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CN109320017B - 一种垃圾渗滤液的处理方法 - Google Patents

一种垃圾渗滤液的处理方法 Download PDF

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CN109320017B CN201811304907.1A CN201811304907A CN109320017B CN 109320017 B CN109320017 B CN 109320017B CN 201811304907 A CN201811304907 A CN 201811304907A CN 109320017 B CN109320017 B CN 109320017B
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Abstract

本发明涉及一种垃圾渗滤液的处理方法采用了无机絮凝剂和有机絮凝剂，无机絮凝剂是以活性白土为主组成的复合无机絮凝剂，具有降低水中氨氮的水处理的絮凝剂，既能脱氮，又能使悬浮物沉淀；有机絮凝剂是以聚丙烯酰胺为主组成的复合有机絮凝剂，阴离子聚丙烯酰胺与重金属离子结合形成不溶性的沉淀物，配方中壳聚糖是一种阴离子高分子絮凝剂，具有电中和作用、吸附架桥作用和金属螯合作用。壳聚糖与活性炭复合，阴离子型壳聚糖与多孔的活性炭之间形成化学架桥，中和并降低胶体表面的电荷，有助于胶体脱稳；此配方具有降低水中重金属离子和其他污染物的功能。本发明能够对成份复杂、变化无常的垃圾填埋场的垃圾渗滤液，进行稳定处理，达标排放。

Description

一种垃圾渗滤液的处理方法
技术领域
本发明涉及垃圾处理方法，尤其涉及一种垃圾渗滤液的处理方法。
背景技术
垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土层的饱和持水量，并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度废水。垃圾渗滤液具有不同于一般城市污水的特点：污染物浓度极高，有些填埋场渗滤液COD、氨氮浓度可分别高达近十万、近万mg/L。渗滤液最突出的特点有三个：一是氨氮浓度高，对微生物的繁殖和生长有抑制作用；二是磷的浓度低；三是水质呈非周期性变化，且变化幅度大，使废水处理装置难以适应。将垃圾渗滤液与城市污水合并处理是最简便的方法，但是填埋场通常远离城镇，因此其渗滤液与城市污水合并处理有一定的具体困难，往往不得不自己单独处理。城市垃圾填埋场垃圾渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。垃圾渗滤液是液体在填埋场重力流动的产物，主要来源于降水和垃圾本身的内含水。由于液体在流动过程中有许多因素可能影响到渗滤液的性质，包括物理因素、化学因素以及生物因素等，所以渗滤液的性质在一个相当大的范围内变动。一般来说，其pH值在4～9之间，COD在4000～100000mg/L的范围内，BOD5从200～10000mg/L，重金属浓度和市政污水中重金属的浓度基本一致。城市垃圾填埋场垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，若不加处理而直接排入环境，会造成严重的环境污染。以保护环境为目的，对渗滤液进行处理是必不可少的。
