝池和沉淀池，所述混凝池设置有渗滤液尾水进水口以及加药口，所述沉淀池设置有混凝出水口，在沉淀池底部设置有污泥排出口;
所述混凝出水口连接所述复合催化氧化塔;所述复合催化氧化塔底部设置有臭氧进口;所述复合催化氧化塔上部通过出水管道连接所述微藻光生物反应器进水口;所述复合催化氧化塔顶部通过排气管道连接所述微藻光生物反应器。
进一步地，所述沉淀池上部设置的所述混凝出水口通过水管连接所述复合催化氧化塔底部，水管上设置计量泵。
其中，所述复合催化氧化塔为填料塔，塔中的填料为负载有催化活性金属的活性炭颗粒。
其中，所述复合催化氧化塔的臭氧进口连接有臭氧发生机，所述臭氧发生机连接有空气管道和气泵;
其中，所述微藻光生物反应器使用透明材料制成，在所述微藻光生物反应器下部设置进气口连接所述复合催化氧化塔的排气管道，在微藻光生物反应器顶部设置有尾气排出口。
其中，在所述微藻光生物反应器内设置平板膜或中空纤维膜组件;所述微藻光生物反应器上部设置有出水口，底部设置有气泵鼓气口连接空气泵;所述微藻光生物反应器底部设置有微藻细胞液排出口。
应用本实用新型的系统，对垃圾渗滤尾水的综合处理方法包括以下步骤：
(1)向垃圾渗滤液尾水中投加混凝剂，在混凝单元内实现固液分离;所述混凝剂为聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝铁、聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚硅酸絮凝剂、壳聚糖絮凝剂中的一种或多种;
(2)混凝单元产生的上清液进入臭氧催化氧化单元，利用臭氧在催化剂的催化作用下生成的强氧化剂分解及去除渗滤液中的难降解有机物;
(3)臭氧催化氧化单元的出水进入微藻光生物反应器。
优选地，步骤(1)所述混凝剂为聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺，投加量为0.1～2g/L。
其中，步骤(2)中，所述臭氧通过臭氧发生机制备，臭氧投加量为0.1～5g/L。
更优选地，所述混凝剂和臭氧的加入量随着所述垃圾渗滤液尾水的污染物含量增加而增加，当所述垃圾渗滤液尾水中COD为100～400mg/L，则混凝剂的加入量为0.1～0.3g/L、臭氧投加量为0.1～0.6g/L;当所述垃圾渗滤液尾水中COD为400～800mg/L，则混凝剂的加入量为0.3～0.8g/L、臭氧投加量为0.6～1.0g/L;当所述垃圾渗滤液尾水中COD为800～1400mg/L，则混凝剂的加入量为1～2g/L、臭氧投加量为1.0～2.0g/L。
其中，所述微藻光生物反应器使用透明材料制成，反应器内设置有平板膜或中空纤维膜组件，平板膜或中空纤维膜组件浸没入微藻溶液，出水透过分离膜进入膜的内侧被收集。
其中，所述微藻光生物反应器内的微藻为耐盐菌株，选自葡萄藻、微绿球藻、小球藻中的一种。
微藻光生物反应器中需要提供一定的曝气，一方面对膜表面进行冲刷，防止微藻粘附在膜表面，堵塞出水通道;另一方面让水流扰动，使微藻在水中不会发生沉降，能够更好的摄取水中的污染物。若发现微藻形成生物膜附着在光生物反应器的表面，应定期对反应器表面进行清理。
进一步地，所述微藻光生物反应器的温度控制在32～38℃之间，曝气量为5～15L/h，光强控制在2000～3000Lux之间。
其中，当微藻光生物反应器中的微藻细胞浓度达到3g/L以上时，将微藻细胞液排出80～95%，排出的细胞液通过重力沉降，分离微藻细胞;经分层后，上层清液返回所述微藻光生物反应器中，下层微藻细胞生物质被收集后，离心干燥。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型对比现有的垃圾渗滤液处理工艺，具有以下优点：
(1)解决现有渗滤液处理工艺存在的膜后浓相液问题，无膜后浓相液产生。
(2)显著提高臭氧利用率，改善臭氧催化氧化单元的处理效果。可深度去除水中的难降解COD及有机物，提升出水水质。
(3)微藻光生物反应器可去除水中的COD、有机物、氨氮、硝态氮、磷等污染物，全面提升出水水质;其产生的微藻生物质有一定经济效益，可降低垃圾渗滤液处理成本。
(4)充分利用臭氧催化氧化单元排出的尾气，减少微藻光生物反应器由于曝气产生的能耗。
