CN102795746B - 垃圾焚烧发电厂渗滤液处理方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了垃圾焚烧发电厂渗滤液处理方法及其装置，将垃圾渗滤液原液送入原水调节池、混凝反应系统、一级UBF反应器、一级UBF反应器出水中间池、二级UBF反应器、二级UBF反应器出水中间池、反硝化反应池、硝化反应池、内置式MBR系统、纳滤系统进行处理。由于本发明在UBF反应器后设置了UBF反应器中间池进行UBF反应器出水后的泥水分离以及回流，保证UBF反应器中的污泥浓度及处理效率；采用内置式MBR膜组件置于生化池内，减少了占地面积，降低能耗；利用物化、生化、膜过滤技术联用对垃圾渗滤液进行直接处理，可达到零排放回用。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水处理技术，特别是涉及一种垃圾焚烧发电厂渗滤液处理方法及其装置。
背景技术
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）。其特点是（1）水质成分复杂，既有高浓度有机污染物，也有金属、无机盐类、细菌等有毒有害物质；（2）水质、水量变化大；（3）污染物浓度高， CODcr浓度在40000~80000mg/L，BOD5浓度在20000~40000mg/L；（4）营养比例失调，对高浓度有机废水一般采用的生化处理工艺而言，垃圾焚烧厂渗滤液中营养比例失调，相对CODcr、BOD5含量，其磷含量偏低而氨氮含量偏高，氨氮浓度在1000~2000mg/l；（5）可生化性能不稳定。目前，渗滤液处理新技术的研究已成为国内外环保工作者极为关心的一项热门研究课题。
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。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。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）。
目前，国内现有垃圾渗滤液的处理技术有如下4种：
（1）生化处理
近年来采用厌氧——好氧工艺生物处理渗滤液较多，生物法与物化法的组合，是今后垃圾渗滤液处理的主要方向。但从众多应用单位的运行结果看，以生化处理为主的工艺对渗滤液处理效果不理想，微生物对渗滤液中高浓度污染物的降解能力较低，运行稳定性难以得到保证。
（2）反渗透法处理
反渗透法处理高污染浓度、高盐份污水已得到广泛应用，在城市生活垃圾填埋场渗滤液的处理中也已有运行经验，目前国内有公司尝试引进国外技术运用于中国垃圾焚烧厂渗滤液处理，情况并不理想。
垃圾焚烧发电厂垃圾渗滤液与填埋场渗滤液不同，有机物、悬浮物含量要高的多，膜污染严重，反渗透浓缩液量也要比填埋场渗滤液大的多。一般来说二级RO系统处理填埋场渗滤液的浓缩比可达到10%，而运用于焚烧厂渗滤液处理时，经实验证明浓缩比最高只有50%，反渗透膜也极易污染中毒，膜组件更换频繁，而且预处理系统要复杂得多。
反渗透法产生的浓缩液的处理是一个难点，填埋场渗滤液的浓缩液可以采用回灌填埋区进行处理，利用已填埋的垃圾吸附降解浓缩液中的重金属及难降解有机物，而焚烧厂渗滤液用反渗透法处理产生的浓缩液还有50%以上，由于没有填埋场回灌的便利条件，回喷焚烧炉水量又太大，因此用反渗透等膜处理法处理渗滤液的前景得到限制。反渗透等膜处理法处理渗滤液的前提是必须解决膜处理浓缩液的处理问题。
（3）化学氧化处理
某垃圾焚烧厂曾采用Feton试剂氧化+氨吹脱+混凝沉淀+厌氧+SBR+ClO2氧化+活性炭吸附工艺处理渗滤液，该工艺实际主要是依靠化学氧化剂及活性炭吸附去除污染物，从运行结果来看，加药正常时出水可以达到国家三级排放标准，但运行费用高达120元/吨以上，在经济上缺乏应用价值。
（4）其他处理工艺
