CN103588356A - 处理垃圾渗滤液的联合系统及其处理垃圾渗滤液的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了处理垃圾渗滤液的联合系统及其处理垃圾渗滤液的方法，其中处理垃圾渗滤液的联合系统由固液分离系统、MVC蒸发系统、生物处理系统联合组成。在处理垃圾渗滤液时，渗滤液首先通过固液分离系统，使得上清液中的COD、SS、胶体、油脂等含量大大降低，从而大大提高了上清液进入MVC系统后的蒸发效率，避免了MVC的堵塞，最大限度的延缓了结垢的产生，使得结垢问题的解决更容易；同时MVC蒸出水的COD浓度大大降低，使得后续的生物处理变得更简单、更容易。因此，这套垃圾渗滤液的组合处理工艺协同效应十分明显，适合大面积推广。

Description

处理垃圾渗滤液的联合系统及其处理垃圾渗滤液的方法

技术领域

本发明属于生活垃圾处理领域，特别是一种处理垃圾渗滤液的联合系统及其处理垃圾渗滤液的方法。

 

背景技术

随着我国城市化进程的迅速发展，我国城市生活垃圾产生量以平均每年8—10%的速度增长，垃圾的妥善处理越来越成为世界性的话题。城市生活垃圾最主要的处理方法有：1）、卫生填埋法；2）、焚烧发电法；3）、堆肥法等。不管哪种处理方法，在其处理过程中，都会产生垃圾渗滤液，即便是在垃圾中转站，也会产生大量的渗滤液。垃圾渗滤液，具有成分复杂、浓度高等特点，处理难度极大，是目前国内外环保科研重点关注的问题之一。

各种垃圾产生的渗滤液水质都是不一样的，我们将垃圾渗滤液分为两大类：1）、陈年垃圾渗滤液；2）、新鲜垃圾渗滤液。一些投入使用已经几年以上的垃圾填埋场所排出的渗滤液属于陈年垃圾渗滤液；而刚投运的垃圾填埋场、垃圾中转站、垃圾焚烧厂排出的渗滤液则属于新鲜渗滤液。陈年垃圾由于经过几年（有的已是几十年甚至上百年）的厌氧生物发酵，其中易生物降解的物质已经不多，它的外表仍表现为浓度高、废水成分复杂等特点。而新鲜的垃圾渗滤液，由于贮存时间仅为几十个小时，发酵时间相对较短，其中易生物降解的有机物质较多，它的外表表现为浓度更高，成分也很复杂，很难处理。

以前的垃圾处理以填埋为主，由于占地太多，现在的趋势是焚烧发电，也就是说，以后更多的是新鲜垃圾渗滤液。目前运行最多的垃圾渗滤液处理方法是厌氧+好氧+反渗透组合工艺，这套工艺可以显著地去除垃圾渗滤液的COD（化学耗氧量）和氨氮。但近年来垃圾渗滤液的出水要求逐渐严格，这套组合工艺并不能保证绝对达标。即使达标，也存在着工艺流程长、投资大、运行费用高（有的处理场处理吨水的运行费甚至高达百元以上）、操作复杂等缺点。同时，近20%的反渗透浓液的最终处置也一直没能解决。故而近年来越来越多的地方采用MVC+DI的组合处理工艺。MVC即机械蒸汽压缩蒸发技术，虽然垃圾渗滤液成分复杂，毒物多，生化处理很困难，但采用蒸发处理就使问题变得很简单。由于采用了机械蒸汽压缩蒸发技术，运行费极其便宜，是传统三效蒸发技术的20%，每吨在20元左右。经过蒸发后，剩下5%左右的浓液直接回灌或焚烧；不凝气体采用合适的方法处理达标后排放；蒸出水COD很低，直接达到垃圾渗滤液的排放标准。但蒸出水NH₃-N一般达不到排放标准，故而在其后增加一级DI，即离子交换处理单元，去除其中的NH₃-N，使其完全达标排放。这套组合工艺具有流程简单、出水效果好、运行费便宜、自动化程度高等优点，在一些陈年垃圾渗滤液处理场获得很好的应用。但在实际工作中也发现这套组合工艺不太适合新鲜垃圾渗滤液的处理：1）、新鲜垃圾渗滤液中SS（固体悬浮物）、胶体、油脂等极多，蒸发时不但特别容易产生泡沫，妨碍蒸发的顺利进行，而且特别容易在换热管表面结垢，大大缩短了有效蒸发时间，显著增加清洗频率，也显著增加清洗的难度与清洗频率，大大缩短了连续运行时间；2）、由于新鲜垃圾渗滤液中易降解有机物较多，一些低分子量、易挥发的有机物均进入蒸出水中，使得蒸出水COD显著增加，增加了后续生化处理的难度。

