一种非膜法小型垃圾中转站渗滤液处理一体化设备及方法

技术领域

本发明属于垃圾渗滤液处理技术领域，具体涉及一种非膜法小型垃圾中转站渗滤液处理一体化设备及方法。

背景技术

垃圾中转站污水特点，中转站基本情况，常用工艺弊端包括沼气和浓缩液，基于上述问题，急需设计一种可解决上述问题的处理方法。

垃圾转运站在压缩转运生活垃圾的过程中会产生一定的垃圾渗滤液，据有关报告显示，垃圾转运站渗滤液排放量约占垃圾总量的11%，转运站垃圾渗滤液呈现高COD

小型垃圾转运站占地小、数量多、分散广、经费少，其渗滤液具有产量小、波动大、分散等特点，这往往使得其厌氧生化产生的沼气很难被有效的回收和利用，即使被利用也很会因为工程和维护成本的增加而很难产生经济效益；

2、垃圾转运站所在地通常临近居民区和闹市区，且有大量的环卫运输车辆进出，沼气的直接燃烧或者沼气收集后再利用，均存在安全隐患；

3、多级膜分离处理工艺，可以很好的稳定出水水质；但膜处理的投资、运行、维护等费用高，并且会产生约30%的浓缩液，浓缩液处理成本高；

以上不足使得传统厌氧处理工艺在小型垃圾转运站渗滤液处理方面上的应用受到限制，所以，迫切需要一种安全、高效、低成本的转运站渗滤液度处理技术来代替主流的双膜处理工艺。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种非膜法小型垃圾中转站渗滤液处理一体化设备及方法，目的在于解决预处理+厌氧+两级AO+多级膜分离工艺中的垃圾中转渗滤液运维费用高、有安全隐患、有浓缩液、占地大不适用于小型站的技术问题。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种非膜法小型垃圾中转站渗滤液处理一体化设备，包括顺序连通的调节池、初沉池和二沉池；

所述调节池的进水口输入渗滤液，用于调节渗滤液的PH；

所述初沉池用于初步沉降，去除调节后渗滤液中的悬浮物；

所述二沉池用于将渗滤液澄清，同时对活性污泥进行浓缩排出。

所述调节池与初沉池之间设置有高效混凝絮凝单元，所述高效混凝絮凝单元的进水口与调节池的出水口连通，出水口与初沉池的进水口连接，用于进行污水的混凝絮凝；且所述二沉池的活性污泥部分回流至高效混凝絮凝单元，用于配合混凝药剂增强污水混凝絮凝效果同时降低药剂的用量。

所述高效混凝絮凝单元设置有用于加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的药物添加口以及二沉池的活性污泥回流口。

进一步的，所述调节池的进水口设置全自动机械格栅。

所述调节池设置氢氧化钠的加药口，所述调节池设置搅拌机和pH在线监测器，用于调节pH范围控制在6.5~7.5。

进一步的，所述高效混凝单元的加药方式为20~30ppm的阴离子聚丙烯酰胺、0.15%~0.3%聚合氯化铝、1.5~2.5L/min二沉池浓缩活性污泥。

进一步的，所述初沉池和二沉池之间，还设置有顺序连通的水解酸化池、缺氧池和好氧池；

所述初沉池的出水口与水解酸化池的进水口连接，用于初步沉降，去除污水中的悬浮物；

所述水解酸化池的出水口与缺氧池的进水口连通，用于将污水中大分子有机污染物水解酸化为小分子污染物；

所述缺氧池的出水口与好氧池的进水口连通，且所述好氧池污水以数倍水力回流至缺氧池，用于去除污水中的部分有机污染物以及总氮、硝酸盐氮污染物；

所述好氧池的出水口与二沉池的进水口连通；用于去除污水中的有机污染物，并将有机氮、氨氮污染物转化为硝酸盐氮。

进一步的，所述水解酸化池、缺氧池、好氧池设置为移动生物膜反应池，采用高密度聚乙烯聚合物圆形多孔材料作为生物载体，通过填料载体上不同种类的微生物菌群和活性污泥的共同作用实现污水中有机污染物、氨氮、总氮、总磷、悬浮物的降解和去除；填料比例为有效池容的30%~50%。

