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CN102786183B - 垃圾渗滤液的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种垃圾渗滤液的处理方法，它包括以下步骤：脱氨氮、絮凝沉淀、电解、电容脱盐、厌氧处理、好氧处理、膜过滤和膜浓缩液处理。本发明的优点在于通过电解工艺、膜工艺与生化工艺有机结合，取长补短，从而形成一种运行稳定、对水质变化适应能力强、费用较低、处理效率高、能有效降低垃圾渗滤液中氨氮、COD、SS、色度等指标，使得出水达标排放的垃圾渗滤液处理方法。

Description

垃圾渗滤液的处理方法
技术领域
本发明属于环境工程领域，它涉及一种污水的处理方法，特别是指一种成本较低、效果较好的垃圾渗滤液的处理方法。
背景技术
垃圾渗滤液是一种难于进行处理的高浓度有机垃圾渗滤液，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、垃圾自身含有的水；3、在垃圾填埋后由于微生物的厌氧分解而产生的水；其中填埋场内的降水为主要部分。城市垃圾渗滤液污染物含量典型值如表1 所示。
    表1 一般垃圾渗滤液的主要成分(除pH、和感观指标外，单位为mg/L)
项目 浓度变化范围 项目 浓度变化范围
感观指标 黑色/恶臭 氯化物 189～3262
pH值 3.7～8.5 Fe 50～600
总硬度 3000～10000 Cu 0.1～1.43
CODCr 1200～300000 Ca 200～300
BOD5 200～60000 Pb 0.1～2.0
NH3-N 20～7400 Cr 0.01～2.61
总磷 1～70 Hg 0～0.032
由表1可知，垃圾渗滤液的水质具有以下基本特征：
（1）污染物浓度高，COD、BOD和氨氮大多为工业污染物国家排放标准的几十～几百倍以上。
（2）既有有机污染成分，也有无机污染成分，同时还含有一些微量重金属污染成分，综合污染特征明显。
（3）有机污染物种类多，成分复杂。垃圾渗滤液中有机污染物多，高达77种，其中有难以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化物，磷酸酯，邻苯二甲酸酯，酚类化合物和苯胺类化合物等。
（4）垃圾渗滤液中含有10多种金属离子，其中的重金属离子会对生物处理过程产生严重抑制作用。
（5）渗滤液中微生物营养元素比例严重失调。其中的氨氮浓度很高，C/N比例失调，其营养比例比生物法处理时微生物生长所需要的营养比例相去甚远，给生物处理带来一定的难度。
垃圾渗滤液的氨氮含量和COD浓度高，使地面水体缺氧，水质恶化；氮磷等营养物质是导致水体富营养化的诱因，还可能严重影响饮用水水源；一般而言，COD，BOD，BOD/COD会随填埋场的“年龄”增长而降低，碱度含量则升高。此外，随着堆放年限的增加，新鲜垃圾逐渐变为陈腐垃圾，渗滤液中有机物含量有所下降，但氨氮含量增加，且可生化性降低，因此处理难度非常大。
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。例如在专利文件CN1485280A中就公开了一种利用浸没燃烧蒸发工艺来填埋垃圾渗滤液的处理工艺，该工艺主要是通过将有机物氧化成二氧化碳和水，并通过蒸发和浓缩的方式处理渗透液。而在专利文件CN1440941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、絮凝沉淀步骤以及过滤步骤，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CN1478737中所公开的垃圾渗滤液采用电解氧化与膜处理相结合的方案，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过滤后再进行反渗透处理。
另外，现有公知的电解技术能有效去除垃圾渗滤液中的有害物质，但是传统的电解的电流密度低、工作电位高、电效率很低、耗能大、寿命短、成本高，因此将其应用于垃圾渗滤液处理方面效果并不理想。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的处理工艺复杂、化学药剂消耗量大、成本高、处理后垃圾渗滤液排放不达标等缺陷，通过电解工艺、膜工艺与生化工艺有机结合，取长补短，从而形成一种高氨氮去除率、高色度去除率和高COD去除率、运行稳定、对水质变化适应能力强、费用较低、处理效率高的垃圾渗滤液处理方法。
