CN107416974A - 一种垃圾渗滤液处理系统及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种垃圾渗滤液处理系统及处理方法,所述垃圾渗滤液处理系统包括依次设置的缺氧池、好氧池以及膜池;其中,所述好氧池内设置有纯氧曝气装置。根据本发明提供的垃圾渗滤液处理系统,在好氧池内设置纯氧曝气装置,可以提高垃圾渗滤液处理系统的氧利用率、降低污泥体积指数和挥发性有机化合物的排放量、减少设备数量和配套设施,从而降低垃圾发电厂的成本。
Description
技术领域
本发明涉及渗滤液处理领域,具体地,本发明涉及一种垃圾渗滤液处理系统及处理方法。
背景技术
垃圾焚烧发电是近年来一种新的城市垃圾处理方式。垃圾焚烧厂在对垃圾进行焚烧前必须将新鲜垃圾在垃圾储坑中储存3-5天进行发酵熟化,以达到沥产水份、提高热值的目的,才能保证后续焚烧炉的正常运行,储存过程中的沥出液即为焚烧厂垃圾渗滤液。垃圾渗滤液属于高浓度有机渗滤液、成分复杂,水质水量变化大且呈非周期性,这无疑给对其进行有效而稳定的处理带来较大困难,对它的处理是国内外水处理界的难题。
目前垃圾焚烧发电厂的垃圾渗滤液主流处理工艺为“预处理+上流式厌氧污泥床反应器(Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket,UASB)+A/O工艺+超滤(UF)”,该工艺在A/O工艺的好氧处理单元通常采用空气曝气活性污泥法,其氧气利用率与曝气装置的浸没深度成正比,然而曝气装置的动力效率却与曝气装置的浸没深度成反比,故其氧转移效率受到较大限制,约为25%,相对较低。现有空气曝气普遍采用鼓风射流曝气工艺,因渗滤液中存在洗涤剂、胶体有机物等表面活性剂,在曝气过程中,会出现大量小而质轻的白褐色不稳定泡沫,这类渗滤液属于高分子合成物质,可生化性较差,泡沫产生量太大就会从池中溢出,引起外部设备、外部池壁的严重污染,使操作条件恶化,严重影响周围环境。此外,采用空气曝气需配套设置鼓风机,进而需建设鼓风机房,便带来能耗高、工程造价高、占地面积大等问题,并且鼓风机在运行过程中产生极大的噪声,运行环境较差。
因此,有必要提出一种新的垃圾渗滤液处理系统,以解决上述问题。
发明内容
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。
本发明提供一种垃圾渗滤液处理系统,其包括依次设置的缺氧池、好氧池以及膜池;其中,所述好氧池内设置有纯氧曝气装置。
进一步,所述膜池内设置有帘式超滤膜。
进一步,所述膜池内设置有鼓风曝气装置。
进一步,所述膜池底部设置有回流管道,配置为将硝化液回流至所述缺氧池。
进一步,所述纯氧曝气装置包括电动机、变速箱、浮筒、导流筒和双螺旋推进器。
进一步,所述垃圾渗滤液处理系统还包括设置于所述缺氧池前端的厌氧池。
进一步,所述垃圾渗滤液处理系统还包括设置于所述厌氧池前端的预处理单元。
进一步,所述垃圾渗滤液处理系统还包括设置于所述膜池后端的深度处理单元。
本发明还提供一种垃圾渗滤液处理方法,其包括:
将垃圾渗滤液进行反硝化反应处理;
将所述反硝化反应处理的产水进行硝化反应处理,在所述硝化反应处理中进行纯氧曝气;
将所述硝化反应处理的产水进行超滤处理。
进一步,所述垃圾渗滤液在进行所述反硝化反应之前还包括分解有机物的步骤。
进一步,所述垃圾渗滤液在进行所述反硝化反应之前还包括预处理步骤。
进一步,还包括将所述超滤处理的产水进行深度处理的步骤。
进一步,所述超滤处理的硝化液回流至所述反硝化反应处理中。
