CN102351382A - 一种垃圾渗滤液和粪便废水联合处理方法 - Google Patents

Abstract

粪便废水中有机物和磷含量高而氮含量缺乏、垃圾渗滤液中有机物和氮含量高而磷含量缺乏，一种垃圾渗滤液和粪便废水联合处理方法，使粪便污水和垃圾渗滤液中的氮、磷形成了互补，使微生物所需营养元素均衡，适宜用生物处理法进行处理。本发明采用生物处理+膜分离处理+反渗透深度处理，使处理后的排放水符合GB8978—1996中华人民共和国《污水综合排放标准》的一级标准要求。

Description

一种垃圾渗滤液和粪便废水联合处理方法

技术领域

本发明涉及环保技术领域，特别涉及一种垃圾渗滤液和粪便废水联合处理方法。

背景技术

垃圾渗滤液和粪便废水同属于高浓度有机废水，。由于垃圾渗滤液有机物（BOD₅、CODcr）和氨氮含量高，磷含量缺乏，而且随着时间的推移，垃圾矿化度增高，凸显的有机物含量降低，氨氮含量更高，磷含量更低。粪便粪水中有机物（BOD₅、CODcr）和磷含量相对较高，氨氮含量较低。

在处理方法上，垃圾渗滤液和粪便废水一般分别单独进行处理或分别送入城市污水处理厂与生活污水共同进行处理。

垃圾渗滤液多采用化学法+物理法+生物法+分离膜处理法；粪便废水采用生物法+分离膜处理法。

化学法和物理法在水处理中的成本较高，处理效果也不尽人意。如垃圾渗滤液处理中，通常在好氧处理之前，增设一个氨氮吹脱塔，用碱液将污水的pH调高到11以上，送进氨氮吹脱塔中逆向用大量的空气将氨氮吹出。此工艺运行成本高，且存在脱氨尾气难以处理等问题。

申请号为200810186606.3 名称为《垃圾渗滤液处理工艺》的发明专利 采用SBR生物法和分离膜工艺相结合的方法。在生物池中投加陶粒吸附氨离子（NH4+ ），但是陶粒吸附是有限度的，当吸附达到饱和时，吸附作用即可丧失；另外垃圾渗滤液中有机物含量较高，如果采用厌氧消化，有机物可以转化成能源—沼气。但是采用SBR生物法不仅得不到能源沼气，反而需要进行长时间的曝气，消耗较多的能源，不经济。

垃圾渗滤液和城市生活污水混合处理也不是一个很好的方法，由于城市污水的碳:氮：磷大约等于100:5:1，适宜微生物处理，如果城市生活污水加入垃圾渗滤液，致使城市生活污水的碳、氮和磷的比例失调，处理后的水质不能达标。

专利号ZL2009 1 0092443.7的《粪便集中处理方法》，最终出水达到《北京市水污染排放标准》排入污水管线的限制要求，还需要送污水处理厂再次进行处理。一般粪便污水处理厂和垃圾填埋场都设在远离市区、人烟稀少的地方，如果将处理后不能直排的污水送污水处理厂，需要铺设专用管线，耗费人力财力，成本较高。

发明内容

针对上述垃圾渗沥液和粪便处理方法的不足，本发明提出垃圾渗滤液和粪便废水的联合处理方法。粪便废水磷高氮低，正好和垃圾渗滤液的氮高磷低形成互补，使微生物所需营养元素均衡，适宜用生物处理法进行处理，降低处理成本。 

本发明采用生物法+膜分离法+反渗透深度处理法，使处理后的污水符合国家一级排放标准。

本发明的处理步骤如下：

步骤1、垃圾渗滤液的预处理：通过泵站输送到处理系统的垃圾渗沥液首先经过转耙格栅除去其中的漂浮物，漂浮物密闭送至垃圾填埋场进行无害化填埋处理；液体通过管道送入沉淀池去除其中的固体物质；

步骤2、粪便废水的预处理：粪便废水通过卸粪口进入固液分离系统，将粪便废水中的固体物去除；分离出的固体物，经过螺旋挤压，密闭收运，送到垃圾填埋场进行填埋处理；经固液分离后的废水进入粪便废水调节池；

