CN101508514B - 一种垃圾渗滤液零排放回用处理方法 - Google Patents

一种垃圾渗滤液零排放回用处理方法 Download PDF

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Abstract

一种垃圾渗滤液零排放回用处理方法,涉及一种废水处理技术。提供一种垃圾渗滤液零排放回用处理方法。将垃圾渗滤液原液送入原水调节池,出水经膜混凝反应器去除悬浮固体和杂质,膜混凝反应器的反冲洗出水回流至原水调节池,排出的废水进入膜接触反应器,形成副产品硫酸铵溶液;膜接触反应器出水进入升流式厌氧生物反应器,进行厌氧生化处理,将升流式厌氧生物反应器的出水送入膜生物反应器进行好氧生化处理;将膜生物反应器的出水送入连续膜过滤系统进行过滤,将连续膜过滤系统的浓缩液和反冲洗水回流至原水调节池;将连续膜过滤系统的出水送入反渗透系统,将反渗透系统的浓缩液经锅炉氧化喷烧去除,反渗透系统的出水即为可回用的纯水。

Description

一种垃圾渗滤液零排放回用处理方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种废水处理技术,尤其是涉及一种垃圾渗滤液处理使之达到零排放 回用的方法。
背景技术
[0002] 垃圾渗滤液是一种难处理的高浓度有机废水,其特点是水质水量波动大,成分复 杂,有毒有害物质含量高。垃圾渗滤液的治理已经成为我国当前及今后相当长时期内环境 污染控制的一项重大课题(申欢,金奇庭,崔喜勤,等.上流式厌氧污泥床处理城市垃圾渗 滤液的试验研究[J].环境污染治理技术与设备,2004,5 (4) : 1-5),其中垃圾渗滤液的氨氮 含量高,更难于处理。目前,渗滤液脱氮新技术的研究已成为国内外环境科学工作者极为 关心的一项热门研究课题(张萍,刘强.生活垃圾卫生填埋场垃圾渗滤液脱氮处理技术, 2007,15(1) :6-9)。
[0003] 目前,垃圾渗滤液的处理技术可分为两大类:生物法和物理化学法。
[0004] 从众多研究实例看,以中和吹脱_生化法为主的工艺对渗滤液处理至符合有关排 放标准较难,微生物对渗滤液中所含难降解有机质的降解能力很低,而吹脱出的氨若不回 收,会带来二次污染。
[0005] 物理化学法主要包括反渗透、纳滤、超滤、超声波、光催化、化学氧化、活性炭吸附、 混凝沉淀等(杨飞黄,杨顺生,曹东梅,等.反渗透及其在城市垃圾渗滤液处理中的应用, 2007,33 (3) :6-12)。
[0006] 根据污水中总氮浓度的高低、氮化合物的组分不同,工程中常见的几种脱氮方法 有:微生物法、氨吹脱(气提)法、折点加氯法、离子交换法、土地处理法等(吴方同,苏秋 霞,孟了,等.吹脱法去除城市垃圾渗填埋场渗滤液中的氨氮[J].给水排水,2001,27 (6): 9-12)。
[0007] 膜吸收法是使用疏水性微孔膜将气液两相隔开,利用膜孔实现气、液两相间传质 的分离技术,它能有效去除水中挥发性污染物和溶解性气体,如硫化物、氰化物、氨、氯气、 氧气和二氧化碳等(袁力,王志,王世昌,等.膜吸收技术及其在脱除酸性气体中的应用研 究[J].膜科学与技术,2002,22 (4) :55-59)。采用膜接触反应器以硫酸溶液为吸收液,直接 从高浓度氨水中脱氨并回收氨,使脱氨后氨水的浓度达到返回吸收工艺的要求(王建黎, 徐又一,徐志康,等.膜接触器从高浓度含氨废水中脱氨的试验研究[J].环境化学,2001, 6(20) :1-2)。
[0008] 与传统的生化、物化垃圾渗滤液处理工艺方法相比,膜分离技术处理垃圾渗滤液 工艺具有以下显著的优点:
[0009] (1)在常温和低压下进行分离,因而能耗和设备的运行费用低。
[0010] (2)设备体积小、结构简单,故投资费用低。
