CN102167479A - 一种垃圾渗滤液处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种垃圾渗滤液处理工艺，属于高浓度有机废水处理技术领域。该处理工艺包括了预处理、厌氧处理、管式膜生物反应器处理、纳滤 /反渗透深度处理、浓缩液处理、污泥处理等六个步骤。本发明实现了高浓度废水降解COD、总氮、总磷、去除重金属离子等功能。本发明工艺克服了现有技术的不足，主要指系统不稳定或者维护成本高等问题，该工艺的核心单元是气体强化陶瓷膜生物反应器。经该发明工艺处理后的高浓度垃圾渗滤液优于生活垃圾填埋污染控制标准(GB16889-2008)中的排放要求，净化水水质达到回用要求，可实现了垃圾渗滤液的近零排放。

Description

一种垃圾渗滤液处理工艺
技术领域
本发明涉及一种垃圾渗滤液处理工艺，属于高浓度有机废水处理技术领域。
背景技术
近10年来，我国工业化和城市化进程加快。城市垃圾总量以每年10%以上的速度增长，2010年我国城市生活垃圾达到2亿多吨。垃圾渗滤液是垃圾处理过程中产生的一种高浓度、多组分、易变化的污水，1吨渗滤液约相当于100吨城市污水所含污染物的浓度。
城市垃圾填埋场渗滤液成分复杂，是世界公认的最难处理的高浓度有机废水之一，主要表现为BOD5、CODcr浓度高、氨氮的含量较高、水质水量变动范围相当大、微生物营养元素比例失调等。渗滤液是填埋过程中的二次污染源，若不加处理而直接排入环境，会造成严重的环境污染。近年来，垃圾渗滤液对垃圾场地的地下水、土壤和地表水造成了严重污染。垃圾填埋场渗滤液的控制和处理是保证固体废弃物的长期、安全处置的关键因素。目前，填埋场垃圾渗滤液处理是我国填埋场建设和管理较薄弱环节之一，国家又制定了垃圾渗滤液新标准GB16889-2008，垃圾渗滤液现场处理并达标排放，则要求较复杂的处理工艺、较高的管理水平和较高成本。但目前为止，适合我国国情、符合“高效、低耗”处理标准的渗滤液处理工艺仍处于研发阶段。因此，探讨垃圾渗滤液处理工艺的合理性对现代化、标准化的垃圾卫生填埋场和经济、高效垃圾渗滤液处理工程的建设、实施具有重要意义。
近年来随着新型分离技术的发展，膜分离技术在垃圾渗滤液处理中得到初步应用。中国发明专利“一种垃圾渗滤液处理方法”（专利申请号200610034517.8）中采用了“MBR膜生化处理+纳滤”的处理方法，采用浸没式MBR膜处理装置，膜组件采用中空纤维超滤膜，膜材质为聚偏氟乙烯（PVDF），膜孔径为0.2 μm，单片膜面积20 m2 ，产水量为3.8 m3/片·d。中国发明专利“一种垃圾渗滤液组合处理工艺”（专利申请号为200910059134.X）中采用了“MBR膜生化处理+纳滤+反渗透”的处理方法，MBR膜采用中空纤维超滤膜，pH范围为1～10，进水最高压力为300 kpa。操作管理方便，不设置二沉池，出水可达到回用标准，从而实现了污染的零排放。上述发明专利中应用到的有机膜虽然成本低且装填面积高，但是使用过程中易于出现耐压、耐氧化性都不好，且易受污染，再生较困难，膜的寿命一般较短，出水水质不稳定等。
发明内容
本发明的技术目的在于针对垃圾渗滤液处理采用MBR工艺的膜易污染，系统不稳定，而采用一般的处理工艺不能达到国家污水排放标准要求的缺点，提供一种新的垃圾渗滤液处理工艺，对垃圾渗滤液进行深度处理，达到国家标准排放的要求。
为了实现本发明的技术目的，本发明的技术方案为：
一种垃圾渗滤液处理工艺，其特征在包括以下步骤：
（1）预处理：将收集得到的垃圾渗滤液输送至调节池进行沉淀或沉降处理。
其中，所述的垃圾渗滤液在调节池的总停留处理时间为10～15天。
（2）厌氧处理：抽出垃圾渗滤液的上清液输送至上流式厌氧污泥床（UASB）进行厌氧反应，产生沼气、污水和污泥。