步骤3、垃圾渗滤液和粪便废水的混合：将步骤1的垃圾渗沥液打入混合池中，将步骤2的粪便废水也打入混合池中。将垃圾渗沥液和粪便废水混合均匀；  

步骤4、污水的厌氧处理：厌氧处理设备包括厌氧反应器和分离系统；将步骤3的混合池中混匀的污水送入厌氧反应器中，厌氧反应器中装有厌氧污泥，并装有搅拌器，厌氧反应器内侧装有加热装置，通过加热使污水中的有机物进行降解，同时释放出沼气，沼气通入储气袋或储气柜储存；

厌氧反应器的出水进入沉淀分离系统，沉淀分离系统中安装有三相分离器，污水从沉淀分离系统的底部进入，上部流出。污水上行通过三相分离器时，将污泥、沼气与液体进行分离；液体进入后续的兼氧系统继续进行处理，沼气通入储气袋或储气柜储存，污泥沉淀到分离系统的底部，然后通过回流泵回流到厌氧反应器中；

步骤5、污水的兼氧处理：将步骤4处理后的液体送入兼氧池中进行反硝化处理；

步骤6、污水的好氧处理：将步骤5处理后的污水送入曝气池中进行好氧处理；

在最后的一个曝气池中安装有膜生物反应器，污水从膜表面的孔径进入，从膜中心汇集排出。未被膜生物反应器过滤掉污水和污泥的混合液的100%——200%（体积比）返回步骤5的兼氧池中进行反硝化处理；

步骤7、污水的反渗透深度处理：将步骤6处理后从膜中心汇集排出的污水通过管道送进反渗透膜系统进行深度处理，反渗透膜系统主要由高压泵和反渗透膜两部分组成，反渗透膜为卷式膜，在足够高压力的情况下，除水分子外，水中其他矿物质、有机物及各种离子几乎都被拒之于膜外，并被高压水流冲出，冲出的水称为浓水，被高压水流冲出的浓水送到垃圾填埋场进行回灌，利用垃圾的过滤作用除去其中被浓缩的污染物；

步骤8、絮凝脱水：当步骤4中所述的厌氧反应器中的厌氧污泥含量超过3万毫克/升、步骤5中所述的兼氧池中的兼氧污泥含量超过1.5万mg/ L、步骤6中所述的好氧池和膜生物反应器中的好氧污泥含量超过1.5万mg/L时，便进行排泥，排出的污泥通过管道送到絮凝脱水装置进行脱水，脱出的污水返回到步骤3中所述的混合池中继续进行处理，脱水后的污泥含水率小于70%（重量比），送好氧堆肥池（厂）进行堆肥。

本发明的有益效果如下：

1.垃圾渗滤液和粪便废水进行联合处理，使垃圾渗滤液和粪便废水中的氮磷含量形成互补，使微生物所需营养元素均衡，混合液适宜用生物处理法进行处理，成本较化学法和物理法低；

2. 垃圾渗滤液和粪便废水进行联合处理，只需建设一套处理系统，节约建设费用；

3.厌氧处理系统采用全混式厌氧反应器和分离系统，可以将厌氧污泥浓度提高到2万mg/L以上，加速厌氧反应进行；

4. 厌氧处理系统采用全混式厌氧反应器和分离系统，可以将垃圾渗滤液和粪便废水中的有机物转化成能源—沼气；

5.在曝气池最后的一个曝气室中，安装有膜生物反应器，膜生物反应器不仅可以维持曝气池中具有高浓度的活性污泥，而且使排出水的SDI污染指数小于5，SiO2含量低于20mg/L,CODcr小于200mg/L，BOD5小于10mg/L,符合利用反渗透进行深度处理的进水要求；

6. 经过反渗透处理后的污水符合 GB8978—1996《污水综合排放标准》的一级标准和GB/T18920-2002《城市杂用水水质》要求，可以就近排放或用于冲厕、清洗厂区、灌溉草坪等回用。

具体实施方式

本发明是一种垃圾渗滤液和粪便废水联合处理方法，具体处理步骤如下:

步骤1：垃圾渗滤液的预处理，通过泵站输送到处理系统的垃圾渗沥液首先经过转耙格栅除去其中的漂浮物。漂浮物采用密闭垃圾车，送至垃圾填埋场进行无害化填埋处理，液体通过管道送入沉淀池中，沉淀0.5小时去除其中粒径大于15mm以上的固体物质。

