一种基于生化与催化电解脱氮的垃圾填埋场地下水处理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于生化与催化电解脱氮的垃圾填埋场地下水处理系统，所述地下水处理系统包括生化处理装置、物化净化装置、催化电解脱氮装置和污泥脱水装置。本实用新型专利技术通过上述地下水处理系统对垃圾填埋场的地下水进行处理后，能够高效地去除垃圾填埋场地下水中的氨氮、总氮、COD

【技术实现步骤摘要】
一种基于生化与催化电解脱氮的垃圾填埋场地下水处理系统


[0001]本技术属于环保
，具体涉及一种基于生化与催化电解脱氮的垃圾填埋场地下水处理系统。

技术介绍

[0002]我国每年产生固体废物约50亿吨，其中危险废物4000万吨，此外，还有多年来存量垃圾达到60～80亿吨。目前，处理垃圾主要有两种方法：一种是将垃圾集中填埋，另一种是将垃圾焚烧发电。由于各方面原因，填埋是其主要的处置方式，尽管在进行垃圾填埋时都做了防渗漏处理，但是由于长期使用，防渗布会有不同程度的腐烂，加之地壳运动的原因，垃圾填埋场的防渗设施都受到不同程度的损坏，造成垃圾填埋场普遍存在渗透问题。同时，过去填埋场中非正规填埋比例极高，存在场底防渗、渗滤液处理、日常覆盖不达标等问题，80％以上会有不同程度渗漏，对周边土壤地下水、居民饮水、生态安全和人体健康造成巨大风险。垃圾腐烂的渗沥液或多或少的渗漏到地下水中，造成地下水中的氨氮、总氮、COD
Cr
和BOD5指标普遍较高，均未能达到国家污染控制标准。监测表明，我国垃圾填埋场的周围地下水已普遍受到不同程度的污染，其中受到较重污染的城市占64％，轻污染的城市占33％，所以垃圾填埋场地下水污染急需解决。监测还表明：垃圾填埋场的地下水的污染成份主要是氨氮、总氮、COD
Cr
、BOD5和总磷，其中，氨氮、总氮浓度多数为50～1000mg/L，COD
Cr
浓度多数为50～800mg/L，BOD5浓度多数为30～300mg/L，总磷浓度多数为0.3～10mg/L。此外，垃圾填埋场的地下水污染物质还呈现两个类型：一个类型是氨氮、总氮超标，但COD
Cr
、BOD5不高型，另一个类型是氨氮、总氮、COD
Cr
和BOD5都严重超标型。垃圾填埋场的地下水处理方法较多，但成功案例不多，主要有物理法、化学法和生物法。其中，物理法包括反渗透、蒸馏等处理技术；化学法包括离子交换、氨吹脱、折点加氯、化学沉淀、电渗析和电化学等处理技术；生物法包括藻类养殖、生化处理和固定化生物技术等处理技术。生化处理是指地下水中的氨氮、总氮和有机物在各种微生物的作用下，通过硝化和反硝化等一系列反应，最终形成氮气和CO2，从而达到去除污染物的目的。生化法处理垃圾填埋场的地下水污染的工艺有很多种，但是机理基本相同，都需要经过硝化和反硝化两个阶段。硝化反应是在好氧条件下通过好氧硝化菌的作用将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐，包括两个基本反应步骤：由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应，由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。其中，亚硝酸菌和硝酸菌都是自养菌，它们利用废水中的碳源，通过与NH3‑
N的氧化还原反应获得能量。反应方程式如下：
[0003]亚硝化：2NH
4+
+3O2→
2NO2‑
+2H2O+4H
+
[0004]硝化：2NO2‑
+O2→
2NO3‑
[0005]硝化菌的适宜pH值为8.0～8.4，最佳温度为35℃，温度对硝化菌的影响很大，温度下降到10℃时，硝化反应几乎停止；DO浓度：2～3mg/L；BOD5负荷：0.06～0.1kgBOD5/(kgMLSS
·
d)；泥龄在3～5天以上。在缺氧条件下，利用反硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出，由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用，将硝化过程中产生
的硝酸盐或亚硝酸盐还原成N2的过程，称为反硝化。反硝化过程中的电子供体是各种各样的有机底物(碳源)。以甲醇为碳源为例，其反应式为：
[0006]6NO3‑
+2CH3OH
→
6NO2‑
+2CO2+4H2O
[0007]6NO2‑
+3CH3OH
→
3N2+3CO2+3H2O+6OH
‑
[0008]反硝化菌的适宜pH值为6.5～8.0；最佳温度为30℃，当温度低于10℃时，反硝化速度明显下降，而当温度低至3℃时，反硝化作用将停止。
[0009]但是，生化法的硝化和反硝化除了主要适应碳氮比适当的地下水体外，在硝化和反硝化过程中还需要消耗大量的碳源。此外，有些垃圾填埋场的地下水的主要污染物是氨氮和总氮，几乎不含碳源，因此，如果用生化法，全部碳源需要外部投加，造成运行费用较高。再者，有部分垃圾填埋场的地下水中氨氮浓度高达150～1000mg/L，COD
Cr
浓度多数仅为50～800mg/L，BOD5浓度多数为30～300mg/L，造成C/N的严重失衡。因此，除了生化池要建设得很大之外，在运行时还需要投加大量碳源，导致生产成本难以接受。因此，针对不同类型的垃圾填埋场的地下水主要污染成份，急需开发一种效率高、投资少、运行成本低的垃圾填埋场地下水处理系统。

