CN104370344A - 一种垃圾渗滤液深度处理方法及深度处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾渗滤液深度处理方法及深度处理系统，其处理方法主要是：第一步，纳滤：对前期MBR工艺处理后的出水进行纳滤，产生浓液及清液两股水，其中浓液进入反渗透工序；第二步，反渗透：纳滤后的浓液进行反渗透，通过反渗透膜的作用进一步浓缩分离，产生浓液及清液两股水，其中该步骤中所产生的浓液进行回灌或回喷；该步骤产生的清液与纳滤过程产生的清液合并之后进行处理。本发明针对传统垃圾渗滤液深度处理工艺存在的弊端，改进其浓液及清液的后续处理流程，在提高废水处理效率的同时，达到降低二次污染及降低能耗的效果。

Description

一种垃圾渗滤液深度处理方法及深度处理系统

技术领域

本发明涉及垃圾渗滤液处理领域，特别涉及一种垃圾渗滤液深度处理方法及深度处理系统。

背景技术

垃圾渗滤液具有复杂的成分，含有多种污染物质，是一种高浓度的有机废水，如不加以处理，将对环境造成严重的污染。垃圾渗滤液主要产生于垃圾贮坑，由垃圾在贮坑内堆酵过程中沥出的垃圾组分间隙水，有机质腐烂生成水和部分解析吸附水组成。垃圾渗滤液的产量主要受垃圾的成分、水分、贮存时间及天气的影响，其中厨余和果皮类垃圾含量是影响渗滤液水质和水量的主要因素。该种废水主要具有以下水质特点：有机污染物浓度高、氨氮浓度高、重金属浓度高、总溶解性固体含量高、色度高且有恶臭。

就现阶段垃圾渗滤液处理市场上较为成熟的处理工艺而言，在系统的前端多采用厌氧+好氧MBR的生化工艺组合。尽管这一技术能够有效降低废水中多项目标污染物浓度（如COD、氨氮、总氮、总磷等），但其出水仍往往无法满足常规排放标准。以COD这一主要控制指标为例，渗滤液经生化处理后的浓度在600~800mg/L左右，无法满足污水纳管标准和排放标准中分别规定500mg/L、100mg/L、60 mg/L的浓度要求，因此需要通过在生化系统后端设置深度处理系统以确保排放水的稳定达标。 

在现有的垃圾渗滤液深度处理工艺中，较常规的有“纳滤+反渗透”工艺，其主要工艺流程为：经生化处理后的出水经纳滤浓缩分离后，分别产生原水量85%的清液和15%的浓液，其中清液的COD浓度约为120mg/L，仍无法直接排放；因此分离后的清液经反渗透进行再次浓缩分离，此次分离约产生原水量60%的清液和25%的浓液，其中清液的污染物指标满足排放标准，可直接外排，而纳滤分离后的浓液与反渗透后的浓液由于已无法处理，只能采取回喷炉膛、回灌填埋场或外运处理等方式处置，此部分约占总处理水量的40%。

上述常规的“纳滤+反渗透”工艺流程存在以下问题：

1. 产生浓液量大：上述工艺中，经纳滤后的清液进入反渗透膜进行再次浓缩分离，分离后的清液外排，而浓液则与纳滤分离过程中的浓液合并进行后续处置。该种流程导致需后续处置的浓液量较大，约占深度处理水量的40%。由于目前为止并没有较为合理的浓液处理技术，只能采用较为原始的方式（如回喷炉膛、回灌填埋场等）进行处置，在这些处置过程中，污染物又再一次进入环境系统，形成二次污染；

2. 能耗较大，运行费用高：上述常规工艺经纳滤出水后，清水进入下一步反渗透膜过滤，由于清水水量大，而膜分离主要是通过机械动力作用，故水量大则导致运行能耗及费用的提高；

3. 浓液处理不当易造成二次污染：由于上述常规工艺中产浓液量大，远远超过了回灌或回喷的需求负荷，使得多余的浓液无法得到妥善处置，从而造成二次污染；

4. 由于纳滤和反渗透均为物理分离，该技术无法降解目标污染物，只能将其进行浓缩和转移，因此传统的深度处理工艺无法有效降低渗滤液生化出水的污染物负荷；此外由于反渗透工艺将大部分盐度截留于浓液内；故若采用浓液回灌工艺，上述难降解的污染物及盐度均将在系统中不断循环累积，使得处理负荷不断增加。

发明内容

本发明的目的为解决垃圾渗滤液经过生化工艺段后的深度处理问题，即提供一种深度处理方法，并建立一套完整的深度处理系统，通过分离、浓缩等技术以及合理的处理流程设置将浓液及清液妥善处置，从而在满足相应排放标准的同时，避免传统的垃圾渗滤液深度处理工艺中所存在的浓液量大、高能耗、二次污染及无法降解目标污染物等问题。具体地，本发明针对传统垃圾渗滤液深度处理工艺存在的弊端，改进其浓液及清液的后续处理流程，在提高废水处理效率的同时，达到降低污染及能耗的效果。

