本實(shí)用新型涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域,具體地,涉及一種垃圾焚燒廠滲濾液達(dá)標(biāo)排放處理系統(tǒng)。
背景技術(shù):
生活垃圾焚燒廠的滲濾液污染物種類與普通垃圾填埋場滲濾液相近,而其可生化性、氨氮濃度、重金屬含量等又與填埋場滲濾液存在區(qū)別。因此,借鑒填埋場滲濾液處理工藝時需針對焚燒廠滲濾液的特性進(jìn)行針對性的設(shè)計。目前采用生化法處理垃圾滲濾液的技術(shù)路線多為“前置厭氧預(yù)處理+外置式膜-生物反應(yīng)器(Membrance Bio-Reactor,MBR)(兩級硝化反硝化+超濾,即兩級A/O-UF)生物處理+納濾/反滲透(NF/RO)深度處理”。
兩級A/O系統(tǒng)是基于傳統(tǒng)生物脫氮理論設(shè)計的,運(yùn)行時需回流大量污泥及混合液至A池,從而導(dǎo)致O池曝氣能耗上升,且二級A池因來水碳源不足需外加大量碳源以滿足反硝化需要,增加了運(yùn)行成本。此外,過高的氨氮濃度以及過低的碳氮比使得系統(tǒng)對總氮的去除不甚理想。微生物能否發(fā)揮良好的作用對兩級A/O階段的處理效果至關(guān)重要,實(shí)際運(yùn)行過程中,由于外部因素以及運(yùn)行管理不善造成的處理效果下降的情況時有發(fā)生。
采用NF/RO膜處理技術(shù)截留生化出水中難生物降解的大分子有機(jī)污染物,這個過程為物理分離過程,無法真正去除污染物,只能將其進(jìn)行濃縮轉(zhuǎn)移,另外,還存在投資及運(yùn)行費(fèi)用高、能耗大、濃縮液產(chǎn)生量大(往往大大超過回噴焚燒爐所需的量)且后續(xù)處理困難等問題。
此外,滲濾液中的重金屬以顆粒態(tài)或可溶態(tài)形式存在,顆粒態(tài)重金屬可隨著顆粒物的沉降、污泥的吸附而被去除,但可溶態(tài)重金屬會殘留在出水中,可能會導(dǎo)致出水重金屬超標(biāo)。
因此,利用常規(guī)處理工藝處理焚燒廠滲濾液時往往存在總氮去除效率不高,深度處理單元濃縮液量大且后續(xù)處理困難,最終出水的總氮、重金屬等指標(biāo)不能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求,投資及運(yùn)行費(fèi)用高等問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在上述問題,有必要開發(fā)膜處理技術(shù)的替代方案,一方面可避免產(chǎn)生濃縮液另一方面又能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)GB16889-2008對COD、氨氮、TN、重金屬等的嚴(yán)格要求。本實(shí)用新型的目的是提供一種垃圾焚燒廠滲濾液達(dá)標(biāo)排放處理系統(tǒng),充分利用物化處理技術(shù)和生物處理技術(shù)的優(yōu)勢,對多種技術(shù)進(jìn)行集成,既可避免棘手的濃縮液處理問題,又可通過強(qiáng)化硝化反硝化進(jìn)程以提高生物脫氮的效率,并有效控制滲濾液中的重金屬排放。
根據(jù)本實(shí)用新型提供的一種垃圾焚燒廠滲濾液達(dá)標(biāo)排放處理系統(tǒng),包括:反應(yīng)子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng);所述反應(yīng)子系統(tǒng)包括順序連接的厭氧池、第一反硝化池、第一硝化池、前置SBR反應(yīng)池、第二硝化池、外置膜分離子系統(tǒng)、絮凝催化過濾反應(yīng)器、臭氧沉淀子系統(tǒng)、后置SBR反應(yīng)池;
所述厭氧池設(shè)置有第一攪拌機(jī)和厭氧菌污泥,所述第一攪拌機(jī)將所述厭氧菌污泥與未處理的垃圾滲透液攪拌混合實(shí)現(xiàn)水解酸化反應(yīng)以及厭氧菌生物分解去除有機(jī)污染物;
所述第一反硝化池設(shè)置有第二攪拌機(jī)和反硝化菌污泥,所述第二攪拌機(jī)將所述反硝化污泥與所述厭氧池出水?dāng)嚢杌旌蠈?shí)現(xiàn)有機(jī)污染物和氮的初步去除;
所述第一硝化池設(shè)有第一曝氣裝置,所述控制子系統(tǒng)控制所述第一曝氣裝置的曝氣量以及第一硝化池的進(jìn)水量和/或出水量,使得所述第一硝化池中發(fā)生短程硝化反應(yīng),所述短程硝化反應(yīng)是硝化過程控制在亞硝態(tài)氮階段,避免進(jìn)一步氧化為硝態(tài)氮;
兩個或多個并連的所述前置SBR反應(yīng)池,所述前置SBR反應(yīng)池的入水口接第一硝化池,出水口接第二硝化池,所述前置SBR反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有第二曝氣裝置、第三攪拌機(jī)和反硝化菌污泥,所述控制子系統(tǒng)根據(jù)所述第一硝化池的出水的硝化情況控制所述第二曝氣裝置的曝氣量以及所述前置SBR反應(yīng)池的反應(yīng)時間,從而控制所述前置SBR反應(yīng)池內(nèi)的反應(yīng)過程,實(shí)現(xiàn)第二次去氮;