 

发明内容

解决的技术问题：本发明为了克服现有技术的不足，提供了一种处理垃圾渗滤液的联合系统及其处理垃圾渗滤液的方法。使用固液分离系统、MVC系统以及MBR系统相结合的垃圾渗滤液处理方法，既能有效处理成年垃圾滤液，又能有效处理新鲜垃圾滤液，处理后的气体与液体完全达标。

本发明是通过以下方式实现的：

一种处理垃圾渗滤液的联合系统，该联合系统由固液分离系统、MVC系统、生物处理系统联合组成，其中各系统间的连接方式为固液分离系统连接MVC系统连接生物处理系统。

以上所述的处理垃圾渗滤液的联合系统，其中固液分离系统可以为UF系统或混凝沉淀系统；其中UF系统所用滤膜孔径为0.1μm以下。

以上固液分离系统采用UF系统时优选使用错流超滤。

以上所述的处理垃圾渗滤液的联合系统，其中固液分离系统出水连接至一个用于调节水量的容器，然后再由该容器通过水泵与管路连接至MVC系统；MVC系统蒸出水后通过一个热交换器回收能量冷凝后再通过管路与生物处理系统相连接。 

以上所述的处理垃圾渗滤液的联合系统，生物处理系统可以为活性污泥处理系统、接触氧化处理系统或MBR系统。

一种以上所述的处理垃圾渗滤液的联合系统所实现的垃圾渗滤液处理方法，按照以下步骤进行：

（1）垃圾渗滤液先经过固液分离系统实现固液分离，将渗滤液中的SS降至40mg/L以下，分离后的沉泥脱水后焚烧或直接回灌；

（2）将上清液进入MVC系统蒸发，蒸出水与上清液经过热交换器换热后温度降至30-40℃；

（3）降温后的液体进入生物处理系统进行处理后达标排放或回收利用。

UF即超滤，这是一种固液分离处理单元。如前所述，新鲜垃圾渗滤液中SS、胶体、油脂较多，他们会大大降低蒸发效率、产生大量泡沫妨碍蒸发的正常进行、在换热管表面结垢阻塞，本发明在大量中试的基础上，发现在MVC蒸发之前增加一级UF，就可以完全解决这些问题。UF不但可以解决上述问题，而且经过UF之后，蒸出水的COD也下降很多，为后续生化处理创造了极为有利的条件。与MVC相比，UF投资、运行费的增加很小，占地也很少，管理也简单。

MBR即膜生物反应器，是一生化处理单元。如前所述，新鲜垃圾渗滤液中易挥发有机物较多，蒸发时它们都会进入蒸出水，为了确保蒸出水达标排放，此时需要增加一级生化处理单元，本发明中采用膜生物反应器MBR，它可以高效的进行固液分离，得到直接使用的稳定中水，又可以在生物池内维持高浓度的微生物量，工艺剩余污泥少，极有效地去除氨氮，出水悬浮物和浊度接近于零，出水中细菌和病毒被大幅度去除，能耗低，占地面积小。

生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，此时，脱落的生物膜将随出水流出池外。

 

