CN104628201A - 一种垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺。该垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺包括：废水调节、混凝沉淀、pH调节、微波氧化、中和沉淀、砂滤、碳滤、排放等工艺；该垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺通过简单、有效的处理工艺，在高含盐量下，有效去除垃圾渗滤液膜滤浓缩液中难处理物质，处理后CODcr含量达到排放标准，可适用于前期、中长期填埋龄垃圾渗滤液处理过程中产生的膜滤浓缩液。

Description

一种垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺。

背景技术

目前，卫生填埋是目前我国城市生活垃圾最主要的处理方法。垃圾填埋后产生大量有毒有害的垃圾渗滤液。垃圾渗滤液不仅是一种高浓度有机废水，水质成分也较为复杂，具有有机物浓度高、重金属、SS及氨氮含量高等特点，而且其水质和水量随着填埋年龄的变化有较大差异，因此处理难度相当大。垃圾渗滤液的污染控制是城市垃圾填埋技术中的一大难题。

2008年，国家颁布了《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889～2008)，对垃圾渗滤液的处理提出了更高的要求。随着标准的提高，垃圾渗滤液的处理更多地采用了生化+膜滤组合工艺。NF、RO膜越来越多地被用于垃圾渗滤液处理中，并取得了很好的效果。然而，在达标排放上清液的同时，也不可避免地产生了一批污染物浓度极高的膜滤浓缩液。

垃圾渗滤液经过生物降解后经RO膜或NF膜截留的残余液，即垃圾渗滤液膜滤浓缩液。膜滤浓缩液大部分呈棕黑色，色度大，浊度、CODcr及电导率高，盐含量和金属离子浓度较高，一般可生化性能较差，通常B/C＜0.1，难以生化处理，其有机组分主要为腐殖质类物质、二级处理出水中残留的未降解有机物和溶解性微生物产物(SMP)等，均为典型的难生物降解有机物。膜滤浓缩液的有效处理已成为全社会关注的焦点。

对膜滤浓缩液的排放控制，应严格按照《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889～2008)的规定执行。膜滤浓缩液的处理主要包括有机物的去除和脱盐两个步骤。常规处理处置方法包括直接处理方法和组合工艺处理方法。

其中，膜滤浓缩液的直接处理方法包括回灌技术，膜蒸馏技术(减压膜蒸馏等)、浓缩蒸发技术(浸没燃烧、负压蒸发、机械压缩蒸发等)以及高级氧化等技术。其中，回灌技术会使垃圾填埋场出现不同程度的污染物积累，造成渗滤液电导率升高，膜产水率下降，甚至出现电导率的增高导致膜过滤失效的问题。膜蒸馏技术中膜的成本高，蒸馏通量小，由于温度极化和浓度极化的影响，运行状态不稳定。另外，膜蒸馏是一个有相变的过程，热量主要通过热传导的形势传递，因而效率较低。常压高温蒸发工艺在实际运行过程中都会碰到设备腐蚀的问题，这是由垃圾渗滤液中高浓度的氯离子造成的。设备腐蚀已成为常压高温蒸发处理垃圾渗滤液或浓缩液的最主要的限制因素。其他直接处理法虽有一定的处理效果，但运行成本较高，不利于大规模推广应用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供了一种垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺，能够实现对垃圾渗滤液膜滤浓缩液进行有效处理，使处理后CODcr含量达到排放标准，可适用于前期、中长期填埋龄垃圾渗滤液处理过程中产生的膜滤浓缩液。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺，其包括如下步骤：

S1、将膜滤浓缩液输送至预处理调节池，并对膜滤浓缩液进行水量、水质的调节；

S2、将调节后的膜滤浓缩液输送至混凝池，并加入絮凝剂、助凝剂进行混凝；然后将混凝后的膜滤浓缩液输送至沉淀池，去除混凝后产生的污泥；

S3、将经沉淀后的膜滤浓缩液输送至pH调节池，通过加酸将pH调至1～3后输送至微波反应流体装置中；

S4、膜滤浓缩液在微波反应流体装置中进行微波氧化反应，以去除难降解有机物；

S5、将微波氧化后的膜滤浓缩液输送至中和气浮池中，通过投加石灰乳或片碱进行中和处理，同时将此过程产生的污泥进行气浮去除；

S6、对膜滤浓缩液进行砂滤处理；

S7、对膜滤浓缩液进行碳滤处理，检测达标后排放。

其中，所述步骤S2中絮凝剂包括聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁中的一种或多种。

其中，所述步骤S2中助凝剂包括聚丙烯酰胺。

其中，所述步骤S4中在膜滤浓缩液进行微波氧化反应时投加反应催化剂，反应时间为10～120min。

其中，所述微波反应流体装置包括微波谐振腔、流化反应体、固液分离系统及搅拌器，所述流化反应体设置于所述微波谐振腔内，在流化反应体内设有流化反应载体；所述固液分离系统连接于流化反应体，在固液分离系统上分别设有进水口和出水口；所述搅拌器上设置有推流桨，所述推流桨的一端穿过固液分离系统后伸入至流化反应体内。