所述第二硝化池設(shè)有第三曝氣裝置,所述控制子系統(tǒng)通過控制所述第二硝化池的進(jìn)水量和/或出水量以及所述第三曝氣裝置的曝氣量實(shí)現(xiàn)對所述前置SBR反應(yīng)池出水中殘留的有機(jī)污染物、氨氮和亞硝酸鹽的去除,所述控制子系統(tǒng)控制所述第二硝化池溶氧濃度在2~3mg/L范圍內(nèi);
所述外置膜分離子系統(tǒng)對所述第二硝化池的出水進(jìn)行超濾,過濾后的清液進(jìn)入所述絮凝催化過濾反應(yīng)器;
所述絮凝催化過濾反應(yīng)器設(shè)有貴金屬催化劑和活性填料,所述外置膜分離子系統(tǒng)出 水中殘留的有機(jī)污染物與活性填料接觸轉(zhuǎn)化為易生物降解的物質(zhì),并在貴金屬催化劑催化作用下以沉淀物形式析出并同時置換出重金屬離子;
所述臭氧沉淀子系統(tǒng)對所述絮凝催化過濾反應(yīng)器出水進(jìn)行臭氧氧化反應(yīng)和絮凝沉淀過濾,從而降低出水COD值和重金屬含量;
兩或多個并連的后置SBR反應(yīng)池,所述后置SBR反應(yīng)池的入水口接所述臭氧沉淀子系統(tǒng),所述后置SBR反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有第四曝氣裝置、第四攪拌機(jī)和反硝化菌污泥,所述控制子系統(tǒng)根據(jù)所述臭氧沉淀子系統(tǒng)出水的水質(zhì)情況控制所述第四曝氣裝置的曝氣量以及所述后置SBR反應(yīng)池的反應(yīng)時間,從而控制所述后置SBR反應(yīng)池內(nèi)的反應(yīng)過程,實(shí)現(xiàn)最終去氮后獲得最終出水。
作為一種優(yōu)化方案,所述臭氧沉淀子系統(tǒng)包括前置混凝沉淀池、臭氧氧化反應(yīng)器、射流器、臭氧發(fā)生裝置、后置混凝沉淀池;
所述前置混凝沉淀池和后置混凝沉淀池中都設(shè)置有攪拌區(qū)和沉淀區(qū),所述前置混凝池的攪拌區(qū)設(shè)置有第五攪拌機(jī)和絮凝劑,所述絮凝催化過濾反應(yīng)器出水與所述絮凝劑攪拌混合后進(jìn)入沉淀區(qū)沉淀去除細(xì)小沉淀物質(zhì),上層清液進(jìn)入所述臭氧氧化反應(yīng)器;
所述臭氧發(fā)生裝置產(chǎn)生的臭氧通過噴嘴進(jìn)入所述射流器。所述射流器的吸入口通過一循環(huán)泵與所述臭氧氧化反應(yīng)器相連,所述射流器的氣液混合出口伸入所述臭氧氧化反應(yīng)器中液體的底部;
所述臭氧氧化反應(yīng)器的出水口進(jìn)入所述后置混凝沉淀池的攪拌區(qū),所述后置混凝沉淀池的攪拌區(qū)添加有重金屬捕捉劑和絮凝劑,經(jīng)攪拌后的液體進(jìn)入后置混凝沉淀池的沉淀區(qū)再次沉淀,上清液進(jìn)入所述后置SBR反應(yīng)池。
作為一種優(yōu)化方案,所述水質(zhì)情況包括是否硝化完全、總含氮量是否達(dá)標(biāo),所述控制子系統(tǒng)進(jìn)一步用于:
實(shí)時監(jiān)測所述第一硝化池出水是否硝化完全,
若硝化完全,則關(guān)閉所述前置SBR反應(yīng)池中第二曝氣裝置,缺氧攪拌進(jìn)行反硝化脫氮;
若硝化未完全,則控制所述第二曝氣裝置和所述第三攪拌機(jī)間歇曝氣間歇攪拌,實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化脫氮,或先短程硝化反應(yīng)后缺氧攪拌反硝化脫氮;
實(shí)時監(jiān)測所述臭氧沉淀子系統(tǒng)出水總含氮量是否達(dá)標(biāo),
若總氮達(dá)標(biāo),則開啟所述后置SBR反應(yīng)池中第四曝氣裝置,進(jìn)一步降解所述臭氧沉淀子系統(tǒng)出水中的有機(jī)污染物;
若總氮未達(dá)標(biāo),則控制所述第四曝氣裝置和所述第四攪拌機(jī)間歇曝氣間歇攪拌,或先曝氣后缺氧攪拌,實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物和殘余氮的去除。
作為一種優(yōu)化方案,所述外置膜分離子系統(tǒng)包括超濾膜、膜清洗儲水箱、清洗泵;
所述前置SBR反應(yīng)池出水接入所述超濾膜管道進(jìn)水口,所述超濾膜過濾后的清液接入所述絮凝催化過濾反應(yīng)器和所述膜清洗儲水箱,
所述清洗泵的控制端與所述控制子系統(tǒng)相連,所述清洗泵響應(yīng)所述控制子系統(tǒng)的控制抽取所述膜清洗儲水箱中過濾后的清液進(jìn)入所述超濾膜進(jìn)水口進(jìn)行膜清洗。
作為一種優(yōu)化方案,還包括排泥管道與排泥池,所述外置膜分離子系統(tǒng)的過濾濃縮液通過所述排泥管道流入所述排泥池,所述排泥管道還與所述前置SBR反應(yīng)池、第一反硝化池連通,實(shí)現(xiàn)過濾濃縮液中污泥的回流。
作為一種優(yōu)化方案,所述排泥管道還與所述外置膜分離子系統(tǒng)的進(jìn)水口連通,實(shí)現(xiàn)過濾濃縮液的循環(huán)過濾。
