CN109836020B - 一种用于老龄垃圾渗滤液零排放的处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于老龄垃圾渗滤液零排放的处理系统及方法，包括：单级DTRO处理系统、两级AO‑MBR处理系统和强制循环MVR处理系统等系统；老龄垃圾渗滤液经酸预处理软化后进行单级DTRO处理，得到DTRO产水和反渗透浓缩液；反渗透浓缩液进行异相结晶软化处理，得到软化产水和结晶软化污泥；软化产水进行强制循环MVR处理，得到蒸发产水和蒸发母液；DTRO产水和蒸发产水进行两级AO‑MBR处理，达标产水；蒸发母液进行蒸发结晶，得到高沸母液和冷却结晶盐；高沸母液进行喷雾干化或固化稳定化处理，产生的固废进行无害化填埋；结晶软化污泥和冷却结晶盐进行高压板框脱水，产生的固废进行无害化填埋。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾渗滤液处理技术领域，具体涉及一种用于老龄垃圾渗滤液零排放的处理系统及方法。
背景技术
生活垃圾卫生填埋一直是我国处理生活垃圾的基本途径，填埋过程中产生大量高浓度、高色度的垃圾渗滤液，具有成分复杂、污染物浓度高、无机盐含量高、色度高且恶臭等问题，处理难度极大。
国家和行业内逐渐认识到生活垃圾卫生填埋及垃圾渗滤液所带来的大量负面问题，正积极推广垃圾焚烧发电作为生化垃圾的最终无害化处理途径。因此，越来越多填埋场垃圾渗滤液转化为老龄垃圾渗滤液，老龄垃圾渗滤液具有C/N比极低、无机盐含量高、可生化性低等一系列问题，其无害化处理成为垃圾渗滤液处理的重要课题。
目前我国生活垃圾填埋场约2000多座，随着填埋场的逐渐老龄化，原有传统生化+MBR+NF/RO处理系统逐渐无法适应水质的变化，并且对于纳滤和反渗透系统产生的浓缩液尚无合理的处理技术。因此，老龄垃圾渗滤液的处理成为困扰垃圾渗滤液处理的重点、难点问题，亟待解决。
发明内容
针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种用于老龄垃圾渗滤液零排放的处理系统及方法。
本发明公开了一种用于老龄垃圾渗滤液零排放的处理系统，包括：酸调节池、单级DTRO处理系统、两级AO-MBR处理系统、异相结晶软化反应器、强制循环MVR处理系统、结晶反应釜、喷雾干化处理系统或固化稳定化处理系统、高压板框脱水系统；
老龄垃圾渗滤液与所述酸调节池的进水口相连，所述酸调节池的出水口与所述单级DTRO处理系统的进水口相连，所述单级DTRO处理系统的出水口与所述两级AO-MBR处理系统的进水口相连；
所述单级DTRO处理系统的反渗透浓缩液出口与所述异相结晶软化反应器的进水口相连，所述异相结晶软化反应器的软化产水口与所述强制循环MVR处理系统的进水口相连，所述异相结晶软化反应器的结晶软化污泥出口与所述高压板框脱水系统的进口相连；
所述强制循环MVR处理系统的蒸发产水口与所述两级AO-MBR处理系统的进水口相连，所述强制循环MVR处理系统的蒸发母液出口与所述结晶反应釜的进口相连，所述结晶反应釜的高沸母液出口与所述喷雾干化处理系统或固化稳定化处理系统的进口相连，所述结晶反应釜的冷却结晶盐出口与所述高压板框脱水系统的进口相连。
作为本发明的进一步改进，所述两级AO-MBR处理系统的出水口达标产水，所述高压板框脱水系统的固废出口进行无害化填埋，所述喷雾干化处理系统或固化稳定化处理系统的固废出口进行无害化填埋。
作为本发明的进一步改进，所述单级DTRO处理系统的进水压力为30～90bar。
作为本发明的进一步改进，所述异相结晶软化反应器为曝气内循环反应器。
作为本发明的进一步改进，所述喷雾干化处理系统为一体化喷雾干化机。
本发明还提供一种用于老龄垃圾渗滤液零排放的处理方法，包括：
老龄垃圾渗滤液经酸预处理软化后进行单级DTRO处理，得到DTRO产水和反渗透浓缩液；
所述反渗透浓缩液进行异相结晶软化处理，得到软化产水和结晶软化污泥；
