專利名稱：生活垃圾滲濾液和高濃度有機廢水混合生化處理與綜合利用技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬污水處理和資源綜合利用領(lǐng)域。 背景技術(shù)：
生活垃圾滲濾液是城市，城鎮(zhèn)生活垃圾在收集、運輸、存放、處理過程中產(chǎn)生的污 水。在生活垃圾堆場、中轉(zhuǎn)站、焚燒場(包括生活垃圾發(fā)電廠)、填埋場、堆肥場等，都有垃圾 滲濾液產(chǎn)生，對環(huán)境產(chǎn)生嚴重污染。隨著我國城市化進程的加快，城鎮(zhèn)數(shù)目不斷增加，規(guī)模也日益擴大，生活垃圾產(chǎn)生 量也日益增多。據(jù)中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會城市生活垃圾處理委員會統(tǒng)計，2005年年底，全國 生活垃圾清運量達到1.52億噸/年。以生活垃圾發(fā)電廠為例，其產(chǎn)生的滲濾液數(shù)量，約占 生活垃圾量的15 20%，也是一個龐大的數(shù)字。生活垃圾滲濾液其成份，如CODq濃度，BOD5濃度，氨氮含量等，隨著地區(qū)不同、 季節(jié)的變換、堆積存放時間的長短，有很大的變化。以無錫地區(qū)為例，其數(shù)據(jù)如下C0Dq 2. 9XlO4- 1.4XioWl ；B0D5 :0 6Xl(fmg/l ；氨氮含量:6. 4X IO2 3. OX 104mg/l ；磷 含量很少，還含有若干重金屬離子?？梢娝且环N氨氮含量奇高(主要是陳舊性的生活垃 圾滲濾液)，磷含量很少，又難予生物降解和成份變化很大的高濃度有機廢水。這里說的“難予生物降解”有幾層含意。其一是，它含有難予生物降解的水溶性有 機物。其二是它所含可供微生物生長發(fā)育的營養(yǎng)成份貧乏。其三是，含有妨礙微生物生長 的有害物質(zhì)。隨著垃圾滲濾液貯存時間的延長，這種惰況就越加嚴重。據(jù)張?zhí)m英等人的研 究表明，在垃圾滲濾液中，找到93種有機化合物。其中有22種被列入我國和美國EPA環(huán)境 優(yōu)先控制的黑名單中。這些物質(zhì)對植物、動物、微生物均有一定的毒性效應(yīng)，并顯現(xiàn)出一定 程度的生態(tài)系統(tǒng)毒效應(yīng)。這里說的“成份變化很大”也有兒層含意；其一是，不同地區(qū)生活習慣不同，生活垃 圾的組成成份就不同，從而導(dǎo)致生活垃圾滲濾液的成份各異。其二是，不同季節(jié)人們的消費 結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而導(dǎo)致生活垃圾及其滲濾液組成成份的改變。其三是，再加上各季節(jié)環(huán)境 溫度有較大的變化，微生物的活動能力大不相同，從而引起生活垃圾滲濾液的成份發(fā)生變 化的情況和程度也大不相同。處理對象的多變性、特殊性，要求處理工藝能夠適應(yīng)這種多變的、特殊的情況。但 是目前已有的處理工藝技術(shù)，在這方面考慮得不夠。從另一個角度看，垃圾滲濾液中含有少量脂肪，一定量的氨氮和大量的有機物，又 是一項可以利用的資源。國內(nèi)外對垃圾滲濾液的處理已有大量的研究和工程實例，幾乎用盡所有污水處理 技術(shù)及其組合。目前比較常用的如立環(huán)氧化溝+純氧生化+綜合物化法；氨吹脫+UASB+PSBR 法UBF+MBR 法等。我國國家專利 ZL 200410042794. 