专利名称：一种生活垃圾渗滤液厌氧处理的方法及其反应器的制作方法
技术领域：
本发明属于环境保护领域，特别涉及一种生活垃圾渗滤液厌氧处理的方法。 本发明还提供了该方法所釆用的一种反应器。
二背景技术：
我国城市生活垃圾无害化处理技术的应用以填埋方式为主，根据建设部城 建设计研究院提供的统计资料，全国城市不同垃圾处理方式中填埋方式比例超 过84%，在相当长的时间里填埋仍然是我国城市生活垃圾无害化处理的主要形 式。
中国环境监测总站近年对生活垃圾填埋场调査发现，我国垃圾填埋场普遍 存在渗漏的问题，绝大部分生活垃圾填埋场排放的渗滤液未达到填埋场污染控 制标准，已经对周边环境构成严重污染。
生活垃圾渗沥液的处理方法大体上可分为生物法、物化法、土地法以及不 同种类方法的综合，其中物化法又包括混凝沉淀、活性炭吸附、膜分离和化学 氧化法等，混凝沉淀主要是用Fe3+或Al3+作混凝剂；粉末活性炭的处理效果优于 粒状活性炭；膜分离法通常是运用反渗透技术；化学氧化法包括用诸如臭氧、 高锰酸钾、氯气和过氧化氢等氧化剂与污水反应或在高温高压条件下的湿式氧 化或催化氧化。与生物法相比，物化法不受水质水量的影响，出水水质比较稳 定，对渗沥液中较难生物降解的成份，有较好的处理效果；土地法主要通过土 壤颗粒的过滤、离子交换吸附、沉淀及生物降解等作用去除渗沥液中的悬浮固 体和溶解成分，主要工艺形式为渗滤液回灌。主要问题是受气候影响较大，出 水不达标。
生物法是渗沥液处理中最常用的一种方法，由于它的运行处理费用相对物 化法低，有机物被微生物降解主要生成二氧化碳、水、甲烷以及微生物的生物 体等对环境影响较小的物质(甲烷气体可作为能量回收)，不会出现化学污泥造 成二次污染的问题，所以被世界各国广泛采用。生物法处理渗沥液的难点是氨 氮的去除，釆用生物法处理生活垃圾渗沥液不能照搬处理生活污水的方法，渗 沥液作为高浓度难降解的有机废水，单纯用生物法是很难达标排放。 一般是将
生物法作为后序工艺的预处理，先去除大部分可生化降解有机物，再与絮凝沉 淀或活性炭吸附或膜分离工艺结合，才能达到排放标准。
生物法中厌氧工艺不需要曝气，能耗低，产生的厌氧气体还可回收部分生 物质能源，特别适合于高浓度的有机废水处理。常用厌氧工艺是上流式厌氧污 泥床工艺即UASB工艺，它是利用厌氧颗粒污泥在进水上升流速的作用下形成悬 浮状厌氧污泥层，对有机物实现高效去除并产生厌氧气体。由于形成了颗粒污 泥使反应器对不利条件的抗性增强，且反应器内不需要投加任何填料和载体， 提高了容积利用率，避免了堵塞问题。UASB运用于垃圾渗滤液处理时，由于渗 滤液浓度高，成分复杂，水质波动较大，含有抑制生物反应的毒害物质，大部 分UASB工艺匀存在启动困难，启动周期长；系统抗冲击性能较差，通常进水需 要进行预处理；容积负荷偏低，系统运行不稳定，污染物的去除率相对较低， 对温度的变化比较敏感等诸多问题。
渗滤液是世界公认的较难处理的高浓度有机废水之一，厌氧处理工艺是整 个处理系统中的前段处理单元，对后续工艺能否稳定运行达标排放至关重要。 由于现有UASB工艺处理垃圾渗滤液存在上述问题，因此急需发展更经济高效的 生活垃圾渗滤液处理新技术。
发明内容
针对现有生活垃圾填埋场渗滤液处理技术存在的上述问题，本发明提供了 一种工艺构成简单，运行管理简便且投资较少的生活垃圾渗滤液厌氧处理的方 法，采用此工艺处理生活污水不产生剩余污泥。此外，本发明还提供了一种该 方法所采用的厌氧反应器，该反应器可以根据需要采用地上或地下式构筑物， 其结构简单，运行管理和设备维护方便，厌氧气体可回收利用。