作為一種優(yōu)化方案,所述絮凝催化過濾反應(yīng)器中的貴金屬催化劑至少包含Pb、Sn和Cu;所述絮凝催化過濾反應(yīng)器中的貴金屬催化劑與活性填料的配比為0.05~0.1。
作為一種優(yōu)化方案,還包括調(diào)節(jié)池,所述調(diào)節(jié)池設(shè)置有第五攪拌機(jī);所述調(diào)節(jié)池的進(jìn)水口接入所述未處理的垃圾滲透液,出水口連通所述厭氧池的進(jìn)水口。
作為一種優(yōu)化方案,還包括清水池,所述清水池的進(jìn)水口連通所述后置SBR池的出水口。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型具有如下的有益效果:
本實(shí)用新型充分利用物化處理技術(shù)和生物處理技術(shù)的優(yōu)勢,對多種技術(shù)進(jìn)行集成,既可避免棘手的濃縮液處理問題,又可通過強(qiáng)化硝化反硝化進(jìn)程以提高生物脫氮的效率,并有效控制滲濾液中的重金屬排放。
附圖說明
為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹,顯而易見,下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。附圖中:
圖1是一種垃圾焚燒廠滲濾液達(dá)標(biāo)排放處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是一種垃圾焚燒廠滲濾液達(dá)標(biāo)排放處理方法流程圖。
圖中:1-調(diào)節(jié)池,2-厭氧池,3-第一反硝化池,4-第一硝化池,5、6-前置SBR 反應(yīng)池,7-第二硝化池,8-外置膜分離子系統(tǒng),9-膜清洗儲水箱,10-絮凝催化過濾反應(yīng)器,11-前置混凝沉淀池,12-臭氧氧化反應(yīng)器,13-臭氧發(fā)生裝置,14-后置混凝沉淀池,15、16-后置SBR反應(yīng)池,17-清水池。
具體實(shí)施方式
下文結(jié)合附圖以具體實(shí)施例的方式對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本實(shí)用新型,但不以任何形式限制本實(shí)用新型。應(yīng)當(dāng)指出的是,還可以使用其他的實(shí)施例,或者對本文列舉的實(shí)施例進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能上的修改,而不會脫離本實(shí)用新型的范圍和實(shí)質(zhì)。
通常使用兩級A/O工藝通過硝化和反硝化交替作用可以達(dá)到脫氮的目的,本實(shí)用新型在此原理上進(jìn)行改進(jìn),加入了SBR反應(yīng)池,從而提升了脫氮效果。
在本實(shí)用新型提供的一種垃圾焚燒廠滲濾液達(dá)標(biāo)排放處理系統(tǒng)的實(shí)施例中,如圖1所示,包括:反應(yīng)子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng);所述反應(yīng)子系統(tǒng)包括順序連接的厭氧池2、第一反硝化池3、第一硝化池4、前置SBR反應(yīng)池(5、6)、第二硝化池7、外置膜分離子系統(tǒng)8、絮凝催化過濾反應(yīng)器10、臭氧沉淀子系統(tǒng)、后置SBR反應(yīng)池(15、16)。
所述厭氧池2設(shè)置有第一攪拌機(jī)和厭氧菌污泥,所述第一攪拌機(jī)將所述厭氧菌污泥與未處理的垃圾滲透液攪拌混合實(shí)現(xiàn)水解酸化反應(yīng)以及厭氧菌生物分解去除有機(jī)污染物。通過水解酸化將待處理的滲濾液中難降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易降解可溶性小分子物質(zhì),或厭氧分解有機(jī)污染物并產(chǎn)甲烷。使用第一攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌能夠使厭氧菌污泥與待處理的滲濾液接觸反應(yīng)更加充分,混合反應(yīng)時間更長,抗沖擊性能得以增強(qiáng),處理效果更加穩(wěn)定。
厭氧池2結(jié)構(gòu)上包括混合攪拌區(qū)、上部澄清區(qū)、填料層及沼氣室。反應(yīng)器設(shè)計為中溫厭氧,通過設(shè)置加熱器及溫控系統(tǒng)將溫度控制在35-38℃?;旌蠑嚢鑵^(qū)設(shè)置攪拌系統(tǒng)可增強(qiáng)對底部污泥床層的攪拌作用,使污泥床層內(nèi)的微生物同進(jìn)水中的基質(zhì)得以充分接觸。在反應(yīng)器上部設(shè)置的填料層中可形成微生物膜,在截留懸浮微生物的同時進(jìn)一步去除水中的有機(jī)污染物。反應(yīng)器上部出水并集氣的構(gòu)造使得反應(yīng)器內(nèi)的水流方向與產(chǎn)氣方向一致,可減少設(shè)備阻力從而降低設(shè)施堵塞的幾率。填料的存在更加速了污泥與氣泡的分離,從而極大地降低了污泥的流失。
