一種垃圾初期滲濾液處理方法技術

本發明專利技術涉及一種新的垃圾滲濾液處理方法，屬廢液資源化利用和環境保護工程技術領域。本發明專利技術方法利用傳統常用的原有的膨脹顆粒污泥床（ＥＧＳＢ）反應器，將兩臺反應器組合成雙聯反應器系統；兩臺反應器作對稱布置方式。將垃圾滲濾液先進入第一臺反應器使進行厭氧消化而獲得氫氣；接著將由第一臺反應器的部分出水進入第二臺反應器再次進行厭氧消化而獲得甲烷。本發明專利技術方法可同時獲得氫氣和甲烷，實現廢液的資源化利用，同時減少了廢液的污染，有利于環境保護。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種新的垃圾滲濾液處理方法，屬廢液資源化利用和環境保護工程

技術介紹
氫能作為一種高效、清潔、可再生的燃料，正日益受到人們的重視。從發展清潔能源的 角度來看，氫氣是最理想的載能體。氫氣本身是可再生的，在燃燒時只生成水，不產生任何 污染物，甚至也不產生C02，可以實現真正的"零排放"。厭氧消化主要是在厭氧條件下微生物的代謝過程，它是復雜有機物(如纖維素、脂肪和 蛋白質等)的降解、轉化成H2、 C02和水的過程，是一個多類群細菌的協同代謝過程。厭氧消 化一般可以分為4個階段1)水解階段，2)發酵(酸化)階段，3)產氫產乙酸階段，4)產 甲烷階段。厭氧消化產氫是通過抑制厭氧消化過程中的酸性條件和產甲烷菌的活性，中斷產 甲烷過程從而達到產生氫氣的目的。其實質是產氫產酸發酵細菌對有機物質的發酵過程，將 有機物質分解為有機酸(乙酸、丁酸等)和乙醇等產物，同時釋放出發酵氣體H2和C02。目前的 資料表明，在酸性條件下，抑制產甲烷階段進行，轉而產氫，且H2含量可達60。/。以上。厭氧膨脹顆粒污泥床(Expanded Granular Sludge Bed, EGSB)于上世紀90年代初，由 G. Lettinga等人在UASB反應器的基礎上增加出水循環工藝而開發的第三代高效反應器。它 最大的特點是1)通過污泥的顆粒化，能在反應器中保持足夠的生物量，使活性污泥停留時 間與廢水停留時間分離；2)通過出水循環回流技術，使反應器內的液體升流速度大大提高， 從而傳質過程大為加強。相比UASB反應器中上升流速一般小于1.0m/h、污泥床基本處于靜 止狀態，EGSB反應器中的上升流速可達2.5、0m/h，污泥床層處于膨脹狀態。目前，國內外對垃圾滲濾液所進行的研究，在垃圾滲濾液處理領域，目前僅針對填埋場 滲濾液開展了相關研究，而針對如堆肥廠垃圾初期滲濾液的獨立處理工藝和方法還沒有相關 報道，更未有利用垃圾初期滲濾液厭氧消化產氫利用方面的研究。
技術實現思路
本專利技術目的是利用傳統常用的原有的膨脹顆粒污泥床(EGSB)反應器來處理生活垃圾初 期滲濾液，使廢液經兩次厭氧消化反應后分別獲得氫氣和甲烷，實驗廢液資源化利用，同時 減少垃圾滲濾液污染有利于環境保護。