本发明的技术方案包括以下步骤：
a、脱氨氮
垃圾渗滤液经管道进入调节池调节水质，均衡水量，并在调节池中通过加药装置加入pH调节剂，调节pH值后流入氨氮吹脱装置或者反应池中，在氨氮吹脱装置中通过蒸汽或空气吹脱使垃圾渗滤液中的高浓度氨氮转换成游离的氨而被吹出，或者在反应池中通过加药装置投加适量的Mg（OH）2和H3PO4，与NH4+反应生成MgNH4PO4·6H2O（鸟粪石）沉淀，以达到去除氨氮的目的，使其氨氮浓度≤200mg/L后进入后续处理工序；
b、絮凝沉淀
垃圾渗滤液脱氨氮后流入混凝池，在混凝池中通过加药装置加入适量絮凝剂，反应完全后进入初沉池，初沉池的沉淀物（即污泥）经过泵和管道送入污泥池中，最后在污泥脱水装置中进行过滤分离，将垃圾渗滤液的COD降低10～35%；
c、电解
将絮凝沉淀处理后的垃圾渗滤液泵入电解机电解，电解后进入中间池，并投加还原剂，脱除电解产生的残余自由基；电解机的相邻两电极间的电压为2～12V，电流密度为10～320mA/cm2；
d、电容脱盐
当经过步骤c电解处理后垃圾渗滤液的电导率≥5000μs/cm时，先经过步骤d电容脱盐处理，使其电导率降低为500～3000μs/cm，然后进入步骤e厌氧处理；当经过步骤c电解处理后垃圾渗滤液的电导率＜5000μs/cm时，直接进入步骤e厌氧处理；
e、厌氧处理
电解处理或电容脱盐处理后的垃圾渗滤液依次进入水解酸化池和缺氧池中，停留时间为8～72小时，在水解酸化池内垃圾渗滤液中的大分子有机物在产酸菌的作用下水解酸化成小分子有机物，再经过缺氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用下分解成甲烷和二氧化碳，提高B/C值，改善可生化性；同时通过缺氧池中反硝化细菌的反硝化作用进一步脱除垃圾渗滤液中的氨氮；
f、好氧处理
厌氧处理后的垃圾渗滤液进入含有好氧菌、硝化细菌和亚硝化细菌等微生物的好氧池内，停留时间为16～360小时，利用好氧微生物进一步氧化分解垃圾渗滤液中的有机物，深度去除垃圾渗滤液中的COD和BOD，同时利用硝化细菌的硝化作用和亚硝化细菌的亚硝化作用使氨态氮转化为硝态氮或亚硝态氮；此外，好氧池的部分混合液通过回流泵回流至缺氧池；
g、二次电解
当经过好氧处理后的垃圾渗滤液的COD≥400mg/L时，将经过好氧处理后的垃圾渗滤液进行二次电解，使其中大分子有机物开环断链，提高可生化性，且电解时，电解机的相邻两电极间的电压为3～18V，电流密度为20～320mA/cm2；当经过好氧处理后的垃圾渗滤液的COD＜400mg/L时，则直接进入步骤h膜过滤；
h、膜过滤
好氧处理或二次电解处理后的垃圾渗滤液流入二沉池，经过沉淀进一步去除垃圾渗滤液中的COD、BOD和SS后，经过膜过滤使出水达到再生水标准，二沉池底部的污泥一部分经泵回流至缺氧池中，另一部分通过管道流入污泥池中，再经污泥脱水装置过滤分离成滤液和泥饼，滤液经管道回流至调节池中，而泥饼则外运；
i、膜过滤浓缩液的处理
步骤h膜过滤产生的浓缩液经过电容脱盐处理后，再经泵回流循环至缺氧池。
在步骤a中，所述氨氮吹脱装置为吹脱塔、填料塔或重力机的一种；所述吹脱出的氨气用盐酸吸收生成氯化铵可回用于纯碱生产作母液，也可用水吸收生产氨水或用硫酸吸收生产硫酸铵副产品；
在步骤a中，所述MgNH4PO4·6H2O（鸟粪石）沉淀物经造粒等过程后，可开发作为复合肥使用。
在步骤b中，所述絮凝剂为铝盐（硫酸铝、氯化铝）、铁盐（硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁）、聚铝（聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硅酸铝）、聚铁（聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚合硅酸铁）、有机高分子絮凝剂或微生物絮凝剂中的一种或任意二种以上组合；所述pH调节剂为硫酸、盐酸、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、石灰中的一种。
在步骤b中，最佳絮凝剂为聚合硫酸铁（PFS），其投加量为每吨垃圾渗滤液200～2000g。
在步骤b中，最佳絮凝剂为硫酸亚铁（FeSO4），其投加量为每吨垃圾渗滤液230～1800g。