[0011] (3)膜分离过程只是简单的加压输送液体,工艺流程简单,易于操作管理。
[0012] (4)膜作为过滤介质是由高分子材料制成的均勻连续体,纯物理方法过滤,物质在分离过程中不发生质的变化,并且在使用过程中不会有任何杂质脱落,保证透过液的纯净。
[0013] (5)可实现零排放回用(高年发,宝菊花.超过滤在葡萄酒酿造中的应用进展 [J],中国酿造,2007,7 (172) :80-95)。
发明内容
[0014] 本发明的目的旨在提供一种垃圾渗滤液零排放回用处理方法。
[0015] 本发明的技术方案是利用物化、生化、膜过滤联用技术。
[0016] 本发明包括以下步骤:
[0017] 1)将垃圾渗滤液原液送入原水调节池;
[0018] 2)将原水调节池的出水通过膜混凝反应器去除悬浮固体和杂质,将膜混凝反应器 的反冲洗出水回流至原水调节池;
[0019] 3)将膜混凝反应器排出的废水进入膜接触反应器,废水中的氨被硫酸溶液吸收, 形成副产品硫酸铵溶液;
[0020] 4)去除氨氮后膜接触反应器出水进入升流式厌氧生物反应器,进行厌氧生化处 理,去除大部分有机物杂质;
[0021] 5)将升流式厌氧生物反应器的出水送入膜生物反应器进行好氧生化处理,进一步 降低废水中的有机物;
[0022] 6)将膜生物反应器的出水送入连续膜过滤系统进行过滤,将连续膜过滤系统的浓 缩液和反冲洗水回流至原水调节池;
[0023] 7)将连续膜过滤系统的出水送入反渗透系统,将反渗透系统的浓缩液经锅炉氧化 喷烧去除,反渗透系统的出水即为可回用的纯水。
[0024] 所述膜混凝反应器最好选用幕帘式聚丙烯中空纤维膜片,所述幕帘式聚丙烯中空 纤维膜片的膜孔径最好为0. 2 μ m,截留分子量最好为0. 6万〜5万道尔顿。
[0025] 所述膜接触反应器最好选用聚丙烯中空纤维膜组件,所述聚丙烯中空纤维膜组件 的膜孔径最好为0. 2 μ m,截留分子量最好为0. 6万〜5万道尔顿;所述将膜混凝反应器排 出的废水进入膜接触反应器最好在废水进入膜接触反应器前调节pH值至10〜12后,废水 中的氨氮转化为氨形式,再进入膜接触反应器。
[0026] 所述连续膜过滤系统最好采用聚偏氟乙烯中空纤维膜组件,所述聚偏氟乙烯中空 纤维膜组件的截留分子量最好为0. 6万〜5万道尔顿。
[0027] 所述反渗透系统最好配有反渗透能量回收装置。
[0028] 原水调节池的池体为钢筋混凝土结构,在原水调节池的进水口预设絮凝剂投加装置。
[0029] 与现有采用物化和生化处理工艺的处理方法比较,本发明具有以下显著优点和效 果:
[0030] 1、本发明可回收垃圾渗滤液中的氨氮,可高效降低垃圾渗滤液中的氨氮浓度,为 其后续生化处理提高良好工艺条件,大幅度降低其处理成本。
[0031] 2、所产生的副产品硫酸铵溶液可作为工业原料进一步回收利用,具有显著经济效
■、Λ
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[0032] 3、废水经处理后可达到生产工艺回用的标准,产水率高,实现废水的生产工艺现场回用,节约大量水源。
[0033] 4、处理废水时间短,效率高,处理设备投入少,占地面积小。
[0034] 5、可实现废水零排放,不向环境中排放废水,保护生态环境,为垃圾渗滤液处理及 资源化解决了关键性问题。
具体实施方式
[0035] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0036] 本发明所采用的主要设备包括:原水调节池、膜混凝反应器、膜接触反应器、升流 式厌氧生物(UASB)反应器、膜生物反应器(MBR)、连续膜过滤(CMF)系统、反渗透(RO)系统 和锅炉等。