有益效果

本发明经过前面的固液分离后，使得进入MBR前水体中COD、SS、胶体、油脂等含量大大降低，其中滤清液的SS可以降至40mg/L以下，沉泥可以脱水后焚烧或直接回灌，这时的滤清液再进入MVC蒸发器进行蒸发会有如下两个好处：（1）这时的MVC蒸发效率更高，不容易发生堵塞、泡沫、结垢等问题，即使少量结垢，也很容易消除；（2）MVC蒸出水COD显著下降。新鲜渗滤液直接蒸发时蒸出水的COD常在2000mg/L以上，经过前面固液分离预处理后，蒸出水的COD大多在600mg/L以下；陈年垃圾渗滤液直接蒸发时蒸出水的COD常在40mg/L以上，但是经过前面的固液分离预处理后，蒸出水COD可以控制在30mg/L以下。蒸出水COD浓度大大降低后，使得后面的生物处理变得极为简单甚至可以取消。

本发明由于固液分离系统与MVC系统的联合作用，使得进入MBR前水体中COD值与SS含量大大降低，进而将MBR的运行周期缩短，运行成本降低，维护频率降低，连续运行时间延长，与现有工艺相比连续工作时间提高了40倍以上，减少了MVC清洗的频率和强度，大大降低了MVC蒸出水的COD含量，降低了后续好氧生化处理的难度。

本发明的渗滤液处理系统流程简单、出水完全达标、运行费用低、自动化程度高，使得从整体上大大缩短了处理周期，提高了使用效率，降低了使用成本。

附图说明

图1是本发明处理垃圾渗滤液的联合系统处理垃圾的流程图。

 

具体实施方式

实施例1

上海某垃圾中转站日产垃圾渗滤液约200吨，滤液原COD约在15000mg/L左右，SS约在9000mg/L左右，氨氮约在40mg/L左右，色度约在500倍左右。

按照以下方式进行处理：

（1）垃圾渗滤液混凝后通过扬程为30米的水泵泵入渗滤液联合系统的UF系统中，UF滤膜孔径为0.1μm，材质为聚丙烯睛。超滤后的液体COD下降为5600mg/L，SS降至40mg/L，分离后的沉泥脱水后进行焚烧处理；

（2）用水泵将上清液泵入水量调节器进行水量调节后再进入MVC系统蒸发，蒸发过程中无泡沫产生，蒸发出的液体经测定COD为600 mg/L，蒸出水与上清液经过热交换器降温冷凝至30℃；

（3）降温后的液体进入活性污泥处理系统进行处理后达标排放，排出液COD为40mg/L。

以上整个联合系统运行稳定，可以连续运行4天左右。

开始时直接采用原水进入MVC蒸发，蒸出水COD约在3500mg/L左右，氨氮约在35mg/L左右。这样的蒸出水COD很高，加重了蒸发之后生化处理的负担。最关键的是原水直接进入蒸发器，导致蒸发器内大量产生泡沫，结垢很快，蒸发周期很短，运行不超过2小时就被迫停下来清洗。

实施例2

南京某垃圾中转站日产垃圾渗滤液约400吨，滤液原COD约在20000mg/L左右，SS约在11000mg/L左右，氨氮约在60mg/L左右，色度约在500倍左右。

按照以下方式进行处理：

（1）垃圾渗滤液经过混凝后通过扬程为35米的水泵泵入渗滤液联合系统的混凝沉淀系统中，混凝沉淀条件为投加高分子助凝剂。经过混凝沉淀后的液体经测定COD下降为5000mg/L，SS降至36mg/L，分离后的沉泥直接回灌；

（2）用水泵将上清液泵入水量调节器进行水量调节后再进入MVC系统蒸发，蒸发过程中无泡沫产生，蒸发出的液体经测定COD为500 mg/L，蒸出水与上清液经过热交换器降温冷凝至35℃；