根据本发明提供的垃圾渗滤液处理系统,在好氧池内设置纯氧曝气装置,可以提高垃圾渗滤液处理系统的氧利用率、降低污泥体积指数和挥发性有机化合物的排放量、减少设备数量和配套设施,从而降低垃圾发电厂的成本。
附图说明
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,
图1为本发明的垃圾渗滤液处理系统的示意图;
图2为本发明的垃圾渗滤液处理方法的流程图。
附图标识
1、缺氧池 2、好氧池
3、膜池 4、纯氧曝气装置
5、帘式超滤膜 6、鼓风曝气装置
7、回流管道
具体实施方式
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。
为了彻底理解本发明,将在下列的描述中提出详细的步骤,以便阐释本发明提出的垃圾渗滤液处理系统及处理方法。显然,本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本发明还可以具有其他实施方式。
应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
[实施例一]
本发明提供一种垃圾渗滤液处理系统,如图1所示,包括依次设置的缺氧池1、好氧池2以及膜池3;其中,所述好氧池2内设置有纯氧曝气装置4,所述膜池3内设置有帘式超滤膜5、鼓风曝气装置6,所述膜池3底部还设置有与所述缺氧池1相连通的回流管道7。
在本发明提供的垃圾渗滤液处理系统中,还包括设置于所述缺氧池1前端的厌氧池,以及设置于所述厌氧池前端的预处理单元。
预处理单元用于对垃圾渗滤液进行预处理。由于垃圾渗滤液具有有机物含量高、重金属离子含量高、氨氮含量高、盐分高和可生化性差的特点,预处理单元采用混凝沉淀,具体地,在混凝池中加入混凝剂、助凝剂,其与渗滤液充分混合后进行沉淀可以去除渗滤液中重金属离子、碱土金属(钙、镁)、某些非重金属(砷、氟、硫、硼)等,同时渗滤液中的悬浮物、大分子有机物及胶体物质也得以去除。
厌氧池用于将渗滤液中的有机物分解、代谢、消化,使得渗滤液中的有机物含量大幅减少。具体地,厌氧池包括上流式厌氧污泥床反应器(Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket,UASB),UASB由污泥反应区、气液固三相分离器和气室三部分组成。在UASB底部的污泥反应区内存留大量厌氧污泥,需要处理的渗滤液从UASB底部流入与厌氧污泥进行混合,污泥中的厌氧细菌分解渗滤液中的有机物,将其转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出并在上升过程中不断合并,形成较大的气泡,由于沼气的搅动,在污泥反应区的上部污泥浓度较稀薄的污泥、水和沼气一起上升进入三相分离器,沼气碰到三相分离器下部的反射板时,折向反射板的四周,然后穿过水层进入气室,并在气室集中。污泥和水形成的固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区,渗滤液中的污泥发生絮凝沉降,沿着斜壁滑回污泥反应区内,与污泥分离后的产水从沉淀区溢流堰上部溢出,进入A/O工艺段进一步处理。
本发明提供的垃圾渗滤液处理系统中,A/O工艺段包括缺氧池1和好氧池2。
渗滤液在所述缺氧池1中进行反硝化反应,具体地,厌氧池产水进入缺氧池1中,在缺氧条件下反硝化菌利用渗滤液中的有机碳将硝态氮还原为氮气,在脱氮的同时降低了有机负荷,并补充了后续硝化反应的碱度,同时部分悬浮污染物被吸附并分解,提高了渗滤液的可生化性。
接下来渗滤液进入好氧池2中进行硝化反应,具体地,在好氧条件下硝化菌将渗滤液中的氨氮氧化为硝态氮,同时渗滤液中残余的有机物被进一步降解。