在步骤c中，所述电解机设有电源和电解槽，电解槽内的电极材料为石墨、钛、铁、铝、锌、铜、铅、镍、钼、铬、金属的合金和纳米催化惰性电极等中的一种；所述纳米催化惰性电极的表层涂覆有晶粒为10～35nm的金属氧化物惰性催化涂层；所述纳米催化惰性电极的基板可为钛板或塑料板。
进一步的，在步骤c中，所述的最佳电解是纳米催化电解，所述的纳米催化电解机的结构见中国专利CN102010038A，电解的工作电压为2～500V，相邻两电极间的电压为2～8 V，电流密度为10～300mA/cm2。
纳米催化电解垃圾渗滤液时，产生的游离基氯[Cl]、游离基氧[O]和羟基[OH]等强氧化性物质杀灭垃圾渗滤液中微生物、氧化分解垃圾渗滤液中的有机物、铵离子，使垃圾渗滤液中的有机物质大环开环，长链断链，既消除了垃圾渗滤液的色度，也去除了臭味，还提高垃圾渗滤液的可生化性，并使垃圾渗滤液在电场作用下脱稳，垃圾渗滤液中的悬浮物、胶体、带电微粒，形成较大颗粒。此外，垃圾渗滤液中的阳离子、阴离子分别向阴极和阳极移动，在阴极和阳极发生双电层作用和多电层作用，形成沉淀诱发絮凝作用，加速杂质沉降；电解产生的氢气小气泡还具有气浮效果。
采用纳米催化电解具有如下突出效果：
首先，通过电解使垃圾渗滤液中的大环化合物开环，长链断链，产生的游离基氧化分解有机物，快速降低COD，提高了垃圾渗滤液的可生化性，从而为后续的厌氧单元创造了更好的生化条件。
其次，通过电解产生的多种游离基（强氧化性物质）杀灭垃圾渗滤液中的微生物，使后续的厌氧处理中能培育出更大的优势菌群，发挥更好的生化效果，使厌氧处理的出水水质更好。
第三，氧化分解垃圾渗滤液中的无机铵，使铵离子转化为氮气、硝酸根、亚硝酸根和水，氨氮的脱除率可达80～90%，使进入生化前垃圾渗滤液的氨氮小于100mg/L，同时消除水中臭味。
第四，大幅度降低垃圾渗滤液的色度，电解产生的氯[Cl]、羟基[OH]和氧[O]等强氧化性自由基可以氧化分解残留于垃圾渗滤液中发色基团、助色基团，降低垃圾渗滤液色度，达到脱色的目的。
第五，除臭，电解产生的多种游离基（强氧化性物质）氧化分解垃圾渗滤液中的发臭基团，去除垃圾渗滤液中的恶臭。
第六，电解时垃圾渗滤液中的阳离子和阴离子分别向电解机电解槽的阴极和阳极移动，发生双电层作用，在阴极和阳极附近形成沉淀，从而降低垃圾渗滤液中的重金属离子含量，从而减轻重金属离子对后续单元中厌氧、好氧微生物的抑制、毒害作用。
在步骤f中，所述混合液的回流比为3:1或2:1，有利于缺氧池中反硝化细菌的反硝化作用脱除垃圾渗滤液的氨氮。
在步骤h中，所述膜过滤为经过二沉池沉淀分离的垃圾渗滤液再经过膜生物反应器（MBR）过滤；所述MBR膜组件选自聚偏氟乙烯中空纤维膜、聚丙烯中空纤维膜、聚砜中空纤维膜、聚醚砜、聚丙烯腈和聚氯乙烯中空纤维膜中的一种，膜孔径为0.10～0.2μm，工作压力为-1～-50kPa，工作温度为5～45℃。
在步骤h中，所述膜过滤为经过二沉池沉淀分离的垃圾渗滤液经过浸没式超滤或柱式超滤过滤后，再经过纳滤过滤；所述超滤为浸没式超滤、柱式超滤、管式超滤、卷式超滤或板式超滤的一种，截留分子量为1000～100000MWCO，工作条件为：常温～45℃，浸没式超滤的工作压力为-1～-50kPa，柱式超滤、管式超滤、卷式超滤和板式超滤的工作压力为3～300kPa；所述纳滤的膜组件为卷式膜组件，纳滤膜的膜材料为有机膜中醋酸纤维膜或复合纳滤膜，纳滤膜的截留分子量为200～500MWCO，进压为6.0～45.0bar，出压为4.5～43.5 bar。
在步骤h中，所述膜过滤为经过二沉池沉淀分离的垃圾渗滤液经过超滤过滤后，再经过反渗透（RO）过滤；所述反渗透的膜组件为卷式膜组件，膜材料为有机膜中醋酸纤维膜或复合膜，膜材料的截留分子量为50～200MWCO，进压可为6.0～45.0bar，出压可为4.5～35 bar。
由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：
（1）通过电解步骤，使垃圾渗滤液中难以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化物，磷酸酯，邻苯二甲酸酯，酚类化合物和苯胺类化合物等开环、断链，不仅可以降低COD，而且提高了垃圾渗滤液的可生化性，同时对脱氨氮后的残余氨氮的脱除率可达80～90%，同时通过电解絮凝沉淀作用有效去除垃圾渗滤液中重金属离子，为后续的处理工艺创造更好的生化条件。
（2）纳米催化电解机采用表面覆盖有具有良好催化效果晶粒为10～35nm的纳米催化涂层的惰性电极作阳极，阳极不消耗，成本低，电效率高，是普通电极电解效率的10倍以上，吨垃圾渗滤液处理消耗的电能大幅度减少。