所述第一反硝化池3設(shè)置有第二攪拌機(jī)和反硝化菌污泥,所述第二攪拌機(jī)將所述反硝化污泥與所述厭氧池2出水?dāng)嚢杌旌蠈?shí)現(xiàn)有機(jī)污染物和氮的初步去除。第一反硝化池3用來實(shí)現(xiàn)原水及回流液中的硝酸鹽的去除。在缺氧攪拌條件下,反硝化菌可充分利用 厭氧出水中的有機(jī)污染物作為碳源,將原水以及回流混合液中的亞硝酸鹽和硝酸鹽轉(zhuǎn)化成氮?dú)?,從而?shí)現(xiàn)有機(jī)污染物和總氮的去除。
所述第一硝化池4設(shè)有第一曝氣裝置,所述控制子系統(tǒng)控制所述第一曝氣裝置的曝氣量以及第一硝化池4的進(jìn)水量和/或出水量,使得所述第一硝化池4中發(fā)生短程硝化反應(yīng),所述短程硝化反應(yīng)是硝化過程控制在亞硝態(tài)氮階段,避免進(jìn)一步氧化為硝態(tài)氮。
傳統(tǒng)硝化反硝化:NH4+→NO2-→NO3-→NO2-→N2;
短程硝化反硝化:NH4+→NO2-→N2。
與傳統(tǒng)的全程硝化反硝化脫氮工藝相比,短程硝化反硝化減少了硝化過程亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽和反硝化過程硝酸鹽還原成亞硝酸鹽兩個步驟,可減少25%硝化階段的需氧量和40%的反硝化所需碳源,同時縮短反應(yīng)時間,污泥產(chǎn)量也將大幅減少(55%左右)。
兩個或多個并連的所述前置SBR反應(yīng)池(5、6),所述前置SBR反應(yīng)池(5、6)的入水口接第一硝化池4,出水口接第二硝化池7,所述前置SBR反應(yīng)池(5、6)內(nèi)設(shè)有第二曝氣裝置、第三攪拌機(jī)和反硝化菌污泥,所述控制子系統(tǒng)根據(jù)所述第一硝化池4的出水的硝化情況控制所述第二曝氣裝置的曝氣量以及所述前置SBR反應(yīng)池(5、6)的反應(yīng)時間,從而控制所述前置SBR反應(yīng)池(5、6)內(nèi)的反應(yīng)過程,實(shí)現(xiàn)第二次去氮。本實(shí)施例通過如圖1所示的兩個前置SBR反應(yīng)池(5、6)的交錯運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)整個SBR工藝連續(xù)運(yùn)行的目的,比如1個處于進(jìn)水階段,而另1個就在反應(yīng)階段或排水階段。本實(shí)施例中的前置SBR反應(yīng)池(5、6)代替了現(xiàn)有技術(shù)中二級反硝化池的作用,承接一級硝化出水,主要的作用是脫氮。采用兩個并連運(yùn)行的SBR系統(tǒng)替代現(xiàn)有技術(shù)方案中的二級反硝化系統(tǒng),充分利用SBR反應(yīng)池運(yùn)行方式可靈活多變的優(yōu)勢,強(qiáng)化反硝化脫氮的過程。通過監(jiān)測第一硝化池4內(nèi)氨氮、亞硝態(tài)氮及硝態(tài)氮濃度的變化來判斷第一硝化池4是否硝化完全。若第一硝化池4硝化完全,則前置SBR反應(yīng)池(5、6)可采取全程缺氧攪拌的方式進(jìn)行反硝化脫氮;若第一硝化池4硝化未徹底,則可通過改變前置SBR反應(yīng)池(5、6)運(yùn)行方式如采取間歇曝氣間歇攪拌的方式替代全程攪拌的方式來達(dá)到同步硝化反硝化脫氮的效果,或者先進(jìn)行短程硝化,后缺氧攪拌進(jìn)行反硝化,反硝化與硝化過程相輔相成,充分的反硝化作用可補(bǔ)充堿度,從而促進(jìn)硝化過程順利進(jìn)行。
所述第二硝化池7設(shè)有第三曝氣裝置,所述控制子系統(tǒng)通過控制所述第二硝化池7的進(jìn)水量和/或出水量以及所述第三曝氣裝置的曝氣量實(shí)現(xiàn)對所述前置SBR反應(yīng)池(5、6)出水中殘留的有機(jī)污染物、氨氮和亞硝酸鹽的去除,所述控制子系統(tǒng)控制所述第二硝化池7溶氧濃度在2~3mg/L范圍內(nèi),第二硝化池7中應(yīng)避免短程硝化的發(fā)生。
所述外置膜分離子系統(tǒng)8對所述第二硝化池7的出水超濾濃縮,過濾后的清液進(jìn)入所述絮凝催化過濾反應(yīng)器10。膜分離系統(tǒng)中的超濾膜組件UF用來實(shí)現(xiàn)泥水分離。經(jīng)過超濾濃縮后,清液排出進(jìn)入所述絮凝催化過濾反應(yīng)器10,而濃縮液回流至第一反硝化系統(tǒng)和前置SBR反應(yīng)池(5、6)中。
現(xiàn)有技術(shù)中由于二級硝化池出水中的有機(jī)污染物主要是難降解有機(jī)質(zhì),后續(xù)需單獨(dú)或組合選擇納濾/反滲透(即NF/RO)截留這些不可生化處理的大分子有機(jī)污染物。而本實(shí)施例中通過絮凝催化過濾反應(yīng)器10和臭氧沉淀子系統(tǒng)、后置SBR(15、16)反應(yīng)池實(shí)現(xiàn)對難降解有機(jī)污染物的轉(zhuǎn)化和去除。