本发明的技术方案是
一种生活垃圾渗滤液厌氧处理的方法，其包括以下步骤-
1) 生活垃圾渗滤液首先经调节池匀和水质和水量，匀和后渗滤液的水质要 求为C0Dcr〈10000 mg/L， NH厂N〈1500 mg/L;
2) 调节池匀和后的渗滤液由水泵提升至厌氧反应器上部的穿孔配水管，将 污水均匀分配至反应器内最上一层的填料层；该反应器内设有多层惰性生物填 料，各填料层之间用碎石分隔，厌氧生物反应产生的气体经碎石隔层和中心管收 集，并由离心风机抽吸后可回收利用；渗滤液通过多层惰性生物填料后由水封井
排出；本步骤采用间歇运行方式，每一天为一个周期，进水时间1-4小时，落干 时间为20-23小时，进水表面负荷为O. 03-0. 13raV(m2 d);
3)经步骤2)处理后的出水按一定比例回流，即减小进水的冲击负荷，又可
为进水接种有利于甲烷气体产生的微生物。实施本发明后排出的出水再组合好氧 生物处理工艺及其他物化处理工艺进一步去除C0D和NH3-N,可实现达标排放。本
方法工艺流程见图l。
上述步骤2)中惰性生物填料的主要成分为生活垃圾填埋场封场8年以上的粒 径小于20 mm的腐殖化垃圾。
惰性生物填料的制备首先要在封场8年以上的填埋场内将垃圾开釆出来， 然后利用20mm孔径的滚筒筛制得所需粒径的腐殖垃圾。
反应器中每层填料的厚度为400—800 mra，层数一般为4层。
一种处理生活垃圾渗滤液所使用的厌氧反应器，其为密封的反应器，它包括 密封的外壳及位于外壳顶部的进水管及底部的出水水封井，外壳内间隔的设有多 层惰性生物填料层，各填料层之间用碎石层分隔，在外壳内设有从外壳底部延伸 出顶部的中心管；进水釆用穿孔管布水，出水由碎石层收集后由水封井排出；在 中心管出口设有电接点真空压力表和离心风机，电接点真空压力表在设定压力下 控制风机开闭。
水封井与进水管之间用回流管相连，在回流管上设有回流泵。处理后出水按 一定比例回流，以减小进水的冲击负荷，并接种产甲烷厌氧微生物。 本发明与现有生活垃圾渗滤液厌氧处理工艺相比，其优点是
1. 处理系统启动快并抗冲击负荷
选用腐殖垃圾制备的惰性生物填料，不仅可实现以废制废，为我国数十亿 吨的存量腐殖垃圾资源化利用开辟一条新路，而且可利用腐殖垃圾丰富的生物 相、良好的水动力学特性和物理化学特性，实现处理系统快速启动，并具备抗 冲击负荷能力强，处理效果好等优点。
2. 不产生剩余污泥
本发明采用生物活性强，有机质含量高的腐殖垃圾作为惰性生物填料的主 要组成部分，结合间歇运行方式，使新增的微生物在停止进水的落干时段内通 过内源呼吸和腐殖化过程得以消纳，因此不产生剩余污泥，可节省大量污泥处 理和处置投资和处理费用。
3. 工艺构成简单，运行管理方便
不需要复杂的配水系统和三相分离器，使本发明的工艺构成简单，运行管 理简便。
4. 可根据需要采用地下式构筑物，有利于维持冬季运行的厌氧反应温度， 提高冬季运行的处理效率。
5. 系统运行稳定且处理效率较高
按照本发明给出技术方案中的工艺条件和工艺参数操作，处理后出水水质 稳定，C0D去除率可达到50-80%。
四
图l是本发明的工艺流程图2是本发明中厌氧反应器的结构示意图。
五具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详述 实施例1:
(1)惰性生物填料的制备惰性生物填料的主要成分为生活垃圾填埋场封