（3）通过厌氧处理和好氧处理的生物处理方法能进一步有效降低垃圾渗滤液中的氨氮、COD和BOD。
（4）通过上述各步骤有序配合能保证垃圾渗滤液处理后各项指标均达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）排放标准的要求，为填埋场渗滤液的处理提供了可靠的保证。
（5）通过将膜过滤浓缩液再经过电容离子吸附脱盐后，再回流入生物系统，彻底解决膜过滤浓缩液的排放问题。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面参照附图1说明本发明的具体实施方式。
实施例1
某垃圾卫生填埋场1000吨/日的渗滤液处理工程
所述的垃圾渗滤液原水经测定水质情况如表2所示。
表2 垃圾渗滤液原水的水质情况。
序号 项目 单位 测定值 序号 项目 单位 测定值
1 CODCr mg/L 16800 5 氨氮 mg/L 1240
2 SS mg/L 570 6 色度 倍 1200
3 浊度 NTU 505 7 pH值 - 6.8
4 BOD5 mg/L 2866 8 电导率 μS/cm 4300
步骤a、脱氨氮
垃圾渗滤液经管道进入调节池调节水质，均衡水量，使得来自垃圾填埋场各处的不同性质的垃圾渗滤液的流量及参数得以充分调节，便于后续单元的处理。并在调节池中通过加药装置加入氢氧化钠溶液调节pH值至9~11，然后流入反应池中，在反应池中通过加药装置投加Mg（OH）2和H3PO4，使其与NH4+反应生成MgNH4PO4·6H2O（鸟粪石）沉淀，以达到去除氨氮的目的，使其氨氮浓度≤200mg/L后进入混凝池；鸟粪石沉淀物则经造粒等过程后，开发作为复合肥使用。
步骤b、絮凝沉淀
垃圾渗滤液脱氨氮后流入混凝池，每吨垃圾渗滤液加入200g聚合硫酸铁（PFS）反应完全后进入初沉池，初沉池的沉淀（即污泥）经过泵和管道送入污泥池中，最后在污泥脱水装置中进行过滤分离；将垃圾渗滤液的COD降低10～35%后进入电解机。
上述聚合硫酸铁为絮凝剂。絮凝剂可以是铝盐（硫酸铝、氯化铝）、铁盐（硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁）、聚铝（聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硅酸铝）、聚铁（聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚合硅酸铁）、有机高分子絮凝剂或微生物絮凝剂中的一种或任意二种以上组合。
步骤c、电解
垃圾渗滤液经过絮凝沉淀后流入电解机电解，然后进入中间池，并投加还原剂，脱除电解产生的残余自由基。所述电解机为纳米催化电解机，其工作电压为40V，电流密度为20mA/cm2，两极间的电压为3.5 V。纳米催化微电解产生的强氧化性的自由基氯[Cl]、氧[O]和羟基[OH] 能快速氧化分解垃圾渗滤液中的有机物质，使垃圾渗滤液中难于生化降解的大有机分子开环、断链、大分子分解为小分子，降低COD和提高垃圾渗滤液的可生化，为生化提供更好的条件；同时使垃圾渗滤液中的染料分子的发色基团、助色基团氧化或还原为无色基团，达到脱色的目的；再者，垃圾渗滤液中的阳离子和阴离子分别向电解机电解槽的阴极和阳极移动，在阴极和阳极附近形成沉淀，从而降低垃圾渗滤液中的重金属离子含量，从而减轻重金属离子对后续单元中厌氧、好氧微生物的抑制、毒害作用；此外，还可以杀灭垃圾渗滤液中微生物，并使垃圾渗滤液中的悬浮物、胶体、带电微粒在电场作用下形成较大颗粒。
步骤d、厌氧处理
电解处理后的垃圾渗滤液的电导率＜5000μs/cm，因此直接进入水解酸化池和缺氧池中，停留时间为10小时，在水解酸化池内垃圾渗滤液中的大分子有机物在产酸菌的作用下水解酸化成小分子有机物，再经过缺氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用下分解成甲烷和二氧化碳，提高B/C值，改善可生化性；同时通过缺氧池中反硝化细菌的反硝化作用进一步脱除垃圾渗滤液中的氨氮。
步骤e、好氧处理
厌氧处理后的垃圾渗滤液进入含有好氧菌、硝化细菌和亚硝化细菌等微生物的好氧池内，停留时间为18小时，利用好氧微生物进一步氧化分解垃圾渗滤液中的有机物，深度去除垃圾渗滤液中的COD和BOD，同时利用硝化细菌的硝化作用和亚硝化细菌的亚硝化作用使氨态氮转化为硝态氮或亚硝态氮；此外，好氧池的混合液以2:1的比例通过回流泵回流至缺氧池。
