專利名稱：一種垃圾滲濾液膜分離濃縮液的微好氧回灌處理方法
技術領域：
本發明屬一種垃圾滲濾液膜分離濃縮液的微好氧回灌處理方法。
背景技術：
目前我國城市生活垃圾主要采取衛生填埋的方法處理，填埋過程所產生大量的垃圾滲濾液有機濃度高，成分復雜，有毒有害物質多，傳統的厭氧+好氧生物處理、輔以活性炭吸附、化學沉淀、化學氧化等物理化學法進行深度處理，難以達到《生活垃圾填埋污染控制標準》GB16889-2008的排放要求。主要原因是垃圾滲濾液氨氮濃度過高，可生化性差，尤其旱季與填埋后期，氨氮濃度高達2000mg/L以上，COD/NH3-N接近1.0，BOD/COD接近0.1，導致生化系統崩潰，后續物理化學法處理系統無法正常運行。
與生化法相比，膜分離技術在處理垃圾滲濾液方面具有受原水水質影響小、出水水質穩定和占地面積小等明顯優勢。國外已廣泛應用膜分離工藝處理垃圾滲濾液，隨著膜材料的改善和膜污染控制方法的提高，膜技術在國內垃圾滲濾液處理中已逐步得到運用，而且可使出水達到國家標準GB16889-2008的排放要求。
對旱季與填埋后期“老化”垃圾滲濾液水質特征，采用多孔陶瓷微濾膜+二級低壓反滲透裝置處理工藝，可解決上述傳統的處理工藝不能達標排放的難題。
膜分離法處理垃圾滲濾液必然伴生濃縮液，膜分離濃縮液的產生量是滲濾液的1/3～1/4，其COD和電導率往往是原生滲濾液的3～4倍。目前國內外垃圾滲濾液濃縮液的處理方法有回灌、焚燒、固化和蒸發干燥等，其中焚燒、固化和蒸發干燥等方法處理成本十分昂貴，很少被采用。而濃縮液回灌處理法由于可促進填埋垃圾的穩定化，已被作為反滲透法處理垃圾滲濾液的一個組成部分而被廣泛采用。濃縮液回灌處理法主要指將反滲透法處理產生的濃縮液，回灌至垃圾填埋場特定的區域，在厭氧條件下隨垃圾中的有機質自然降解。但目前厭氧條件下回灌處理尚存在以下一些問題 1、回灌初期隨著降解的進行，垃圾層中原含有的氧氣被消耗完畢，在隨后的降解過程中，由于有機物的水解產酸作用，滲濾液中有機酸大量積累，不利于COD，NH3-H的去除。
2、隨著回灌時間的增加，垃圾填埋層沉降速率減緩，孔隙率逐漸降低，導致氧氣不足影響硝化反應，隨著土壤填埋層吸附量的增加，逐漸達到吸附飽和，使出水NH3-N累積，濃度明顯升高，不利于后續處理。
因此如何有效控制濃縮液在回灌處理過程中有機酸和氨氮的積累，是濃縮液回灌技術應用中的一個難題。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種垃圾滲濾液膜分離濃縮液的微好氧回灌處理方法。
本發明以如下技術方案解決上述技術問題 微好氧回灌處理系統包括高位槽、布水管、垃圾填埋層回灌區、通風系統、排水系統；回灌處理的步驟為 (1)回灌的垃圾滲濾液膜分離濃縮液利用重力經高位槽進入布水管，通過表面噴灑均勻分布于垃圾填埋回灌區表層；填埋單元內物料水分小于70％； (2)垃圾填埋層回灌區底部鋪設一層卵石，在卵石層上填埋垃圾；該垃圾填埋層的頂部和中部分別有一層厚4～7cm的覆土層，中部和下部分別有溫度檢測裝置。回灌的垃圾滲濾液從上而下流經覆土層、垃圾填埋層和卵石層后排入排水收集管； (3)采用正壓向垃圾填埋層回灌區強制通風，通過氣體流量調節閥控制供氣量，使空氣通過導氣管在填埋層回灌區擴散，以利于填埋層中氣孔的形成，加速濃縮液與回灌區垃圾中有機物質的氧化分解，產生的熱量使填埋層溫度上升，還能有效地散熱和蒸發水分；填埋層的溫度保持在30～40℃； (4)經處理的滲濾液通過排水收集管排入垃圾滲濾液穩定塘。
回灌采用的運行參數是回灌初期時，回灌頻率保持在3～4次/d，水力負荷控制在12.5mL/(L·d)～37.5mL/(L·d)，供氣量控制在0.03L/(min·kg)～0.06L/(min·kg)；當填埋層內的不同區域為生物種類逐漸形成且數量增加并趨于穩定，出水COD降至4000以下，NH3-H降至400以下時，此時回灌頻率應保持在2～3次/d，水力負荷控制在37.5mL/(L·d)～75.0mL/(L·d)，供氣量控制在0.06L/(min·kg)～0.10L/(min·kg)。
