專利名稱：垃圾滲濾液一體化處理裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種廢水處理裝置，特別是一種垃圾滲濾液一體化處理裝置。
背景技術：
城市垃圾填埋場滲濾液的處理一直是填埋場設計、運行和管理中非常棘手的問題。垃圾滲濾液這種成分復雜的高濃度有機廢水，若不加處理而直接排入環(huán)境，會造成嚴重的水污染事故而危害生態(tài)環(huán)境。垃圾滲濾液的處理方法包括物理化學法和生物法。物理化學法主要有活性炭吸附、化學沉淀、密度分離、化學氧化、化學還原、離子交換、膜滲析、氣提及濕式氧化法等多種方法。物化方法處理成本較高，污染難以徹底去除。如目前國內經(jīng)常采用的氨吹脫法雖然 具有較高的氨氮去除效率，但存在投資運行成本高、脫氨尾氣難以治理的缺點。以采用吹脫塔的深圳下坪垃圾填埋場為例，氨吹脫部分的建設投資占總投資的30%左右，運行成本占總處理成本的70%以上。另外，吹脫法受氣候限制很大。因此目前垃圾滲濾液處理主要是采用生物法。生物法分為好氧生物處理、厭氧生物處理以及二者的結合。好氧處理包括活性污泥法、生物膜法、氧化溝、好氧穩(wěn)定塘、生物轉盤和滴濾池等。厭氧處理包括上流式厭氧污泥床、厭氧固定化生物反應器、混合反應器、厭氧穩(wěn)定塘以及氣浮法、土地處理法、反滲透系統(tǒng)等等。已有的這些處理流程工藝復雜，處理步驟多，設備繁多、復雜，設施、設備的投資較大，導致折舊、維修費較高，處理的投資、運行成本較高，而且處理設備的移動性和靈活性較差。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種垃圾滲濾液一體化處理裝置，實現(xiàn)對垃圾滲濾液的高效、節(jié)能、低耗處理，并具有較好的移動性和靈活性。為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案一種垃圾滲濾液一體化處理裝置。該裝置主要由連接為一體的接觸氧化池、低氧曝氣池、亞硝化反應池、厭氧氨氧化反應池、微波處理器、分離器和活性炭自動投加裝置構成；接觸氧化池的出水口直接與低氧曝氣池連通，低氧曝氣池的出水口直接與亞硝化反應池連通，亞硝化反應池的出水口直接與厭氧氨氧化反應池連通；厭氧氨氧化反應池的出水口通過管道連接至微波處理器，活性炭自動投加裝置裝在厭氧氨氧化反應池與微波處理器之間的管段上；微波處理器的出水口通過管道連接至分離器。上述的垃圾滲濾液一體化處理裝置中，在所述的連接厭氧氨氧化反應池的出水口與微波處理器的管道上，以及連接微波處理器的出水口與分離器的管道上均裝有控制閥。前述的垃圾滲濾液一體化處理裝置中，在所述的低氧曝氣池、亞硝化反應池和厭氧氨氧化反應池的底部均裝有攪拌泵。前述的垃圾滲濾液一體化處理裝置中，在所述的亞硝化反應池和厭氧氨氧化反應池中裝有恒溫加熱棒，以保持亞硝化反應池和厭氧氨氧化反應池溫度恒定。
前述的垃圾滲濾液一體化處理裝置中，在所述的接觸氧化池和亞硝化反應池底部裝有曝氣頭，曝氣頭連接曝氣機。本發(fā)明的有益效果與現(xiàn)有技術相比，本裝置利用接觸氧化池馴化的生物膜對垃圾滲濾液中的可生物降解的COD進行去除，同時去除一定量的NH3-N、p和BOD ;低氧曝氣池內利用馴化好活性污泥(含好氧菌及兼性微生物)對難降解COD進行降解、轉化，提高垃圾滲濾液的可生物降解性；利用亞硝化反應池，通過控制反應池環(huán)境條件實現(xiàn)穩(wěn)定的亞硝化，積累亞硝酸鹽，并保證出水NH3-H/N02-N維持在I. I I. 3，為厭氧氨氧化反應池提供適宜的進水條件；厭氧氨氧化反應池利用亞硝化反應池出水作為進水，在厭氧氨氧化菌的降解作用下去除大部分的NH3-H ;微波處理器利用微波催化氧化去除厭氧氨氧化反應器出水中殘留的COD、NH3-N，保證系統(tǒng)出水水質達標；分離器的主要作用是通過沉淀分離出出水中所含有的活性炭，使出水水質滿足《生活垃圾填埋污染控制標準》(GB16889-1997) —級標準。