步骤f、膜过滤
好氧处理后的垃圾渗滤液的COD＜400mg/L，直接流入二沉池，经过沉淀进一步去除垃圾渗滤液中的COD、BOD、SS等，经过MBR过滤分离使出水达到再生水标准，二沉池底部的污泥一部分经泵回流至缺氧池中，另一部分通过管道流入污泥池中，再经污泥脱水装置过滤分离成滤液和泥饼，滤液经管道回流至调节池中，而泥饼则外运。
所述MBR膜组件为聚丙烯中空纤维膜，膜孔径为0.10～0.2μm，工作压力为-1～-50kPa，工作温度为5～45℃。
g、膜过滤浓缩液的处理
步骤f中MBR过滤产生的浓缩液经过电容脱盐处理后，再经泵回流循环至缺氧池。
表3 处理后的垃圾渗滤液的出水水质情况
序号 项目 单位 测定值 序号 项目 单位 测定值
1 CODCr mg/L 58 5 氨氮 mg/L ≤5
2 SS mg/L ≤5 6 色度 倍 8
3 浊度 NTU ≤5 7 pH值 - 7.2
4 BOD5 mg/L 16 8 电导率 μS/cm ≤3500
实施例2
某垃圾卫生填埋场300吨/日的渗滤液处理工程
所述的垃圾渗滤液原水经测定指标如表4所示。
表4 垃圾渗滤液原水的水质情况。
序号 项目 单位 测定值 序号 项目 单位 测定值
1 CODCr mg/L 89600 5 氨氮 mg/L 3660
2 SS mg/L 802 6 色度 倍 2500
3 浊度 NTU 730 7 pH值 - 9.3
4 BOD5 mg/L 17900 8 电导率 μS/cm 9030
步骤a、脱氨氮
垃圾渗滤液经管道进入调节池调节水质，均衡水量，使得来自垃圾填埋场各处的不同性质的垃圾渗滤液的流量及参数得以充分调节，便于后续单元的处理。并在调节池中通过加药装置加入石灰调节pH值至10~11，然后流入吹脱塔中，通过蒸汽吹脱使垃圾渗滤液中的高浓度氨氮转换成游离的氨而被吹出，以达到去除氨氮的目的，使其氨氮浓度≤200mg/L后进入后混凝池；吹脱出的氨气则用盐酸吸收生成氯化铵回用于纯碱生产作母液。
步骤b、絮凝沉淀
垃圾渗滤液脱氨氮后流入混凝池，每吨垃圾渗滤液加入250g硫酸亚铁（FeSO4），反应完全后进入初沉池，初沉池的沉淀（即污泥）经过泵和管道送入污泥池中，最后在污泥脱水装置中进行过滤分离；垃圾渗滤液的COD降低10～35%后流入电解机。
上述硫酸亚铁为絮凝剂。絮凝剂可以是铝盐（硫酸铝、氯化铝）、铁盐（硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁）、聚铝（聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硅酸铝）、聚铁（聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚合硅酸铁）、有机高分子絮凝剂或微生物絮凝剂中的一种或任意二种以上组合。
步骤c、电解
垃圾渗滤液经过絮凝沉淀后流入电解机电解，电解后进入中间池，并投加还原剂，脱除电解产生的残余自由基；电解机工作电压为4V，电流密度为150mA/cm2，相邻两极间的电压为2 V。
步骤d、电容脱盐
步骤c电解处理后垃圾渗滤液的电导率＞5000μs/cm，先进行电容脱盐处理，使其电导率降低为500～3000μs/cm后进入步骤e厌氧处理。
步骤e、厌氧处理
电容脱盐处理后的垃圾渗滤液依次进入水解酸化池和缺氧池中，停留时间为36小时，在水解酸化池内垃圾渗滤液中的大分子有机物在产酸菌的作用下水解酸化成小分子有机物，再经过缺氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用下分解成甲烷和二氧化碳，提高B/C值，改善可生化性；同时通过缺氧池中反硝化细菌的反硝化作用进一步脱除垃圾渗滤液中的氨氮。
步骤f、好氧处理
厌氧处理后的垃圾渗滤液进入含有好氧菌、硝化细菌和亚硝化细菌等微生物的好氧池内，停留时间为180小时，利用好氧微生物进一步氧化分解垃圾渗滤液中的有机物，深度去除垃圾渗滤液中的CODCr和BOD5，同时利用硝化细菌的硝化作用和亚硝化细菌的亚硝化作用使氨态氮转化为硝态氮或亚硝态氮；此外，好氧池的混合液以2:1的比例通过回流泵回流至缺氧池。
步骤g、二次电解
好氧处理后的垃圾渗滤液的COD≥400mg/L，因此流入电解机进行二次电解，使其中大分子有机物开环断链，提高可生化性，且电解时，电解机的相邻两电极间的电压为5V，电流密度为190mA/cm2；