示例性地,所述好氧池2中设置有纯氧曝气装置4。所述纯氧曝气装置4包括电动机、变速箱、浮筒、导流筒和双螺旋推进器,用于对好氧池2进行机械增氧:氧气从浮筒顶部注入,随叶轮转动吸入导流筒,从而使氧气在低电耗的状态下溶解,浮筒可以使未溶解的氧气再次随叶轮转动引入导流筒,从而提高氧气的使用效率。与现有技术中惯常采用的空气曝气装置相比,本发明采用的纯氧曝气装置具有以下优点:(1)氧利用率高:由于空气曝气装置的氧利用率与空气曝气装置的浸没深度成正比,然而空气曝气装置的动力效率却与空气曝气装置的浸没深度成反比,因此空气曝气装置的氧利用率受到较大限制,约为25%,而纯氧曝气装置的氧利用率可达80%-90%;(2)传氧能力高效、快速,可使好氧池的污泥负荷提高1倍以上;(3)降低了污泥体积指数(SVI),从而避免污泥膨胀,剩余的污泥量减少了25%左右,降低了运行成本;(4)挥发性有机化合物(VOC)的排放量减少约99%,解决了臭气问题;(5)减少了设备数量和配套设施,从而降低了生产成本。
膜池3为浸没式超滤膜池,具体地,设置于膜池3中的超滤膜为帘式超滤膜,膜孔径为0.1μm~5μm,具有运行费用低、运行稳定、不断丝、清洗维护简单等优点。膜池3中还设置有鼓风曝气装置6,由于好氧池2中的纯氧曝气装置4曝气量少且搅动强度不足,不足以使溶解于硝化液中的二氧化碳溢出,因此导致硝化液碱度不足,pH偏低,不利于生化反应,故需利用膜池3中的鼓风曝气装置6对硝化液中的二氧化碳进行吹脱,以提高碱度,膜池3底部设置有与缺氧池1相连通的回流管道7,用于硝化液回流,吹脱后的硝化液回流至缺氧池1,可以有助于前端的反硝化反应和硝化反应。
所述垃圾渗滤液处理系统还包括设置于所述膜池3后端的深度处理单元,用于对膜池产水进行深度处理,以达到排放标准。
[实施例二]
本发明提供一种垃圾渗滤液处理方法,如图2所示,该处理方法的主要步骤包括:
步骤S201:将垃圾渗滤液进行反硝化反应处理;
步骤S202:将所述反硝化反应处理的产水进行硝化反应处理,在所述硝化反应处理中进行纯氧曝气;
步骤S203:将所述硝化反应处理的产水进行超滤处理。
本发明提供的垃圾渗滤液处理方法包括预处理步骤。
示例性地,所述预处理步骤采用混凝沉淀,具体地,在混凝池中加入混凝剂、助凝剂,其与渗滤液充分混合后进行沉淀可以去除渗滤液中重金属离子、碱土金属(钙、镁)、某些非重金属(砷、氟、硫、硼)等,同时渗滤液中的悬浮物、大分子有机物及胶体物质也得以去除。
本发明提供的垃圾渗滤液处理方法还包括分解有机物的步骤。
示例性地,所述分解有机物的步骤包括利用厌氧细菌将渗滤液中的有机物分解、代谢、消化,使得渗滤液中的有机物含量大幅减少。具体地,在上流式厌氧污泥床反应器(Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket,UASB)中,需要处理的渗滤液从UASB底部流入与厌氧污泥进行混合,污泥中的厌氧细菌分解渗滤液中的有机物,将其转化为沼气,使得渗滤液中的有机物含量大幅减少。
接下来,执行步骤S201,将垃圾渗滤液进行反硝化反应处理。
示例性地,经过上述步骤处理的产水进入缺氧池1中进行反硝化反应处理,具体地,在缺氧条件下反硝化菌利用渗滤液中的有机碳将硝态氮还原为氮气,在脱氮的同时降低了有机负荷,并补充了后续硝化反应的碱度,同时部分悬浮污染物被吸附并分解,提高了渗滤液的可生化性。
接下来,执行步骤S202,将所述反硝化反应处理的产水进行硝化反应处理,在所述硝化反应处理中进行纯氧曝气。
示例性地,经过反硝化反应处理的产水进入好氧池2中进行硝化反应处理,具体地,在好氧条件下硝化菌将渗滤液中的氨氮氧化为硝态氮,同时渗滤液中残余的有机物被进一步降解。