（3）气体强化陶瓷膜MBR系统处理：厌氧处理后得到的污水送入陶瓷膜MBR系统进行处理；其中，所述的陶瓷膜MBR系统主要由A/O池和管式膜设备组成；污水首先输送至A/O池，在其反硝化池进行反硝化反应，反硝化完的污水溢流到其硝化池中，进行硝化反应；将硝化反应后的污水输送到管式膜设备中，通过管式膜设备中的无机陶瓷膜超滤膜对污水进行固液分离；同时对A/O池和无机陶瓷膜超滤膜曝气处理；曝气系统不仅对O池曝气提供氧源，而且在无机陶瓷膜超滤膜产生气液两相流控制膜污染，气液两相流回到消化反应池，加大了气液混合效果，从而提高了生化效率与膜抗污染性能；经膜分离后的气液固混合污泥回流到A/O池中，渗透清液输入中间罐。
其中，所述的A/O池中的污泥有一部分回流到步骤（1）的UASB池。
其中，所述的管式膜设备还外接有膜清洗系统，可以在线清洗管式膜设备。
其中，所述的管式膜设备中无机陶瓷膜超滤膜的孔径优选范围为20 nm～500 nm。
其中，所述的无机陶瓷膜超滤膜中产生气液两相流的曝气量占总曝气量的10%～30%。
另外，所述的无机陶瓷膜超滤膜对污水进行固液分离的错流流速为1～7 m/s，操作压力为0.1～0.5 MPa。
（4）纳滤 /反渗透深度处理：将中间罐中的陶瓷渗透清液输送入纳滤或者反渗透设备中进行过滤，得到的清液达标排放或回用，产生的浓缩液进入浓液处理系统。
其中，所述的反渗透深度处理，采用的是海水淡化用高压反渗透膜，以提高净化水的收率。
（5）浓缩液处理：采用脱氮、氧化、混凝沉淀的方法处理浓缩液；使得多数有机物被分解成二氧化碳，避免了浓缩液回流带来的许多弊端，使高态价的盐和重金属得到完全的固定，解决了整个系统盐平衡问题。
（6）污泥处理：将A/O池中的污泥进行浓缩，上清液回上流式厌氧污泥床继续处理，剩余得到的浓缩污泥脱水处理后外运焚烧处理。
本发明的有益效果在于：
1、本发明在实现生物去除氨氮的同时主要污染物COD、BOD被有效降解；
2、本发明在实现生物去除无机氮的同时主要污染物COD、BOD、总氮被有效降解；
3、本发明所述的CMBR系统具有以下优势：膜过滤系统抗有机污染及再生能力强，清洗周期长，使用寿命久；膜过滤系统对进液要求低，进液无需特别预处理，工艺及操作简单；出水质量好、水质稳定，膜过滤系统整体维护成本低、使用寿命高；曝气系统同时对生化处理和陶瓷膜组件曝气，可提高生化效率与膜抗污染性能；可实现100%生物菌体分离；出水可保证后续纳滤/反渗透系统的运行稳定性，提高净化水收率；
4、本发明所涉及的各类反应器高度集成，占地面积小；
5、本发明所述污泥负荷地（F/M）低，剩余污泥量小；且无需脱臭装置；
6、本发明所述方法所采用的集成系统高度自动化，可实现无人值守；
7、本发明所述的方法可以推广到至其他高浓度有机废水处理，如屠宰场废水等。
附图说明
图1是本发明所述处理工艺的流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例进一步描述本发明。
实施例1
以南京江宁地区的垃圾渗滤液的处理方法为例：
（1）预处理：将收集得到的垃圾渗滤液输送至调节池进行沉淀或沉降处理；
其中，所述的垃圾渗滤液在调节池的总停留处理时间为12天。
（2）厌氧处理：抽出垃圾渗滤液的上清液输送至上流式厌氧污泥床（UASB）进行厌氧反应，产生沼气、污水和污泥。
（3）气体强化陶瓷膜生物反应器处理：厌氧处理后得到的污水送入陶瓷膜MBR系统进行处理。污水首先输送至A/O池，在其反硝化池进行反硝化反应，反硝化完的污水溢流到其硝化池中，进行硝化反应，A/O池中污泥浓度控制在20～40 g/L；将硝化反应后的污水输送到孔径为50 nm的陶瓷膜设备中，进行固液分离，陶瓷膜设备的错流流速为4 m/s，操作压力为0.3MPa；曝气系统同时对A/O池内曝气和陶瓷膜设备曝气，其中对陶瓷膜设备曝气的量占总曝气量的20%，经膜分离后气液固混合污泥回流到A/O池中，渗透清液输入中间罐。
（4）纳滤 /反渗透深度处理：将中间罐中的渗透清液输送入高压反渗透设备中用海水淡化用高压反渗透膜进行过滤，得到的渗透液达标排放，产生的浓缩液进入浓液处理系统。
（5）浓缩液处理：采用脱氮、氧化、混凝沉淀的方法处理浓缩液。
（6）污泥处理：将A/O池中的污泥进行浓缩，上清液回上流式厌氧污泥床继续处理，剩余得到的浓缩污泥脱水处理后外运焚烧处理。
经过本方法处理后，净化水送至江苏省理化测试中心检测，测试结果与我国垃圾渗滤液排放标准（GB16889-2008）的比较见表1。
