用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备及渗沥液处理方法与流程

本发明涉及一种用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备及渗沥液处理方法。

背景技术：

垃圾填埋场渗沥液是指垃圾在堆放和填埋过程中由于发酵和降水的冲刷、地表水和地下水浸泡而滤出的污水。渗沥液中不仅含有大量的有机污染物。还含有重金属和高浓度的植物性营养物。垃圾渗沥液有成分复杂、水质水量变化巨大、有机物和氨氮浓度高、微生物营养元素比例失调等特点。随着填埋时间延长，渗沥液的可生化性会急剧下降，极难处理。垃圾渗沥液若不妥善处理而直接进入环境，将对环境造成严重污染。我国目前有90％以上的生活垃圾采用填埋法处理。因此生活垃圾填埋场渗沥液处理处置已成为城市建设管理者必须面对和解决的问题。

现有技术公开了垃圾填埋场渗沥液的处理方案，如图1所示，图1为现有技术公开的垃圾填埋场渗沥液处理流程示意图，具体为：来自垃圾填埋场中的垃圾渗沥液自渗沥液调节池由提升泵提升入厌氧布水系统进入厌氧反应器，渗沥液经过厌氧反应，厌氧出水经过膜生化反应器MBR进水泵提升，经袋式过滤器过滤后，通过布水系统进入膜生化反应器MBR，生化去除可生化有机物以及进行生物脱氮；后续再进行膜处理。

现有技术公开的这种处理流程，随着垃圾填埋时间延长，生化处理的超滤出水效果越差，难以生化降解大分子有机物，由于碳氮比失调，总氮仍然超标，为确保污水达标排放，MBR工艺处理后需设置深度处理，主要依靠物理过滤的方式截留污染物及总氮类物质，这样使膜处理压力非常大，运行费用高，且膜易污堵。因此现在垃圾填埋场渗沥液系统普遍存在运行效果差、处理出水不达标的问题。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备及处理方法，基于本发明，能够对渗沥液中的有机物有较高的去除率，且提高了对总氮的去除效果。

第一方面，本发明一种用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备包括：生化处理部、超滤系统和纳滤系统；所述生化处理部的出水口与所述超滤系统的进水口连通；所述纳滤系统的进水口与所述超滤系统的出水口连通。

优选地，上述用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备中，所述生化处理部包括：一级生化池；进水口与所述一级生化池的出水口相连通的硝化沉淀池；进水口与所述硝化沉淀池的出水口相连通的反硝化调整池；进水口与所述反硝化调整池的出水口相连通的二级生化池；进水口与所述二级生化池的出水口相连通的反硝化沉淀池。

优选地，上述用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备中，所述一级生化池与所述硝化沉淀池之间还设置有硝化沉淀池预沉区；所述硝化沉淀池预沉区的进水口与所述一级生化池的出水口连通；所述硝化沉淀池预沉区的出水口与所述硝化沉淀池的进水口连通。

优选地，上述用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备中，所述硝化沉淀池设置有污泥出口；所述处理设备还包括：进口与所述硝化沉淀池污泥出口相连通的污泥浓缩池、进口与所述污泥浓缩池出口相连通的污泥贮池、进口与所述污泥贮池出口相连通的污泥脱水设备。

优选地，上述用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备中，所述污泥脱水设备为板框压滤脱水系统。

优选地，上述用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备中，所述硝化沉淀池预沉区设置有硝化液回流出口，所述一级生化池设置有硝化液回流进口，所述硝化液回流出口与所述硝化液回流进口相连通。

优选地，上述用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备中，所述反硝化调整池内设置有搅拌设备；还包括总氮监测设备，用于监测所述反硝化调整池内水样的总氮浓度。

优选地，上述用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备中，所述反硝化沉淀池设置有回流出水口；所述反硝化调整池设置有回流入水口，所述回流出水口与所述回流入水口相连通。

优选地，上述用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备中，所述反硝化沉淀池设置还设置有污泥回流出口；所述一级生化池设置有污泥回流入口，所述污泥回流出口与所述污泥回流入口相连通。

优选地，上述用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备中，所述纳滤系统出水口还连接有反渗透系统，包括第一出水口和第二出水口；经所述第一出水口流出的水可用于中水回用或按需排放；所述第二出水口还连接有反渗透浓缩液处理系统；并且，所述纳滤系统的出水口连接有纳滤浓缩液处理系统。

