CN104787929A - 一种垃圾渗滤液浓缩液的处理方法及装置 - Google Patents

一种垃圾渗滤液浓缩液的处理方法及装置 Download PDF

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安瑾
任艳双
高兴斋
李成海
宗海峰
张�林
江景杰
陆红
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Abstract

本发明涉及一种垃圾渗滤液浓缩液的处理方法及装置,所述方法包括:步骤S1:对所述浓缩液进行化学软化处理,以降低所述浓缩液的硬度;步骤S2:选用微滤膜对所述步骤S1的出水进行过滤,以去除所述浓缩液中的悬浮固体;步骤S3:选用碟管式反渗透膜对所述步骤S2的出水进行反渗透处理,以得到回用出水。本发明具有以下优点:1、采用“化学软化+微滤膜+DTRO”工艺处理纳滤和反渗透浓缩液,提高整个系统淡水产生量,实现水资源循环利用,节省电厂运行成本。2、采用“化学软化+微滤膜+DTRO”工艺处理纳滤和反渗透浓缩液,使浓缩液减量化,以解决浓缩液产生量大,电厂无法消纳的困境。

Description

一种垃圾渗滤液浓缩液的处理方法及装置
技术领域
[0001] 本发明涉及污水处理领域,具体地,本发明涉及一种垃圾渗滤液浓缩液的处理方法及装置,本发明尤其适用于焚烧电厂垃圾渗滤液处理行业,也可应用于填埋场渗滤液及其他高浓度有机废水行业。
背景技术
[0002] 焚烧发电厂垃圾渗滤液挥发出的气体带有强烈恶臭,对人体有危害,能使人产生恶心、尿血、头晕等症状,若不妥善处理易造成对周围水环境的污染,威胁居民的健康,亦会产生恶劣的环保和社会事件。
[0003] 目前垃圾焚烧发电厂渗滤液主流处理工艺是预处理+厌氧+MBR (膜生物反应器)+深度处理工艺,目前垃圾焚烧厂渗滤液深度处理技术以纳滤+反渗透的“双膜法“为主,该技术具有运行稳定、自动化程度高、操作简单和产水水质好等优点。但是,纳滤和反渗透技术作为一种过滤技术,其处理过程中带来的浓水量大、电厂无法回用的问题,制约了其技术的发展,也限制了垃圾焚烧厂渗滤液零排放和全回用。
[0004] 面对“双膜法”存在浓水量大无法消纳这一主要问题,关键因素在于如何有效处理渗滤液浓缩液,使其减量后全量回用的问题。目前,工艺主要集中在Fenton氧化、臭氧氧化、浸没燃烧蒸发、机械压缩蒸发、活性炭吸附、腐植酸提取、化学软化等工艺。臭氧氧化、浸没燃烧蒸发、活性炭吸附等工艺只是停留在中试试验阶段,由于试验阶段出现的一些问题,未有工程应用。机械压缩蒸发虽然有一定应用,但由于运行费用高,设备易腐蚀的现象基本停运。Fenton氧化工艺也有一定应用,但芬顿氧化后生化处理由于盐分高,难以正常运行。
[0005] 针对行业内面临的困境,开发一种经济合理、技术可行的垃圾渗滤液浓水处理技术势在必行。
发明内容
[0006] 在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0007] 为了解决现有技术中存在的问题,提供了一种垃圾渗滤液浓缩液的处理方法,包括:
[0008] 步骤S1:对所述浓缩液进行化学软化处理,以降低所述浓缩液的硬度;
[0009] 步骤S2:选用微滤膜对所述步骤SI的出水进行过滤,以去除所述浓缩液中的悬浮固体;
[0010] 步骤S3:选用碟管式反渗透膜对所述步骤S2的出水进行反渗透处理,以得到回用出水。
[0011] 可选地,所述垃圾渗滤液浓缩液为垃圾渗滤液经纳滤和/或反渗透处理后得到浓缩液。
[0012] 可选地,所述步骤SI进一步包括:
[0013] 步骤Sll:将所述浓缩液充分混合;
[0014] 步骤S12:加入氢氧化钙并调节所述浓缩液的pH,以形成沉淀和/或胶体,降低所述浓缩液的硬度;
[0015] 步骤S13:加入氢氧化钠并调节所述浓缩液的pH,以去除所述浓缩液中剩余的硬度。
[0016] 可选地,在所述步骤S12中,调节所述浓缩液的pH至11-11.5。
[0017] 可选地,在所述步骤S13中,调节所述浓缩液的pH至11.5-12.5。
[0018] 可选地,在所述步骤S2中选用耐氧化性、耐酸碱性、强度高的所述微滤膜。
[0019] 可选地,在所述步骤S2中选用错流过滤方式对所述步骤SI的出水进行过滤。
[0020] 本发明还提供了一种基于上述方法的浓缩液处理装置,包括:
[0021] 化学软化单元,用于对所述浓缩液进行化学软化处理,以降低所述浓缩液的硬度;
[0022] 微滤膜单元,用于对所述化学软化单元的出水进行过滤,以去除所述浓缩液中的悬浮固体;
[0023] 反渗透单元,包括碟管式反渗透膜,用于对所述微滤膜单元的出水进行反渗透处理。