（3）降温后的液体进入接触氧化处理系统进行处理后达标排放，排出液COD为30mg/L。

以上整个联合系统运行稳定，可以连续运行4天左右。

该垃圾中转站之前采用MVC加DI的组合方式处理渗滤液，由于该垃圾中转站垃圾滤液COD值高，SS值大，顾在之前处理过程中，常产生大量泡沫，非常难以除去，同时换热表面结垢很快，平均2小时就需要停机清理一次，由于MVC蒸发后的水体COD值仍然较高，对后期DI处理因此严重拖慢了渗滤液处理进度，同时增加了很大的运行成本。

实施例3

无锡某垃圾中转站日产垃圾渗滤液约250吨，滤液原COD约在12000mg/L左右，SS约在8000mg/L左右，氨氮约在40mg/L左右，色度约在400倍左右。

按照以下方式进行处理：

（1）垃圾渗滤液经过混凝后通过扬程为25米的水泵泵入渗滤液联合系统的UF系统中，UF滤膜孔径为0.04μm，材质为聚丙烯睛，采用错流超滤的方式进行超滤。经过混凝沉淀后的液体经测定COD下降为4600mg/L，SS降至28mg/L，分离后的沉泥直接回灌；

（2）用水泵将上清液泵入水量调节器进行水量调节后再进入MVC系统蒸发，蒸发过程中无泡沫产生，蒸发出的液体经测定COD为400 mg/L，蒸出水与上清液经过热交换器降温冷凝至40℃；

（3）降温后的液体进入MBR系统中进行处理后达标排放，排出液COD为26mg/L。

以上整个联合系统运行稳定，可以连续运行5天左右。

该垃圾中转站之前采用MVC蒸发，蒸出水COD约在3200mg/L左右， COD很高，蒸发时容易产生大量泡沫，蒸发周期很短，维护频率高，同时加重了蒸发之后生化处理的负担。

从以上实施例可以看出，本发明提供的联合蒸发系统能够很好地避免MVC过程中泡沫的产生以及换热管道表面结垢的问题，同时由于在蒸发前增加了固液分离系统，使得水体中COD降低，有利于后续系统的有效运行，提高了持续运行的时间与效率，适合大规模推广使用。

Claims (8)

1. 一种处理垃圾渗滤液的联合系统，其特征在于，该联合系统由固液分离系统、MVC系统、生物处理系统联合组成，其中各系统间的连接方式为固液分离系统连接MVC系统连接生物处理系统。

2. 根据权利要求1所述的处理垃圾渗滤液的联合系统，其特征在于，固液分离系统为UF系统或混凝沉淀系统。

3. 根据权利要求2所述的处理垃圾渗滤液的联合系统，其特征在于，采用UF系统时使用错流超滤。

4. 根据权利要求2所述的处理垃圾渗滤液的联合系统，其特征在于，UF系统所用滤膜孔径为0.1μm以下。

5. 根据权利要求1所述的处理垃圾渗滤液的联合系统，其特征在于，固液分离系统出水连接至一个用于调节水量的容器，然后再由该容器通过水泵与管路连接至MVC系统。

6. 根据权利要求1所述的处理垃圾渗滤液的联合系统，其特征在于，MVC系统蒸出水后通过一个热交换器回收能量冷凝后再通过管路与生物处理系统相连接。

7. 根据权利要求1或6所述的处理垃圾渗滤液的联合系统，其特征在于，生物处理系统为活性污泥处理系统、接触氧化处理系统或MBR系统。

8. 一种由权利要求1所述的处理垃圾渗滤液的联合系统所实现的垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，按照以下步骤进行：

（1）垃圾渗滤液先经过固液分离系统实现固液分离，将渗滤液中的SS降至40mg/L以下，分离后的沉泥脱水后焚烧或直接回灌；

（2）将上清液进入MVC系统蒸发，蒸出水与上清液经过热交换器换热后温度降至30-40℃；

（3）降温后的液体进入生物处理系统进行处理后达标排放或回收利用。

Images