其中，所述固液分离系统通过斜面体与流化反应体连接。

其中，所述流化反应体包括分别与固液分离系统连通的环腔和进水通道，所述进水通道位于环腔的中部，且与所述环腔的底部连通，所述推流桨的一端穿过固液分离系统后伸入至进水通道中。

其中，所述步骤S4中的难降解有机物包括苯类及苯类衍生物。

其中，还包括步骤S8：在混凝池、沉淀池、中和气浮池的底部分别设有用于输出污泥的污泥管，污泥管的输出端通过污泥泵与污泥浓缩池相连，污泥浓缩池的输出端连接污泥脱水设备，通过污泥脱水设备对污泥进行脱水处理。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺通过简单、有效的处理工艺，在高含盐量下，有效去除垃圾渗滤液膜滤浓缩液中难处理物质，处理后CODcr含量达到排放标准，可适用于前期、中长期填埋龄垃圾渗滤液处理过程中产生的膜滤浓缩液。

附图说明

图1为本发明实施例微波流化反应装置的结构示意图；

图2为本发明实施例垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺的流程图。

其中，1：微波谐振腔；2：流化反应体；3：固液分离系统；4：搅拌器；5：流化反应载体；6：进水口；7：出水口；8：水流方向；21：环腔；22：进水通道；31：斜面体；41：推流桨。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图2所示，本实施例提供的垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺，其包括如下步骤：

S1、将膜滤浓缩液输送至预处理调节池，并对膜滤浓缩液进行水量、水质的调节；即，废水调节，可沉淀膜滤浓缩液中一部分的杂质。

S2、将调节后的膜滤浓缩液输送至混凝池，并加入絮凝剂、助凝剂进行混凝；然后将混凝后的膜滤浓缩液输送至沉淀池，去除混凝后产生的污泥；即，混凝沉淀。

具体的，将调节池的膜滤浓缩液泵送至混凝池中，并加入絮凝剂、助凝剂进行混凝。其中，絮凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁中的一种或多种，而助凝剂采用聚丙烯酰胺。混凝后出水进入沉淀池，去除混凝后产生的絮体。而且，此过程中可有效去除水中的可溶性大分子有机物、悬浮物，CODcr(重铬酸盐指数)去除率为40～80％。

S3、将经沉淀后的膜滤浓缩液输送至pH调节池，通过加酸将pH调至1～3后输送至微波反应流体装置中；即，pH调节。

S4、膜滤浓缩液在微波反应流体装置中进行微波氧化反应，以去除难降解有机物，其中，难降解有机物包括苯类及苯类衍生物，当然，其并不是只局限于“苯类及苯类衍生物”，还可包括氢化物、直链烃类等；即，微波氧化。

具体的，将膜滤浓缩液与催化剂同时通过进水口输送至流化反应体中，并与流化反应载体充分接触；利用推流桨使流化反应载体随水体一起处于流化状态；

通过微波谐振腔提供微波环境，流化反应载体吸收微波能后在其表面形成高温区，利用高温区使水体中的苯类及苯类衍生物在催化剂的作用下发生分解、氧化反应，从而对水体进行净化；反应温度为25～65℃，反应时间为10～120min。处理后膜滤浓缩液经出水口流入中和沉淀池。此过程中CODcr去除率可达到70～94％。

净化后的水体流入至固液分离系统，通过固液分离系统分离混合在净化水体中的流化反应载体，并将流化反应载体回流至流化反应体内继续参与反应，而部分分离后的净化水体则通过出水口排出。