本发明的技术方案如下：

一种垃圾渗滤液深度处理方法，包括：

 第一步，纳滤：对前期MBR工艺处理后的出水进行纳滤，产生浓液及清液两股水，其中浓液进入反渗透工序； 

第二步，反渗透：纳滤后的浓液进行反渗透，通过反渗透膜的作用进一步浓缩分离，产生浓液及清液两股水，其中该步骤中所产生的浓液进行回灌或回喷；该步骤产生的清液与纳滤过程产生的清液合并之后进行处理。

在本发明的优选方案中，所述对合并后的反渗透步骤生的清液与纳滤过程产生的清液进行处理的方法为：

对它们进行催化臭氧氧化处理，所述催化臭氧氧化利用臭氧的强氧化性，降解清液中的剩余少量难生化的COD。

在本发明的优选方案中，所述反渗透步骤产生的浓液在回灌或回喷之前还包括如下步骤：

对浓液进行絮凝催化过滤处理，所述絮凝催化过滤处理利用金属催化功能，将浓液中难生物降解的有机物与活性填料相作用，使浓液中部分难降解的大分子有机物以沉淀物形式析出，同时置换出浓液中的重金属离子，降低COD并去除浓液中的毒性物质，出水用作回灌或回喷。

在一实施例中，所述催化臭氧氧化处理在催化臭氧氧化反应器中进行。

在一实施例中，所述絮凝催化过滤处理在絮凝催化过滤反应器中进行。

本发明提供的一种垃圾渗滤液深度处理系统，主要包括：

  纳滤子系统，其主要功能元件为纳滤膜，用于对前期MBR工艺处理后的出水进行纳滤处理，以产生浓液及清液；

  反渗透子系统，与所述纳滤子系统连接，反渗透子系统的主要功能元件为反渗透膜，用于对纳滤子系统产生的浓液进行处理，产生反渗透段的浓液及清液；

  催化臭氧氧化反应器，与所述纳滤子系统及所述反渗透子系统连接，用于处理所述纳滤子系统及所述反渗透子系统产生的清液；  

絮凝催化过滤反应器，与所述反渗透子系统连接，用于处理所述反渗透子系统产生的浓液，出水用作回灌或回喷。

所述催化臭氧氧化反应器对所述纳滤子系统及所述反渗透子系统产生的清液进行催化臭氧氧化处理，利用臭氧的强氧化性，降解清液中的剩余少量难生化的COD。

所述絮凝催化过滤反应器对浓液进行絮凝催化过滤处理，所述絮凝催化过滤处理利用金属催化功能，将浓液中难生物降解的有机物与活性填料相作用，使浓液中部分难降解的大分子有机物以沉淀物形式析出，同时置换出浓液中的重金属离子，降低COD并去除浓液中的毒性物质。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

第一、本发明相对于传统工艺的流程进行了重新排布，即将纳滤后的浓液进行反渗透处理，处理后浓液回灌或回喷，清液则与纳滤分离段的清液合并，进入增设的COP反应器进行处理，并达标外排或回用，大幅度降低了产出浓液量；

第二、本发明与传统工艺不同，经纳滤分离后的浓液进入下一步反渗透膜进行处理，膜分离主要是通过机械动力作用，由于纳滤分离后浓液的量远小于清液的量，即在同样规模的垃圾渗滤液处理量下，本发明经反渗透的水处理量远小于传统工艺，即大幅降低了运行能耗及费用；

第三、本发明改变了传统工艺的常规流程，最大幅度的减少了工艺的产浓液量，并利用CFR（絮凝催化过滤反应器）技术对所产浓液进行反应处理，继而避免了二次污染带来的环境污染；

第四、本发明在系统末端设置COP处理器（催化臭氧氧化反应器），通过高级氧化的方式将清液废水中剩余污染物降解去除；同时，由于本发明不采用反渗透对清液进行浓缩，因此大部分盐度将随出水排出系统，避免了盐度累积。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明实施例的垃圾渗滤液深度处理系统及工艺流程的示意图。

具体实施方式

下方结合具体实施例对本发明做进一步的描述。

实施例

请参见图1，其所示为本发明优选实施例的一种垃圾渗滤液深度处理系统及工艺流程的示意，其中该系统中，包括以下设备：标号1为纳滤子系统，其主要功能组件为纳滤膜；标号2为反渗透子系统，其主要功能组价为反渗透膜；标号3为絮凝催化过滤反应器CFR，标号4为催化臭氧氧化反应器COP；标号5为臭氧发生器。

采用上述系统进行垃圾渗滤液深度处理工艺的优选方法的流程为：

第一步，纳滤：经前期MBR工艺处理后的出水经过纳滤子系统，通过纳滤膜浓缩分离，产生浓液及清液两股水，其中浓液约占深度处理总水量的15%，其之后进入反渗透子系统；清液约占深度处理总水量的85%，其后续进入COP反应器；

第二步，反渗透：纳滤后的浓液进入反渗透子系统，通过该子系统的反渗透膜的作用进一步浓缩分离，产生浓液及清液两股水，其中该步骤中浓液约占深度处理总水量的6%，其之后进行回灌或回喷；该步骤产生的清液约占深度处理总水量的9%，该清液与纳滤段分离后所得的清液合并，进入COP反应器进行处理；