本發(fā)明是一種節(jié)能、高效、低耗的垃圾滲濾液處理裝置，能同時去除垃圾滲濾液中的有機污染物(C0D)、氮(N)、磷(P)等污染物，實現(xiàn)垃圾滲濾液的達標處理排放，而且該裝 置是可拖移的一體化滲濾液處理設備，可以實現(xiàn)對滲濾液處理的移動性和靈活性，并實現(xiàn)滲濾液處理設備的規(guī)?；a、工廠化預制，可在填埋場封場后將該滲濾液處理設備拖移到新的處理場所再次進行處理運行，可以極大地節(jié)約處理成本，提高了垃圾滲濾液處理裝置的集成化程度和可重復利用性，降低垃圾滲濾液的處理運行成本。為驗證本發(fā)明的效果，申請人進行了大量的試驗和研究，以下是采用本發(fā)明(以下簡稱本裝置)處理垃圾滲濾液的污染物去除變化情況一、COD去除情況本裝置穩(wěn)定運行時進水、出水COD濃度變化情況見圖2，COD去除率變化情況見圖3。由圖2可知當本裝置進水COD濃度在978. 6mg/L 1054. lmg/L之間時，出水COD濃度隨著運行時間的增加而逐漸減小，表明本裝置對垃圾滲濾液的適應性不斷增強，當穩(wěn)定運行2個月時，COD出水平均濃度只有43. 5mg/L,說明本裝置穩(wěn)定性較好。在本裝置穩(wěn)定運行的前20d內，出水COD濃度變化較大，說明裝置內的生物活性在不斷提高，裝置出水從最初的179. 8mg/L降低為第19d的51. 6mg/L。從第21d開始，裝置出水COD平均濃度為45. 3mg/L，且波動范圍較小。由圖3可知，本裝置對COD的去除效率隨著運行時間的延長而提高，在最初的20d，去除率變化幅度較大，說明此階段本裝置微生物群落結構更新速率較快，各反應器內的優(yōu)勢菌種地位趨于鞏固，反應器也逐漸適應了進水水質的變化。本裝置運行初期COD去除效率偏低的原因是水質變化較大造成的負荷沖擊對生物活性的影響。經(jīng)過一段時間的運行，各反應器內的優(yōu)勢菌種逐漸適應了新的水力負荷及有機負荷，表現(xiàn)出去除率的不斷提高。從第21d起，本裝置對COD的去除率變化較為緩和，對COD的去除作用達到最佳效果，此時平均去除率為95. 3%。二、NH3-N 去除情況本裝置穩(wěn)定運行時進水、出水NH3-N濃度變化情況見圖4，NH3-N去除率變化情況見圖5。
由圖4可知，本 裝置進水NH3-N濃度變化較小，在995 1017mg/L之間，出水NH3-N濃度隨著運行時間的延長而逐漸降低，在前20d內本裝置出水NH3-N濃度降低幅度較大，但是出水NH3-N偏高，處理效果不甚理想。其原因是進水水質變化對厭氧氨氧化反應的沖擊作用較大，致使脫氮效果不好。隨著運行時間的延長，出水NH3-N濃度仍呈現(xiàn)降低趨勢，但變化幅度較小，平均出水濃度為11. 5mg/L,此時本裝置對NH3-N去除效果較好，說明亞硝化反應池和厭氧氨氧化反應池恢復正常，在去除氨氮方面發(fā)揮著重要作用。由圖5可知，本裝置對NH3-N的去除效率在前20d內變化幅度較大，主要是由于各個反應器逐漸適應了變化的進水條件，本裝置持有的優(yōu)勢菌種的數(shù)量在不斷增加，微生物持有量較高。NH3-N去除率的升高反映出亞硝化反應池和厭氧氨氧化反應池內的生物活性較高，在去除NH3-N方面發(fā)揮的效能越來越大。20d以后的NH3-N去除率基本趨于平穩(wěn)，NH3-N最高去除率為99%，本裝置對NH3-N的去除效果良好。三、TN去除情況本裝置穩(wěn)定運行時進水、出水TN濃度變化情況見圖6，TN去除率變化情況見圖7。