所述絮凝催化過濾反應(yīng)器10設(shè)有貴金屬催化劑和活性填料,所述外置膜分離子系統(tǒng)8出水中殘留的有機(jī)污染物與活性填料接觸轉(zhuǎn)化為易生物降解的物質(zhì),并在貴金屬催化劑催化作用下以沉淀物形式析出并同時置換出重金屬離子。外置膜分離子系統(tǒng)8出水中殘留的難降解有機(jī)污染物與活性填料充分接觸,并在貴金屬催化劑的催化作用下,一部分有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為易生物降解的物質(zhì),另一部分有機(jī)污染物則以沉淀物形式析出并同時置換出重金屬離子,從而達(dá)到降低有機(jī)污染物含量(即COD)、提高可生化性、降低毒性的效果。
所述臭氧沉淀子系統(tǒng)對所述絮凝催化過濾反應(yīng)器10出水進(jìn)行臭氧氧化反應(yīng)和絮凝沉淀過濾,從而降低出水COD值和重金屬含量;
兩個或多個并連的后置SBR反應(yīng)池(15、16),所述后置SBR反應(yīng)池(15、16)的入水口接所述臭氧沉淀子系統(tǒng),所述后置SBR反應(yīng)池(15、16)內(nèi)設(shè)有第四曝氣裝置、第四攪拌機(jī)和反硝化菌污泥,所述控制子系統(tǒng)根據(jù)所述臭氧沉淀子系統(tǒng)出水的水質(zhì)情況控制所述第四曝氣裝置的曝氣量以及所述后置SBR反應(yīng)池(15、16)的反應(yīng)時間,從而控制所述后置SBR反應(yīng)池(15、16)內(nèi)的反應(yīng)過程,實(shí)現(xiàn)最終去氮后獲得最終出水達(dá)標(biāo)排放。后置SBR反應(yīng)池(15、16)是獲得最終出水前的最后一道水處理步驟,也是最終水質(zhì)的保障,若控制子系統(tǒng)檢測到臭氧沉淀子系統(tǒng)出水中含氮量高于預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn),則通過所述后置SBR反應(yīng)池(15、16)強(qiáng)化脫氮和有機(jī)污染物處理效果。本實(shí)施例中,水質(zhì)指標(biāo)主要為COD、總氮。
現(xiàn)有技術(shù)中采用NF/RO膜處理技術(shù)截留生化出水中難生物降解的大分子有機(jī)污染物,這個過程為物理分離過程,無法真正去除污染物,只能將其進(jìn)行濃縮轉(zhuǎn)移,另外,還存在投資及運(yùn)行費(fèi)用高、能耗大、濃縮液產(chǎn)生量大且后續(xù)處理困難等問題。
本實(shí)施例中集成了絮凝催化過濾反應(yīng)器10、臭氧沉淀子系統(tǒng)與SBR反應(yīng)池,替代現(xiàn) 有膜處理技術(shù)對難生物降解的大分子有機(jī)污染物的截留。絮凝催化過濾反應(yīng)器10、臭氧沉淀子系統(tǒng)可將生化出水中殘留的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐捉到獾男》肿游镔|(zhì),這些物質(zhì)可在后續(xù)SBR反應(yīng)池中的SBR生化處理系統(tǒng)中得以去除,避免了棘手的濃縮液處理及二次污染問題,且成本及能耗相對較低。
現(xiàn)有的兩級硝化/反硝化系統(tǒng)(即A/O系統(tǒng))是基于傳統(tǒng)生物脫氮理論設(shè)計的,運(yùn)行時需回流大量污泥及混合液至A池,從而導(dǎo)致O池曝氣能耗上升,且二級A池因來水碳源不足需外加大量碳源以滿足反硝化需要,增加了運(yùn)行成本。此外,過高的氨氮濃度以及過低的碳氮比使得系統(tǒng)對總氮的去除不甚理想。
本實(shí)用新型基于短程硝化反硝化脫氮理論,通過控制一級O池(即第一硝化池4)的進(jìn)水氨氮濃度和系統(tǒng)溶解氧使得原來的全程硝化轉(zhuǎn)向短程硝化,二級A池采用SBR模式運(yùn)行,多個并連的SBR反應(yīng)池可根據(jù)一級O池的硝化程度來改變運(yùn)行方式(全程缺氧攪拌進(jìn)行反硝化或間歇曝氣間歇攪拌進(jìn)行同步硝化反硝化),使得廢水在這兩個池內(nèi)完成總氮的大幅削減。與傳統(tǒng)的全程生物脫氮工藝相比,本實(shí)施例中的短程硝化反硝化工藝減少了亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽和反硝化過程硝酸鹽還原成亞硝酸鹽兩個步驟,縮短了反應(yīng)時間,可減小反應(yīng)器體積,節(jié)省硝化階段的需氧量和反硝化所需碳源,同時也可減少污泥產(chǎn)量,降低了后續(xù)污泥處理處置成本。通過進(jìn)水氨氮濃度和系統(tǒng)溶解氧來控制一級O池的硝化進(jìn)程,操作簡便快捷。
作為一種實(shí)施例,所述臭氧沉淀子系統(tǒng)包括前置混凝沉淀池11、臭氧氧化反應(yīng)器12、射流器、臭氧發(fā)生裝置13、后置混凝沉淀池14。
所述前置混凝沉淀池11和后置混凝沉淀池14中都設(shè)置有攪拌區(qū)和沉淀區(qū),所述前置混凝池的攪拌區(qū)設(shè)置有第五攪拌機(jī)和絮凝劑,所述絮凝催化過濾反應(yīng)器10出水與所述絮凝劑攪拌混合后進(jìn)入沉淀區(qū)沉淀去除細(xì)小沉淀物質(zhì),上層清液進(jìn)入所述臭氧氧化反應(yīng)器12。