[0024] 可选地,所述化学软化单元包括:
[0025] 中间水池,用于对所述浓缩液进行混合;
[0026] 混合池,用于加入氢氧化钙并调节所述浓缩液的pH,以形成沉淀和/或胶体,降低所述浓缩液的硬度;
[0027] 反应池,用于加入氢氧化钠并调节所述浓缩液的pH,以去除所述浓缩液中剩余的硬度。
[0028] 可选地,所述微滤膜单元选用耐氧化性、耐酸碱性、强度高的微滤膜。
[0029] 本发明为了解决现有技术中存在的问题,提供了一种垃圾渗滤液浓缩液处理技术,使“纳滤和反渗透”深度处理工艺产生的纳滤和反渗透浓缩液经过该技术处理后浓水量控制在10%以内,减量后产生的浓水量满足垃圾发电厂入炉回喷的要求。
[0030] 本发明具有以下优点:
[0031] 1、采用“化学软化+微滤膜+DTRO”工艺处理纳滤和反渗透浓缩液,提高整个系统淡水产生量,实现水资源循环利用,节省电厂运行成本。
[0032] 2、采用“化学软化+微滤膜+DTRO”工艺处理纳滤和反渗透浓缩液,使浓缩液减量化,以解决浓缩液产生量大,电厂无法消纳的困境。
[0033] 3、采用“化学软化+微滤膜+DTRO”工艺处理纳滤和反渗透浓缩液,可使渗滤液站浓缩液量控制在1 %以内,满足浓水入炉回喷的量的要求。
[0034] 4、采用“化学软化+微滤膜+DTRO”工艺处理纳滤和反渗透浓缩液,可以渗滤液处理站的清水产率在90%以上,用于电厂循环冷却塔补水,实现水资源循环利用。
[0035] 5、本发明微滤膜采用美国POREX膜,该膜是由高分子聚合物加热烧结而成,具有较强的耐氧化性、耐酸碱性、强度高等特点,运行时具有较大的膜面错流速度,污染物不易沉积,有效避免膜面污染等特点。
[0036] 6、本发明反渗透膜采用DTRO膜,该膜开放式流道,阻力小,污染物不容易滞留;紊流系数高,抗污染性能好;常规耐压等级高,且拆卸方便,便于离线清洗。
附图说明
[0037] 本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述,用来解释本发明的装置及原理。在附图中,
[0038] 图1为现有技术中垃圾渗滤液浓缩液处理工艺流程图;
[0039] 图2为本发明中垃圾渗滤液浓缩液处理工艺流程图;
[0040] 图3为本发明中所述方法对硬度的去除效果示意图;
[0041] 图4为本发明中所述“化学软化+微滤膜+DTRO”的产水率示意图。
具体实施方式
[0042] 在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0043] 应当理解的是,本发明能够以不同形式实施,而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地,提供这些实施例将使公开彻底和完全,并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中,为了清楚,层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
[0044] 空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等,在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白,除了图中所示的取向以外,空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如,如果附图中的器件翻转,然后,描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此,示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
[0045] 在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
[0046] 实施例1
[0047] 本发明为了解决现有技术中存在的问题,提供了一种垃圾渗滤液浓缩液的处理方法,其中所述垃圾渗滤液浓缩液为常规方法对所述垃圾渗滤液进行纳滤和/或反渗透处理后得到的浓水,其中,垃圾渗滤液的处理方法如图1所示,其工艺流程为MBR出水直接接纳滤和反渗透工艺,纳滤浓缩液产率约为进水量的15%〜20%,反渗透浓缩液产率约为反渗透进水量的20 %〜25 %,总浓缩液产生率约32 %〜40 %。例如渗滤液处理站日处理规模为1000m3/d,则浓缩液产量约为320〜400m3/d。
[0048] 所述纳滤+反渗透的“双膜法”作为一种过滤技术,其处理过程中带来的浓水量大、电厂无法回用的问题,制约了其技术的发展,也限制了垃圾焚烧厂渗滤液零排放和全回用。