步骤2：粪便废水的预处理，粪便废水通过卸粪口进入固液分离系统，将粪便废水中粒径大于15mm以上的固体物去除，分离出的固体物，如卫生巾、塑料袋等经过螺旋挤压，含水率（重量比）降到低于70%，密闭收运，送到垃圾填埋场进行填埋处理。经固液分离后的废水进入粪便废水调节池。

步骤3、垃圾渗沥液和粪便废水的混合，将步骤1沉淀池中的经过沉淀后的垃圾渗沥液经由提升泵打入混合池中，将步骤2粪便废水调节池中的粪便废水也经由提升泵打入混合池中。混合池中装有潜水式搅拌器，以便将垃圾渗沥液和粪便废水混合均匀。垃圾渗沥液和粪便废水的混合比例为1:1，但不限于1:1，也可以是2:1或3:1等。

步骤4、污水的厌氧处理，厌氧处理设备包括厌氧反应器和分离系统，厌氧反应器为全混式厌氧反应器。将步骤3中混匀的污水用提升泵提升，通过计量后送入厌氧反应器中，厌氧反应器中装有厌氧污泥，厌氧污泥在污水中的含量为2万—3万毫克/升，化学耗氧量的容积负荷为25—35kg/m³·d。厌氧反应器中装有搅拌器，搅拌转速为30-50转/min。厌氧反应器的内侧装有加热装置，将厌氧反应器中污水的温度控制在35±2℃。污水在厌氧反应器中的停留时间为4—8天，使污水中的有机物进行降解，同时释放出沼气，沼气通入储气袋或储气柜储存，沼气可以加热燃气锅炉，产生的热量返回供应厌氧反应器进行加热，也可以发电供生产和生活使用。

厌氧反应器的出水进入沉淀分离系统，沉淀分离系统中安装有三相分离器，污水从沉淀分离系统的底部进入，上部流出，污水上行通过三相分离器时，将污泥、沼气与液体进行分离。液体进入后续的兼氧系统继续进行处理，沼气通入储气袋或储气柜储存，污泥沉淀到分离系统的底部，然后通过回流泵回流到厌氧反应器中。

步骤5、污水的兼氧处理：将步骤4处理后的污水和送入兼氧池中进行反硝化处理。兼氧池中装有潜水式搅拌装置，搅拌转速为40—60转/min，防止污泥产生沉淀。兼氧池中的溶解氧小于0.5mg/L,兼氧池中装有兼氧污泥，污水中的兼氧污泥含量为1万mg/L—1. 5万mg/L。污水在兼氧池中停留2—3小时，脱除了污水中96%以上的硝酸盐和亚硝酸盐。

步骤6、污水的好氧处理，将步骤5处理后的污水送入曝气池中进行好氧处理。在本实施例中，好氧处理采用的是呈长方廊道、12个室的推流式曝气池。曝气池的污水中氧含量为2mg/L—3mg/L，好氧池中装有好氧污泥，污水中的好氧污泥含量为1万mg/L—1. 5万mg/L。污水在好氧池中的停留时间为12—18小时，使得污水中的90%（重量比）以上的氨氮转化成亚硝态氮和硝态氮，95%（重量比）以上的磷和有机物得到降解和去除。

在曝气池最后的一个曝气室中，即本实例中的第12个曝气室中，安装有膜生物反应器，膜生物反应器的主要作用是维持曝气池中具有高浓度的活性污泥和过滤污水的作用，膜生物反应器采用的是帘式膜，膜的孔径为0.1цm。污水从膜表面的孔径进入，从膜中心汇集排出。排出水的SDI污染指数小于4，SiO₂含量低于20mg/L,CODcr小于200mg/L，BOD5小于10mg/L,符合反渗透进行深度处理的进水要求。未被膜生物反应器过滤掉污水和污泥的混合液的100%——200%（体积比）返回步骤5的兼氧池中进行反硝化处理。