步骤h、膜过滤
二次电解处理后的垃圾渗滤液流入二沉池，经过沉淀进一步去除垃圾渗滤液中的COD、BOD和SS后，依次经过浸没式超滤和纳滤过滤使出水达到再生水标准，二沉池底部的污泥一部分经泵回流至缺氧池中，另一部分通过管道流入污泥池中，再经污泥脱水装置过滤分离成滤液和泥饼，滤液经管道回流至调节池中，而泥饼则外运。
所述浸没式超滤的工作条件为：常温～45℃，工作压力为-1～-50kPa；所述纳滤的膜组件为卷式膜组件，膜材料为复合纳滤膜，进压为6.0～45.0bar，出压为4.5～43.5 bar。
上述超滤装置为浸没式超滤。超滤装置可以是浸没式超滤、柱式超滤、管式超滤、卷式超滤或板式超滤的一种。
步骤i、膜过滤浓缩液的处理
步骤h浸没式超滤和纳滤过滤产生的浓缩液经过电容脱盐处理后，再经泵回流循环至缺氧池。
表5 处理后的垃圾渗滤液的出水水质情况
序号 项目 单位 测定值 序号 项目 单位 测定值
1 CODCr mg/L 54 5 氨氮 mg/L ≤5
2 SS mg/L ≤5 6 色度 倍 3
3 浊度 NTU ≤5 7 pH值 - 7.2
4 BOD5 mg/L 17 8 电导率 μS/cm ≤1200
实施例3
某垃圾卫生填埋场1500吨/日的渗滤液处理工程
所述的垃圾渗滤液原水经测定指标如表6所示。
表6 垃圾渗滤液原水的水质情况。
序号 项目 单位 测定值 序号 项目 单位 测定值
1 CODCr mg/L 284300 5 氨氮 mg/L 4510
2 SS mg/L 1381 6 色度 倍 4500
3 浊度 NTU 1200 7 pH值 - 9.5
4 BOD5 mg/L 42800 8 电导率 μS/cm 11290
步骤a、脱氨氮
垃圾渗滤液经管道进入调节池调节水质，均衡水量，使得来自垃圾填埋场各处的不同性质的垃圾渗滤液的流量及参数得以充分调节，便于后续单元的处理。并在调节池中通过加药装置加入石灰调节pH值至10~11，然后流入重力机中，通过空气吹脱使垃圾渗滤液中的高浓度氨氮转换成游离的氨而被吹出，以达到去除氨氮的目的，使其氨氮浓度≤200mg/L后进入混凝池，吹脱出的氨气则用硫酸吸收生产硫酸铵副产品
步骤b、絮凝沉淀
垃圾渗滤液脱氨氮后流入混凝池，每吨垃圾渗滤液加入1500g硫酸亚铁（FeSO4），反应完全后进入初沉池，初沉池的沉淀（即污泥）经过泵和管道送入污泥池中，最后在污泥脱水装置中进行过滤分离；将垃圾渗滤液的COD降低10～35%后进入电解机。
上述硫酸亚铁为絮凝剂。絮凝剂可以是铝盐（硫酸铝、氯化铝）、铁盐（硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁）、聚铝（聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硅酸铝）、聚铁（聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚合硅酸铁）、有机高分子絮凝剂或微生物絮凝剂中的一种或任意二种以上组合。
步骤c、电解
将絮凝沉淀处理后的垃圾渗滤液泵入电解机电解，电解后进入中间池，并投加还原剂，脱除电解产生的残余自由基；电解机的电流密度为320mA/cm2，两极间的电压为12 V。
步骤d、电容脱盐
经过步骤c电解处理后垃圾渗滤液的电导率≥5000μs/cm，因此先经过电容脱盐处理，使其电导率降低为500～3000μs/cm后进入步骤e厌氧处理。
步骤e、厌氧处理
电容脱盐处理后的垃圾渗滤液依次进入水解酸化池和缺氧池中，停留时间为72小时，在水解酸化池内垃圾渗滤液中的大分子有机物在产酸菌的作用下水解酸化成小分子有机物，再经过缺氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用下分解成甲烷和二氧化碳，提高B/C值，改善可生化性；同时通过缺氧池中反硝化细菌的反硝化作用进一步脱除垃圾渗滤液中的氨氮。
步骤f、好氧处理
厌氧处理后的垃圾渗滤液进入含有好氧菌、硝化细菌和亚硝化细菌等微生物的好氧池内，停留时间为280小时，利用好氧微生物进一步氧化分解垃圾渗滤液中的有机物，深度去除垃圾渗滤液中的CODCr和BOD5，同时利用硝化细菌的硝化作用和亚硝化细菌的亚硝化作用使氨态氮转化为硝态氮或亚硝态氮；此外，好氧池的混合液以3:1的比例通过回流泵回流至缺氧池。
步骤g、二次电解
好氧处理后的垃圾渗滤液的COD≥400mg/L，因此流入电解机进行二次电解，使其中大分子有机物开环断链，提高可生化性，且电解时，电解机的相邻两电极间的电压为16V，电流密度为300mA/cm2；