第二方面，本发明还提供了一种渗沥液处理方法，该方法基于上述用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备。

采用本发明提供的用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备，使得渗沥液依次进行生化处理部、超滤系统和纳滤系统后，可高效去除其中的硝酸根离子，因此，不必像传统工艺那样在纳滤系统后再增加反渗透系统截留硝酸根离子，出水水质可达到GB16889-2008中表二要求的排放标准。

附图说明

图1为现有技术中填埋场渗沥液处理流程示意图；

图2为本发明用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备第一实施例的结构框图；

图3A为本发明用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备第二实施例的结构示意图；

图3B为本发明用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备第二实施例的工作原理图；

图4为采用图3A用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备对垃圾填埋场渗沥液进行处理的步骤流程图；

图5A为本发明用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备第三实施例的结构示意图；

图5B为本发明用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备第三实施例的工作原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图2，图2为本发明用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备一个实施例的结构框图。

本实施例一种用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备包括：生化处理部100、超滤系统200和纳滤系统300；生化处理部100的出水口与超滤系统200的进水口连通；纳滤系统200的进水口与超滤系统300的出水口连通。

采用本实施例提供的用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备，使得渗沥液依次进行生化处理部、超滤系统和纳滤系统后，可高效去除其中的硝酸根离子，因此，不必像传统工艺那样在纳滤系统后再增加反渗透系统截留硝酸根离子，出水水质可达到GB16889-2008中表二要求的排放标准。

参照图3A和图3B，图3A为本发明用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备第二实施例的结构示意图；图3B为本发明用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备第二实施例的工作原理图；图3B中，实线表示主工艺，虚线是回流、加药、浓液处理、剩余污泥处理等“辅助部分”的处理流程。

本实施例垃圾填埋场渗沥液的处理设备中，生化处理部包括：一级生化池、进水口与一级生化池的出水口相连通的硝化沉淀池、进水口与硝化沉淀池的出水口相连通的反硝化调整池、进水口与反硝化调整池的出水口相连通的二级生化池；进水口与二级生化池的出水口相连通的反硝化沉淀池。

更加优选地，根据实际情况，一级生化池与硝化沉淀池之间还设置有硝化沉淀池预沉区；硝化沉淀池预沉区的进水口与一级生化池的出水口连通；硝化沉淀池预沉区的出水口与硝化沉淀池的进水口连通。

具体实施时，根据垃圾填埋场渗沥液来水水质情况，当来水中含有部分无机杂质时，本实施例提供的处理设备还可以在一级生化池设置前处理池，前处理池进水口接纳填埋场库区来水，前处理池拦截粒径大于1mm的颗粒物。

具体地，在本实施例中，一级生化池可以包括一级厌氧池和一级好氧池，一级厌氧池的进水口与高效厌氧反应器出水口相连通，一级厌氧池的出水口与一级好氧池的进水口相连通，一级好氧池的出水口与硝化沉淀池预沉区的进水口相连通。

渗沥液中的碳(C)、氮(N)等污染物在微生物的作用下得到去除。在本实施例中，一级生化池设置有硝化液回流入口，与硝化沉淀池预沉区的硝化液回流出口相连通，硝化沉淀池中的部分污泥会回流到一级生化池中，部分污泥中的活性物生物提高了渗沥液中C、N污染物的去除率，硝化沉淀池预沉区和硝化沉淀池串联，可加强泥水分离效果。在本实施例中，硝化沉淀池预沉区的水力停留时间优选为1.5小时～2.5小时。

在本实施例中，硝化沉淀池中还设置有污泥回流出口，一级生化池中设置有污泥回流入口，硝化沉淀池中的污泥回流出口与一级生化池中的污泥回流入口相连通。

为了便于对污泥的处理，本实施例提供的处理设备优选还包括污泥浓缩池、污泥贮池和板框压滤系统；硝化沉淀池设置有污泥出口，污泥出口与污泥浓缩池中的污泥入口相连通，污泥浓缩池中的污泥出口与污泥贮池中的污泥入口相连通，污泥贮池中的污泥出口与板框压滤系统的污泥进口相连通。经板框压滤系统脱水后的泥饼可采用回填至垃圾填埋场的方式处理。在本实施例中，采用板框压滤系统脱水经济、操作简单，且最终污泥含水率可以降至60％，含水率远远低于现有技术公开的离心脱水机或叠螺脱水机处理污泥80％的含水率。