4 ；ZL 200410017553. 4 ；申請?zhí)?200410017553. 4 ；200410081545. 6 ；200410074744. 4 ；02111488. 9 ；200710072964. 7 等，都各有特點，但均存在各種不同的問題。所以普遍認為，至今還沒有找到高效、低耗、適合中國 國情的處理技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明從廢水“綜合利用”，“以廢治廢”的角度出發(fā)，將垃圾滲濾液與其它高濃度 有機廢水一起，在工藝過程中相互混合，有針對性地采用物化和生化相結(jié)合的方法，寓“污 染治理”于“綜合利用”之中，避免了使用投資和運行費用均昂貴的膜技術(shù)，從而大大提高處 理效果和經(jīng)濟效益，變“純消耗性處理”為盈利生產(chǎn)。具體來說就是(見流程圖)首先用過濾法去除垃圾滲濾液和高濃度有機廢水中 的固體雜質(zhì)，然后加熱至35 45°C，用浮上法分離提取、回收油脂，接著在垃圾滲濾液中加 石灰乳調(diào)節(jié)PH，保持強堿性狀態(tài)。繼續(xù)加熱至85 95°C反應(yīng)，用蒸餾法提取、回收NH3?？?制成氨水，也可用硫酸吸收，制成硫酸銨。氨提取率可保持在90%左右。提氨后的垃圾滲濾 液，通過熱交換法回收熱能，用于加熱去除固體雜質(zhì)后的生活垃圾滲濾液，并使蒸餾殘液降 溫。降溫后的蒸餾殘液用空氣曝氣，進行堿氧化處理0. 5小時左右，以進一步去除有害物質(zhì) 和微生物，這時它們或被石灰乳固定，或被氧化破壞和殺死。垃圾滲濾液這時雖然已經(jīng)脫除油脂和氨氮，除去大部分有害物質(zhì)和微生物，可生 化性得到一定程度的改善，但對于進一步進行厭氧發(fā)酵和好氧發(fā)酵，仍存在著營養(yǎng)不足，可 生化性仍然有待進一步提高的問題，尤其是對貯藏時間較長的，陳舊性垃圾滲濾液更是如 此。本發(fā)明采用與其它營養(yǎng)較豐富的有機廢水，如餐廚廢泔水、豆制品廢水、淘米水、面筋生 產(chǎn)廢水、淀粉生產(chǎn)廢水、發(fā)酵工業(yè)(如酒精、檸檬酸、味精、丙酮丁醇、乳酸……等)廢水等混 合(如含油脂則應(yīng)先回收)，調(diào)整營養(yǎng)成份，并在酸性條件下進行深度兼(缺)氧發(fā)酵，以 期達到使兩種廢水同時，并進一步改善可生化性，保證后續(xù)的厭氧發(fā)酵和好氧發(fā)酵的順利 進行。深度兼氧發(fā)酵是保證后續(xù)厭氧發(fā)酵的高COD去除率的重要環(huán)節(jié)。如兼氧發(fā)酵深度不 夠，將影響后道工序的工藝效果。深度兼氧發(fā)酵后，進行厭氧發(fā)酵，回收沼氣。再進行好氧 發(fā)酵，最后經(jīng)混凝沉降，出水可達到國家三級排放以上，氨氮只有少量檢出。在各種高濃度有機廢水中，餐廚廢泔水是首選對象。餐廚有機廢物也是一種生活 垃圾，在國內(nèi)，因為它可利用價值較高，多半另行收集，用作飼料。在收集、處理過程中產(chǎn)生 的廢水，稱為餐廚廢泔水，對環(huán)境也產(chǎn)生嚴重污染。隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的發(fā)展，在生活垃 圾數(shù)量增加的同時，餐廚有機廢物的數(shù)量也在增加。賓館、餐廳、飯店、食堂是餐廚垃圾相對 集中，便于收集的場所。對于生活垃圾和餐廚垃圾這兩種垃圾，其收集渠道和機構(gòu)又存在著 兼容的可能性。