现有的垃圾渗滤液处理方法主要分为生物法、物化法和土地法三大类。生物处理法中厌氧处理有上流式厌氧污泥床UASB、厌氧折流板反应器ABR、厌氧塘、EGSB、IC等；好氧处理有好氧曝气塘、活性污泥法、生物转盘和滴滤池等，无氧/好氧(A/O)混合处理。物化法主要有化学混凝沉淀、活性炭吸附、化学氧化、催化氧化、膜处理等。土地处理如人工湿地等主要通过土壤颗粒的过滤，离子交换吸附和沉淀等。垃圾渗滤液的高浓度氨氮废水，排放量大，成分复杂，毒性强，对环境危害大，处理难度又很大，使得氨氮废水的污染及其治理一直受到全世界环保领域的高度重视。在垃圾填埋过程中产生的污染性极强的垃圾渗滤液极易下渗污染地下水，尤以我国西南地区特殊的喀斯特地貌，地下水水生态环境脆弱，当地居民饮用水源大都为地下水，若处理不当会对生态环境和人体健康带来巨大危害，因此垃圾渗滤液的有效处理十分迫切已成为目前国内外环境工程领域的难点之一。近年来国家大力支持环保产业，随着人们生活水平的提高居民对环境要求随之提高，垃圾填埋场设计方案必须优化，新建和改扩建的填埋场都要以GB16889-2008执行排放标准。
最近几年，一种新的CANON工艺(Completely autotrophic ammoni-um removalover nitrite，生物膜内自养脱氮工艺)用于垃圾填埋场渗滤液的处理，获得很好的处理效果。CANON工艺是一种新型生物脱氮工艺，该工艺是指在单个反应器或者生物膜内通过控制溶解氧实现亚硝化和厌氧氨氧化，从而达到脱氮的目的。在微氧条件下，亚硝酸菌将氨氮部分氧化成亚硝酸，消耗氧化创造ANAMMOX过程所需的厌氧环境；产生的亚硝酸与部分剩余的氨氮发生ANAMMOX反应生成氮气，CANON过程的化学计量方程式如下：亚硝化：1NH+1.5O2→1NO+H+H2O
ANAMMOX：1NH3+1.32NO+H→1.02N2+0.26NO+2H2O
CANON：1NH+0.85O2→0.435N2+0.13NO+0.14H+1.3H2O
从反应形式上看，CANON工艺是SHARON工艺和ANAMMOX工艺的结合。CANON工艺过程的控制，首先是要实现好氧氨氧化和厌氧氨氧化间达到动态平衡，而厌氧氨氧化菌生长速率慢、倍增时间长，一旦生长环境遭到破坏，就需要很长的时间才能恢复；同时DO和ASL是两个主要的控制参数，为保持污泥的稳定性，应该避免O2和NO2-N的浓度过高，这可以通过控制氧化还原电位和DO浓度来实现。CANON工艺由于在运行过程中无需外加有机碳源物质，从而有效克服了传统硝化-反硝化工艺需要以有机物作为电子供体支持反硝化的问题，可节省100％的碳源，尤其适用于处理低C/N的高浓度氨氮废水；由于该工艺采用的是限制性供氧方式，反应器中DO浓度较低，可节约60％的曝气消耗；该工艺可在一个反应器中完成NH-N至N2的全部转化过程，使得生物除氮的流程非常简短，相应的建设、运行、管理费用也有望大幅降低。
但是，由于垃圾填埋场垃圾渗滤液成份复杂，CANON工艺面对变化无常的、高氨氮垃圾渗滤液，处理的稳定性不，因此处理效果往往达不到设计要求。
发明内容
本发明的目的在于为了解决现有垃圾填埋场垃圾渗滤液成份复杂，CANON工艺面对变化无常的、高氨氮垃圾渗滤液，处理的稳定性不，因此处理效果往往达不到设计要求的缺陷而提供一种能够对成份复杂、变化无常的垃圾填埋场的垃圾渗滤液，进行稳定处理，达标排放的垃圾渗滤液的处理方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种垃圾渗滤液的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：
步骤一：将煤渣、粉煤灰与经过改性的甲壳素混合物制成垃圾渗滤液处理材料，并与石灰一起倒入垃圾渗滤液中和池内；
步骤二：将经步骤一处理后的垃圾渗滤液送至氨吹脱塔进行脱氨反应；
步骤三：将经步骤二处理后的垃圾渗滤液导入厌氧池；
步骤四：将经步骤三处理后的垃圾渗滤液导入SBR水量调节池，用泵送至并联SBR反应池内进行生物反应；
步骤五：将经步骤四处理后的垃圾渗滤液导入混凝池，添加复合无机絮凝剂和复合有机絮凝剂反应；混凝池产生的污泥集中后焚烧。
作为优选，煤渣、粉煤灰与经过改性的甲壳素的质量比为3-5∶2-3∶1；垃圾渗滤液处理材料与石灰的质量比为3∶1。