本發明與現有技術相比具有以下優點 1、由于填埋層處于微氧環境，縮短了垃圾酸性發酵階段，抑制了高濃度的滲濾液產生，避免在回灌前期有機酸積累現象，加速了COD和NH3-N的去除。
2、由于微好氧填埋層內部不同區域各自形成穩定的好氧、兼氧、厭氧區域，微生物種群豐富，可加速垃圾降解，抑制甲烷、硫化氫等氣體產生，更有利于填埋層的降解和穩定。
3、避免了厭氧回灌因后期供氧不足出現的氨積累問題，強制通風又降低了滲濾液中氨的濃度，表面噴淋的回灌方式也增加了NH3-N的揮發。
4、微好氧填埋中生物種群較豐富且數量較多，好氧填埋內溫度比厭氧填埋高，填埋層水分蒸發較快，抗水力負荷變化的能力較強。
圖1為本發明的垃圾滲濾液膜分離濃縮液的微好氧回灌處理系統試驗裝置圖
具體實施例方式 本發明的垃圾滲濾液膜分離濃縮液的微好氧回灌處理系統，由高位槽、布水管、垃圾填埋層回灌區、通風系統、排水系統組成，特別適用于新建的垃圾填埋區。將高濃度、高氨氮、難生化降解的垃圾滲濾液濃縮液回灌至垃圾填埋場的微好氧處理系統，濃縮液回灌一方面可幫助溶解垃圾中的有機物，參與垃圾填埋過程微生物的新陳代謝；另一方面在垃圾氧化分解中溫度升高蒸發帶走部分水分及填埋層熱量。本發明以正壓強制通風進行微量供氧，結合垃圾填埋厭氧處理過程的優點，從熱力和生化方面強化濃縮液的生物脫氮過程。
本發明的垃圾滲濾液膜分離濃縮液的微好氧回灌處理系統，高位槽和布水管的作用是利用重力將回灌濃縮液均勻噴灑于垃圾填埋表層，以保證各垃圾填埋層區域的垃圾同步穩定化。為避免水分噴灑過量引起垃圾填埋層回灌區空隙容積減少，應控制濃縮液進量，填埋單元內物料水分應不大于70％。
在垃圾填埋層回灌區，底部的有孔布氣管6和排水收集管7之間有一卵石層11，以防止通風系統和排水系統堵塞，使布氣均勻。在卵石層上填埋垃圾層5。填埋垃圾層回灌區頂部和中部分別覆蓋一層厚4～7cm的覆土層12，中部和下部分別設置有溫度檢測裝置。
通風系統包括導氣管4、有孔布氣管6、氣體流量調節閥9和鼓風機10。空氣通過導氣管4在填埋層回灌區進行擴散，向垃圾填埋層進行正壓強制通風，通過氣體流量調節閥9控制供氣量。正壓強制通風有利于填埋層中氣孔的形成，加速濃縮液與回灌區垃圾中有機物質氧化分解，同時產生的熱量導致填埋層溫度上升，還能有效地散熱和蒸發水分。然而如果填埋層溫度過高，參與生化反應的微生物被抑制甚至滅活，將嚴重影響有機物質氧化分解。應通過控制供風量，使溫度保持在30～40℃為宜。通風方式可依據溫度控制，可以通過設置在垃圾填埋層回灌區中部和下部的溫度反饋系統，當溫度超過50℃時，鼓風機開始工作，排出熱量和水蒸氣，使填埋層溫度下降。也可以采用定時通風的方式控制溫度。
排水系統包括排水收集管7、垃圾滲濾液穩定塘8。排水收集管位于有孔布氣管下方，應能迅速排走積水和滲濾液。
在回灌專用填埋場內設置有與其他填埋單元相同的防滲層。回灌濃縮液應對填埋層充分進行降解穩定化。回灌初期，微生物的種群和數量較少，回灌次數的多少直接影響到濃縮液在垃圾填埋層中的停留時間，回灌數越多停留時間也就越長，使得微生物不能對其中的有機質進行充分有效的降解，回灌頻率可保持在3～4次/d，水力負荷應控制在12.5mL/(L·d)～37.5mL/(L·d)；供氣量控制在0.03L/(min·kg)～0.06L/(min·kg)。水力負荷和供氣量隨著回灌時間的延長而逐漸增加，當填埋層內的不同區域為生物種類逐漸形成且數量增加并趨于穩定，出水COD降至4000以下，NH3-H降至400以下時，此時回灌頻率應保持在2～3次/d，頻次過高不利于微生物的附著生長以及垃圾層內填埋氣的引出，造成過水面積降低，減少水與微生物的接觸，影響垃圾降解。同時，水力負荷控制在37.5mL/(L·d)～75.0mL/(L·d)，供氣量控制在0.06L/(min·kg)～0.10L/(min·kg)。回灌專用填埋層內溫度可以在30～40℃。