本專利技術是一種新的處理垃圾滲濾液的方法，其特征在于有以下過程和步驟a、利用傳統常用的原有的兩臺膨脹顆粒污泥床(EGSB)反應器組合成雙聯反應器系統；3將位T一側的第一臺反應器系統與位于另一側的第二臺反應器系統作相對對稱布置，其間由 管路相連；將滲濾液先進入第一臺反應器使滲濾液進行厭氧消化而獲得氫氣，接著將由第一 臺反應器的部分出水進入第二臺反應器進行厭氧消化而獲得甲烷；b、 在處理過程中，垃圾滲濾液的處理條件為所采用底物是垃圾堆肥廠初期發酵的滲濾 液，其原水COD濃度在40000 60000mg/L范圍內；垃圾滲濾液有機物含量在80%以上；在處理過程中，控制系統工藝參數為第一臺反應器(1) 反應器溫度35士rC，通過反應器主體外部的水浴夾套保溫調節；(2) 維持反應主體pH在適合產氫范圍pH5.0-5.5，用鹽酸和氫氧化鈉進行人工調節；(3) 液體上升流速(Vup)3.0m/h;(4) 水力停留時間(HRT) 30h;(5) 有機負荷在1. 4 16. 7 gC0Dcr/L d之間;(6) 發酵類型以乙醇發酵型為主。 第二臺反應器(1) 反應器溫度35土rC，通過反應器主體外部的水浴夾套保溫調節；(2) 維持反應主體pH在適合產氫范圍pH6. 8-7. 2，用鹽酸和氫氧化鈉進行人工調節；(3) 液體上升流速(Vup)3.2m/h;(4) 水力停留時間(HRT) 43h;(5) 有機負荷在1. 4 16. 7 gC0D /L d之間；c、 過程處理結果經兩臺EGSB反應器厭氧消化后產生的混合氣中，第一臺反應器所產 生的混合氣中氫氣含量為22%-33%，第二臺反應器所產生的混合氣中甲垸含量為67%-78%;最 終COD去除率達到90%以上。本專利技術處理過程的機理如下所述垃圾滲濾液在雙聯膨脹顆粒污泥床(EGSB)反應器系統中發生厭氧消化反應；消化反應 分4個階段，即水解階段、發酵(酸化)階段、產氫產乙酸階段和產甲烷階段；滲濾液中的 有機物是在水解菌的作用下水解后轉化為單體，隨后進入發酵階段，在發酵細菌作用下，這 些單體轉化為各種小分子物質， 一種產氫產乙酸細菌將一部分小分子物質轉化為乙酸和氫氣， 此階段為產氫產乙酸階段(通過控制反應條件，使第一臺反應器厭氧消化過程主要包括此前 三個階段，而抑制以后階段的進行)，最后， 一種產甲垸細菌將乙酸、氫氣、C0z轉化為甲垸， 整個厭氧消化過程到此結束(第二臺反應器包括完整的厭氧消化四個階段)。本專利技術處理方法的特點和有點如下所述本專利技術利用兩臺EGSB厭氧厭氧反應器組成雙聯處理系統，第一臺反應器重點是獲得氫 氣，第二臺反應器接續由第一臺反應器的部分出水進行再次厭氧消化而主要獲得甲垸。本專利技術處理方法針對厭氧消化過程中兩種優勢菌種最適宜的反應條件的不同，分別設置 兩臺EGSB反應器對應的操作條件；其操作溫度均為中溫35士rC;其控制pH值分別為第 一臺反應器pH為5. 0-5. 5;第二臺反應器pH為6. 8-7. 2。本專利技術處理方法不但能獲得氫氣和甲烷兩種能源產品，而且能使垃圾滲濾液廢液實驗無 害化穩定化處理，降低垃圾滲濾液的污染，改善環境，達到環境保護的目的。 附圖說明圖1為本專利技術利用兩臺EGSB厭氧消化反應器組成雙聯反應器的系統流程示意圖。圖2為本專利技術方法垃圾滲濾液經EGSB厭氧消化產氫后COD處理效果圖。圖3為本專利技術方法垃圾滲濾液經EGSB厭氧消化產沼氣后COD處理效果圖。圖4為本專利技術方法EGSB反應器氫氣產率與氫氣含量變化圖。其中a為有機負荷變化；b為氫氣產量變化；c為氫氣含變化。圖5為本專利技術方法EGSB反應器沼氣產率和組分變化圖。其中a.為氣體產率變化b為氣體組分變化。