除上述处理方法，目前进行的渗滤液处理的工艺研究还包括催化氧化法、湿式氧化法、电氧化法、光氧化法等，这些氧化法或由于催化剂极易中毒、或由于耗电量太大等均无法进入实际工业化阶段。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种处理效率高、能耗小、产水率高垃圾焚烧发电厂渗滤液处理方法。
本发明的另一个目的在于提供一种投入少、占地面积小的垃圾焚烧发电厂渗滤液处理装置。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
本发明是一种垃圾焚烧发电厂渗滤液处理方法，它包括以下步骤：
（1）垃圾渗滤液原液进入原水调节池稳定调节水量和水质，使垃圾渗滤液原液调节均匀；
（2）将原水调节池的出水渗沥液送入混凝反应系统，在混凝反应系统的混凝反应池内投加絮凝剂（生石灰聚合氯化铁）进行絮凝反应，经絮凝反应后进入混凝反应系统的混凝反应沉淀池，絮凝反应析出金属离子以及悬浮物；
（3）混凝反应系统的混凝反应沉淀池（有机污染物，可溶解于水）出水进入混凝反应系统的混凝反应出水池进行蒸汽加热渗沥液；
（4）经处理后的渗沥液进入主要由一级UBF反应器和二级UBF反应器构成的厌氧反应系统进行厌氧生化处理；
（5）厌氧反应系统出水自流进入反硝化反应池、硝化反应池进行处理，在反硝化反应池、硝化反应池去除其中的部分有机污染物并在此阶段通过硝化反应及反硝化反应去除大部分氨氮；
（6）硝化反应池出水自流入内置式MBR系统，在内置式MBR系统中，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥分解，再在抽吸泵作用下由膜过滤出水。
（7）内置式MBR系统的出水进入纳滤处理系统，在此阶段更细小的有机物被去除，纳滤浓液定期回入混凝反应系统，去除大部分二价及多价离子，而避免产生生化系统盐分富集而带来的影响，再利用厌氧反应器进一步降解浓液中的有机污染物从而实现零排放。
本发明是一种垃圾焚烧发电厂渗滤液处理装置，它包括原水调节池、混凝反应系统、一级UBF反应器（复合式厌氧流化床反应器）、一级UBF反应器出水中间池、二级UBF反应器（复合式厌氧流化床反应器）、二级UBF反应器出水中间池、反硝化反应池、硝化反应池、内置式MBR系统（膜生物反应器）、纳滤系统、清水池和污泥浓缩池、污泥脱水系统；所述的原水调节池、混凝反应系统、一级UBF反应器（复合式厌氧流化床反应器）、一级UBF反应器出水中间池、二级UBF反应器（复合式厌氧流化床反应器）、二级UBF反应器出水中间池、反硝化反应池、硝化反应池、内置式MBR系统（膜生物反应器）、纳滤系统、清水池通过管道依次连接；所述的混凝反应系统、一级UBF反应器、二级UBF反应器、硝化反应池、内置式MBR系统分别通过管道连接污泥浓缩池，污泥浓缩池通过管道连接污泥脱水系统；所述的一级UBF反应器、一级UBF反应器出水中间池、二级UBF反应器、二级UBF反应器出水中间池组成厌氧反应系统。
所述的一级UBF反应器与一级UBF反应器出水中间池之间设有回流管道。
所述的二级UBF反应器与二级UBF反应器出水中间池之间设有回流管道。
所述的反硝化反应池、硝化反应池之间设有回流管道。
所述的混凝反应系统包括混凝反应池、混凝反应沉淀池、混凝反应出水池，混凝反应池、混凝反应沉淀池、混凝反应出水池通过管道依次连接。
采用上述方案后，由于本发明利用物化、生化、膜过滤技术联用对垃圾渗滤液进行直接处理，可达到零排放回用；与传统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：
1、UBF反应器后设置了UBF反应器中间池进行UBF反应器出水后的泥水分离以及回流，保证UBF反应器中的污泥浓度及处理效率。
2、采用内置式MBR膜组件置于生化池内，从而减少占地面积，降低能耗。
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。
4、处理废水流程短，效率高，处理设备投入少，占地面积小。