[0049] 针对在纳滤和反渗透工艺中产生的浓水和垃圾渗滤液不同,其具有浓度更高的污染物,更加难以处理,本申请提供了针对该特殊浓缩液进行处理的方法,如图2所示:
[0050]( 一 )化学软化处理
[0051] 化学软化主要由中间水池、混合池、反应池组成,主要目的是将浓缩液中大量的钙、镁离子及硬度进行反应,形成絮体。
[0052] 化学软化主要由中间水池、混合池、反应池组成,纳滤、反渗透浓缩液在中间水池混合后,进入混合池,混合池主要是投加氢氧化钙,投加氢氧化钙后pH控制在11〜11.5左右,垃圾渗滤液中含有大量的HC03_,当加入氢氧化钙,pH升高时,HC03_会生成大量的CO广,并与水中的Ca2+、Mg2+反应形成CaC03、MgC0^淀,溶液中铁离子与OH_离子反应形成Fe (HO) 3胶体,以去除硬度,但氢氧化钙不能投加过量,否则会造成硬度重新升高的现象。混合池出水进入反应池,反应池主要是加入氢氧化钠,投加氢氧化钠pH控制在11.5〜12.5之间,将溶液中剩余的硬度去除。本过程主要发生的化学反应如下:
[0053] Ca (HCO3) 2+Ca (OH) 2 — 2CaC0 3+2H20
[0054] Mg (HCO3) 2+Ca (OH) 2— CaCO 3+Mg (OH) 2+H20
[0055] Ca (HCO3) 2+2Na0H — CaCO3+ (Na) 2C03+2H20
[0056] Mg (HCO3) 2+4Na0H — Mg (OH) 2+2 (Na) 2C03+2H20
[0057] 其中,图3为所述方法对硬度的去除效果示意图,由该图可以看出焚烧发电厂垃圾渗滤液硬度基本在800〜1000mg/L之间,经化学反应后其出水硬度基本在O〜20mg/L之间,其硬度的去除率基本在98%以上。
[0058] ( 二 )微滤膜处理
[0059] 本发明微滤膜采用美国POREX膜,该膜是由高分子聚合物加热烧结而成,具有较强的耐氧化性、耐酸碱性、强度高等特点,采用微滤膜主要是用以分离液体中的高浓度悬浮固体。
[0060] 经混合反应后的渗滤液进入微滤膜,微滤膜采用“错流”过滤方式,固液混合物在压力下在膜表面错流流动,固体颗粒随着错流状态下在固液混合物中不断浓缩,不在膜表面堆积。采用该微滤膜具有处理效率高,产水效果好、运行稳定、占地面积小等特点。
[0061 ] 经微滤处理后得到的污泥可以将其送入焚烧炉中进行焚烧。
[0062](三)反渗透处理
[0063] 在本发明中所述反渗透处理选用碟管式反渗透(DTRO),DTRO是一种创新的反渗透膜技术,DTRO采用开放式流道,阻力小,污染物不易滞留,膜管内紊流系数高,抗污染,较高的耐受压,一般在7.0MPa ;适用于高污染水源,清洗周期长,便于拆卸,维修维护方便;采用DTR0,其产水率基本在70%〜75%之间。
[0064] 其中,图4为本发明中所述“化学软化+微滤膜+DTR0”的产水率示意图,本发明采用“化学软化+微滤膜+DTR0”工艺处理纳滤和反渗透浓缩液,可使渗滤液站浓缩液量控制在10%以内,渗滤液处理站的清水产率在90%以上,用于电厂循环冷却塔补水,实现水资源循环利用。
[0065] 本发明为了解决现有技术中存在的问题,提供了一种垃圾渗滤液浓缩液处理技术,使“纳滤和反渗透”深度处理工艺产生的纳滤和反渗透浓缩液经过该技术处理后浓水量控制在10%以内,减量后产生的浓水量满足垃圾发电厂入炉回喷的要求。
[0066] 本发明具有以下优点:
[0067] 1、采用“化学软化+微滤膜+DTRO”工艺处理纳滤和反渗透浓缩液,提高整个系统淡水产生量,实现水资源循环利用,节省电厂运行成本。
[0068] 2、采用“化学软化+微滤膜+DTRO”工艺处理纳滤和反渗透浓缩液,使浓缩液减量化,以解决浓缩液产生量大,电厂无法消纳的困境。
[0069] 3、采用“化学软化+微滤膜+DTRO”工艺处理纳滤和反渗透浓缩液,可使渗滤液站浓缩液量控制在1 %以内,满足浓水入炉回喷的量的要求。
[0070] 4、采用“化学软化+微滤膜+DTRO”工艺处理纳滤和反渗透浓缩液,可以渗滤液处理站的清水产率在90%以上,用于电厂循环冷却塔补水,实现水资源循环利用。
[0071] 5、本发明微滤膜采用美国POREX膜,该膜是由高分子聚合物加热烧结而成,具有较强的耐氧化性、耐酸碱性、强度高等特点,运行时具有较大的膜面错流速度,污染物不易沉积,有效避免膜面污染等特点。
[0072] 6、本发明反渗透膜采用DTRO膜,该膜开放式流道,阻力小,污染物不容易滞留;紊流系数高,抗污染性能好;常规耐压等级高,且拆卸方便,便于离线清洗。
[0073] 实施例2
[0074] 本发明还提供了一种基于上述方法的浓缩液处理装置,包括:
[0075] 化学软化单元,用于对所述浓缩液进行化学软化处理,以降低所述垃圾渗滤液浓缩液的硬度;
[0076] 微滤膜单元,用于对所述化学软化单元的出水进行过滤,以去除所述浓缩液中的悬浮固体;
[0077] 反渗透单元,包括碟管式反渗透膜,用于对所述微滤膜单元的出水进行反渗透处理。
[0078] 其中,所述化学软化单元由中间水池、混合池、反应池组成,纳滤、反渗透浓缩液在中间水池混合后,进入混合池,混合池主要是投加氢氧化钙,投加氢氧化钙后pH控制在11〜11.5左右,垃圾渗滤液中含有大量的HCO3-,当加入氢氧化钙,pH升高时,HC03_会生成大量的CCV2,并与水中的Ca2+、Mg2+反应形成CaCO 3、]\%0)3沉淀,溶液中铁离子与OH -离子反应形成Fe (HO) 3胶体,以去除硬度,但氢氧化钙不能投加过量,否则会造成硬度重新升高的现象。混合池出水进入反应池,反应池主要是加入氢氧化钠,投加氢氧化钠pH控制在
11.5〜12.5之间,将溶液中剩余的硬度去除。
[0079] 本发明微滤膜采用美国POREX膜,该膜是由高分子聚合物加热烧结而成,具有较强的耐氧化性、耐酸碱性、强度高等特点,采用微滤膜主要是用以分离液体中的高浓度悬浮固体。
[0080] 在本发明中所述反渗透处理选用碟管式反渗透(DTRO),DTRO是一种创新的反渗透膜技术,DTRO采用开放式流道,阻力小,污染物不易滞留,膜管内紊流系数高,抗污染,较高的耐受压,一般在7.0MPa ;适用于高污染水源,清洗周期长,便于拆卸,维修维护方便;采用DTRO,其产水率基本在70%〜75%之间。
[0081] 本发明已经通过上述实施例进行了说明,但应当理解的是,上述实施例只是用于举例和说明的目的,而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是,本发明并不局限于上述实施例,根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改,这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种垃圾渗滤液浓缩液的处理方法,包括: 步骤S1:对所述浓缩液进行化学软化处理,以降低所述浓缩液的硬度; 步骤S2:选用微滤膜对所述步骤SI的出水进行过滤,以去除所述浓缩液中的悬浮固体; 步骤S3:选用碟管式反渗透膜对所述步骤S2的出水进行反渗透处理,以得到回用出水。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述垃圾渗滤液浓缩液为垃圾渗滤液经纳滤和/或反渗透处理后得到浓缩液。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤SI进一步包括: 步骤Sll:将所述浓缩液充分混合; 步骤S12:加入氢氧化钙并调节所述浓缩液的pH,以形成沉淀和/或胶体,降低所述浓缩液的硬度; 步骤S13:加入氢氧化钠并调节所述浓缩液的pH,以去除所述浓缩液中剩余的硬度。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述步骤S12中,调节所述浓缩液的pH至 11-11.5o
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述步骤S13中,调节所述浓缩液的pH至 11.5-12.5o
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤S2中选用耐氧化性、耐酸碱性、强度高的所述微滤膜。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤S2中选用错流过滤方式对所述步骤SI的出水进行过滤。
8.一种基于权利要求1至7之一所述方法的浓缩液处理装置,包括: 化学软化单元,用于对所述浓缩液进行化学软化处理,以降低所述浓缩液的硬度; 微滤膜单元,用于对所述化学软化单元的出水进行过滤,以去除所述浓缩液中的悬浮固体; 反渗透单元,包括碟管式反渗透膜,用于对所述微滤膜单元的出水进行反渗透处理。
9.根据权利要求8所述的处理装置,其特征在于,所述化学软化单元包括: 中间水池,用于对所述浓缩液进行混合; 混合池,用于加入氢氧化钙并调节所述浓缩液的pH,以形成沉淀和/或胶体,降低所述浓缩液的硬度; 反应池,用于加入氢氧化钠并调节所述浓缩液的pH,以去除所述浓缩液中剩余的硬度。
10.根据权利要求8所述的处理装置,其特征在于,所述微滤膜单元选用耐氧化性、耐酸碱性、强度高的微滤膜。
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