其中，催化剂包括次氯酸钠、过氧化氢、高锰酸钾、过硫酸铵、三氯化铁、硫酸亚铁、高氯酸盐中的一种或者多种。

其中，微波的频率包括915兆赫或2450兆赫中的一种或两种。

S5、将微波氧化后的膜滤浓缩液输送至中和气浮池中，通过投加石灰乳或片碱进行中和处理，同时将此过程产生的污泥进行气浮去除；即，中和沉淀。

具体的，膜滤浓缩液进入中和气浮池中，通过投加石灰乳或片碱将出水pH值调至可排放的范围，同时将此过程中产生的大分子絮状物进行气浮去除。

S6、对膜滤浓缩液进行砂滤处理，即，砂滤；以去除膜滤浓缩液中的悬浮物；

S7、对膜滤浓缩液进行碳滤处理，检测达标后排放。

具体的，中长期填埋龄的垃圾渗滤液膜滤浓缩液，CODcr值一般高于2000mg/l，污染物浓度高，通过碳滤将未分解完全的小分子有机污染物及极难降解物进行吸附并达标排放。

此外，垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺还包括步骤S8：在混凝池、沉淀池、中和气浮池的底部分别设有用于输出污泥的污泥管，污泥管的输出端通过污泥泵与污泥浓缩池相连，污泥浓缩池的输出端连接污泥脱水设备，通过污泥脱水设备对污泥进行脱水处理。

如图1所示，本实施例提供的微波流化反应装置，其包括微波谐振腔1、流化反应体2、固液分离系统3及搅拌器4，其中：

微波谐振腔1，用于提供微波环境，其本身并不产生微波，微波是由磁控管产生的；微波的频率包括915兆赫或2450兆赫中的一种或两种；

流化反应体2设置于微波谐振腔1内，在流化反应体2内设有流化反应载体5，流化反应载体5作为微波的主要吸收体，在充分吸收微波能后在其表面形成“热点”(高温区)，污染物质的化学反应主要在“热点”进行。

固液分离系统3连接于流化反应体2，在固液分离系统3上分别设有进水口6和出水口7；污水可通过进水口6进入流化反应体2内，出水口7用于排出净化后的水体；

搅拌器4上设置有推流桨41，推流桨41的一端穿过固液分离系统3后伸入至流化反应体2内，搅拌器4通过驱动推流桨41旋转搅拌使得流化反应载体5处于流化状态。所谓流化状态就是利用流动流体的作用，将载体粒子悬浮起来，从而使载体颗粒具有某些流体表观特征，使流化反应载体5与液体充分接触微波。同时，推流桨41也会提供给液体一定的流速，使液体在流化反应体2中循环流动。

本实施例中固液分离系统3通过斜面体31与流化反应体2连接。固液分离系统3的形状类似于漏斗的形状，进水口6和出水口7分别位于其上方。流化反应体2包括分别与固液分离系统3连通的环腔21和进水通道22；进水通道22位于环腔21的中部，且与环腔21的底部连通，推流桨41的一端穿过固液分离系统3后伸入至进水通道22中。水体进入进水口6后的水流方向8如图1所示，箭头表示流向，具体可总结为先自上而下、再自下而上，并可循流动。

而且，推流桨41可将进水向下推，由于流化反应载体5的密度在0.9～1.1kg/m³之间，所以其可随水流一起流动，在到达固液分离系统3时，由于水的冲力减小，会再落回流化反应体2的底部。

具体的，进水在推流桨41的作用下形成涡流状的水流，流化反应载体5是通过水流的冲力处于流化状态，在充分吸收微波能后在其表面形成“热点”(高温区)，污染物质的化学反应在“热点”进行；然后，在水体从环腔21进入到固液分离系统3时，由于水流通过截面变大，在同样的水量下流速变小，使水流对流化反应载体5的冲力变小，从而流化反应载体5会自然下落。

在排水方面，由于该流化反应装置的总容积固定，而且运行过程为连续运行：从进水口6会有一定流量的水进入到反应装置中，进水通道22自上而下、再自下而上流到反应装置上部时，多余的水通过固液分离系统3中的溢流堰被排出，再通过出水口7排到外部。

该垃圾渗滤液处理方法可通过以下具体实施例进行说明：

实施例一

填埋龄5年的垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液，采用“MBR+纳滤+反渗透”工艺，处理过程中产生纳滤和反渗透膜滤浓缩液，产生量为100t/d，废水CODcr值为1775mg/l，TDS为23010mg/l。