因此，只要組織適當，餐廚廢泔水用于垃圾滲濾液的補充是最佳選擇。根 據(jù)無錫市2007年11月至12月份五批次的統(tǒng)計，餐廚廢泔水的CODcr濃度為5. 4X IO4 1. 3Xl(fmg/l，平均為 8. lXlO^ig/l，濃度很高；SS 含量為 4. 4 X IO2 4. 5Xl(fmg/l，平均 為7.7X10、g/l。它含有較多油脂，氯化鈉含量較多，營養(yǎng)成份含量較高。在生化處理過 程中，它與生活垃圾滲濾液混合，恰好可以得到互補?；旌弦籂I養(yǎng)成份改善，餐廚廢泔水的 高CODq濃度得以稀釋，氯化鈉濃度得以降低。從而保證了兼氧、厭氧、好氧過程的順利進 行。豆制品廢水(黃漿水)也是一種優(yōu)良的、可供選擇的、便于取得的高濃度有機廢 水。我國所有城市，城鎮(zhèn)都有豆制品生產(chǎn)。每加工一噸黃豆，約可產(chǎn)生十噸黃漿水，其CODq濃度一般為8. OX IO3 1. 2X104mg/1左右。用于和生活垃圾滲濾液混合生物處理，也能得 到良好的處理效果。其它如淘米水、面筋生產(chǎn)廢水、淀粉生產(chǎn)廢水、發(fā)酵工業(yè)(如酒精、檸檬酸、味精、 丙酮丁醇、乳酸……等)廢水，也是可選擇的對象，可根據(jù)各地實際情況決定?？梢赃x一種， 也可以選幾種。生活垃圾滲濾液和高濃度有機廢水的混合比例，可根據(jù)各地的實際情況，所選用 的高濃度有機廢水的種類，通過實驗室試驗加以確定。以無錫市生活垃圾熱電廠的垃圾滲 濾液和餐廚廢泔水混合生物處理為例，二者的比例以1 0.05 1 1為好，具有比較寬 的、容許的比例范圍。這為各地使用本工藝技術(shù)提供了方便。處理對象的多變性，特殊性，各地的具體情況和條件又各不相同，要求處理工藝能 夠適應(yīng)這種多變的、特殊的情況。本發(fā)明在主流的工藝流程之外，增設(shè)了若干旁路(見流程 圖，以虛線表示)，正是為了適應(yīng)這種情況的需要。不過如使用旁路，則對本工藝流程的工藝 效果和經(jīng)濟效益將產(chǎn)生影響。如厭氧發(fā)酵工序的COD負荷、氨氮的處理效果、運行的成本、 基建投資……等等。如果生活垃圾滲濾液處理工程項目所在地，蒸汽供應(yīng)有困難，可在加石灰乳預(yù)處 理后，不進行蒸餾脫氨氮，而直接進行常溫堿氧化(有一定的氨吹脫效果)。這樣也可以得 到比較滿意的COD處理效果，只是出水氨氮含量會偏高，可在流程后段增設(shè)硝化、反硝化過 程。硝化、反硝化過程可以是一級，也可以是多級，視具體情況和出水要求而定。如果生活垃圾滲濾液處理工程項目所在地，缺乏預(yù)處理條件，生活垃圾滲濾液可 在油水分離后，直接和高濃度有機廢水混合進行深度兼氧發(fā)酵。如果生活垃圾滲濾液油脂含量很少(例如在冬季或早春)，也可以不經(jīng)過油水分 離，而直接進入下一道工序。對于高濃度有機廢水的處理也是這樣?？傊?，本發(fā)明所設(shè)置的工藝流程，為適應(yīng)各種特殊情況提供了可能，但本發(fā)明的核 心技術(shù)一生活垃圾滲濾液和高濃度有機廢水混合深度兼氧發(fā)酵、厭氧發(fā)酵和好氧發(fā)酵，則 是在各種情況下都是必須的、不可或缺的。本發(fā)明的高濃度有機廢水處理部份(流程圖右側(cè)部份)，即高濃度有機廢水一去 除固形物一回收油脂一深度兼氧發(fā)酵(即酸化)一厭氧發(fā)酵回收沼氣一好氧發(fā)酵一硝化、 反硝化一混凝沉降一出水。這樣一個流程，同樣可單獨用于高濃度有機廢水的生化處理和 綜合利用工程。