所述臭氧發(fā)生裝置13產(chǎn)生的臭氧通過噴嘴進(jìn)入所述射流器。所述射流器的吸入口通過一循環(huán)泵與所述臭氧氧化反應(yīng)器12相連,所述射流器的氣液混合出口伸入所述臭氧氧化反應(yīng)器12中液體的底部。所述臭氧氧化反應(yīng)器12充分利用臭氧的強(qiáng)氧化性,使得待處理廢水中的難降解有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為易生物降解有機(jī)污染物,進(jìn)而降低廢水COD,同時提高廢水可生化性。
所述臭氧氧化反應(yīng)器12的出水口進(jìn)入所述后置混凝沉淀池14的攪拌區(qū),所述后置混凝沉淀池14的攪拌區(qū)添加有重金屬捕捉劑和絮凝劑,經(jīng)攪拌后的液體進(jìn)入后置混凝 沉淀池14的沉淀區(qū)再次沉淀,上清液進(jìn)入所述后置SBR反應(yīng)池(15、16)。通過在后置混凝沉淀池14投加重金屬捕捉劑、絮凝劑去除滲濾液中存在的可溶態(tài)重金屬。投加的重金屬捕捉劑可以是硫化物或含二硫代羧基的聚合物或其他經(jīng)改性的高效捕捉劑,可與重金屬離子生成穩(wěn)定且難溶于水的金屬沉淀物或金屬螯合物。絮凝劑是PAC、PAM和少量石灰三者配合使用。
待處理的垃圾滲濾液中的重金屬以顆粒態(tài)或可溶態(tài)形式存在,顆粒態(tài)重金屬可隨著顆粒物的沉降、污泥的吸附而被去除,但可溶態(tài)重金屬會殘留在出水中,可能會導(dǎo)致出水重金屬超標(biāo)。
本實(shí)用新型通過在水處理過程中投加重金屬捕捉劑和絮凝劑,使可溶態(tài)重金屬在此得以去除,保證出水重金屬排放達(dá)標(biāo)。
微生物能否發(fā)揮良好的作用對兩級A/O階段的處理效果至關(guān)重要,實(shí)際運(yùn)行過程中,由于外部因素以及運(yùn)行管理不善造成的處理效果下降的情況時有發(fā)生。
本實(shí)用新型中的二級A池采用SBR反應(yīng)池,且深度處理系統(tǒng)中也將物化技術(shù)與SBR技術(shù)結(jié)合,使得整體處理系統(tǒng)操作較為靈活,控制子系統(tǒng)可根據(jù)前置SBR反應(yīng)池(5、6)進(jìn)出水水質(zhì)要求適當(dāng)改變前置SBR反應(yīng)池(5、6)運(yùn)行方式,強(qiáng)化有機(jī)污染物和總氮的脫除。此外,由于只是改變了二級A/O系統(tǒng)的運(yùn)行模式,因此采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案,可方便地對現(xiàn)有工程進(jìn)行升級改造,節(jié)省了建設(shè)成本。
作為一種實(shí)施例,所述水質(zhì)情況包括是否硝化完全、總含氮量是否達(dá)標(biāo),所述控制子系統(tǒng)進(jìn)一步用于:
實(shí)時監(jiān)測所述第一硝化池出水是否硝化完全,
若硝化完全,則關(guān)閉所述前置SBR反應(yīng)池中第二曝氣裝置,缺氧攪拌進(jìn)行反硝化脫氮;
若硝化未完全,則控制所述第二曝氣裝置和所述第三攪拌機(jī)間歇曝氣間歇攪拌,實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化脫氮,或先短程硝化反應(yīng)后缺氧攪拌反硝化脫氮;
實(shí)時監(jiān)測所述臭氧沉淀子系統(tǒng)出水總含氮量是否達(dá)標(biāo),
若總氮達(dá)標(biāo),則開啟所述后置SBR反應(yīng)池中第四曝氣裝置,進(jìn)一步降解所述臭氧沉淀子系統(tǒng)出水中的有機(jī)污染物;
若總氮未達(dá)標(biāo),則控制所述第四曝氣裝置和所述第四攪拌機(jī)間歇曝氣間歇攪拌,或先曝氣后缺氧攪拌,實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物和殘余氮的去除。
作為一種實(shí)施例,所述外置膜分離子系統(tǒng)8包括超濾膜管道、膜清洗儲水箱9、清 洗泵;
所述前置SBR反應(yīng)池(5、6)出水接入所述超濾膜管道進(jìn)水口,所述超濾膜管道過濾后的清液接入所述絮凝催化過濾反應(yīng)器10和所述膜清洗儲水箱9,
所述清洗泵的控制端與所述控制子系統(tǒng)相連,所述清洗泵響應(yīng)所述控制子系統(tǒng)的控制抽取所述膜清洗儲水箱9中過濾后的清液進(jìn)入所述超濾膜管道進(jìn)水口進(jìn)行管道清洗?;亓鞯那逡菏怯脕磉M(jìn)行膜的清洗,只是在需要清洗膜時才有回流,外置膜分離子系統(tǒng)8正常工作時,清洗泵是關(guān)閉的。
作為一種實(shí)施例,還包括排泥管道與排泥池,所述外置膜分離子系統(tǒng)8的過濾濃縮液通過所述排泥管道流入所述排泥池,所述排泥管道還與所述前置SBR反應(yīng)池(5、6)、第一反硝化池3連通,實(shí)現(xiàn)過濾濃縮液中污泥的回流。硝化液的回流也起到了稀釋進(jìn)水污染物濃度的作用,尤其是可使得進(jìn)水氨氮濃度處于適宜范圍,不會對微生物產(chǎn)生抑制作用。
作為一種實(shí)施例,所述排泥管道還與所述外置膜分離子系統(tǒng)8的進(jìn)水口連通,實(shí)現(xiàn)過濾濃縮液的循環(huán)過濾。