进一步的，所述好氧池中设置有潜污泵，通过潜污泵定时开关实现水力定量回流，从而实现以数倍水力回流至缺氧池。

进一步的，所述设备还包括连接在所述二沉池的出水口的高级氧化池；

所述高级氧化池的出水口连通市政污水管网，所述高级氧化池的出水部分回流至调节池。

进一步的，所述高级氧化池采用臭氧高级氧化，所述高级氧化池的臭氧曝气量为40~80g/h。

进一步的，所述高级氧化池下方和上方分别设置排水口，其中下方排水口接至调节池，通过阀门控制回流至调节池。上方排水口为自流口，管道接至市政污水管网。

高级氧化池中的向调节池的回流量控制在20%~30%。

进一步的，所述设备还包括污泥浓缩系统；

所述污泥浓缩系统包括污泥浓缩池和叠螺脱水机；

所述污泥浓缩池连通所述高效混凝絮凝单元、初沉池和二沉池的污泥出口，所述污泥出口排出浓缩后的污泥采用叠螺机进行脱水，所述叠螺机设置滤液出口和泥渣出口，所述滤液出口连通调节池，所述泥渣出口用于排出脱水污泥。

进一步的，所述二沉池的污泥出口分别通过污泥回流泵和隔膜计量泵连通好氧池和高效混凝絮凝单元；

所述污泥回流泵用于将二沉池的部分活性污泥回流至好氧池；

所述隔膜计量泵用于将二沉池的部分活性污泥回流至高效混凝絮凝单元；

所述二沉池的池底设置有配备阀门的排泥口，连通至污泥浓缩池，通过定期开关所述排泥口实现剩余污泥排放。

第二方面，本发明提供一种非膜法小型垃圾中转站渗滤液处理一体化设备及方法，基于第一方面所述的设备，包括以下步骤：

S1:将渗滤液输入调节池，经过调节池调节pH至6.5~7.5后进入高效混凝絮凝单元，向高效混凝絮凝单元内加入聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺以及少量的二沉池活性污泥进行高效混凝絮凝后进入初沉池进行初步沉降；

S2:污水经由初沉池沉降后进入二沉池进行泥水分离，沉淀后上清液排出，二沉池的污泥则部分回流至高效混凝絮凝单元，配合PAC和APAM对污水进行高效混凝絮凝，剩余污泥则定期排出。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

1、本发明通过二沉池部分污泥回流至高效混凝沉淀单元，利用活性微生物菌胶团与PAC和APAM组合使用，大大提高了絮凝沉降效果，缩短了沉降时间，减少了40%PAC用量和50%APAM用量，同时达到25%~35%的污染物的去除；

2、本发明通过高级氧化池出水部分回流至调节池有效稀释了进水污染物浓度，降低了生化部分有机负荷，有效延长活性污泥寿命，提高了污染物降解效率和系统稳定性；

3、本发明通过设置高级氧化池生化处理残留的污染物可以得到充分降解，保障产水稳定达标排放，同时没有浓缩液和沼气产生；

4、经初步核算，该设备处理中转站渗滤液吨处理成本低于35元/吨，比市场均处理报价低约40%。

附图说明

图1为本发明的设备流程示意图；

图2为本发明的处理方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本实施例的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实施例的限制。

实施例1

本实施例提供一种非膜法小型垃圾中转站渗滤液处理一体化设备（垃圾中转站渗滤液处理一体化设备），包括调节池、高效混凝絮凝单元、初沉池、水解酸化池、缺氧池、好氧池、二沉池、高级氧化池。