步骤h、膜过滤
二次电解处理后的垃圾渗滤液流入二沉池，经过沉淀进一步去除垃圾渗滤液中的COD、BOD和SS后，依次经过柱式超滤和反渗透过滤使出水达到再生水标准，二沉池底部的污泥一部分经泵回流至缺氧池中，另一部分通过管道流入污泥池中，再经污泥脱水装置过滤分离成滤液和泥饼，滤液经管道回流至调节池中，而泥饼则外运。
所述柱式超滤的工作条件为：常温～45℃，工作压力为3～300kPa；所述反渗透的膜组件为卷式膜组件，膜材料为复合膜，进压可为6.0～45.0bar，出压可为4.5～35 bar。
上述超滤装置为柱式超滤。超滤装置可以是浸没式超滤、柱式超滤、管式超滤、卷式超滤或板式超滤的一种。
步骤i、膜过滤浓缩液的处理
步骤h柱式超滤和反渗透过滤产生的浓缩液经过电容脱盐处理后，再经泵回流循环至缺氧池。
表7 处理后的垃圾渗滤液的出水水质情况
序号 项目 单位 测定值 序号 项目 单位 测定值
1 CODCr mg/L 46 5 氨氮 mg/L ≤5
2 SS mg/L ≤5 6 色度 倍 5
3 浊度 NTU ≤5 7 pH值 - 7.2
4 BOD5 mg/L 21 8 电导率 μS/cm ≤100
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (12)

1.一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于它包括以下步骤：
a、脱氨氮
垃圾渗滤液经管道进入调节池调节水质，均衡水量，并在调节池中通过加药装置加入pH调节剂，调节pH值后流入氨氮吹脱装置或者反应池中，在氨氮吹脱装置中通过蒸汽或空气吹脱使垃圾渗滤液中的高浓度氨氮转换成游离的氨而被吹出，或者在反应池中通过加药装置投加适量的Mg（OH）2和H3PO4，与NH4+反应生成MgNH4PO4·6H2O沉淀，以达到去除氨氮的目的，使其氨氮浓度≤200mg/L后进入后续处理工序；
b、絮凝沉淀
垃圾渗滤液脱氨氮后流入混凝池，在混凝池中通过加药装置加入适量絮凝剂，反应完全后进入初沉池，初沉池的沉淀物经过泵和管道送入污泥池中，最后在污泥脱水装置中进行过滤分离，将垃圾渗滤液的COD降低10～35%；
c、电解
将絮凝沉淀处理后的垃圾渗滤液泵入电解机电解，电解后进入中间池，并投加还原剂，脱除电解产生的残余自由基；电解机的相邻两电极间的电压为2～12V，电流密度为10～320mA/cm2；
d、电容脱盐
当经过步骤c电解处理后垃圾渗滤液的电导率≥5000μs/cm时，先经过步骤d电容脱盐处理，使其电导率降低为500～3000μs/cm，然后进入步骤e厌氧处理；当经过步骤c电解处理后垃圾渗滤液的电导率＜5000μs/cm时，直接进入步骤e厌氧处理；
e、厌氧处理
电解处理或电容脱盐处理后的垃圾渗滤液依次进入水解酸化池和缺氧池中，停留时间为8～72小时，在水解酸化池内垃圾渗滤液中的大分子有机物在产酸菌的作用下水解酸化成小分子有机物，再经过缺氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用下分解成甲烷和二氧化碳，提高B/C值，改善可生化性；同时通过缺氧池中反硝化细菌的反硝化作用进一步脱除垃圾渗滤液中的氨氮；
f、好氧处理
厌氧处理后的垃圾渗滤液进入含有好氧菌、硝化细菌和亚硝化细菌的好氧池内，停留时间为16～360小时，利用好氧微生物进一步氧化分解垃圾渗滤液中的有机物，深度去除垃圾渗滤液中的COD和BOD，同时利用硝化细菌的硝化作用和亚硝化细菌的亚硝化作用使氨态氮转化为硝态氮或亚硝态氮；此外，好氧池的部分混合液通过回流泵回流至缺氧池；
g、二次电解
当经过好氧处理后的垃圾渗滤液的COD≥400mg/L时，将经过好氧处理后的垃圾渗滤液进行二次电解，使其中大分子有机物开环断链，提高可生化性，且电解时，电解机的相邻两电极间的电压为3～18V，电流密度为20～320mA/cm2；当经过好氧处理后的垃圾渗滤液的COD＜400mg/L时，则直接进入步骤h膜过滤；
h、膜过滤
好氧处理或二次电解处理后的垃圾渗滤液流入二沉池，经过沉淀进一步去除垃圾渗滤液中的COD、BOD和SS后，经过膜过滤使出水达到再生水标准，二沉池底部的污泥一部分经泵回流至缺氧池中，另一部分通过管道流入污泥池中，再经污泥脱水装置过滤分离成滤液和泥饼，滤液经管道回流至调节池中，而泥饼则外运；
i、膜过滤浓缩液的处理