作为优选，步骤五中所述复合无机絮凝剂，添加量1-5wt％，其组成为活性白土∶陶粒∶电解铝废渣∶三氯化铁的组合物，活性白土∶陶粒∶电解铝废渣∶三氯化铁的质量比为5∶3∶1∶1.3。
作为优选，步骤五在混凝池中添加以聚丙烯酰胺为主组成的复合有机絮凝剂，添加量2-3wt％，其配方为：阴离子型聚丙烯酰胺40wt％-70wt％、粉末活性炭25wt％-55wt％、壳聚糖1wt％-5wt％。
作为优选，所述并联SBR反应池的运行程序为：进水45～50min→曝气9～12h→沉淀60min→排水60min，排完水后排泥，每次排泥为总进水量的1/10，泥龄为20～30d，每天运行2～3个周期。
作为优选，所述改性甲壳素采用如下工艺制备：将20-35份脱乙酰度为35-45％的甲壳素加入100-140份浓度为2.5-3.5mol/L的氢氧化钠溶液浸泡1-3天，过滤，洗涤，加入双氧水漂白，过滤，洗涤，干燥，加入1-3份环氧溴丙烷、0.05-0.09份马来酸酐、0.5-0.9份三甲胺水溶液、0.001-0.003份偶氮二异丁腈及0.01-0.05份四丁基溴化铵加压搅拌，搅拌速度为400-700r/min，搅拌温度为150-170℃，搅拌时间为15-35min，喷雾干燥，得到改性甲壳素。
作为优选，所述厌氧池采用普通的厌氧硝化，35℃，负荷为1kgCOD/(m3·d)，停留时间10d。
与现有技术相比本发明的有益效果是：由于本发明的上述技术方案，采用了无机絮凝剂和有机絮凝剂，无机絮凝剂是以活性白土为主组成的复合无机絮凝剂，具有降低水中氨氮的水处理的絮凝剂，既能脱氮，又能使悬浮物沉淀；有机絮凝剂是以聚丙烯酰胺为主组成的复合有机絮凝剂，阴离子聚丙烯酰胺与重金属离子结合形成不溶性的沉淀物，配方中壳聚糖是一种阴离子高分子絮凝剂，具有电中和作用、吸附架桥作用和金属螯合作用。壳聚糖与活性炭复合，阴离子型壳聚糖与多孔的活性炭之间形成化学架桥，中和并降低胶体表面的电荷，有助于胶体脱稳；此配方具有降低水中重金属离子和其他污染物的功能。本发明能够对成份复杂、变化无常的垃圾填埋场的垃圾渗滤液，进行稳定处理，达标排放。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明做进一步的解释：
实施例1
一种垃圾渗滤液的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：
步骤一：将煤渣、粉煤灰与经过改性的甲壳素混合物制成垃圾渗滤液处理材料，并与石灰一起倒入垃圾渗滤液中和池内；煤渣、粉煤灰与经过改性的甲壳素的质量比为3∶2∶1；垃圾渗滤液处理材料与石灰的质量比为3∶1；所述改性甲壳素采用如下工艺制备：将20份脱乙酰度为35％的甲壳素加入100份浓度为2.5mol/L的氢氧化钠溶液浸泡1天，过滤，洗涤，加入双氧水漂白，过滤，洗涤，干燥，加入1份环氧溴丙烷、0.05份马来酸酐、0.5份三甲胺水溶液、0.001份偶氮二异丁腈及0.01份四丁基溴化铵加压搅拌，搅拌速度为400r/min，搅拌温度为150℃，搅拌时间为15min，喷雾干燥，得到改性甲壳素；
步骤二：将经步骤一处理后的垃圾渗滤液送至氨吹脱塔进行脱氨反应；
步骤三：将经步骤二处理后的垃圾渗滤液导入厌氧池；厌氧池采用普通的厌氧硝化，35℃，负荷为1kgCOD/(m3·d)，停留时间10d；
步骤四：将经步骤三处理后的垃圾渗滤液导入SBR水量调节池，用泵送至并联SBR反应池内进行生物反应；并联SBR反应池的运行程序为：进水45min→曝气9h→沉淀60min→排水60min，排完水后排泥，每次排泥为总进水量的1/10，泥龄为20d，每天运行2个周期；