所述调节池，用于调节渗滤液的PH；

所述调节池的进水口设置全自动机械格栅，用于截留去除污水中体积较大的杂质。

所述调节池池底设置自动搅拌机构，用于搅拌污水均匀水质。

所述调节池设置氢氧化钠的加药口，所述调节池设置搅拌机和pH在线监测器，pH调节采用PLC控制，实现pH自动调节，调节pH范围控制在在6.5~7.5。

所述高效混凝絮凝单元进水口与调节池的出水口连通，污水通过调节池均质均量后进入高效混凝絮凝单元进行高效混凝絮凝，所述高效混凝单元的加药方式为20ppm的APAM（阴离子聚丙烯酰胺）、0.15%PAC（聚合氯化铝）、1.5L/min二沉池浓缩活性污泥（二沉池污泥回流可采用隔膜式计量泵进行二沉池泥浆定量输送）。

所述水解酸化池和高效混凝絮凝单元中间串联初沉池，用于污水混凝絮凝后初步沉淀除杂。所述初沉池的出水口与水解酸化池的进水口连接，出泥口与污泥浓缩系统连通；用于初步沉降，去除污水中的悬浮物；

所述水解酸化池、缺氧池、好氧池设置为移动生物膜反应池，选用HDPE（高密度聚乙烯聚合物）圆形多孔材料作为生物载体，填料比例为有效池容的30%~50%，优选30%。

所述水解酸化池的出水口与缺氧池的进水口连通；用于将污水中大分子有机污染物水解酸化为小分子污染物，提高污水的可生化性；

所述缺氧池的出水口与好氧池的进水口连通，且所述好氧池污水以数倍水力回流至缺氧池，用于去除污水中的部分有机污染物以及总氮、硝酸盐氮等污染物；

所述好氧池的出水口与二沉池的进水口连通；用于去除污水中的大部分有机污染物，并将有机氮、氨氮等污染物转化为硝酸盐氮；

具体来说，所述水解酸化池与好氧池之间串联缺氧池，所述好氧池污水以二倍水力回流至缺氧池，污水经过填料与生物膜接触，通过生物膜和活性污泥协同作用实现污水中主要污染物的去除。本实施例中，好氧池污水以二倍水力回流至缺氧池可采用潜污泵定时开关实现水力定量回流。

所述高级氧化池采用臭氧高级氧化，臭氧曝气量为80g/h，

所述好氧池与高级氧化池之间串联二沉池，用于经生化处理后的污水二次沉淀和泥水分离，所述二沉池的活性污泥部分回流至好氧池，用于增强污泥浓度、强化生化处理效果，所述二沉池的活性污泥少量回流至高效混凝絮凝单元，利用活性污泥中的微生物菌胶团配合20ppm的APAM（阴离子聚丙烯酰胺）、0.15%PAC（聚合氯化铝）的药剂，实现约25%的主要污染物的去除。

注意，这里二沉池污泥有三个出口方向，分别是好氧池、高效混凝絮凝单元和污泥浓缩池。二沉池回流至好氧池和高效混凝絮凝单元可分别通过污泥回流泵和隔膜计量泵来实现，其中，污泥回流泵流量的确定和开启时间需要根据设备日处理量以及好氧池污泥浓度变化情况进行确定，目的在于维持较高浓度的活性污泥强化生化处理效果。隔膜式计量泵可以进行二沉池泥浆定量输送。

池底设置排泥口，连通至污泥浓缩池，配备阀门，通过定期开关实现剩余污泥排放。

所述高级氧化池的出水部分回流至调节池，稀释进水污染物浓度，减轻生化段污泥负荷，提高污水的处理效率，其余出水可直接排入市政污水管网。

所述高级氧化池的出水口连通市政污水管网，所述高级氧化池的出水部分回流至调节池，用于稀释进水，降低生化系统负荷。

高级氧化池中的向调节池的回流量可控制在20%~30%，在高级氧化池下方和上方分别设置排水口，其中下方排水口接至调节池，通过阀门开启时间控制回流水量。上方排水口为自流口，管道接至市政污水管网，液位到达自流口高度时自流到市政污水管网。