由圖6可知，本裝置運行時進水TN變化范圍為1287 1318mg/L，運行初期出水TN濃度較高，但呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。初期的出水TN濃度平均值在180mg/L左右。當本裝置運行30d后，出水TN明顯降低,此時的出水TN濃度已降低至50mg/L以下，出水水質較好。本裝置運行40d以后的出水TN濃度平均值為15mg/L。由圖7可知，本裝置運行初期的TN去除率在80%以下，隨著運行時間的延長，TN去除率增加較快，在運行初期去除率有所波動，但總體呈現(xiàn)增加。本裝置運行30d后，TN去除率達到了 97%，隨后時間內TN去除率變化幅度較小，TN去除率從97%增加至99%左右，總體去除效果良好。四、其他污染物去除情況本裝置運行過程中，不定時測定進水、出水B0D5 (五日生化需氧量)和SS (懸浮物)。測試結果顯示，本裝置穩(wěn)定運行時，出水B0D5、SS能夠穩(wěn)定達到《生活垃圾填埋污染控制標準》(GB16889-1997) —級標準限值。綜上分析，本裝置穩(wěn)定運行時出水COD、NH3-N、SS、B0D5濃度能夠滿足《生活垃圾填埋污染控制標準》(GB16889-1997) —級標準限值，垃圾滲濾液經(jīng)本裝置處理后可直接排入填埋場附近地表水體。小結(1)由于厭氧氨氧化反應池中的活性污泥是影響本裝置脫氮的關鍵，為使得本裝置獲得良好的去除效果，通過對進水、出水方式的調整滿足其運行控制條件，經(jīng)過30d調試，本裝置對污染物的去除效果有所改善。(2)本裝置穩(wěn)定運行時，出水平均COD濃度為45. 3mg/L,對COD的平均去除率為95. 3% ;水平均NH3-N濃度為11. 5mg/L，對NH3-N的最高去除率為99% ;水平均TN濃度為15mg/L，對TN的去除率為99%。(3)本裝置穩(wěn)定運行時，出水COD、NH3-N、SS、B0D5濃度能夠滿足《生活垃圾填埋污染控制標準》(GB16889-1997) —級標準限值。本發(fā)明的水質分析監(jiān)測方法均依據(jù)國家環(huán)保局編制的《水和廢水監(jiān)測分析方法》。COD采用重鉻酸鉀法；B0D5采用稀釋接種法；NH3-N采用鈉氏試劑分光光度計法；N02—N采用N-I萘乙二胺分光光度法；N03—N采用酚二磺酸分光光度法，TN采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度計法，SS采用重量法。


圖I是本發(fā)明的結構示意圖；圖2是本裝置穩(wěn)定運行時進水、出水COD濃度變化情況曲線圖，圖中曲線A為進水COD濃度，曲線B為出水COD濃度；圖3是本裝置穩(wěn)定運行時COD去除率變化情況曲線圖；圖4是本裝置穩(wěn)定運行時進水、出水NH3-N濃度變化情況曲線圖，圖中曲線C為進水NH3-N濃度，曲線D為出水NH3-N濃度；圖5是本裝置穩(wěn)定運行時NH3-N去除率變化情況曲線
圖6是本裝置穩(wěn)定運行時進水、出水TN濃度變化情況曲線圖，圖中曲線E為進水TN濃度，曲線F為出水TN濃度；圖7是本裝置穩(wěn)定運行時TN去除率變化情況曲線圖。下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的說明。