表1 本发明的实施结果与我国垃圾渗滤液排放标准的比较
Figure 2011100692761100002DEST_PATH_IMAGE001
实施例2
本实施例的具体方法和检测与实施例1相同，仅改变操作参数如下：
所述的垃圾渗滤液在调节池的总停留处理时间为10天；所述的无机陶瓷膜超滤膜的过滤精度为20 nm；所述的对陶瓷膜组件的曝气量占曝气系统总曝气量的30%；在管式膜设备中的超滤膜对污水进行固液分离的流速为1 m/s，操作压力为0.5MPa。
实施例3
本实施例的具体方法和检测与实施例1相同，仅改变操作参数如下：
所述的垃圾渗滤液在调节池的总停留处理时间为15天；所述的无机陶瓷膜超滤膜的过滤精度为500 nm；所述的对陶瓷膜组件的曝气量占曝气系统总曝气量的10%；在管式膜设备中的超滤膜对污水进行固液分离的流速为7 m/s，操作压力为0.1MPa。
实施例2和3的净化水检测数据也优于排放标准（GB16889-2008）。
本发明的实施方式不限于上述实施例，在不脱离本发明精神下做出的不同变化均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种垃圾渗滤液处理工艺，其特征在包括以下步骤：
（1）预处理：将收集得到的垃圾渗滤液输送至调节池进行沉淀或沉降处理；
（2）厌氧处理：抽出垃圾渗滤液的上清液输送至上流式厌氧污泥床进行厌氧反应，产生沼气、污水和污泥；
（3）气体强化陶瓷膜MBR系统处理：厌氧处理后得到的污水送入陶瓷膜MBR系统进行处理；其中，所述的陶瓷膜MBR系统主要由A/O池和管式膜设备组成；污水首先输送至A/O池，在其反硝化池进行反硝化反应，反硝化完的污水溢流到其硝化池中，进行硝化反应；将硝化反应后的污水输送到管式膜设备中，通过管式膜设备中的无机陶瓷膜超滤膜对污水进行固液分离；同时对A/O池和无机陶瓷膜超滤膜曝气处理；经膜分离后的气液固混合污泥回流到A/O池中，渗透清液输入中间罐；
（4）纳滤 /反渗透深度处理：将中间罐中的渗透清液输送入纳滤或者反渗透设备中进行过滤，得到的渗透液排放，产生的浓缩液进入浓液处理系统；
（5）浓缩液处理：采用脱氮、氧化、混凝沉淀的方法处理浓缩液；
（6）污泥处理：将A/O池中的污泥进行浓缩，上清液回上流式厌氧污泥床继续处理，剩余得到的浓缩污泥脱水处理后外运焚烧处理。
2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于所述的步骤（1）中垃圾渗滤液在调节池的总停留处理时间为10～15天。
3.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于所述的步骤（3）中的A/O池中的污泥有一部分回流到步骤（1）的UASB池。
4.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于所述的步骤（3）所述的管式膜设备还外接有膜清洗系统。
5.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于所述的步骤（3）中的无机陶瓷膜超滤膜的过滤精度为20 nm～500 nm。
6.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于所述的步骤（3）中管式膜设备中的无机陶瓷膜超滤膜对污水进行固液分离的错流流速为1～7 m/s，操作压力为0.1～0.5 MPa。
7.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于所述的步骤（3）中所述的无机陶瓷膜超滤膜中产生气液两相流的曝气量占总曝气量的10%～30%。
8.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于所述的步骤（4）中反渗透采用的是海水淡化用高压反渗透膜。
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