从图3A和图3B可以看出，本实施例所设置的处理设备中包括进水口与硝化沉淀池出水口相连通的反硝化调整池。反硝化调整池具有调节pH值的作用；且在本实施例中，还包括总氮监测设备，用以监测反硝化调整池的总氮的浓度，根据测定的总氮浓度控制后续处理构筑物中需要加多少碳源，从而调整微生物的生长环境，提高两级生化池的脱氮效果。在本实施例中，总氮监测设备可以是设置在反硝化调整池上方的总氮计室，也可以为总氮监测移动设备。在本实施例中，反硝化调整池的设置使得经二级生化处理后的渗沥液只经反硝化沉淀池即可，投资低，能耗少，而无需现有技术MBR系统中的外置或内置式超滤膜作为泥水分离的设备，无污堵问题。

在本实施例中，反硝化调整池设置有碳源入口，用以加入外加碳源，以调整微生物的生长环境。

本实施例提供的处理设备包括进水口与反硝化调整池出水口相连通的二级生化池，在二级生化池中，对渗沥液进行二次生化处理，进一步脱除渗沥液中的C、N等污染物。在本实施例中，二级生化池包括二级厌氧池和二级好氧池，二级厌氧池的进水口与反硝化调整池的出水口相连通，二级厌氧池的出水口与二级好氧池的进水口相连通，二级好氧池的出水口与反硝化沉淀池的进水口相连通。

本实施例提供的处理设备包括进水口与二级生化池出水口相连通的反硝化沉淀池。在本实施例中，反硝化沉淀池为竖流沉淀池，也可选用斜板沉淀池或其他形式沉淀池。

在本实施例中，反硝化沉淀池设置有污泥回流出口，反硝化调整池设置有污泥回流入口，一级生化池也设置有污泥回流入口，反硝化沉淀池的污泥回流出口与反硝化调整池的污泥回流入口以及一级生化池中的污泥回流入口相连通。

在本实施例另外的实施例中，反硝化沉淀池还设置有反硝化液回流出口，反硝化调整池还设置有反硝化液回流入口，反硝化液回流出口与反硝化液回流入口相连通。

在本实施例中，还包括进水口与反硝化沉淀池出水口相连通的砂滤系统、进水口与砂滤系统出水口相连通的UF超滤系统、进水口与UF超滤系统出水口相连通的NF纳滤系统。需要说明的是，滤砂系统是对超滤系统的一个保护措施，不是必要的组成部分。

砂滤系统中设置有石英砂，UF超滤系统中设置有超滤膜，NF纳滤系统中设置有纳滤膜。在本实施例中，砂滤系统和UF超滤系统是NF的保安措施。在本实施例中，当排水需要达到GB16889-2008中表2标准时，可开启中水回用膜系统中的UF超滤系统和NF纳滤系统，经砂滤、超滤和纳滤后出水，排水直接进入环境中的水体。

经NF纳滤系统处理后，产生较大量的纳滤浓缩液，为了不增加对纳滤浓缩液外运处理的成本，本实施例提供的处理设备优选还包括纳滤浓缩液处理系统，纳滤浓缩液处理系统与NF纳滤系统的浓缩液出口相连通，纳滤浓缩液进入到纳滤浓缩液处理系统中进行处理，处理后的浓液会减量。纳滤浓缩液经过纳滤浓缩液处理系统处理为腐殖酸，占纳滤浓缩液总量的0.5％，腐殖酸的热值较高，可作为燃料使用、制成肥料或外运处理。

参见图4，示出了渗沥液处理流程示意图。包括如下步骤：

步骤S1，本实施例将填埋场渗沥液进行前处理。在本实施例中，由填埋场的渗沥液优选先进行过滤和重力沉淀，过滤除去渗沥液中的漂浮物、悬浮物等杂质，重力沉淀分离比重较大的砂砾。重力沉淀的出水进行均质均量，均质均量在前处理池中进行，在本实施例中，前处理池的表面负荷优选为0.4m³/(m²×h)±0.1m³/(m²×h)，名义停留时间优选至少为8h；在本实施例中，上述停留时间越长处理效果越好，但考虑到建设费用，本申请给出的是最小值。