垃圾渗滤液膜浓缩液自流入调节池，进行水量、水质的调节，将调节池的水泵送至混凝池加入聚合氯化铝铁1500mg/l进行混凝，混凝后出水进入沉淀池，停留时间为1.5小时，去除混凝后产生的絮体。处理后CODcr为680mg/l。絮凝沉淀出水进入pH调节池，将pH调至2，泵入微波反应流体设备，进行微波氧化。反应过程中投加过氧化氢，30％浓度过氧化氢投加量2‰，停留时间为100min，处理后污水经出水口流入中和沉淀池。中和沉淀池中投加石灰乳8，通过沉淀池去除絮体，再通过砂滤将小的悬浮物进行去除。出水COD为95mg/l。

实施例二

填埋龄10年的垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液，采用“MBR+纳滤”工艺，处理过程中产生纳滤膜滤浓缩液，产生量为50t/d，废水CODcr值为4500mg/l，TDS为43600mg/l。

垃圾渗滤液膜浓缩液自流入调节池，进行水量、水质的调节，将调节池的水泵送至混凝池加入聚合氯化铁2000mg/l，并加入聚丙烯酰胺作为助凝剂进行混凝后出水进入沉淀池，停留时间为2小时，去除混凝后产生的絮体。絮凝沉淀处理后CODcr为2500mg/l。絮凝沉淀出水进入pH调节池，将pH调至2，泵入微波反应流体设备，进行微波氧化。反应过程中投加过氧化氢，30％浓度过氧化氢投加量5‰，停留时间为120min，处理后污水经出水口流入中和沉淀池。中和沉淀池中投加石灰乳7.5，通过沉淀池去除絮体，再通过砂滤将小的悬浮物进行去除，出水CODcr为120mg/l。出水通过碳滤，出水CODcr为80mg/l。

综上所述，本发明垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺通过简单、有效的处理工艺，在高含盐量下，有效去除垃圾渗滤液膜滤浓缩液中难处理物质，处理后CODcr含量达到排放标准，可适用于前期、中长期填埋龄垃圾渗滤液处理过程中产生的膜滤浓缩液。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (9)

1.一种垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将膜滤浓缩液输送至预处理调节池，并对膜滤浓缩液进行水量、水质的调节；

S2、将调节后的膜滤浓缩液输送至混凝池，并加入絮凝剂、助凝剂进行混凝；然后将混凝后的膜滤浓缩液输送至沉淀池，去除混凝后产生的污泥；

S3、将经沉淀后的膜滤浓缩液输送至pH调节池，通过加酸将pH调至1～3后输送至微波反应流体装置中；

S4、膜滤浓缩液在微波反应流体装置中进行微波氧化反应，以去除难降解有机物；

S5、将微波氧化后的膜滤浓缩液输送至中和气浮池中，通过投加石灰乳或片碱进行中和处理，同时将此过程产生的污泥进行气浮去除；

S6、对膜滤浓缩液进行砂滤处理；

S7、对膜滤浓缩液进行碳滤处理，检测达标后排放。

2.根据权利要求1所述的垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺，其特征在于，所述步骤S2中絮凝剂包括聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺，其特征在于，所述步骤S2中助凝剂包括聚丙烯酰胺。

4.根据权利要求1所述的垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺，其特征在于，所述步骤S4中在膜滤浓缩液进行微波氧化反应时投加反应催化剂，反应时间为10～120min。

5.根据权利要求4所述的垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺，其特征在于，所述微波反应流体装置包括微波谐振腔、流化反应体、固液分离系统及搅拌器，所述流化反应体设置于所述微波谐振腔内，在流化反应体内设有流化反应载体；所述固液分离系统连接于流化反应体，在固液分离系统上分别设有进水口和出水口；所述搅拌器上设置有推流桨，所述推流桨的一端穿过固液分离系统后伸入至流化反应体内。

6.根据权利要求5所述的垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺，其特征在于，所述固液分离系统通过斜面体与流化反应体连接。

7.根据权利要求5所述的垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺，其特征在于，所述流化反应体包括分别与固液分离系统连通的环腔和进水通道，所述进水通道位于环腔的中部，且与所述环腔的底部连通，所述推流桨的一端穿过固液分离系统后伸入至进水通道中。

8.根据权利要求5所述的垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺，其特征在于，所述步骤S4中的难降解有机物包括苯类及苯类衍生物。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺，其特征在于，还包括步骤S8：在混凝池、沉淀池、中和气浮池的底部分别设有用于输出污泥的污泥管，污泥管的输出端通过污泥泵与污泥浓缩池相连，污泥浓缩池的输出端连接污泥脱水设备，通过污泥脱水设备对污泥进行脱水处理。