第三步，对清液进行COP反应器处理：COP反应器为催化臭氧氧化反应器，其主要功能是实施一种氧化技术。该COP反应器通过对纳滤工序段及反渗透工序段的处理后的清液进行处理（该些清液约占深度处理总水量的94%），充分利用臭氧的强氧化性，降解清液中剩余少量难生化的COD，确保产水水质稳定达标；关于催化臭氧氧化反应器的详细信息，请见本申请人的专利CN20122033335.5。

同时，对浓液进行CFR反应器处理：CFR反应器为絮凝催化过滤反应器。该反应器利用金属催化功能，将污水中难生物降解的有机物与活性填料相作用，使浓液中部分难降解的大分子有机物以沉淀物形式析出，同时置换出浓液中的重金属离子，从而降低COD并去除浓液中的毒性物质，出水可用作回灌或回喷。关于絮凝催化过滤反应器，请见本申请人的专利CN201220333329.6。

本发明的工艺流程改变了常规的反渗透膜的处理水，对纳滤段浓液进行了反渗透膜处理，从而大幅度降低最终产出的浓液量（由40%降低至6%）；

本发明采用反渗透膜对纳滤后的浓液进行处理，替代原来的使用反渗透膜对纳滤后的清液进行处理的工艺，由于纳滤后的浓液量远小于清液量，因而大幅降低了反渗透工艺流程的能耗；

本发明采用COP（催化臭氧氧化）技术，对纳滤及反渗透工艺段所得的清液进行深度处理，避免盐度积累，使出水水质稳定；

本发明采用CFR（絮凝催化过滤）技术，对反渗透段浓液进行处理，降低浓液废水COD的同时去除其中的重金属，使得出水可回喷或回灌。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种垃圾渗滤液深度处理方法，其特征在于，包括：

 第一步，纳滤：对前期MBR工艺处理后的出水进行纳滤，产生浓液及清液两股水，其中浓液进入反渗透工序； 

第二步，反渗透：纳滤后的浓液进行反渗透，通过反渗透膜的作用进一步浓缩分离，产生浓液及清液两股水，其中该步骤中所产生的浓液进行回灌或回喷；该步骤产生的清液与纳滤过程产生的清液合并之后进行处理。

2.如权利要求1所述的垃圾渗滤液深度处理方法，其特征在于，所述对合并后的反渗透步骤生的清液与纳滤过程产生的清液进行处理的方法为：

对它们进行催化臭氧氧化处理，所述催化臭氧氧化利用臭氧的强氧化性，降解清液中的剩余少量难生化的COD。

3.如权利要求1所述的垃圾渗滤液深度处理方法，其特征在于，所述反渗透步骤产生的浓液在回灌或回喷之前还包括如下步骤：

对浓液进行絮凝催化过滤处理，所述絮凝催化过滤处理利用金属催化功能，将浓液中难生物降解的有机物与活性填料相作用，使浓液中部分难降解的大分子有机物以沉淀物形式析出，同时置换出浓液中的重金属离子，降低COD并去除浓液中的毒性物质，出水用作回灌或回喷。

4.如权利要求2所述的垃圾渗滤液深度处理方法，其特征在于，所述催化臭氧氧化处理在催化臭氧氧化反应器中进行。

5.如权利要求3所述的垃圾渗滤液深度处理方法，其特征在于，所述絮凝催化过滤处理在絮凝催化过滤反应器中进行。

6.一种垃圾渗滤液深度处理系统，其特征在于，主要包括：

  纳滤子系统，其主要功能元件为纳滤膜，用于对前期MBR工艺处理后的出水进行纳滤处理，以产生浓液及清液；

  反渗透子系统，与所述纳滤子系统连接，反渗透子系统的主要功能元件为反渗透膜，用于对纳滤子系统产生的浓液进行处理，产生反渗透段的浓液及清液；

  催化臭氧氧化反应器，与所述纳滤子系统及所述反渗透子系统连接，用于处理所述纳滤子系统及所述反渗透子系统产生的清液；  

絮凝催化过滤反应器，与所述反渗透子系统连接，用于处理所述反渗透子系统产生的浓液，出水用作回灌或回喷。

7.如权利要求6所述的垃圾渗滤液深度处理系统，其特征在于，所述催化臭氧氧化反应器对所述纳滤子系统及所述反渗透子系统产生的清液进行催化臭氧氧化处理，利用臭氧的强氧化性，降解清液中的剩余少量难生化的COD。

8.如权利要求6所述的垃圾渗滤液深度处理系统，其特征在于，所述絮凝催化过滤反应器对浓液进行絮凝催化过滤处理，所述絮凝催化过滤处理利用金属催化功能，将浓液中难生物降解的有机物与活性填料相作用，使浓液中部分难降解的大分子有机物以沉淀物形式析出，同时置换出浓液中的重金属离子，降低COD并去除浓液中的毒性物质。