附圖即流程圖。虛線部份為旁路，供特殊條件下選用。
1.用過濾法分別去除垃圾滲濾液和高濃度有機廢水中的固體雜質(zhì)。2.然后分別加熱至35 45°C，用浮上法分離、回收油脂。3.然后在垃圾滲濾液中加石灰乳調(diào)節(jié)PH，保持強堿性狀態(tài)。繼續(xù)加熱至85 95°C 反應(yīng)，預(yù)處理。4.預(yù)處理后，用蒸餾法提取、回收NH3?？芍瞥砂彼?。5.將回收氨之后的生活垃圾滲濾液的蒸餾殘液，通過熱交換法回收熱能，用于加 熱去除固體雜質(zhì)后的生活垃圾滲濾液，并使蒸餾殘液降溫。
6.降溫后的蒸餾殘液用空氣曝氣，進行堿氧化處理0. 5小時左右。7.堿氧化處理后的生活垃圾滲濾液，和回收油脂后的高濃度有機廢水混合，進行 深度兼氧發(fā)酵，發(fā)酵溫度35 45°C，時間M 48小時。8.兼氧發(fā)酵后進行厭氧發(fā)酵。發(fā)酵溫度32 35 °C，回收沼氣。9.厭氧發(fā)酵后再進行好氧發(fā)酵。10.最后經(jīng)混凝沉降，出水可達到國家三級排放以上。11.如蒸汽供應(yīng)有困難，生活垃圾滲濾液可在加石灰乳預(yù)處理后，不進行蒸餾脫 氨，而走旁路，直接進行空氣曝氣常溫堿氧化。12.如果生活垃圾滲濾液油脂含量很少，可以走旁路，不經(jīng)過油水分離，而直接進 入下一道工序。對于高濃度有機廢水的處理也是這樣。13.如果混凝沉降后的出水氨氮含量偏高，可先走旁路進行硝化、反硝化反應(yīng)(可 以是一級，也可以是多級)。然后再混凝沉降后排放。14.混凝沉降工序得到的污泥，一部份回流至好氧發(fā)酵池，以增加好氧發(fā)酵池的生 量，多余部份外排作肥料。
具體實施例方式
實施例
生活垃圾滲濾液與高濃度有機廢水混合生物處理和綜合利用實驗室試驗 1.材料
(1)生活垃圾滲濾液
(2)高濃度有機廢水(餐廚廢泔水)
2.試驗方法(1)重鉻酸鉀法測CODq值 O) PH試紙測PH值
(3)沼氣容量測定
(4)感觀觀察
3.試驗與結(jié)果
(1)將餐廚廢泔水及生活垃圾滲濾液分別進行厭氧發(fā)酵，結(jié)果如下 樣品名相對產(chǎn)氣量 發(fā)酵周期
餐廚廢泔水M 沈2天
生活垃圾滲濾液 1. 15 22天
可見餐廚廢泔水的可發(fā)酵性較好，而生活垃圾滲濾液則相當差，從它的C0D/B0D 比值也可看出，它的確是一種難予生物降解的廢水。(2)生活垃圾滲濾液的預(yù)處理a.預(yù)處理的目的是去除有害物質(zhì)(包括重金屬離子及微生物、微生物代謝的有害 物質(zhì)及大量懸浮物，并逐出氨氣。b.方法生活垃圾滲濾液加Ca (OH) 2，調(diào)節(jié)PH值至強堿性，蒸汽加熱至95C，0. 5小 時，同時通空氣進行堿氧化，并逐出氨氣，沉淀，取清液。c.處理前后CODq的變化情況如下處理前CODcr (mg/1)處理后 CODcr (mg/1) CODcr 去除率(％)31921. 826729. 716. 30
3702531108. 415. 98平均CODc,去除率為16%;清液澄清，透明。大部份懸浮物已被去除。沉淀污泥濾 水性良好。(3)生活垃圾滲濾液，餐廚廢泔水混合液(簡稱垃泔混合水)的兼(缺)氧發(fā)酵a.兼氧發(fā)酵的目的是改善其可生化性。b.方法在酸性，兼氧的條件下進行發(fā)酵；以餐廚廢泔水為對照；時間2天30 35 "Cc.處理前后CODq變化情況如下樣品名處理前CODq (mg/1) 處理后CODq (mg/1) CODq去除率％垃泔混合水(1 1)38687.033836.012. 