所述高效混凝絮凝单元、初沉池和二沉池的污泥出口连通污泥浓缩池，浓缩后的污泥采用叠螺机进行脱水，所述叠螺机设置滤液出口和泥渣出口，所述叠螺机滤液出口连通调节池，压滤出水回流至调节池，所述叠螺机泥渣出口泥渣收集后随站转运，实现垃圾渗滤液全量化处理。

所述污泥浓缩系统包括污泥浓缩池和叠螺脱水机，用于收集、浓缩高效混凝单元、初沉池、二沉池产生的剩余污泥，并将污泥脱水后收集转运。

所述高效混凝絮凝单元、初沉池和二沉池的污泥出口连通污泥浓缩池，浓缩后的污泥采用叠螺机进行脱水，所述叠螺机设置滤液出口和泥渣出口，所述叠螺机滤液出口连通调节池，压滤出水回流至调节池，所述叠螺机泥渣出口泥渣收集后随站转运，实现垃圾渗滤液全量化处理。

上述垃圾中转站渗滤液处理一体化设备的使用方法步骤为：

S1:渗滤液进入调节池之前先进行格栅除杂处理，然后经过调节池调节pH至6.5~7.5后进入高效混凝絮凝单元，向高效混凝絮凝单元内加入PAC、APAM和活性污泥进行混凝絮凝后进入初沉池进行沉降；

S2:污水经由初沉池沉降后进入水解酸化池进行水解酸化处理，然后依次进入缺氧池和好氧池，通过好氧池数倍倍于缺氧池进水量的水量回流至缺氧池实现污水脱碳脱氮；

S3:污水经好氧池后进入二沉池进行沉淀，沉淀后上清液进入高级氧化池，通过臭氧高级氧化进行残留污染物的进一步去除，二沉池的污泥则部分回流至好氧池强化生化处理，少量回流至高效混凝絮凝单元，配合PAC和APAM对污水进行高效混凝絮凝，剩余污泥定期排至污泥浓缩池；

S4:污水经高级氧化池后部分回流至调节池稀释进水，其余可直接排放至市政管网。

实施原理：本实施例提供一种非膜法小型垃圾中转站渗滤液处理一体化设备及方法，包括调节池、高效混凝絮凝单元、初沉池、水解酸化池、缺氧池、好氧池、二沉池、高级氧化池。

所述调节池、初沉池、二沉池作用与功能与现有技术中功能相同，所述调节池，用于调节渗滤液的PH；所述初沉池用于初步沉降，去除污水中的悬浮物；所述二沉池用于经过生物处理的污水澄清，同时对污水中的活性污泥进行浓缩；

所述水解酸化池、缺氧池、好氧池设置为移动生物膜反应池，选用HDPE（高密度聚乙烯聚合物）圆形多孔材料作为生物载体，通过填料载体上不同种类的微生物菌群和活性污泥的共同作用实现污水中有机污染物、氨氮、总氮、总磷、悬浮物等主要污染物的降解和去除，

所述高效混凝沉淀单元通过加入常规混凝絮凝药剂的同时采用部分二沉池活性污泥回流与药剂组合使用，利用活性污泥中的微生物菌胶团与絮凝剂APAM（阴离子聚丙烯酰胺）双重组合沉降作用，将PAC（聚合氯化铝）吸附凝聚的悬浮物和污染物快速沉降分离，该组合可充分发挥活性污泥在混凝沉淀单元中的助凝沉降效果，实现初沉池泥水快速分离，从而实现减少混凝药剂用量、减少初沉池容积，降低建设和运维成本的作用。

所述高级氧化池采用臭氧曝气氧化，通过臭氧直接或间接氧化实现污水中残留污染物的进一步降解去除，保障产水稳定达标排放，同时没有浓缩液和沼气产生，高级氧化池出水部分回流至调节池有效稀释了进水污染物浓度，降低了生化部分有机负荷，有效延长活性污泥寿命，提高了污染物降解效率和系统稳定性。