5、本发明工艺方法可实现废水达标排放，保护生态环境，为垃圾焚烧发电厂渗滤液处理解决了关键性问题。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
一、方法
如图1所示，本发明是一种垃圾焚烧发电厂渗滤液处理方法，它包括以下步骤：
1、垃圾渗滤液原液进入原水调节池1稳定调节水量和水质，使垃圾渗滤液原液调节均匀，起到匀质匀量的作用，为后续反应做准备；
2、将原水调节池1的出水渗沥液送入混凝反应系统2，在混凝反应系统2的混凝反应池21内投加絮凝剂（生石灰聚合氯化铁）进行絮凝反应，经絮凝反应后进入混凝反应沉淀池22，絮凝反应析出金属离子以及悬浮物；
3、混凝反应沉淀池22（有机污染物，可溶解于水）出水进入混凝反应系统2的混凝反应出水池23进行蒸汽加热渗沥液，使渗沥液可满足后续UBF反应器反应条件；
4、以上为预处理步骤，经预处理后的渗沥液进入主要由一级UBF反应器4和二级UBF反应器5构成的厌氧反应系统90进行厌氧生化处理。厌氧反应系统采用技术成熟、处理效率高的UBF反应器技术。污水与污泥充分混合，大部分有机质被吸附分解。中间池固液分离后的污水从上部排出；一级UBF反应器4主要是产酸阶段，将大分子转化为小分子，能够进一步被微生物所利用；二级UBF反应器5主要是产甲烷阶段，将小分子等都形成甲烷，甲烷作为可利用废气排出。
5、厌氧反应系统90的出水自流进入反硝化反应池7、硝化反应池8进行处理，在反硝化反应池7、硝化反应池8去除其中的部分有机污染物，并在此阶段通过硝化反应及反硝化反应去除大部分氨氮；
6、硝化反应池8出水自流入内置式MBR系统9，在内置式MBR系统9中，其中剩余的大部分污染物被混合液中的活性污泥分解，再在抽吸泵作用下由膜过滤出水。
7、内置式MBR系统9的出水进入纳滤处理系统10，在此阶段更细小的有机物被去除，从而使由于纳滤系统出水达到回用标准，纳滤浓液定期回入混凝反应系统2，去除大部分二价及多价离子，而避免产生生化系统盐分富集而带来的影响，再利用厌氧反应器进一步降解浓液中的有机污染物从而实现零排放。
二、设备
根据上述方法本发明设计的一种垃圾焚烧发电厂渗滤液处理装置，它包括原水调节池1、混凝反应系统2、一级UBF反应器（复合式厌氧流化床反应器）3、一级UBF反应器出水中间池4、二级UBF反应器（复合式厌氧流化床反应器）5、二级UBF反应器出水中间池6、反硝化反应池7、硝化反应池8、内置式MBR系统（膜生物反应器）9、纳滤系统10、清水池11和污泥浓缩池12、污泥脱水系统13。
所述的原水调节池1、混凝反应系统2、一级UBF反应器（复合式厌氧流化床反应器）3、一级UBF反应器出水中间池4、二级UBF反应器（复合式厌氧流化床反应器）5、二级UBF反应器出水中间池6、反硝化反应池7、硝化反应池8、内置式MBR系统（膜生物反应器）9、纳滤系统10、清水池11通过管道依次连接。所述的混凝反应系统2、一级UBF反应器3、二级UBF反应器5、硝化反应池8、内置式MBR系统9分别通过管道连接污泥浓缩池12，污泥浓缩池12通过管道连接污泥脱水系统13。
所述的混凝反应系统2包括混凝反应池21、混凝反应沉淀池22、混凝反应出水池23，混凝反应池21、混凝反应沉淀池22、混凝反应出水池23通过管道依次连接。
所述的内置式MBR系统9采用聚丙烯中空纤维专用膜组件并且MBR膜组件置于生化池内。
所述的一级UBF反应器3、一级UBF反应器出水中间池4、二级UBF反应器5、二级UBF反应器出水中间池6组成厌氧反应系统90。
本发明的工作原理：