作為一種實(shí)施例,所述絮凝催化過濾反應(yīng)器10(CFR)中的貴金屬催化劑至少包含Pb、Sn和Cu;述絮凝催化過濾反應(yīng)器10中的貴金屬催化劑與活性填料的配比為0.05~0.1。絮凝催化過濾反應(yīng)器10的作用在于降低垃圾滲濾液生化出水的有機(jī)污染物含量(COD),并利用貴金屬催化劑實(shí)現(xiàn)化學(xué)原電池反應(yīng)起催化還原作用,提高可生化性以及置換出重金屬離子,同時滲濾液中部分重金屬絡(luò)合物可通過絮凝沉淀作用除去。為了達(dá)到最佳效果,貴金屬催化劑及活性填料組成及成分配比上進(jìn)行了改進(jìn),并能有效防止貴金屬流失。
作為一種實(shí)施例,還包括調(diào)節(jié)池1,所述調(diào)節(jié)池1設(shè)置有第五攪拌機(jī);所述調(diào)節(jié)池1的進(jìn)水口接入所述未處理的垃圾滲透液,出水口連通所述厭氧池2的進(jìn)水口。
所述調(diào)節(jié)池1與格柵井合建,格柵可攔截大塊污染物與SS,保證調(diào)節(jié)池1提升水泵及管路系統(tǒng)的正常運(yùn)行。調(diào)節(jié)池1用于均勻垃圾滲濾液的水質(zhì)和水量,以便后續(xù)生物處理設(shè)備正常工作,保證污水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。為避免池底淤積及惡臭溢出,池內(nèi)可設(shè)置潛水泵推進(jìn)器等進(jìn)行攪拌,并在池頂加蓋密封,增加臭氣收集管道。調(diào)節(jié)池1主要起調(diào)節(jié)水量、水質(zhì)的目的,水量是根據(jù)處理系統(tǒng)的規(guī)模定的,因調(diào)節(jié)池1后跟著的是厭氧池2,所以調(diào)節(jié)后的水質(zhì)得適宜厭氧菌的生長。這里的水質(zhì)主要是指pH、有機(jī)污染物濃度等。
作為一種實(shí)施例,還包括清水池17,所述清水池17的進(jìn)水口連通所述后置SBR池 的出水口。
基于同一實(shí)用新型構(gòu)思,垃圾焚燒廠滲濾液達(dá)標(biāo)排放處理方法,如圖2所示,包括:
步驟0,提供反應(yīng)子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng);所述反應(yīng)子系統(tǒng)包括順序連接的厭氧池2、第一反硝化池3、第一硝化池4、前置SBR反應(yīng)池(5、6)、第二硝化池7、外置膜分離子系統(tǒng)8、絮凝催化過濾反應(yīng)器10、臭氧沉淀子系統(tǒng)、后置SBR反應(yīng)池(15、16),一個或多個所述前置SBR反應(yīng)池(5、6)并連,所述前置SBR反應(yīng)池(5、6)的入水口接第一硝化池4,出水口接第二硝化池7,兩個或多個
后置SBR反應(yīng)池(15、16)并連,所述后置SBR反應(yīng)池(15、16)的入水口接所述臭氧沉淀子系統(tǒng),;
步驟1:通過所述厭氧池2將厭氧菌污泥與未處理的垃圾滲透液攪拌混合實(shí)現(xiàn)水解酸化反應(yīng)以及厭氧菌生物分解去除有機(jī)污染物獲得厭氧處理液;
步驟2:通過第一反硝化池3將反硝化菌污泥與厭氧處理液攪拌混合實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物和氮的初步去除,獲得一次反硝化處理液;
步驟3,通過控制所述第一硝化池4中硝化過程中的包括曝氣量在內(nèi)的反應(yīng)條件,對所述一次反硝化處理液進(jìn)行短程硝化反應(yīng)獲得短程硝化處理液,所述短程硝化反應(yīng)是硝化過程控制在亞硝態(tài)氮階段,避免進(jìn)一步氧化為硝態(tài)氮;
步驟4,監(jiān)測所述短程硝化處理液是否充分反應(yīng),根據(jù)所述短程硝化處理液是否充分反應(yīng)控制所述前置SBR反應(yīng)池(5、6)中的反應(yīng)條件,
若短程硝化充分反應(yīng),則將步驟3中獲得的短程硝化處理液與反硝化菌污泥在前置SBR反應(yīng)池(5、6)中全程缺氧攪拌進(jìn)行反硝化二次脫氮;
若短程硝化未充分反應(yīng),則控制前置SBR反應(yīng)池(5、6)歇曝氣間歇攪拌實(shí)現(xiàn)對步驟3中獲得的短程硝化處理液同步硝化反硝化脫氮,或?qū)Σ襟E3中獲得的短程硝化處理液先短程硝化反應(yīng)后缺氧攪拌反硝化二次脫氮;
步驟5,控制所述第二硝化池7中溶液的溶氧濃度在2~3mg/L范圍,實(shí)現(xiàn)對二次脫氮后的溶液中殘留的有機(jī)污染物、氨氮和亞硝酸鹽的去除;
步驟6,通過所述外置膜分離子系統(tǒng)8對所述第二硝化池7的出水實(shí)現(xiàn)超濾濃縮,過濾后的清液進(jìn)入所述絮凝催化過濾反應(yīng)器10;
步驟7,所述絮凝催化過濾反應(yīng)器10中設(shè)有貴金屬催化劑和活性填料,所述外置膜分離子系統(tǒng)8出水中殘留的有機(jī)污染物與活性填料接觸轉(zhuǎn)化為易生物降解的物質(zhì),并在貴金屬催化劑催化作用下以沉淀物形式析出并同時置換出重金屬離子;