53餐廚廢泔水64889. 054791. 315. 60可見在酸性條件下兼氧發(fā)酵，兩種污水的CODq值均有變化，餐廚廢泔水比垃泔混 合水的變化要大一些。至于是否提高了垃泔混合水的可生化性，還有待于厭氧發(fā)酵和好氧 發(fā)酵的檢驗。(4)厭氧發(fā)酵a.材料以兼氧發(fā)酵后的垃泔混合水(1 1)為進料，以兼氧發(fā)酵后的餐廚廢泔 水為對照。b.方法厭氧發(fā)酵溫度30 35°C ；測量產(chǎn)氣量；測定CODc,。c.結(jié)果
樣品名稱沼氣產(chǎn)量進料CODcr濃度出料CODcr濃度CODCr去除率(ml)(mg/1)(mg/1)(% )a.垃泔混合水40547998.682977.2693.8餐廚廢泔水250648892748.2495.8b.垃泔混合水39544217.5237694.6餐廚廢泔水25554791.25269195.1C.垃泔混合水40544217.51940.1695.6餐廚廢泔水25054791191196.5d.垃泔混合水289338362162.893.6餐廚廢泔水222538441557.2497.1附注加料量垃泔混合水20ml ；餐廚廢泔水加料量為10ml，再加水10ml。從以上數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)過預(yù)處理和兼氧發(fā)酵后，二種廢水的可生化性都很好，厭 氧發(fā)酵的CODq去除率都在93%以上?？梢娫O(shè)置預(yù)處理和兼氧發(fā)酵工序的必要性。本試驗 垃泔混合水的產(chǎn)氣率為0. 45m3沼氣/kgCODq去除。(5)好氧發(fā)酵垃泔混合水的厭氧發(fā)酵出水CODq —般都在2000 3000mg/l左右，必須進一步 經(jīng)好氧發(fā)酵，才能達到排放標準。好氧發(fā)酵溫度常溫
發(fā)酵時間24 48小時好氧出水CODcr濃度(mg/1)a. 175. 58 ；b. 279 ；c. 308. 88 ； d. 388. 35 ；(6)混凝沉降 將388. 35mg/l垃泔混合水的好氧發(fā)酵出水，經(jīng)混凝沉降，其上清液CODc: 135. %ig/l，外觀澄清透明，略帶黃色，無臭味，只檢出微量氨氮，可以滿足排放要求。
權(quán)利要求
1. 一種生活垃圾滲濾液和高濃度有機廢水混合生化處理與綜合利用技術(shù)。其特征是a.將生活垃圾滲濾液和高濃度有機廢水分別用過濾法去除固體雜質(zhì)。b.將上述濾出液分別加熱至35 45°C，用浮上法分離、回收油脂。c.接著在生活垃圾滲濾液中加石灰乳，調(diào)節(jié)PH值至強堿性，亞繼續(xù)加熱至85 95°C， 用蒸餾法回收氨水，也可直接用硫酸吸收制取硫酸銨，氨回收率可控制在90%左右。d.將回收氨之后的生活垃圾滲濾液的蒸餾殘液，通過熱交換法回收熱能，用于加熱新 進入本流程的生活垃圾滲濾液，并使蒸餾殘液降溫。e.將降溫后的生活垃圾滲濾液用空氣曝氣0.5小時左右，進行堿氧化反應(yīng)，同時可進 一步降低廢水中氨氮的含量，并使廢水溫度保持在45 50°C。f..將堿氧化后的生活垃圾滲濾液和回收油脂后的高濃度有機廢水混合(以下稱混 合液)，在酸性條件下進行深度兼氧發(fā)酵，發(fā)酵溫度35 45°C左右，時間M 48小時。g.將混合液用石灰乳調(diào)節(jié)PH值至8左右，進行厭氧發(fā)酵。產(chǎn)生的沼氣供使用。h.厭氧發(fā)酵流出液進行好氧發(fā)酵。i.好氧發(fā)酵流出液經(jīng)混凝沉降，清液為出水，供排放，沉淀物一部份回流至好氧發(fā)酵 池，以增加生物量，剩余部份可外排作肥料。