步骤7、污水的反渗透深度处理，将步骤6处理后从膜中心汇集排出的污水通过管道送进反渗透处理系统进行深度处理，反渗透处理系统主要由高压泵和反渗透膜两部分组成。反渗透膜为卷式膜，压力在1MPa的条件下，除水分子外，水中99%以上的矿物质、有机物及各种离子都被拒之于膜外，并被高压水流冲出，冲出的水称为浓水。反渗透的产水量为进水量的85%（体积比），脱盐率达进水含盐量的98%以上，污水通过反渗透处理后，去除了其中的悬浮物、氮、磷以及色度和难降解的有机物等，出水符合 GB8978—1996中华人民共和国《污水综合排放标准》的一级标准要求和GB/T18920-2002《城市杂用水水质》要求，可以就近排放或用于冲厕、清洗厂区、灌溉草坪等回用。 被高压水流冲出的浓水送到垃圾填埋场进行回灌，利用垃圾的过滤作用除去其中被浓缩的污染物。

步骤8、絮凝脱水：当步骤4中所述的厌氧反应器中的厌氧污泥含量超过3万毫克/升、步骤5中所述的兼氧池中的兼氧污泥含量超过1.5万mg/ L、步骤6中所述的好氧池和膜生物反应器中的好氧污泥含量超过1.5万mg/L时，便进行排泥，排出的污泥通过管道送到絮凝脱水装置进行脱水，絮凝的药剂是阳离子聚丙烯酰胺，用量是污泥量的万分之一。脱水装置主要是螺旋挤压机，脱出的污水返回到步骤3中所述的混合池中继续进行处理，脱水后的污泥含水率小于70%（重量比），送好氧堆肥池（厂）进行堆肥。

    以上实施例只是对本发明的解释，不是对发明的限制，本发明所限制的范围参见权利要求，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以做任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种垃圾渗滤液和粪便废水联合处理方法，它包括以下步骤：

步骤1、垃圾渗滤液的预处理：通过泵站输送到处理系统的垃圾渗沥液首先经过转耙格栅除去其中的漂浮物，漂浮物密闭送至垃圾填埋场进行无害化填埋处理，液体通过管道送入沉淀池去除其中的固体物质；

步骤2、粪便废水的预处理：粪便废水通过卸粪口进入固液分离系统，将粪便废水中的固体物去除，分离出的固体物，经过挤压，密闭收运，送到垃圾填埋场进行填埋处理，经固液分离后的废水进入粪便废水调节池；

步骤3、垃圾渗滤液和粪便废水的混合：将步骤1的垃圾渗沥液打入混合池中，将步骤2的粪便废水也打入混合池中，将垃圾渗沥液和粪便废水混合均匀； 

垃圾渗沥液和粪便废水的混合，将步骤1沉淀池中的经过沉淀后的垃圾渗沥液经由提升泵打入混合池中，将步骤2粪便废水调节池中的粪便废水也经由提升泵打入混合池中，混合池中装有潜水式搅拌器，以便将垃圾渗沥液和粪便废水混合均匀，垃圾渗沥液和粪便废水的混合比例为1:1，但不限于1:1，也可以是2:1或3:1等；

步骤4、污水的厌氧处理：厌氧处理设备包括厌氧反应器和分离系统，将步骤3的混合池中混匀的污水送入厌氧反应器中，厌氧反应器中装有厌氧污泥，并装有搅拌器，厌氧反应器内侧装有加热装置，通过加热使污水中的有机物进行降解，同时释放出沼气，沼气通入储气袋或储气柜储存；

厌氧反应器的出水进入沉淀分离系统，沉淀分离系统中安装有三相分离器，污水从沉淀分离系统的底部进入，上部流出，污水上行通过三相分离器时，将污泥、沼气与液体进行分离；液体进入后续的兼氧系统继续进行处理，沼气通入储气袋或储气柜储存，污泥沉淀到分离系统的底部，然后通过回流泵回流到厌氧反应器中；

步骤5、污水的兼氧处理：将步骤4处理后的液体送入兼氧池中进行反硝化处理；

步骤6、污水的好氧处理：将步骤5处理后的污水送入曝气池中进行好氧处理；

在最后的一个曝气池中安装有膜生物反应器，污水从膜表面的孔径进入，从膜中心汇集排出，未被膜生物反应器过滤掉污水和污泥的混合液的100%——200%（体积比）返回步骤5的兼氧池中进行反硝化处理；