[0037] 其中原水调节池、升流式厌氧生物(UASB)反应器和锅炉为公知的普通商品。膜 混凝反应器可选用幕帘式聚丙烯中空纤维膜片,例如选用型号为HQM-MBR的膜片,生产厂 商为杭州浙大泓泉环境工程有限公司,膜孔径为0.2 μ m,截留分子量为(0.6〜5)万道尔 顿,出水量为lt/d,混凝剂采用0. 1〜2. Omol/L浓度的聚合硫酸铝。膜接触反应器可选 用聚丙烯中空纤维膜组件,例如型号为5040膜组件,生产厂商为杭州浙大泓泉环境工程有 限公司,膜孔径为0.2 μ m,截留分子量为(0.6〜5)万道尔顿,吸收液采用1〜2.5mol/L 的硫酸溶液。连续膜过滤系统可采用聚偏氟乙烯中空纤维膜组件,主要作为反渗透系统的 前级预处理系统,该系统采用中空纤维膜元件和独特的气水双洗工艺技术,适用于从原水 中过滤去除细菌、微生物和悬浮物等杂质,净化后的水质可确保SDI小于3,例如采用型号 为HQ-CMF,出水量为lt/d的产品,生产厂商为杭州浙大泓泉环境工程有限公司,截留分子 量为(0.6〜5)万道尔顿。反渗透(RO)系统可采用型号为海德能ESPA1-4040型的产品, 生产厂商为美国海德能公司;反渗透系统也可选用有配备反渗透能量回收装置(型号为 PX-220,生产厂商为美国ERI公司)的反渗透系统,采用单极两段式设计,该系统的单段产 水率可达80 %,两段综合产水率可达96 %。
[0038] 原水调节池的池体最好为钢筋混凝土结构,在原水调节池的进水口最好预设絮凝 剂投加装置,用于调节水质水量和PH值。
[0039] 锅炉是为生产提供热量的普通锅炉,第二段反渗透浓缩液可在锅炉内氧化喷烧, 该锅炉采用水膜法处理废气,废气中所带余热回用。
[0040] 本发明处理方法包括以下步骤:
[0041] 1)将垃圾渗滤液原液送入原水调节池;
[0042] 2)将原水调节池的出水通过膜混凝反应器去除悬浮固体和杂质,将膜混凝反应器 的反冲洗出水回流至原水调节池;
[0043] 3)将膜混凝反应器排出的废水调节pH值至10〜12后,废水中的氨氮转化为氨形 式,进入膜接触反应器后,废水中的氨被硫酸溶液吸收,形成副产品硫酸铵溶液;
[0044] 4)去除氨氮后膜接触反应器出水进入升流式厌氧生物反应器,进行厌氧生化处 理,去除大部分有机物杂质;
[0045] 5)将升流式厌氧生物反应器的出水送入膜生物反应器进行好氧生化处理,进一步 降低废水中的有机物;
[0046] 6)将膜生物反应器的出水送入连续膜过滤系统进行过滤,将连续膜过滤系统的浓
5缩液和反冲洗水回流至原水调节池;
[0047] 7)将连续膜过滤系统的出水送入反渗透系统,将反渗透系统的浓缩液经锅炉氧化 喷烧去除,反渗透系统的出水即为可回用的纯水。
[0048] 以下给出本发明实施例的垃圾渗滤液零排放回用水量的平衡分析。
[0049] 1) 100吨膜生物反应器出水进入连续膜过滤系统,产水率为95%,95吨清水进入 反渗透系统,5吨浓缩液回流至原水调节池。
[0050] 2)95吨清水进入反渗透系统,每段产水率为80%,第一段反渗透产纯水76吨,产 浓缩液19吨。
[0051] 3) 19吨浓缩液进入二段反渗透,产纯水15. 2吨,产浓缩液3. 8吨,浓缩液送至锅炉 氧化喷烧去除。
[0052] 4)最终产纯水总量为91. 2吨,整个系统的产水率为91. 2%。
[0053] 从上述零排放回用水量的平衡分析结果可见,本发明实施例产水率高。
[0054] 表1给出了本发明实施例垃圾渗滤液水质变化情况。表1的结果显示,本发明实 施例已达废水零排放。
[0055] 表 1
[0056]
Figure CN101508514BD00061
[0057] 连续膜过滤系统采用聚偏氟乙烯中空纤维膜组件,主要应用于大型反渗透系统的 前级预处理;该系统采用中空纤维膜元件和独特的气水双洗工艺技术,适用于过滤从原水 中去除细菌、微生物和悬浮物等杂质,净化后的水质确保SDI小于3。