具體實施例方式實施例I。如圖I所示，本裝置主要由組裝為一體的接觸氧化池I、低氧曝氣池2、亞硝化反應池3、厭氧氨氧化反應池4、微波處理器5、分離器6和活性炭自動投加裝置16構成，在低氧曝氣池2、亞硝化反應池3和厭氧氨氧化反應池4的底部均裝有攪拌泵8，在亞硝化反應池3和厭氧氨氧化反應池4中裝有恒溫加熱棒9，在接觸氧化池I和亞硝化反應池3底部裝有曝氣頭17，曝氣頭17連接至曝氣機7。接觸氧化池I的出水口 10直接與低氧曝氣池2連通，低氧曝氣池2的出水口 11直接與亞硝化反應池3連通，亞硝化反應池3的出水口 12直接與厭氧氨氧化反應池4連通；厭氧氨氧化反應池4的出水口 13通過管道連接至微波處理器5，在厭氧氨氧化反應池4和微波處理器5之間的管段設置活性炭自動投加裝置16，微波處理器5的出水口 14通過管道連接至分離器6，在連接厭氧氨氧化反應池4的出水口 13與微波處理器5的管道上裝有控制閥15，在連接微波處理器5的出水口 14與分離器6的管道上也裝有控制閥15，控制閥15用于控制排水，實現(xiàn)間歇排水。本實施例中接觸氧化池I的池型為長方體，LXBXH = 350X 350X600mm，有效容積為50L，超高為192mm。池體材質為ABS板材。接觸氧化池I為直流式,池內填充半軟性懸掛式聚乙烯填料，填料填充率為30%，底部均勻布置曝氣頭17，接觸氧化池I的溶解氧濃度通過控制曝氣量調節(jié)，垃圾滲濾液在接觸氧化池I中的HRT (水力停留時間)為Id。掛膜期間，接觸氧化池I運行方式采用間歇進水、間歇排水，運行周期為12h，其中進水時間為O. 5h，曝氣階段持續(xù)時間為10h，靜置沉淀時間為lh，排水時間為0.5h。每個反應周期進水量為反應器有效容積的1/2。低氧曝氣池2的池型為長方體，材質為ABS板材，尺寸為LXBXH = 500X 350X 750mm，超高為179mm，有效容積為100L。低氧曝氣池2的底部中央位置設置一攪拌泵8，利用便攜式溶解氧測定儀和pH計連續(xù)監(jiān)測反應器的DO和pH值。低氧曝氣池2的接種污泥為好氧活性污泥，接種污泥量占低氧曝氣池有效容積的20%，垃圾滲濾液在低氧曝氣池2的最佳HRT (水力停留時間)為2d?；钚晕勰嗯囵B(yǎng)期間低氧曝氣池2的運行方式采用間歇進水、間歇排水，運行周期為12h，其中進水時間為O. 5h，曝氣階段持續(xù)時間為IOh,靜置沉淀時間為Ih,排水時間為O. 5h。每個反應周期進水量為反應器有效容積的1/2。亞硝化反應池3的材質為ABS板材，尺寸為LXBXH = 500X350X750mm,有效容積為100L。在亞硝化反應池3中裝有恒溫加熱棒9，用來維持池內的溫度恒定，溶解氧濃度通過控制曝氣量進行調節(jié)。亞硝化反應池3以80%好氧硝化污泥、20%花園土壤浸出液作為接種污泥，污泥接種量占反應器有效容積的20%，垃圾滲濾液在亞硝化反應池3中的最佳HRT(水力停留時間)為2d，SRT(污泥泥齡)為3d。亞硝化反應池3采用間歇進水、間歇排水。每個反應周期 為12h,其中進水時間為11. 5h,曝氣時間為11.5h,靜置25min,排水時間為5min ;閑置時間為一個周期(12h)。亞硝化反應池3的每個周期進水、排水量均為亞硝化反應池有效容積的1/4。厭氧氨氧化反應池4的形狀為長方體，LXBXH=350 X 350 X 600mm，有效容積為50L，超高為192mm，材質為ABS板材。ABS具有遮光性，可避免光對厭氧氨氧化菌的抑制作用。在厭氧氨氧化反應池4內裝有一套恒溫加熱棒9，溫度由恒溫加熱棒9控制，并且在厭氧氨氧化反應池4內裝有攪拌泵8 一臺。氧氨氧化反應池4的進水口位于厭氧氨氧化反應池4中上部,排水口位于厭氧氨氧化反應池有效容積的中間位置，在厭氧氨氧化反應池4的頂部設置排氣口，并用水封進行保護。厭氧氨氧化反應池4以50%好氧硝化污泥、25%厭氧污泥、25%花園土壤滲出液為接種污泥。垃圾滲濾液在厭氧氨氧化反應池4中的最佳水力停留時間為ld，此時脫氮效果較好。厭氧氨氧化反應池4的運行方式采用間歇進水、間歇排水，每個反應周期為12h，其中進水時間為O. 5h，運行時間為IOh,靜置Ih,排水時間為O. 5h ;閑置時間為一個周期(12h)。