步骤7、污水的反渗透深度处理：将步骤6处理后从膜中心汇集排出的污水通过管道送进反渗透膜系统进行深度处理，反渗透膜系统主要由高压泵和反渗透膜两部分组成，反渗透膜为卷式膜，在足够高压力的情况下，除水分子外，水中其他矿物质、有机物及各种离子几乎都被拒之于膜外，并被高压水流冲出，冲出的水称为浓水，被高压水流冲出的浓水送到垃圾填埋场进行回灌，利用垃圾的过滤作用除去其中被浓缩的污染物；

步骤8、絮凝脱水：当步骤4中所述的厌氧反应器中的厌氧污泥含量超过3万毫克/升、步骤5中所述的兼氧池中的兼氧污泥含量超过1.5万mg/ L，步骤6中所述的好氧池和膜生物反应器中的好氧污泥含量超过1.5万mg/L时，便进行排泥，排出的污泥通过管道送到絮凝脱水装置进行脱水，脱出的污水返回到步骤3中所述的混合池中继续进行处理，脱水后的污泥含水率小于70%（重量比），送好氧堆肥池（厂）进行堆肥。

2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤1中，液体通过管道送入沉淀池中，沉淀0.5小时去除其中粒径大于15mm以上的固体物质。

3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤1中，液体通过管道送入沉淀池中，沉淀0.5小时去除其中粒径大于15mm以上的固体物质。

4.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤3的混合池中装有潜水式搅拌器，以便将垃圾渗沥液和粪便废水混合均匀，垃圾渗沥液和粪便废水的混合比例为1:1，但不限于1:1，也可以是2:1或3:1等。

5.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤4所述的厌氧反应器为全混式厌氧反应器；步骤3混匀的污水通过计量后送入厌氧反应器中，厌氧反应器中的厌氧污泥在污水中的含量为2万—3万毫克/升，化学耗氧量的容积负荷为25—35kg/m³·d；厌氧反应器中搅拌器的搅拌转速为30-50转/min，厌氧反应器的内侧的加热装置将厌氧反应器中污水的温度控制在35±2℃；污水在厌氧反应器中的停留时间为4—8天，生成的沼气通入储气袋或储气柜储存，沼气可以加热燃气锅炉，产生的热量返回供应厌氧反应器进行加热，也可以发电供生产和生活使用。

6.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤5所述的反硝化处理是：兼氧池中装有潜水式搅拌装置，搅拌转速为40—60转/min，防止污泥产生沉淀；兼氧池中的溶解氧小于0.5mg/L,兼氧池中装有兼氧污泥，污水中的兼氧污泥含量为1万mg/L—1. 5万mg/L；污水在兼氧池中停留2—3小时，脱除了污水中96%以上的硝酸盐和亚硝酸盐。

7.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述步骤6的好氧处理采用的是呈长方廊道、12个室的推流式曝气池；曝气池的污水中氧含量为2mg/L—3mg/L；好氧池中装有好氧污泥，污水中的好氧污泥含量为1万mg/L—1. 5万mg/L；污水在好氧池中的停留时间为12—18小时，使得污水中的90%（重量比）以上的氨氮转化成亚硝态氮和硝态氮，95%（重量比）以上的磷和有机物得到降解和去除；在曝气池最后的一个曝气室中安装有膜生物反应器，膜生物反应器采用的是帘式膜，膜的孔径为0.1цm；污水从膜表面的孔径进入，从膜中心汇集排出，排出水的SDI污染指数小于4，SiO₂含量低于20mg/L,CODcr小于200mg/L，BOD5小于10mg/L。

8.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤7中，所述高压泵的水压是 1MPa。

9.如权利要求1或8所述的处理方法，其特征在于：步骤7中，反渗透的产水量为进水量的85%（体积比），脱盐率达进水含盐量的98%以上，污水通过反渗透处理后，去除了其中的悬浮物、氮、磷以及色度和难降解的有机物等，出水符合 GB8978—1996中华人民共和国《污水综合排放标准》的一级标准要求和GB/T18920-2002《城市杂用水水质》要求，可以就近排放或用于冲厕、清洗厂区、灌溉草坪等回用； 被高压水流冲出的浓水送到垃圾填埋场进行回灌，利用垃圾的过滤作用除去其中被浓缩的污染物。

10.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述8中，絮凝的药剂用量占污泥量的万分之一  。