以下結合圖1說明本發明處理方法的實施例 實施例1 試驗裝置如圖1所示，以Φ350×700mm圓桶模擬滲濾液回灌的垃圾填埋單元。裝置內充填垃圾60Kg，垃圾來源于城市垃圾中轉站。回灌區頂部和中部分別設一厚為50mm的覆土層。回灌濃縮液從高位槽1通過進液閥2調節水力負荷，通過布水管3均勻噴灑在垃圾填埋表層，濃縮液兩次滲流依次穿過覆土層12和垃圾填埋層5，進行有機污染物的過濾截留、物理吸附、化學沉積、生物降解等協同作用后，最終匯入底部的排水收集管7流向滲濾液穩定塘8。鼓風機10將空氣通過有孔布氣管6在底部卵石填充層11均勻布氣，通過氣體流量調節閥9控制供氣量，使填埋層溫度保持在30～40℃。導氣管4的作用是在填埋層進行空氣導流擴散，有利于填埋層中氣孔的形成，加速濃縮液與回灌區垃圾中有機物質氧化分解。采用風量恒定操作方式，實現環境微氧。
回灌初期水力負荷通過進水閥2控制在37.5mL/(L·d)；供氣量通過氣體流量調節閥9控制在0.03L/(min·kg)，當出水COD降至4000以下、NH3-H降至400以下時，水力負荷通過進水閥2控制在75.0mL/(L·d)，供氣量通過氣體流量調節閥9控制在0.06L/(min·kg)。在水力負荷一定的情況下，初期回灌頻率4次/d；中后期回灌頻率3次/d。具體試驗數據如下
實施例2 其他同實施例1，不同之處在于回灌初期水力負荷控制在12.5mL/(L·d)，供氣量控制在0.06L/(min·kg)；當出水COD降至4000以下，NH3-H降至400以下時，水力負荷控制在37.5mL/(L·d)，供氣量控制在0.10L/(min·kg)。具體試驗數據如下
實施例3 其他同實施例1，不同之處在于，初期回灌頻率3次/d；中后期回灌頻率2次/d。具體試驗數據如下
權利要求
1.一種垃圾滲濾液膜分離濃縮液的微好氧回灌處理方法，其特征是微好氧回灌處理系統包括高位槽、布水管、垃圾填埋層回灌區、通風系統、排水系統；回灌處理的步驟為
(1)回灌的垃圾滲濾液膜分離濃縮液利用重力經高位槽進入布水管，通過表面噴灑均勻分布于垃圾填埋回灌區表層；填埋單元內物料水分小于70％；
(2)垃圾填埋層回灌區底部鋪設一層卵石，在卵石層上填埋垃圾；該垃圾填埋層的頂部和中部分別有一層厚4～7cm的覆土層，中部和下部分別有溫度檢測裝置。回灌的垃圾滲濾液從上而下流經覆土層、垃圾填埋層和卵石層后排入排水收集管；
(3)采用正壓向垃圾填埋層回灌區強制通風，通過氣體流量調節閥控制供氣量，使空氣通過導氣管在填埋層回灌區擴散，以利于填埋層中氣孔的形成，加速濃縮液與回灌區垃圾中有機物質的氧化分解，產生的熱量使填埋層溫度上升，還能有效地散熱和蒸發水分；填埋層的溫度保持在30～40℃；
(4)經處理的滲濾液通過排水收集管排入垃圾滲濾液穩定塘。
2.如權利要求1所述的垃圾滲濾液膜分離濃縮液的微好氧回灌處理方法，其特征是回灌采用的運行參數是回灌初期時，回灌頻率保持在3～4次/d，水力負荷控制在12.5mL/(L·d)～37.5mL/(L·d)，供氣量控制在0.03L/(min·kg)～0.06L/(min·kg)；當填埋層內的不同區域為生物種類逐漸形成且數量增加并趨于穩定，出水COD降至4000以下，NH3-H降至400以下時，此時回灌頻率應保持在2～3次/d，水力負荷控制在37.5mL/(L·d)～75.0mL/(L·d)，供氣量控制在0.06L/(min·kg)～0.10L/(min·kg)。
全文摘要
一種垃圾滲濾液膜分離濃縮液的微好氧回灌處理方法，回灌處理時濃縮液經高位槽、布水管均勻分布于回灌區表層并經覆土層、垃圾填埋層和卵石層排入排水管；在回灌區強制通風，加速濃縮液與垃圾中有機物分解，最后排入穩定塘。因填埋層為微氧環境，酸性發酵、高濃度、有機酸積累均被抑制，加速了COD和NH3-N的去除，且微生物種群豐富，更有利于填埋層降解和穩定，抗水力負荷變化的能力強，濃縮液回灌處理效果好。
文檔編號C02F3/30GK101767877SQ201010045628
公開日2010年7月7日 申請日期2010年1月13日 優先權日2010年1月13日
發明者冼萍, 郭健, 鄧超冰, 吳家前, 李麗和 申請人:廣西大學