微波處理器5頻率為2450MHz，功率為1200W，型號為EM-202MS1。選用活性炭作為敏化劑，敏化劑的最佳投加量為20g/L,垃圾滲濾液在微波處理器5中的微波處理最佳時間為30min。分離器6用于將微波處理過程中所用的敏化劑從垃圾滲濾液出水中分離。本裝置運行時，接觸氧化池I的出水便作為低氧曝氣池2的進水，低氧曝氣池2的出水作為亞硝化反應池3的進水,亞硝化反應池3的出水為厭氧氨氧化反應池4提供營養(yǎng)物質，微波處理器5對厭氧氨氧化反應器4出水進行進一步的礦化分解，最后經(jīng)過分離器6將敏化劑(活性炭)從出水中分離即可達標排放。本一體化裝置進水均為垃圾滲濾液，運行方式采用間歇進水、間歇排水。本裝置中，接觸氧化池I、低氧曝氣池2、亞硝化反應池3、厭氧氨氧化反應器4均設置兩套，一組運行時另一組則處于閑置狀態(tài)。本發(fā)明的實施方式不限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出的各種變化均屬于本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種垃圾滲濾液一體化處理裝置，其特征在于主要由組裝為一體的接觸氧化池(1)、低氧曝氣池(2)、亞硝化反應池(3)、厭氧氨氧化反應池(4)、微波處理器(5)、分離器(6)和活性炭自動投加裝置(16)構成；接觸氧化池(I)的出水ロ(10)直接與低氧曝氣池(2)連通，低氧曝氣池(2)的出水ロ(11)直接與亞硝化反應池(3)連通，亞硝化反應池(3)的出水ロ(12)直接與厭氧氨氧化反應池(4)連通；厭氧氨氧化反應池(4)的出水ロ(13)通過管道連接至微波處理器(5)，活性炭自動投加裝置(16)裝在該管段上；微波處理器(5)的出水ロ(14)通過管道連接至分離器(6)。
2.根據(jù)權利要求I所述的垃圾滲濾液一體化處理裝置，其特征在于在所述的連接厭氧氨氧化反應池(4)的出水ロ(13)與微波處理器(5)的管道上，以及連接微波處理器(5)的出水ロ(14)與分離器(6)的管道上均裝有控制閥(15)。
3.根據(jù)權利要求I所述的垃圾滲濾液一體化處理裝置，其特征在于在所述的低氧曝氣池(2)、亞硝化反應池(3)和厭氧氨氧化反應池(4)的底部裝有攪拌泵(8)。
4.根據(jù)權利要求I所述的垃圾滲濾液一體化處理裝置，其特征在于在所述的亞硝化反應池(3)和厭氧氨氧化反應池(4)中裝有恒溫加熱棒(9)。
5.根據(jù)權利要求I所述的垃圾滲濾液一體化處理裝置，其特征在于在所述的接觸氧化池(I)和亞硝化反應池(3)底部裝有曝氣頭(17)，曝氣頭(17)連接曝氣機(7)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種垃圾滲濾液一體化處理裝置，該裝置主要由組裝為一體的接觸氧化池(1)、低氧曝氣池(2)、亞硝化反應池(3)、厭氧氨氧化反應池(4)、微波處理器(5)、分離器(6)和活性炭自動投加裝置(16)構成；本發(fā)明是一種節(jié)能、高效、低耗的垃圾滲濾液處理裝置，能同時去除垃圾滲濾液中的有機污染物(COD)、氮(N)、磷(P)等污染物，實現(xiàn)垃圾滲濾液的達標處理排放，并可以實現(xiàn)對滲濾液處理的移動性和靈活性，極大地節(jié)約處理成本，提高了垃圾滲濾液處理裝置的集成化程度和可重復利用性，降低垃圾滲濾液的處理運行成本。
文檔編號C02F9/14GK102674622SQ20111006677
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月18日 優(yōu)先權日2011年3月18日
發(fā)明者何云, 余明軍, 唐忠德, 姚曉園, 建崢嶸, 張盛莉, 雷文俊, 饒正凱, 魏琛 申請人:貴州省建筑設計研究院