技术实现思路

[0010]本技术的目的在于针对当前垃圾填埋场地下水中的氨氮、总氮、COD
Cr
和BOD5都严重超标时，其采用的处理工艺存在占地大、投资大、出水质量差、出水氨氮不达标和运行成本高等缺陷，而提供一种基于生化与催化电解脱氮的垃圾填埋场地下水处理系统，该处理系统将生化处理、物化净化、催化电解脱氮以及污泥脱水相结合，具有工艺流程短、占地面积小、投资小、出水水质高、运行成本低、对废水水质的适应性强以及持续效果好等优点。
[0011]具体地，本技术的目的提供了一种基于生化与催化电解脱氮的垃圾填埋场地下水处理系统，包括生化处理装置、物化净化装置、催化电解脱氮装置和污泥脱水装置，其中：
[0012]所述生化处理装置包括依次连接的废水收集池、好氧池、厌氧池和沉淀池一，所述废水收集池的出水口与好氧池的进水口连接，所述好氧池的出水口与厌氧池的进水口连接，所述厌氧池的出水口与沉淀池一的进水口连接；
[0013]所述物化净化装置是气浮净化装置或混凝沉淀净化装置，所述气浮净化装置包括依次连接的pH调节池、混凝池、助凝池和气浮池，所述pH调节池的进水口与沉淀池一的出水口连接，所述pH调节池的出水口与混凝池的进水口连接，所述混凝池的出水口与助凝池的进水口连接，所述助凝池的出水口与气浮池的进水口连接，所述气浮池的顶部还设有浮渣出口，所述气浮池的底部设有清水出口；所述混凝沉淀净化装置包括依次连接的pH调节池、混凝池、助凝池和沉淀池二，所述pH调节池的进水口与沉淀池一的出水口相连，所述pH调节池的出水口与混凝池的进水口连接，所述混凝池的出水口与助凝池的进水口连接，所述助凝池的出水口与沉淀池二的进水口连接，所述沉淀池二的顶部还设有上清液出口，所述沉淀池二的底部设有污泥出口；
[0014]所述催化电解脱氮装置包括电解机、直流电源、脱气塔和催化剂投加装置，所述电解机的进水口与物化净化装置中气浮池的清水出口连接或沉淀池二的上清液出口连接，所
述电解机的出水口与脱气塔的进水口相连，所述脱气塔的进水口与位于脱气塔底部的布水器连接，所述电解机的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于生化与催化电解脱氮的垃圾填埋场地下水处理系统，其特征在于，包括生化处理装置、物化净化装置、催化电解脱氮装置和污泥脱水装置，其中：所述生化处理装置包括依次连接的废水收集池、好氧池、厌氧池和沉淀池一，所述废水收集池的出水口与好氧池的进水口连接，所述好氧池的出水口与厌氧池的进水口连接，所述厌氧池的出水口与沉淀池一的进水口连接；所述物化净化装置是气浮净化装置或混凝沉淀净化装置，所述气浮净化装置包括依次连接的pH调节池、混凝池、助凝池和气浮池，所述pH调节池的进水口与沉淀池一的出水口连接，所述pH调节池的出水口与混凝池的进水口连接，所述混凝池的出水口与助凝池的进水口连接，所述助凝池的出水口与气浮池的进水口连接，所述气浮池的顶部还设有浮渣出口，所述气浮池的底部设有清水出口；所述混凝沉淀净化装置包括依次连接的pH调节池、混凝池、助凝池和沉淀池二，所述pH调节池的进水口与沉淀池一的出水口相连，所述pH调节池的出水口与混凝池的进水口连接，所述混凝池的出水口与助凝池的进水口连接，所述助凝池的出水口与沉淀池二的进水口连接，所述沉淀池二的顶部还设有上清液出口，所述沉淀池二的底部设有污泥出口；所述催化电解脱氮装置包括电解机、直流电源、脱气塔和催化剂投加装置，所述电解机的进水口与物化净化装置中气浮池的清水出口连接或沉淀池二的上清液出口连接，所述电解机的出水口与脱气塔的进水口相连，所述脱气塔的进水口与位于脱气塔底部的布水器连接，所述电解机的进水管上沿水流方向依次安装有碱液投加装置和管道混合器，所述催化剂投加装置的出口与管道混合器的进口连接；所述污泥脱水装置包括污泥泵、污泥浓缩池、理化调节池、脱水机和污泥池，所述污泥泵的进口与物化净化装置中气浮池的浮渣出口或沉淀池二的污泥出口连接，所述污泥泵的出口与污泥浓缩池的进口连接，所述污泥浓缩池的顶部设有上清液出水口，所述污泥浓缩池的底部设有浓缩污泥出口，所述上清液出水口与物化净化装置中pH调节池的进水口连接，所述浓缩污泥出口与理化调节池的进口连接，所述理化调节池的出口与脱水机的进水口连接，所述脱水机的出水口与外界连接或与物化净化装置中pH调节池的进水口连接，所述脱水机的出泥口与污泥池连接。2.根据权利要求1所述的基于生化与催化电解脱氮的垃圾填埋场地下水处理系统，其特征在于，所述pH...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗依依，孔玲芬，
申请(专利权)人：皓禹厦门环保有限公司，
类型：新型
国别省市：