CN107915353A - 一种安全的渗滤液超低排放处理系统 - Google Patents

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瞿兆舟
白力
周大伦
陈宏伟
张桂仙
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Abstract

本发明涉及一种安全的渗滤液超低排放处理系统，分三个部分，包括超滤+纳滤+反渗透系统、二级物料膜系统、化学软化膜+STRO系统；其中，超滤+纳滤+反渗透系统是采用30nm超滤膜孔径，以提升产水水质，降低后续系统运行压力提升安全等级；二级物料膜系统提取腐殖酸，进一步将纳滤产水量由传统工艺的85％提升到95％；化学软化膜+STRO系统中软化膜采用30nmPTFE材质超滤，以提升产水水质同时STRO采用旋转式流道，进一步降低系统运行压力。

Description

一种安全的渗滤液超低排放处理系统
技术领域
本发明涉及一种生活垃圾焚烧厂渗滤液处理工艺，尤其是垃圾渗滤液浓水处理技术的改进。
背景技术
目前国内垃圾焚烧发电厂垃圾渗滤液深度处理多采用超滤+纳滤+反渗透处理技术，其中纳滤及反渗透浓水产量远大于焚烧厂可消耗的浓水量，因此造成渗滤液高峰期浓水无法全量消耗，从而影响垃圾发电厂垃圾进厂量，不仅影响发电厂效益，同时造成城乡生活垃圾出现积存，并对环境造成污染。
传统的渗滤液浓水处理系统，如CN201610677052.1，通过将纳滤系统的浓水出口连接MBR系统的进口端，反渗滤系统的浓水出口连接浓水池，浓水池同时连接半干法脱酸系统和飞灰固化系统的方法来实现浓水的零排放。又如CN 104787929A，通过化学软化+微滤膜+DTRO膜工艺对浓缩液进行减量的方法来实现渗滤液零排放。
但由于纳滤浓缩液中硬度及盐分会不断积累，从而导致如专利号CN201610677052.1中所采用的纳滤系统运行压力升高，结垢风险加大，因而直接影响系统安全稳定运行。专利号CN104787929A中利用化学软化的方式降低了浓缩液中的硬度，但微滤膜由于过滤孔径处于微米级，因此胶体及溶解性物质透过率较高，从而造成后续DTRO系统运行时间延长，运行压力提升，运行功率增加，不仅不经济而且运行压力会提升到9～14MPa，影响运行安全性，导致膜片结垢严重、爆裂，不仅导致渗滤液处理效率降低，而且可能对操作人员人身安全造成威胁。
发明内容
本发明的目的克服上述现有技术的不足，从安全、经济、稳定运行角度出发提出一种安全的渗滤液超低排放处理系统。
本发明的具体技术方案如下：
一种安全的渗滤液超低排放处理系统，所述方法分三个部分，包括超滤+纳滤+反渗透系统、二级物料膜系统、化学软化膜+STRO系统；其中，超滤+纳滤+反渗透系统是采用30nm超滤膜孔径，提升产水水质，降低后续系统运行压力提升安全等级；二级物料膜系统提取腐殖酸，进一步将纳滤产水量由传统工艺的85％提升到95％；化学软化膜+STRO系统中软化膜采用30nmPTFE材质超滤，提升产水水质同时STRO采用旋转式流道，进一步降低系统运行压力，更安全，经济。
进一步的，超滤产水进入纳滤系统处置，纳滤浓水采用二级物料膜进行处置，物料膜产水与纳滤产水混合后进入反渗透系统中，二级物料膜产生的4.5％浓水用于飞灰固化螯合剂配制，0.5％腐殖酸用于制作肥料或回喷至焚烧炉。
进一步的，纳滤产水进入反渗透系统中，反渗透产水直接进入循环冷却塔中回用。
进一步的，反渗透浓水通过化学预处理后进入过滤孔径为30nm的超滤膜，去除硬度及悬浮物，由于过滤孔径小，产水水质得到有效提升，降低后续膜系统运行压力，降低运行风险，软化产生的污泥经脱水后入炉焚烧。
进一步的，软化膜产水进入STRO系统进行处置，由于化学软化超滤膜产水水质提升，能有效降低后续反渗透运行压力，提升产水水质，STRO产水回用于循环冷却塔，浓水回用于焚烧厂烟气净化半干法石灰浆制浆系统。
本发明的有益效果是：
⑴由于本发明渗滤液深度处理方法，分级处理，从超滤源头提升产水水质，逐级减缓运行压力，提升运行安全等级。⑵利用物料膜技术处置纳滤浓水，在降低能耗及运行压力同时，将纳滤产水率由85％提升至95％的极致水平。⑶利用化学软化膜处置反渗透浓水，不仅提升了浓水产水水质，而且有效降低后续STRO系统运行压力2MPa以上，提升了安全等级，延长了运行时间，降低了能耗。⑷通过上述改造可延长浓水处理系统使用寿命20％以上，维护周期延长20％以上，能耗降低10％以上，大大降低了运营成本，提升了运行安全等级。
附图说明
图1为现有技术中渗滤液深度处理工艺流程图。
图2为本发明中垃圾渗滤液深度处理工艺流程。
图3为本发明方案中垃圾渗滤液浓水深度处理工艺流程图。
图4为反渗透浓水通过化学预处理后的工艺流程图；
图5为反渗透浓水的处理示意图。
具体实施方式
⑴如图1所示，现有技术中渗滤液深度处理主要采用超滤+纳滤+反渗透处理工艺，系统最终淡水回收率为60％左右，40％左右浓水主要靠焚烧厂进行消化。⑵如图2、图3所示，好氧产水后端采用30nm外置式大流量超滤膜，不仅可提升超滤产水水量，且过滤孔径提升能有效提高产水水质，降低后续系统运行压力。纳滤系统浓水采用二级物料膜进行处置，物料膜产水与纳滤产水混合后进入反渗透系统中，二级物料膜产生的4.5％浓水用于飞灰固化，0.5％腐殖酸用于制作肥料或回喷至焚烧炉。纳滤产水进入反渗透系统中，反渗透产水直接进入循环冷却塔中回用。⑶如图4、图5所示，反渗透浓水通过化学预处理后进入过滤孔径为30nm的PTFE超滤膜，去除硬度及悬浮物，由于过滤孔径小，产水水质得到有效提升，降低后续膜系统运行压力，降低运行风险，软化产生的污泥经脱水后入炉焚烧。软化膜产水进入STRO系统进行处置，由于化学软化超滤膜产水水质提升，能有效降低后续高压反渗透运行压力，节约能耗，提升产水水质。STRO产水回用于循环冷却塔，浓水回用于焚烧厂烟气净化半干法石灰浆制浆系统及飞灰固化螯合剂配制。⑷如表1、表2所示，采用新工艺后产水水质符合产水要求，同时系统运行压力处于可控安全范围之内。⑸如表3、表4所示，采用新工艺后不仅产水水量得到明显提升，产水率也较现有技术有明显提升。
采用较为先进的30nm超滤系统提升了产水水质，使后续纳滤及反渗透系统运行压力明显降低，能耗也随之降低。纳滤系统采用物料膜技术，不仅提升了由于浓水系统运行压力得到明显降低，浓水处理系统使用寿命延长20％以上，维护周期延长20％以上，能耗降低10％以上，大大降低了运营成本，提升了安全等级。
本发明的特地是①采用30纳米过滤孔径的管式超滤膜替代传统100纳米浸没式超滤膜提升超滤产水水质，提升后续系统产水水质，降低运行压力；②采用二级物料膜处理纳滤浓水提取腐殖酸将提升纳滤产水率至95％；③通过一级二段式反渗透膜处理纳滤产水，在系统稳定运行前提下，提升反渗透产水率及水质；④采用“化学软化膜+STRO膜”取代“化学软化+微滤膜+DTRO”工艺处理反渗透浓水，在产水率及产水水质相同的情况下，降低末端系统运行压力，提升安全等级，降低能耗，延长膜系统使用寿命；⑤纳滤浓缩液用于石灰浆制浆，渗滤液浓缩液通过继续深度浓缩后产生的浓浓液，用于石灰浆制浆及飞灰固化系统配制药剂，物料膜产生的腐殖酸用于制作肥料或通过渗滤液回喷入炉系统。
表1
注：以国内某垃圾焚烧发电项目1000t/d渗滤液处理站7-9月份系统平均出水指标(传统工艺)为依据，出水标准参照《城市再生利用工业用水水质》标准(GB19923-2005)中表2敞开式循环冷却水水质标准。
表2
注：以国内某垃圾焚烧发电项目1000t/d渗滤液处理站7-9月份系统出水指标(本发明改进工艺)为依据，出水标准参照《城市再生利用工业用水水质》标准(GB19923-2005)中表2敞开式循环冷却水水质标准。
表3
注：以国内某垃圾焚烧发电项目1000t/d渗滤液处理站7-9月份系统出水率(传统工艺)为依据。
表4
注：以国内某垃圾焚烧发电项目1000t/d渗滤液处理站7-9月份系统出水率(本发明工艺)为依据。