Claims (10)

  1. 一种垃圾渗滤液零排放回用处理方法,其特征在于包括以下步骤:1)将垃圾渗滤液原液送入原水调节池;2)将原水调节池的出水通过膜混凝反应器去除悬浮固体和杂质,将膜混凝反应器的反冲洗出水回流至原水调节池;3)将膜混凝反应器排出的废水进入膜接触反应器后,废水中的氨被硫酸溶液吸收,形成副产品硫酸铵溶液;4)去除氨氮后膜接触反应器出水进入升流式厌氧生物反应器,进行厌氧生化处理,去除大部分有机物杂质;5)将升流式厌氧生物反应器的出水送入膜生物反应器进行好氧生化处理,进一步降低废水中的有机物;6)将膜生物反应器的出水送入连续膜过滤系统进行过滤,将连续膜过滤系统的浓缩液和反冲洗水回流至原水调节池;7)将连续膜过滤系统的出水送入反渗透系统,将反渗透系统的浓缩液经锅炉氧化喷烧去除,反渗透系统的出水即为可回用的纯水。
  2. 2.如权利要求1所述的一种垃圾渗滤液零排放回用处理方法,其特征在于所述膜混凝 反应器选用幕帘式聚丙烯中空纤维膜片。
  3. 3.如权利要求2所述的一种垃圾渗滤液零排放回用处理方法,其特征在于所述幕帘式 聚丙烯中空纤维膜片的膜孔径为0. 2 μ m,截留分子量为0. 6万〜5万道尔顿。
  4. 4.如权利要求1所述的一种垃圾渗滤液零排放回用处理方法,其特征在于所述膜接触 反应器选用聚丙烯中空纤维膜组件。
  5. 5.如权利要求4所述的一种垃圾渗滤液零排放回用处理方法,其特征在于所述聚丙烯 中空纤维膜组件的膜孔径为0. 2 μ m,截留分子量为0. 6万〜5万道尔顿。
  6. 6.如权利要求1所述的一种垃圾渗滤液零排放回用处理方法,其特征在于所述将膜混 凝反应器排出的废水进入膜接触反应器,在废水进入膜接触反应器前调节pH值至10〜12 后,废水中的氨氮转化为氨形式,再进入膜接触反应器。
  7. 7.如权利要求1所述的一种垃圾渗滤液零排放回用处理方法,其特征在于所述连续膜 过滤系统采用聚偏氟乙烯中空纤维膜组件。
  8. 8.如权利要求7所述的一种垃圾渗滤液零排放回用处理方法,其特征在于所述聚偏氟 乙烯中空纤维膜组件的截留分子量为0. 6万〜5万道尔顿。
  9. 9.如权利要求1所述的一种垃圾渗滤液零排放回用处理方法,其特征在于所述反渗透 系统配有反渗透能量回收装置。
  10. 10.如权利要求1所述的一种垃圾渗滤液零排放回用处理方法,其特征在于原水调节 池的池体为钢筋混凝土结构,在原水调节池的进水口预设絮凝剂投加装置。
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