步骤S2，进行前处理除砂后，本实施例将得到的填埋场渗沥液出水依次进行一级生化处理、硝化沉淀、反硝化调整、二级生化处理和反硝化沉淀。

在本实施例中，一级生化处理优选包括一级缺氧处理和一级好氧处理。一级缺氧处理的水力停留时间优选不小于8h，更优选为8h～10h，一级缺氧处理优选在搅拌条件下进行；一级好氧处理的水力停留时间优选不小于5d，更优选为5d～8d；在本实施例中，上述两项停留时间越长处理效果越好，但考虑到建设费用，本申请实施例提供的技术方案为水利停留时间的最小值。一级好氧处理过程中，硝化液回流，硝化液的回流比优选为2。

在本实施例中，反硝化调整处理的水力停留时间优选为8h±2h，更优选为8h±1h，在反硝化调整过程中，本实施例根据反硝化调整池中的硝酸盐氮浓度控制后续甲醇的加药量。

在本实施例中，二级生化处理包括二级缺氧处理和二级好氧处理。二级缺氧处理优选在搅拌条件下进行，二级缺氧处理的水力停留时间优选为8h±1h；二级好氧处理优选在曝气条件下进行，二级好氧处理的水力停留时间优选为8h±1h。

在本实施例中，硝化沉淀得到沉淀污泥，本实施例优选将沉淀污泥进行板框压滤，对沉淀污泥进行脱水处理。本实施例优选将沉淀污泥进行浓缩后贮存，贮存的污泥进行板框压滤处理，板框压滤处理后得到的泥饼进行焚烧处理。

步骤S3，在本实施例中，反硝化沉淀得到上清液，依次进行砂滤处理、超滤处理和纳滤处理。上清液经过上述后续处理后，去除了上清液中大部分二价离子和分子量在200～1000的有机物，同时可去除少量一价离子，达到排放标准。

步骤S4，在本实施例中，纳滤处理会产生浓缩液，浓缩液优选进行浓缩液处理，分离去除浓缩液中的腐殖质及多价金属离子，纳滤浓缩液处理系统出水达到排放标准，只有0.5％的腐殖酸浓液，可外运处理或制成肥料。

参照图5A和图5B，图5A为本发明用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备第三实施例的结构示意图；图5B为本发明用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备第三实施例的工作原理图。该实施例是对图3A和图3B实施例的进一步优化。图5B中，实线表示主工艺，虚线是回流、加药、浓液处理、剩余污泥处理等“辅助部分”的处理流程。

从图5A和图5B可以看出，在本实施例中，还包括进水口与NF纳滤系统出水口相连通的RO反渗透系统。RO反渗透系统中设置有反渗透膜。

在本实施例中，砂滤系统、UF超滤系统、NF纳滤系统组成了膜系统，可以单独开启中水回用膜系统中的UF超滤系统和NF纳滤系统，还可以开启UF超滤系统、NF纳滤系统和RO反渗透系统(根据不同出水要求)。在本实施例中，当排水需要达到GB16889-2008中表2标准时，可开启中水回用膜系统中的UF超滤系统和NF纳滤系统，经砂滤、超滤和纳滤后出水，排水直接进入环境中的水体；当排水要求比上述表2标准更严格时开启砂滤、超滤、纳滤和反渗透后再出水。

并且，本实施例提供的处理设备优选还包括反渗透浓缩液处理系统，反渗透浓缩液处理系统与RO反渗透系统的浓缩液出口相连通，RO反渗透系统产生的浓缩液进入到反渗透浓缩液处理系统中进行处理，经处理后的浓缩液只占原浓缩液总量的10％(普通的工艺RO浓液有30％)，处理的反渗透浓缩液可以外运处理。达到比GB16889-2008中表二要求的排放标准更加严格的标准。

采用本发明提供的用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备，使得渗沥液依次进行一级生化处理、硝化沉淀、反硝化调整、二级生化处理和反硝化沉淀，高效去除渗沥液中的有机物，并实现高效脱氮。实验结果表明，本发明提供的处理设备对渗沥液进行处理，生化系统出水总氮含量可降至20mg/L，远远低于现有技术公开的几百乃至上千毫克每升。

另一方面，本发明还提供了一种渗沥液处理方法，该方法基于上述用于垃圾填埋场渗沥液的处理设备。并且，该方法在上述对处理设备进行说明时，已经做了说明。在此不再赘述。参照上述说明即可。

以上仅是本实施例的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实施例的保护范围。