步骤h膜过滤产生的浓缩液经过电容脱盐处理后，再经泵回流循环至缺氧池。
2.如权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于：步骤a中所述氨氮吹脱装置为吹脱塔、填料塔或重力机；所述吹脱出的氨气用盐酸吸收生成氯化铵回用于纯碱生产作母液，或用水吸收生产氨水或用硫酸吸收生产硫酸铵副产品。
3.如权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于：步骤a中所述MgNH4PO4·6H2O沉淀物经造粒过程后，开发作为复合肥使用。
4.如权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于：步骤b中所述絮凝剂为铝盐、铁盐、聚铝、聚铁、有机高分子絮凝剂或微生物絮凝剂中的一种或任意二种以上组合，所述铝盐为硫酸铝或氯化铝，所述铁盐为硫酸铁、硫酸亚铁或氯化铁，所述聚铝为聚合氯化铝、聚合硫酸铝或聚合硅酸铝，所述聚铁为聚合氯化铁、聚合硫酸铁或聚合硅酸铁；所述pH调节剂为硫酸、盐酸、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、石灰中的一种。
5.如权利要求1或4所述的一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于：步骤b中所述最佳絮凝剂为聚合硫酸铁，其投加量为每吨垃圾渗滤液200～2000g。
6.如权利要求1或4所述的一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于：步骤b中所述最佳絮凝剂为硫酸亚铁，其投加量为每吨垃圾渗滤液230～1800g。
7.如权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于：步骤c中所述电解机设有电源和电解槽，电解槽内的电极材料为石墨、钛、铁、铝、锌、铜、铅、镍、钼、铬、金属的合金和纳米催化惰性电极中的一种；所述纳米催化惰性电极的表层涂覆有晶粒为10～35nm的金属氧化物惰性催化涂层；所述纳米催化惰性电极的基板为钛板或塑料板。
8.如权利要求1或7所述的一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于：步骤c中所述最佳电解是纳米催化电解，电解的工作电压为2～500V， 相邻两电极间的电压为2～8 V，电流密度为10～300mA/cm2。
9.如权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于：步骤f中所述混合液的回流比为3:1或2:1。
10.如权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于：步骤h中所述膜过滤为经过二沉池沉淀分离的垃圾渗滤液再经过膜生物反应器过滤；所述膜生物反应器膜组件选自聚偏氟乙烯中空纤维膜、聚丙烯中空纤维膜、聚砜中空纤维膜、聚醚砜、聚丙烯腈和聚氯乙烯中空纤维膜中的一种，膜孔径为0.10～0.2μm，工作压力为-1～-50kPa，工作温度为5～45℃。
11.如权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于：步骤h中所述膜过滤为经过二沉池沉淀分离的垃圾渗滤液经过超滤过滤后，再经过纳滤过滤；所述超滤为浸没式超滤、柱式超滤、管式超滤、卷式超滤或板式超滤，截留分子量为1000～100000MWCO，工作条件为：常温～45℃，浸没式超滤的工作压力为-1～-50kPa，柱式超滤、管式超滤、卷式超滤和板式超滤的工作压力为3～300kPa；所述纳滤的膜组件为卷式膜组件，纳滤膜的膜材料为有机膜中醋酸纤维膜或复合纳滤膜，纳滤膜的截留分子量为200～500MWCO，进压为6.0～45.0bar，出压为4.5～43.5 bar。
12.如权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于：步骤h中所述膜过滤为经过二沉池沉淀分离的垃圾渗滤液先经过超滤过滤后，再经过反渗透（RO）过滤；所述反渗透的膜组件为卷式膜组件，膜材料为有机膜中醋酸纤维膜或复合膜，膜材料的截留分子量为50～200MWCO，进压为6.0～45.0bar，出压为4.5～35 bar。
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