示例性地,所述硝化反应处理中进行纯氧曝气,以对好氧池2进行机械增氧。与现有技术中惯常采用的空气曝气相比,本发明采用的纯氧曝气具有以下优点:(1)氧利用率高:由于空气曝气的氧利用率与曝气装置的浸没深度成正比,然而曝气装置的动力效率却与曝气装置的浸没深度成反比,因此空气曝气的氧利用率受到较大限制,约为25%,而纯氧曝气的氧利用率可达80%-90%;(2)传氧能力高效、快速,可使好氧池的污泥负荷提高1倍以上;(3)降低了污泥体积指数(SVI),从而避免污泥膨胀,剩余的污泥量减少了25%左右,降低了运行成本;(4)挥发性有机化合物(VOC)的排放量减少约99%,解决了臭气问题;(5)减少了设备数量和配套设施,从而降低了生产成本。
接下来,执行步骤S203,将所述硝化反应处理的产水进行超滤处理。
示例性地,经过硝化反应处理的产水进入膜池3中,通过膜孔径为0.1μm~5μm的帘式超滤膜以进行超滤处理。
示例性地,所述超滤处理中进行鼓风曝气,由于硝化反应的纯氧曝气不足以使溶解于硝化液中的二氧化碳溢出,因此导致硝化液碱度不足,pH偏低,不利于生化反应,故需通过鼓风曝气对硝化液中的二氧化碳进行吹脱,以提高碱度。经过鼓风曝气处理的硝化液通过回流管道7回流至缺氧池1,以助于前端的反硝化反应和硝化反应。
本发明提供的垃圾渗滤液处理方法还包括将所述超滤处理的产水进行深度处理的步骤。
根据本发明提供的垃圾渗滤液处理系统,在好氧池内设置纯氧曝气装置,可以提高垃圾渗滤液处理系统的氧利用率、降低污泥体积指数和挥发性有机化合物的排放量、减少设备数量和配套设施,从而降低垃圾发电厂的成本。
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 (13)
1.一种垃圾渗滤液处理系统,其特征在于,包括依次设置的缺氧池、好氧池以及膜池;
其中,所述好氧池内设置有纯氧曝气装置。
2.如权利要求1所述的垃圾渗滤液处理系统,其特征在于,所述膜池内设置有帘式超滤膜。
3.如权利要求1所述的垃圾渗滤液处理系统,其特征在于,所述膜池内设置有鼓风曝气装置。
4.如权利要求1所述的垃圾渗滤液处理系统,其特征在于,所述膜池底部设置有回流管道,配置为将硝化液回流至所述缺氧池。
5.如权利要求1所述的垃圾渗滤液处理系统,其特征在于,所述纯氧曝气装置包括电动机、变速箱、浮筒、导流筒和双螺旋推进器。
6.如权利要求1所述的垃圾渗滤液处理系统,其特征在于,所述垃圾渗滤液处理系统还包括设置于所述缺氧池前端的厌氧池。
7.如权利要求6所述的垃圾渗滤液处理系统,其特征在于,所述垃圾渗滤液处理系统还包括设置于所述厌氧池前端的预处理单元。
8.如权利要求1所述的垃圾渗滤液处理系统,其特征在于,所述垃圾渗滤液处理系统还包括设置于所述膜池后端的深度处理单元。
9.一种垃圾渗滤液处理方法,其特征在于,包括:
将垃圾渗滤液进行反硝化反应处理;
将所述反硝化反应处理的产水进行硝化反应处理,在所述硝化反应处理中进行纯氧曝气;
将所述硝化反应处理的产水进行超滤处理。
10.如权利要求9所述的处理方法,其特征在于,所述垃圾渗滤液在进行所述反硝化反应之前还包括分解有机物的步骤。
11.如权利要求9所述的处理方法,其特征在于,所述垃圾渗滤液在进行所述反硝化反应之前还包括预处理步骤。
12.如权利要求9所述的处理方法,其特征在于,还包括将所述超滤处理的产水进行深度处理的步骤。
13.如权利要求9所述的处理方法,其特征在于,所述超滤处理的硝化液回流至所述反硝化反应处理中。
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