场8年以上的粒径小于20mm的腐殖化垃圾。填料制备时首先要在封场足够时间的 填埋场内将垃圾开釆出来，然后利用20 mm孔径的滚筒筛制得所需粒径的腐殖垃 圾。
(2)构筑厌氧反应器如图2所示，其利用玻璃钢或钢材或钢筋混凝土构筑 密封的外壳结构，反应器外壳可设计成圆形或方形，直径或边长可根据水量大小 确定，外壳内分层布置惰性生物填料形成惰性生物填料层4，每层填料厚度可根 据需要在400—800mm之间变化，层数根据需要确定，通常为4层，总高度在2500 一4100mm之间变化；层与层之间用碎石层5分隔，以便收集厌氧生物反应产生的 气体。从外壳底部延伸出顶部的中心管2位于反应器的对称中心，由中心管2出口 处的风机3抽吸，风机3由电接点真空压力表6控制，厌氧气体收集后可回收利用， 中心管规格由反应器直径及风量大小确定；进水管l采用穿孔管布水，出水由碎 石层收集经水封井7由出水管8排出，按100%回流比由回流泵9回流至进水管。
本实施例利用DN200塑料管作为围护材料，制成惰性生物填料分层布置密封 的厌氧反应器。每层填料厚度为400 mm,共4层，总高度为2500 mm;层与层之间 用碎石分隔，厌氧反应产生的气体经碎石分隔层和位于反应器对称中心的中心管
收集由风机抽吸向外排放；风机开停由电接点真空大力压力表控制(设定真空值 为0-2 kPa);进水采用穿孔管布水，出水经碎石层收集由水封井排出。
(3) 工艺流程如图1所示，生活垃圾渗滤液经调节池匀和水质水量后，由
水泵提升进入厌氧反应器顶部配水管，依次经过各层惰性生物填料，在底部经碎
石层收集由水封井排出；出水按100%比例回流。
(4) 工艺条件和工艺参数采用间歇运行方式，生活垃圾渗滤液经调节池 勾和水质后平均水质C0DCT〈10000 mg/L， NH3-N〈1500 mg/L)进行处理。环境温度 为23.5°C，每一天为一个周期，进水时间1小时，落干时间为23小时，进水 表面负荷为0.033 mV(m2 d)。
本实施例试验数据如下出水C0D〈2000 mg/L， COD去除率不小于80%。 实施例2:
(1) 惰性生物填料的制备惰性生物填料的主要成分为生活垃圾填埋场封
场8年以上的粒径小于20mm的腐殖化垃圾。填料制备时首先要在封场足够时间的 填埋场内将垃圾开采出来，然后利用20 mm孔径的滚筒筛制得所需粒径的腐殖垃 圾。
(2) 构筑厌氧反应器利用DN200塑料管作为围护材料，制成惰性生物填料 分层布置密封的厌氧反应器。每层填料厚度为400mm，共4层，总高度为2500誦; 层与层之间用碎石分隔，厌氧反应产生的气体经碎石分隔层和位于反应器对称中 心的中心管收集由风机抽吸向外排放；风机开停由电接点真空大力压力表控制 (设定真空值为0-2 kPa);进水采用穿孔管布水，出水经碎石层收集由水封并排 出。
(3) 工艺流程生活垃圾渗滤液经调节池匀和水质水量后，由水泵提升进 入厌氧反应器顶部配水管，依次经过各层惰性生物填料，在底部经碎石层收集由 水封井排出；出水按100%比例回流。
(4) 工艺条件和工艺参数采用间歇运行方式，生活垃圾渗滤液经调节 池匀和水质后平均水质COD。r<10000 mg/L， NH3-N<1500 mg/L)进行处理。环境温 度为31.5r，每一天为一个周期，进水时间2小时，落干时间为22小时，进 水表面负荷为0. 067 m7(m2 d)。
本实施例试验数据如下出水COD〈3000 mg/L， COD去除率不小于70%。
实施例3:
(1) 惰性生物填料的制备惰性生物填料的主要成分为生活垃圾填埋场封 场8年以上的粒径小于20mm的腐殖化垃圾。填料制备时首先要在封场足够时间的 填埋场内将垃圾开采出来，然后利用20 mm孔径的滚筒筛制得所需粒径的腐殖垃 圾。
(2) 构筑厌氧反应器利用DN200塑料管作为围护材料，制成惰性生物填料 分层布置密封的厌氧反应器。每层填料厚度为400mm，共4层，总高度为2500mm; 层与层之间用碎石分隔，厌氧反应产生的气体经碎石分隔层和位于反应器对称中 心的中心管收集由风机抽吸向外排放；风机开停由电接点真空大力压力表控制 (设定真空值为0-2 kPa);进水采用穿孔管布水，出水经碎石层收集由水封井排 出。
(3) 工艺流程生活垃圾渗滤液经调节池匀和水质水量后，由水泵提升进 入厌氧反应器顶部配水管，依次经过各层惰性生物填料，在底部经碎石层收集由 水封井排出；出水按100%比例回流。
(4) 工艺条件和工艺参数采用间歇运行方式，生活垃圾渗滤液经调节 池匀和水质后平均水质C0D。r〈10000 mg/L， NH3-N<1500 mg/L)进行处理。环境温 度为23.5'C，每一天为一个周期，进水时间3小时，落干时间为21小时，进 水表面负荷为0.10 m7(m、d)。
本实施例试验数据如下出水C0D〈5000 mg/L， COD去除率不小于50%。 实施例4: .
(1) 惰性生物填料的制备惰性生物填料的主要成分为生活垃圾填埋场封 场8年以上的粒径小于20mm的腐殖化垃圾。填料制备时首先要在封场足够时间的 填埋场内将垃圾开采出来，然后利用20 mm孔径的滚筒筛制得所需粒径的腐殖垃 圾。
(2) 构筑厌氧反应器利用DN200塑料管作为围护材料，制成惰性生物填料 分层布置密封的厌氧反应器。每层填料厚度为600mm，共4层，总高度为3300mm; 层与层之间用碎石分隔，厌氧反应产生的气体经碎石分隔层和位于反应器对称中 心的中心管收集由风机抽吸向外排放；风机开停由电接点真空大力压力表控制 (设定真空值为0-2 kPa);进水采用穿孔管布水，出水经碎石层收集由水封井排 出。
(3) 工艺流程生活垃圾渗滤液经调节池匀和水质水量后，由水泵提升进
入厌氧反应器顶部配水管，依次经过各层惰性生物填料，在底部经碎石层收集由 水封井排出；出水按100%比例回流。
(4)工艺条件和工艺参数采用间歇运行方式，生活垃圾渗滤液经调节 池匀和水质后平均水质C0D。r〈10000 mg/L， NH3-N<1500 mg/L)进行处理。环境温 度为32. 5°C，每一天为一个周期，进水时间4小时，落干时间为20小时，进 水表面负荷为O. 13 mV(m、d)。
本实施例试验数据如下出水C0D〈4000 mg/L, COD去除率不小于60%。 实施例5:
(1) 惰性生物填料的制备惰性生物填料的主要成分为生活垃圾填埋场封
场8年以上的粒径小于20mm的腐殖化垃圾。填料制备时首先要在封场足够时间的 填埋场内将垃圾开采出来，然后利用20 mm孔径的滚筒筛制得所需粒径的腐殖垃 圾。
(2) 构筑厌氧反应器利用DN200塑料管作为围护材料，制成惰性生物填料 分层布置密封的厌氧反应器。每层填料厚度为800mra，共4层，总高度为4100mm; 层与层之间用碎石分隔，厌氧反应产生的气体经碎石分隔层和位于反应器对称中 心的中心管收集由风机抽吸向外排放；风机开停由电接点真空大力压力表控制 (设定真空值为0-2 kPa);进水采用穿孔管布水，出水经碎石层收集由水封井排 出。
(3) 工艺流程生活垃圾渗滤液经调节池匀和水质水量后，由水泵提升进 入厌氧反应器顶部配水管，依次经过各层惰性生物填料，在底部经碎石层收集由 水封井排出；出水按100%比例回流。