步骤五：将经步骤四处理后的垃圾渗滤液导入混凝池，添加复合无机絮凝剂和复合有机絮凝剂反应；混凝池产生的污泥集中后焚烧；所述复合无机絮凝剂，添加量1wt％，其组成为活性白土∶陶粒∶电解铝废渣∶三氯化铁的组合物，活性白土∶陶粒∶电解铝废渣∶三氯化铁的质量比为5∶3∶1∶1.3；复合有机絮凝剂，添加量2wt％，其配方为：阴离子型聚丙烯酰胺40wt％、粉末活性炭55wt％、壳聚糖5wt％。
实施例2
一种垃圾渗滤液的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：
步骤一：将煤渣、粉煤灰与经过改性的甲壳素混合物制成垃圾渗滤液处理材料，并与石灰一起倒入垃圾渗滤液中和池内；煤渣、粉煤灰与经过改性的甲壳素的质量比为4∶3∶1；垃圾渗滤液处理材料与石灰的质量比为3∶1；所述改性甲壳素采用如下工艺制备：将23份脱乙酰度为38％的甲壳素加入125份浓度为2.8mol/L的氢氧化钠溶液浸泡2天，过滤，洗涤，加入双氧水漂白，过滤，洗涤，干燥，加入2份环氧溴丙烷、0.6份马来酸酐、0.8份三甲胺水溶液、0.002份偶氮二异丁腈及0.04份四丁基溴化铵加压搅拌，搅拌速度为500r/min，搅拌温度为168℃，搅拌时间为24min，喷雾干燥，得到改性甲壳素；
步骤二：将经步骤一处理后的垃圾渗滤液送至氨吹脱塔进行脱氨反应；
步骤三：将经步骤二处理后的垃圾渗滤液导入厌氧池；厌氧池采用普通的厌氧硝化，35℃，负荷为1kgCOD/(m3·d)，停留时间10d；
步骤四：将经步骤三处理后的垃圾渗滤液导入SBR水量调节池，用泵送至并联SBR反应池内进行生物反应；并联SBR反应池的运行程序为：进水48min→曝气11h→沉淀60min→排水60min，排完水后排泥，每次排泥为总进水量的1/10，泥龄为25d，每天运行3个周期；
步骤五：将经步骤四处理后的垃圾渗滤液导入混凝池，添加复合无机絮凝剂和复合有机絮凝剂反应；混凝池产生的污泥集中后焚烧；所述复合无机絮凝剂，添加量3wt％，其组成为活性白土∶陶粒∶电解铝废渣∶三氯化铁的组合物，活性白土∶陶粒∶电解铝废渣∶三氯化铁的质量比为5∶3∶1∶1.3；复合有机絮凝剂，添加量2.5wt％，其配方为：阴离子型聚丙烯酰胺70wt％、粉末活性炭25wt％、壳聚糖5wt％。
实施例3
一种垃圾渗滤液的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：
步骤一：将煤渣、粉煤灰与经过改性的甲壳素混合物制成垃圾渗滤液处理材料，并与石灰一起倒入垃圾渗滤液中和池内；煤渣、粉煤灰与经过改性的甲壳素的质量比为5∶3∶1；垃圾渗滤液处理材料与石灰的质量比为3∶1；所述改性甲壳素采用如下工艺制备：将35份脱乙酰度为45％的甲壳素加入140份浓度为3.5mol/L的氢氧化钠溶液浸泡3天，过滤，洗涤，加入双氧水漂白，过滤，洗涤，干燥，加入3份环氧溴丙烷、0.09份马来酸酐、0.9份三甲胺水溶液、0.003份偶氮二异丁腈及0.05份四丁基溴化铵加压搅拌，搅拌速度为700r/min，搅拌温度为170℃，搅拌时间为35min，喷雾干燥，得到改性甲壳素；
步骤二：将经步骤一处理后的垃圾渗滤液送至氨吹脱塔进行脱氨反应；
步骤三：将经步骤二处理后的垃圾渗滤液导入厌氧池；厌氧池采用普通的厌氧硝化，35℃，负荷为1kgCOD/(m3·d)，停留时间10d；
步骤四：将经步骤三处理后的垃圾渗滤液导入SBR水量调节池，用泵送至并联SBR反应池内进行生物反应；并联SBR反应池的运行程序为：进水50min→曝气12h→沉淀60min→排水60min，排完水后排泥，每次排泥为总进水量的1/10，泥龄为30d，每天运行3个周期；
步骤五：将经步骤四处理后的垃圾渗滤液导入混凝池，添加复合无机絮凝剂和复合有机絮凝剂反应；混凝池产生的污泥集中后焚烧；所述复合无机絮凝剂，添加量5wt％，其组成为活性白土∶陶粒∶电解铝废渣∶三氯化铁的组合物，活性白土∶陶粒∶电解铝废渣∶三氯化铁的质量比为5∶3∶1∶1.3；复合有机絮凝剂，添加量3wt％，其配方为：阴离子型聚丙烯酰胺60wt％、粉末活性炭39wt％、壳聚糖1wt％。