首先经原水调节池1稳定水质水量；出水通过混凝反应系统2去除废水中的悬浮固体、杂质、重金属；混凝反应系统2出水进入一级UBF反应器3进行厌氧生化处理去除大部分有机物杂质，一级UBF反应器出水中间池4混合液回流至一级UBF反应器3，保证污泥浓度；一级UBF反应器出水中间池4出水至二级UBF反应器5，进一步进行厌氧生化处理去除大部分有机物杂质，二级UBF反应器出水中间池6混合液回流至二级UBF反应器5，保证污泥浓度；二级UBF反应器出水中间池6出水进入反硝化反应池7、硝化反应池8处理进行好氧生化处理以及硝化、反硝化反应，进一步降低废水中的有机物以及氨氮；内置式MBR系统9进行过滤完全截留细菌、胶体和固体颗粒等悬浮物质；内置式MBR系统9出水进入纳滤处理系统10，进一步去除细小有机物以及部分金属离子，出水达到杂用水回用标准，实现工艺现场回用；将纳滤处理系统10的浓缩液定期回入混凝反应系统2，去除大部分二价及多价离子，而避免产生生化系统盐分富集而带来的影响，再利用本系统内厌氧反应器进一步降解浓液中的有机污染物从而可实现零排放。被处理的垃圾渗滤液，CODcr浓度在40000~80000mg/L，BOD5浓度在20000~40000mg/L，氨氮浓度在1000~2000mg/l。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (6)
1.一种垃圾焚烧发电厂渗滤液处理方法，其特征在于：它包括以下步骤：
（1）垃圾焚烧发电厂渗滤液进入原水调节池稳定调节水量和水质，使渗滤液原液调节均匀；
（2）将原水调节池的出水渗沥液送入混凝反应系统，在混凝反应系统的混凝反应池内投加絮凝剂进行絮凝反应，经絮凝反应后进入混凝反应系统的混凝反应沉淀池，絮凝反应析出金属离子以及悬浮物；所述的絮凝剂为生石灰和聚合氯化铁；
（3）混凝反应系统的混凝反应沉淀池出水进入混凝反应系统的混凝反应出水池进行蒸汽加热渗沥液；
（4）经处理后的渗沥液进入主要由一级UBF反应器和二级UBF反应器构成的厌氧反应系统进行厌氧生化处理；
（5）厌氧反应系统出水自流进入反硝化反应池、硝化反应池进行处理，在反硝化反应池、硝化反应池去除其中的部分有机污染物并在此阶段通过反硝化反应及硝化反应去除大部分氨氮；
（6）硝化反应池出水自流入内置式MBR系统，在内置式MBR系统中，其中剩余的大部分污染物被混合液中的活性污泥分解，再在抽吸泵作用下由膜过滤出水；
（7）内置式MBR系统的出水进入纳滤处理系统，在此阶段更细小的有机物被去除，纳滤浓液定期回入混凝反应系统，去除大部分二价及多价离子，避免产生生化系统盐分富集而带来的影响，再利用厌氧反应器进一步降解浓液中的有机污染物从而实现零排放。
2.一种根据权利要求1所设计的垃圾焚烧发电厂渗滤液处理装置，其特征在于：它包括原水调节池、混凝反应系统、一级UBF反应器、一级UBF反应器出水中间池、二级UBF反应器、二级UBF反应器出水中间池、反硝化反应池、硝化反应池、内置式MBR系统、纳滤处理系统、清水池和污泥浓缩池、污泥脱水系统；所述的原水调节池、混凝反应系统、一级UBF反应器、一级UBF反应器出水中间池、二级UBF反应器、二级UBF反应器出水中间池、反硝化反应池、硝化反应池、内置式MBR系统、纳滤处理系统、清水池通过管道依次连接；所述的混凝反应系统、一级UBF反应器、二级UBF反应器、硝化反应池、内置式MBR系统分别通过管道连接污泥浓缩池，污泥浓缩池通过管道连接污泥脱水系统；所述的一级UBF反应器、一级UBF反应器出水中间池、二级UBF反应器、二级UBF反应器出水中间池组成厌氧反应系统。
3.根据权利要求2所述的垃圾焚烧发电厂渗滤液处理装置，其特征在于：所述的一级UBF反应器与一级UBF反应器出水中间池之间设有回流管道。
4.根据权利要求2所述的垃圾焚烧发电厂渗滤液处理装置，其特征在于：所述的二级UBF反应器与二级UBF反应器出水中间池之间设有回流管道。
5.根据权利要求2所述的垃圾焚烧发电厂渗滤液处理装置，其特征在于：所述的反硝化反应池、硝化反应池之间设有回流管道。
6.根据权利要求2所述的垃圾焚烧发电厂渗滤液处理装置，其特征在于：所述的混凝反应系统包括混凝反应池、混凝反应沉淀池、混凝反应出水池，混凝反应池、混凝反应沉淀池、混凝反应出水池通过管道依次连接。
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