实施例2

本实施例提供一种非膜法小型垃圾中转站渗滤液处理一体化设备及方法，基于的非膜法小型垃圾中转站渗滤液处理一体化设备包括调节池、高效混凝絮凝单元、初沉池、水解酸化池、缺氧池、好氧池、二沉池、高级氧化池。

具体处理方法的步骤为：

S1:渗滤液进入调节池之前先进行格栅除杂处理，然后经过调节池调节pH至6.5~7.5后进入高效混凝絮凝单元，向高效混凝絮凝单元内加入PAC、APAM和活性污泥进行混凝絮凝后进入初沉池进行沉降；

S2:污水经由初沉池沉降后进入水解酸化池进行水解酸化处理，然后依次进入缺氧池和好氧池，通过好氧池数倍倍于缺氧池进水量的水量回流至缺氧池实现污水脱碳脱氮；

S3:污水经好氧池后进入二沉池进行沉淀，沉淀后上清液进入高级氧化池，通过臭氧高级氧化进行残留污染物的进一步去除，二沉池的污泥则部分回流至好氧池强化生化处理，少量回流至高效混凝絮凝单元，配合PAC和APAM对污水进行高效混凝絮凝，剩余污泥定期排至污泥浓缩池；

S4:污水经高级氧化池后部分回流至调节池稀释进水，其余可直接排放至市政管网。

所述调节池的进水口设置全自动机械格栅，用于截留去除污水中体积较大的杂质。所述调节池池底设置自动搅拌机构，用于搅拌污水均匀水质。所述调节池设置氢氧化钠的加药口，用于调节进水pH至6.5~7.5。

所述高效混凝絮凝单元进水口与调节池的出水口连通，污水通过调节池均质均量后进入高效混凝絮凝单元进行高效混凝絮凝，所述高效混凝单元的加药方式为30ppm的APAM（阴离子聚丙烯酰胺）、0.3%PAC（聚合氯化铝）、2.5L/min二沉池浓缩活性污泥。所述水解酸化池和高效混凝絮凝单元中间串联初沉池，用于污水混凝絮凝后初步沉淀除杂。

所述水解酸化池、缺氧池、好氧池设置为移动生物膜反应池，选用HDPE（高密度聚乙烯聚合物）圆形多孔材料作为生物载体，填料比例为有效池容的50%。

所述水解酸化池与好氧池之间串联缺氧池，所述好氧池污水以二倍水力回流至缺氧池，污水经过填料与生物膜接触，通过生物膜和活性污泥协同作用实现污水中主要污染物的去除。

所述高级氧化池采用臭氧高级氧化，臭氧曝气量为40g/h，所述好氧池与高级氧化池之间串联二沉池，用于经生化处理后的污水二次沉淀和泥水分离，所述二沉池的活性污泥部分回流至好氧池，用于增强污泥浓度、强化生化处理效果，

所述二沉池的活性污泥少量回流至高效混凝絮凝单元，利用活性污泥中的微生物菌胶团配合30ppm的APAM（阴离子聚丙烯酰胺）、0.3%PAC（聚合氯化铝）的药剂，实现约35%的主要污染物的去除，所述高级氧化池的出水部分回流至调节池，稀释进水污染物浓度，减轻生化段污泥负荷，提高污水的处理效率，其余出水可直接排入市政污水管网。

本实施例的设备设置有污泥浓缩系统，污泥浓缩系统包括污泥浓缩池和叠螺脱水机。

所述高效混凝絮凝单元、初沉池和二沉池的污泥出口连通污泥浓缩池，浓缩后的污泥采用叠螺机进行脱水，所述叠螺机设置滤液出口和泥渣出口，所述叠螺机滤液出口连通调节池，压滤出水回流至调节池，所述叠螺机泥渣出口泥渣收集后随站转运，实现垃圾渗滤液全量化处理。

经初步核算，本设备处理中转站渗滤液吨处理成本低于35元/吨，比市场均处理报价低约40%。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。