某垃圾填埋场垃圾渗滤液100m3，废水成份见表1
表1、废水成分
COD mg/L 50000
BOD<sub>3</sub> mg/L 3800
NH<sub>3</sub>-N mg/L 3500
SS mg/L 500
经本发明处理方法处理后的水质检测见表2。
表2、水质检测
项目 单位 实施例1水质 实施例2水质 实施例3水质
COD mg/L 30 28 25
BOD<sub>3</sub> mg/L 5 4.8 4.5
NH<sub>3</sub>-N mg/L 3.1 2.9 2.8
SS mg/L 2.5 2.3 2.1
铜 mg/L 未检出 未检出 未检出
镍 mg/L 未检出 未检出 未检出
铅 mg/L 未检出 未检出 未检出
镉 mg/L 未检出 未检出 未检出
汞 mg/L 未检出 未检出 未检出
本发明说明书书未详细阐述部分属于本领域公知技术。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和修饰，这些改进和修饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：
步骤一：将煤渣、粉煤灰与经过改性的甲壳素混合物制成垃圾渗滤液处理材料，并与石灰一起倒入垃圾渗滤液中和池内；
煤渣、粉煤灰与经过改性的甲壳素的质量比为3-5：2-3：1；垃圾渗滤液处理材料与石灰的质量比为3：1；
所述改性甲壳素采用如下工艺制备：将20-35份脱乙酰度为35-45%的甲壳素加入100-140份浓度为2 .5-3 .5mol/L的氢氧化钠溶液浸泡1-3天，过滤，洗涤， 加入双氧水漂白，过滤，洗涤，干燥，加入1-3份环氧溴丙烷、0.05-0.09份马来酸酐、0.5- 0.9份三甲胺水溶液、0.001-0.003份偶氮二异丁腈及0 .01-0 .05份四丁基溴化铵加压搅拌，搅拌速度为400-700r/min，搅拌温度为150-170℃，搅拌时间为15-35min，喷雾干燥，得到改性甲壳素；
步骤二:将经步骤一处理后的垃圾渗滤液送至氨吹脱塔进行脱氨反应；
步骤三:将经步骤二处理后的垃圾渗滤液导入厌氧池；
步骤四:将经步骤三处理后的垃圾渗滤液导入SBR水量调节池，用泵送至并联SBR反应池内进行生物反应；
步骤五:将经步骤四处理后的垃圾渗滤液导入混凝池,添加复合无机絮凝剂和复合有机絮凝剂反应；混凝池产生的污泥集中后焚烧。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，步骤五中所述复合无机絮凝剂，添加量1-5wt%,其组成为活性白土：陶粒：电解铝废渣：三氯化铁的组合物，活性白土：陶粒：电解铝废渣：三氯化铁的质量比为5：3：1：1.3。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，步骤五在混凝池中添加以聚丙烯酰胺为主组成的复合有机絮凝剂，添加量2-3wt%,其配方为:阴离子型聚丙烯酰胺40wt%-70wt%、粉末活性炭25wt%-55wt%、壳聚糖1wt%-5wt%。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述并联SBR反应池的运行程序为：进水45～50min→曝气9～12h→沉淀 60min→排水60min，排完水后排泥，每次排泥为总进水量的1/10，泥龄为20～30d，每天运行2～3个周期。
5.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述厌氧池采用普通的厌氧硝化，35℃，负荷为1kgCOD/(m3·d)，停留时间10d。
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