(4) 工艺条件和工艺参数采用间歇运行方式，生活垃圾渗滤液经调节 池匀和水质后平均水质CODer〈 10000 mg/L， NH3_N<1500 mg/L)进行处理。环境温 度为33。C，每一天为一个周期，进水时间4小时，落干时间为20小时，进水 表面负荷为0. 13 m7(m2 d)。
本实施例试验数据如下出水COD<3000 mg/L， COD去除率不小于70%。
权利要求
1、一种生活垃圾渗滤液厌氧处理的方法，其特征在于包括以下步骤1)生活垃圾渗滤液首先经调节池匀和水质和水量，匀和后渗滤液的水质要求为CODcr＜10000mg/L，NH3-N＜1500mg/L；2)调节池匀和后的渗滤液由水泵提升至厌氧反应器的上部的穿孔配水管，将污水均匀分配至反应器内最上一层的填料层；该反应器内设有多层惰性生物填料，各填料层之间用碎石分隔，厌氧生物反应产生的气体经碎石隔层和中心管收集，并由离心风机抽吸后可回收利用；渗滤液通过多层惰性生物填料后由水封井排出；本步骤采用间歇运行方式，每一天为一个周期，进水时间1-4小时，落干时间为20-23小时，进水表面负荷为0.03-0.13m3/(m2·d)；3)经步骤2)处理后的出水按一定比例回流，以减小进水的冲击负荷，并接种产甲烷厌氧微生物。
2、 根据权利要求l所述的生活垃圾渗滤液厌氧处理的方法，其特征在于上述 步骤2)中惰性生物填料的主要成分为生活垃圾填埋场封场8年以上的粒径小于20 mm的腐殖化垃圾。
3、 根据权利要求1或2所述的生活垃圾渗滤液厌氧处理的方法，其特征在 反应器中每层填料的厚度为400—800 ram，层数为4层。
4、 一种权利要求l所述生活垃圾渗滤液厌氧处理方法所采用的厌氧反应器， 其特征是它包括密封的外壳及位于外壳顶部的进水管(1)及底部的出水水封 井(7)，外壳内间隔的设有多层惰性生物填料层U)，各填料层之间用碎石层(5) 分隔，在外壳内设有从外壳底部延伸出顶部的中心管(2);进水采用穿孔管布水， 出水由碎石层收集后由水封井(7)排出，在中心管(2)出口设有电接点真空压 力表(6)和离心风机(3)，电接点真空压力表(6)通过设定压力控制离心风机(3)开停。
5、 根据权利要求4所述的厌氧反应器，其特征是水封井(7)与进水管(1) 之间用回流管相连，在回流管上设有回流泵(9)。
6、 根据权利要求4或5所述的厌氧反应器，其特征是反应器中填料层的厚 度为400—800 mm，层数为4层。
全文摘要
本发明公开了一种生活垃圾渗滤液厌氧处理的方法及其反应器，生活垃圾渗滤液首先经调节池匀和水质和水量，再由水泵提升至厌氧反应器，渗滤液经厌氧反应器中的多层惰性生物填料后由水封井排出，处理后的出水按比例回流，以减小进水的冲击负荷，并接种产甲烷厌氧微生物。厌氧反应器外壳内间隔的设有多层惰性生物填料层，各填料层之间用碎石层分隔，在外壳内设有从外壳底部延伸出顶部的中心管；进水采用穿孔管布水，出水由碎石层收集后由水封井排出；在中心管出口设有电接点真空压力表和离心风机。本方法处理系统启动快并抗冲击负荷，不产生剩余污泥，工艺构成简单，运行管理方便，可根据需要采用地上或地下式构筑物，系统运行稳定且处理效率较高。
文档编号C02F3/28GK101172709SQ20071013400
公开日2008年5月7日 申请日期2007年10月17日 优先权日2007年10月17日
发明者军 吴, 吴运清, 周正伟, 夏金雨, 枫 张, 曹丽华, 杨小利, 杨智力 申请人:南京大学