具體實施例方式本專利技術利用傳統常用的原有的兩臺膨脹顆粒污泥床(EGSB)反應器組合成雙聯反應器系 統；兩臺反應器作相對對稱布置，其間由管路相連；該雙聯EGSB反應器系統流程如圖l所示。垃圾滲濾液為某堆肥廠的垃圾初期滲濾液，垃圾滲濾液首先有第一臺(產氫反應器)系 統的進料泵將其抽如到緩沖罐中，在循環泵作用下，將滲濾液送入第一臺反應器底部，液體 自下而上流動，經系統中各種菌的作用下進行厭氧消化后，含有氫氣的混合氣從上部氣口排 出并收集之；處理后的滲濾液由上部出水口流出， 一部分出水進入緩沖罐與來自原進料罐中 的滲濾液匯合并混合；另一部分出水經所述緩沖罐上部出水口排出，并進入第二臺反應器(產 沼反應器)系統中的進料罐中以作為產沼反應器的進水，再通過該系統的進料泵、緩沖罐、 循環泵送至第二臺反應器的底部，滲濾液自下而上，經次反應系統各種菌的作用下厭氧消化 產生甲烷，混合氣從上部氣口排出并收集之；出水經上部出水口排出。該雙聯反應器系統的特點是第二臺反應器產甲垸所采用的料液是第一臺反應器產氫后 流出的料液。兩個反應系統結合聯合使用，達到同時產氫產甲烷的目的，而且高度有效利用 了垃圾滲濾液。5實施例本專利技術處理方法的實施例中，采用的工藝條件如下第一臺EGSB反應本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種新的處理垃圾滲濾液的方法，其特征在于有以下過程和步驟：　ａ、利用傳統常用的原有的兩臺膨脹顆粒污泥床ＥＧＳＢ反應器組合成雙聯反應器系統；將位于一側的第一臺反應器系統與位于另一側的第二臺反應器系統作相對對稱布置，其間由管路相連；將滲濾液先進入第一臺反應器使滲濾液進行厭氧消化而獲得氫氣，接著將由第一臺反應器的部分出水進入第二臺反應器進行厭氧消化而獲得甲烷；　ｂ、在處理過程中，垃圾滲濾液的處理條件為：所采用的底物是垃圾堆肥廠初期發酵的滲濾液，其原水ＣＯＤ濃度在４００００～６００００ｍｇ／Ｌ范圍內；垃圾滲濾液有機物含量在８０％以上；　在處理過程中，控制系統工藝參數為：　第一臺反應器：　（１）反應器溫度３５±１℃，通過反應器主體外部的水浴夾套保溫調節；　（２）維持反應主體ｐＨ在適合產氫范圍ｐＨ５．０－５．５，用鹽酸和氫氧化鈉進行人工調節；　（３）液體上升流速（Ｖｕｐ）３．０ｍ／ｈ；　（４）水力停留時間（ＨＲＴ）３０ｈ；　（５）有機負荷在１．４～１６．７ｇＣＯＤｃｒ／Ｌ.ｄ之間；　（６）發酵類型以乙醇發酵型為主。　第二臺反應器：　（１）反應器溫度３５±１℃，通過反應器主體外部的水浴夾套保溫調節；　（２）維持反應主體ｐＨ在適合產氫范圍ｐＨ６．８－７．２，用鹽酸和氫氧化鈉進行人工調節；　（３）液體上升流速（Ｖｕｐ）３．２ｍ／ｈ；　（４）水力停留時間（ＨＲＴ）４３ｈ；　（５）有機負荷在１．４～１６．７ｇＣＯＤｃｒ／Ｌ.ｄ之間；　ｃ、過程處理結果：經兩臺ＥＧＳＢ反應器厭氧消化后產生的混合氣中，第一臺反應器所產生的混合氣中氫氣含量為１９％－３３％，第二臺反應器所產生的混合氣中甲烷含量為６７％－７８％；最終ＣＯＤ去除率達到９０％以上。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉強，許惠，寧波，楊宇，
申請(專利權)人：上海大學，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]