2.如權(quán)利要求1所述的生活垃圾滲濾液和高濃度有機廢水混合生物處理與綜合利用 技術(shù)，其特徵是在決定不進行蒸餾脫氨的情況下，生活垃圾滲濾液可在加石灰乳預(yù)處理之 后，直接進行常溫堿氧化和氨吹脫。
3.如權(quán)利要求1所述的生活垃圾滲濾液和高濃度有機廢水混合生物處理與綜合利用 技術(shù)，其特徵是如不用蒸餾回收氨工序，或所選用的高濃度有機廢水的氮含量又很高，則可 在好氧工序后加設(shè)硝化、反硝化工序，硝化、反硝化過程可以是一級，也可以是多級，可根據(jù) 氨氮含量，和出水指標要求決定。
4.如權(quán)利要求1所述的生活垃圾滲濾液和高濃度有機廢水混合生物處理與綜合利用 技術(shù)，其特徵是，所選用的高濃度有機廢水以餐廚廢泔水為最佳選擇，豆制品廢水次之。其 它如淘米水、面筋生產(chǎn)廢水、淀粉生產(chǎn)廢水、發(fā)酵工業(yè)(如酒精、檸檬酸、味精、丙酮丁醇、乳 酸……等)廢水都是可選擇的對象，可以選一種，也可按比例選幾種，所選用的高濃度有機 廢水的種類和數(shù)量比例，應(yīng)根據(jù)各地的具體情況，通過實驗室試驗確定。
5.如權(quán)利要求1所述的生活垃圾滲濾液和高濃度有機廢水混合生物處理與綜合利用 技術(shù)，其特徵是，針對處理對象的多變性，特殊性，和各地區(qū)的不同需要，本發(fā)明在主流的工 藝流程之外，增設(shè)了若干旁路(見流程圖，以虛線表示)，以適應(yīng)這種情況。
6.如權(quán)利要求1所述的生活垃圾滲濾液和高濃度有機廢水混合生物處理與綜合利用 技術(shù)，其特徵是，如果工程項目所在地，缺乏預(yù)處理條件，生活垃圾滲濾液可在油水分離后， 直接和高濃度有機廢水混合進行深度兼氧發(fā)酵。
7.如權(quán)利要求1所述的生活垃圾滲濾液和高濃度有機廢水混合生物處理與綜合利用 技術(shù)，其特徵是，如果生活垃圾滲濾液油脂含量很少，可以不經(jīng)過油水分離，而直接進入下 一道工序，對于高濃度有機廢水的處理也是這樣。
8.如權(quán)利要求1所述的生活垃圾滲濾液和高濃度有機廢水混合生物處理與綜合利用 技術(shù)，其特徵是，本發(fā)明的高濃度有機廢水處理部份(流程圖右側(cè)部份)，可單獨用于高濃 度有機廢水的生化處理和綜合利用工程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生活垃圾滲濾液和高濃度有機廢水混合生化處理與綜合利用技術(shù)。屬污水處理和資源綜合利用領(lǐng)域。生活垃圾滲濾液和高濃度有機廢水分別用過濾法去除固形物，并分別回收油脂，然后將生活垃圾滲濾液用Ca(OH)2調(diào)至強堿性、用蒸餾法回收氨、用熱交換法回收熱量，再用空氣曝氣進行堿氧化，然后和高濃度有機廢水混合進行深度兼氧發(fā)酵，再進行厭氧發(fā)酵回收沼氣，接著進行好氧發(fā)酵，最后經(jīng)混凝沉降，出水可達到國家三級排放標準以上。本發(fā)明工藝流程中設(shè)若干旁路，供各種特殊情況下選用。
文檔編號C11B13/00GK102079610SQ20101058482
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者陸炎培 申請人:旡錫百達高新技術(shù)研究有限公司, 陸炎培