Claims (5)

1.一种安全的渗滤液超低排放处理系统，其特征在于，分三个部分，包括超滤+纳滤+反渗透系统、二级物料膜系统、化学软化膜+STRO系统；其中，超滤+纳滤+反渗透系统是采用30nm超滤膜孔径，以提升产水水质，降低后续系统运行压力提升安全等级；二级物料膜系统提取腐殖酸，进一步将纳滤产水量由传统工艺的85％提升到95％；化学软化膜+STRO系统中软化膜采用30nmPTFE材质超滤，以提升产水水质同时STRO采用旋转式流道，进一步降低系统运行压力。
2.根据权利要求1所述的一种安全的渗滤液超低排放处理系统，其特征在于，所述超滤产水进入纳滤系统处置，纳滤浓水采用二级物料膜进行处置，物料膜产水与纳滤产水混合后进入反渗透系统中，二级物料膜产生的4.5％浓水用于飞灰固化螯合剂配制，0.5％腐殖酸用于制作肥料或回喷至焚烧炉。
3.根据权利要求1所述的一种安全的渗滤液超低排放处理系统，其特征在于，纳滤产水进入反渗透系统中，反渗透产水直接进入循环冷却塔中回用。
4.根据权利要求1所述的一种安全的渗滤液超低排放处理系统，其特征在于，反渗透浓水通过化学预处理后进入过滤孔径为30nm的超滤膜，去除硬度及悬浮物，软化产生的污泥经脱水后入炉焚烧。
5.根据权利要求1所述的一种安全的渗滤液超低排放处理系统，其特征在于，软化膜产水进入STRO系统进行处置，STRO产水回用于循环冷却塔，浓水回用于焚烧厂烟气净化半干法石灰浆制浆系统。
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