步驟8,所述臭氧沉淀子系統(tǒng)對所述絮凝催化過濾反應(yīng)器10出水進(jìn)行臭氧氧化反應(yīng)和絮凝沉淀過濾,從而降低出水COD值和重金屬含量;
步驟9,監(jiān)測所述臭氧沉淀子系統(tǒng)出水總氮是否達(dá)標(biāo),
若總氮達(dá)標(biāo),則將步驟8中獲得的處理液與反硝化菌污泥在后置SBR反應(yīng)池(15、16)中全程曝氣攪拌進(jìn)一步降解來水中的有機(jī)污染物;
若總氮未達(dá)標(biāo),則控制后置SBR反應(yīng)池(15、16)間歇曝氣間歇攪拌,或先曝氣后缺氧攪拌,從而實(shí)現(xiàn)對步驟8中獲得的處理液有機(jī)污染物去除和脫氮獲得最終出水。
本實(shí)用新型的主要的改進(jìn)點(diǎn)至少有兩個:
(1)垃圾滲濾液生化出水不采用常規(guī)的NF/RO技術(shù),避免產(chǎn)生濃縮液;
(2)處理出水要實(shí)現(xiàn)全面達(dá)標(biāo)排放,關(guān)鍵的水質(zhì)指標(biāo)包括COD、總氮和重金屬,實(shí)際工程中由于脫氮效果無法保證,且重金屬問題未引起重視,故出水總氮和重金屬往往不能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。
解決上述第(1)個問題,本實(shí)用新型采取的手段是利用物化-生化集成技術(shù)替代NF/RO技術(shù),物化技術(shù)包括絮凝催化過濾反應(yīng)器10(CFR)、臭氧沉淀子系統(tǒng)(COP),生化系統(tǒng)采用SBR方式運(yùn)行。此處CFR的作用在于降低垃圾滲濾液生化出水的COD,并利用化學(xué)原電池反應(yīng)起催化還原作用,提高可生化性以及置換出重金屬離子。另外,COP是專為滲濾液中腐殖質(zhì)(即難降解部分)處理設(shè)計的,采用的是Pt/Mn/Ti三元催化劑,反應(yīng)器運(yùn)行時具有很高的臭氧利用率,可達(dá)90%以上,而其他一般臭氧接觸反應(yīng)系統(tǒng)僅能達(dá)到60%,由此可大大降低臭氧技術(shù)應(yīng)用成本。處理系統(tǒng)以CFR-COP-SBR這樣的順序連接,在保證出水水質(zhì)的同時,可有效降低工藝運(yùn)行成本。具體地,滲濾液生化出水(COD約500-800mg/L,總氮,重金屬)先經(jīng)過CFR處理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)部分COD的削減(如COD降至300mg/L),大幅降低了后續(xù)COP單元的處理成本,并提高可生化性(B/C),同時去除重金屬離子。其中,臭氧催化氧化目的是破壞腐殖質(zhì)的分子結(jié)構(gòu),臭氧用量:COD為0.5:1,若沒有絮凝催化過濾這一單元,后續(xù)臭氧氧化環(huán)節(jié)的臭氧用量將達(dá)到3:1(臭氧用量:COD),這樣的高成本是實(shí)際工程上不可取的,有失敗案例可循。進(jìn)入COP處理系統(tǒng)后,目的是破壞腐殖質(zhì)的分子結(jié)構(gòu),使之轉(zhuǎn)化為易被微生物利用的形式;經(jīng)過上述兩個處理系統(tǒng)后,滲濾液的可生化性大大提高,使后續(xù)SBR系統(tǒng)的功能(實(shí)現(xiàn)COD削減及總氮的去除)得以實(shí)現(xiàn)。
解決上述第(2)個問題,本實(shí)用新型采取的手段是將兩級A/O脫氮系統(tǒng)中的一級O池的全程硝化轉(zhuǎn)變?yōu)槎坛滔趸?,將二級A池的連續(xù)運(yùn)行方式改變?yōu)镾BR模式,強(qiáng)化了系 統(tǒng)的硝化反硝化進(jìn)程,從而保證系統(tǒng)對總氮的去除,同時節(jié)約了曝氣能耗和外加碳源并減少剩余污泥量,另外,處理系統(tǒng)最后單元也采用SBR模式運(yùn)行,增強(qiáng)了系統(tǒng)整體的靈活性,可以保證最終出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。針對重金屬問題,本案采取的手段是CFR技術(shù)以及配合使用重金屬捕捉劑和絮凝劑。
上述內(nèi)容即是針對現(xiàn)有處理工藝做出的幾點(diǎn)改進(jìn)。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉,在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下,可以對這些特征和實(shí)施例進(jìn)行各種改變或等同替換。另外,在本實(shí)用新型的教導(dǎo)下,可以對這些特征和實(shí)施例進(jìn)行修改以適應(yīng)具體的情況及材料而不會脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。因此,本實(shí)用新型不受此處所公開的具體實(shí)施例的限制,所有落入本申請的權(quán)利要求范圍內(nèi)的實(shí)施例都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。