所述软化产水进行强制循环MVR处理，得到蒸发产水和蒸发母液；
所述DTRO产水和蒸发产水进行两级AO-MBR处理，达标产水；
所述蒸发母液进行蒸发结晶，得到高沸母液和冷却结晶盐；
所述高沸母液进行喷雾干化或固化稳定化处理，产生的固废进行无害化填埋；
所述结晶软化污泥和冷却结晶盐进行高压板框脱水，产生的固废进行无害化填埋。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过单级DTRO处理系统、两级AO-MBR处理系统、强制循环MVR处理系统和喷雾干化/固化稳定化处理系统的组合，不仅能够有效实现老龄垃圾渗滤液的有效处理，还可以克服传统的生活垃圾渗滤液膜浓缩液处理的弊端，真正实现垃圾渗滤液处理系统的零排放。
附图说明
图1为本发明一种实施例公开的用于老龄垃圾渗滤液零排放的处理系统的结构示意图；
图2为本发明一种实施例公开的用于老龄垃圾渗滤液零排放的处理方法的流程图。
图中：
1、酸调节池；2、单级DTRO处理系统；3、两级AO-MBR处理系统；4、异相结晶软化反应器；5、强制循环MVR处理系统；6、结晶反应釜；7、喷雾干化/固化稳定化处理系统；8、高压板框脱水系统。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供一种用于老龄垃圾渗滤液零排放的处理系统及方法，处理系统包括单级DTRO处理系统(单级碟管式反渗透系统)、两级AO-MBR处理系统、异相结晶软化反应器、强制循环MVR处理系统(机械压缩蒸发MVR反应器)、结晶反应釜、喷雾干化处理系统或固化稳定化处理系统、高压板框脱水系统等。处理方法为针对老龄垃圾填埋场渗滤液可生化性低、无机盐含量高等特点而设计的一种零排放处理工艺，本发明通过单级DTRO处理系统和强制循环MVR处理系统分离大部分污染物和产水，分离后的产水进入两级AO-MBR处理系统进一步去除污染物，实现出水达标。单级DTRO处理系统产生的浓缩液及强制循环MVR处理系统的蒸发母液通过异相结晶软化反应器、喷雾干化处理系统或固化稳定化处理系统、高压板框脱水等技术实现无害化处理，最终实现垃圾渗滤液的零排放，解决了传统老龄垃圾渗滤液处理的难点。
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
如图1所示，本发明提供一种用于老龄垃圾渗滤液零排放的处理系统，包括：酸调节池1、单级DTRO处理系统2、两级AO-MBR处理系统3、异相结晶软化反应器4、强制循环MVR处理系统5、结晶反应釜6、喷雾干化处理系统或固化稳定化处理系统7和高压板框脱水系统8；其中：
老龄垃圾渗滤液与酸调节池1的进水口相连，酸调节池1的出水口与单级DTRO处理系统2的进水口相连，单级DTRO处理系统2的出水口与两级AO-MBR处理系统3的进水口相连，两级AO-MBR处理系统3的出水口达标产水；单级DTRO处理系统2的反渗透浓缩液出口与异相结晶软化反应器4的进水口相连，异相结晶软化反应器4的软化产水口与强制循环MVR处理系统5的进水口相连，异相结晶软化反应器4的结晶软化污泥出口与高压板框脱水系统8的进口相连，高压板框脱水系统8的固废出口进行无害化填埋；强制循环MVR处理系统5的蒸发产水口与两级AO-MBR处理系统3的进水口相连，强制循环MVR处理系统5的蒸发母液出口与结晶反应釜6的进口相连，结晶反应釜6的高沸母液出口与喷雾干化处理系统或固化稳定化处理系统7的进口相连，喷雾干化处理系统或固化稳定化处理系统7的固废出口进行无害化填埋；结晶反应釜6的冷却结晶盐出口与高压板框脱水系统8的进口相连，高压板框脱水系统8的固废出口进行无害化填埋。
进一步，本发明的上述连接均通过管道进行连接，管道上可设有阀门和对应的动力泵(水泵)。
进一步，本发明的单级DTRO处理系统2使用成套单级碟管式反渗透(DTRO)进行无机盐、有机污染物及其他有毒有害物质的分离；DTRO进水压力从30-90bar之间，回收率在60％-90％之间；单级DTRO处理系统2由保安过滤器、进水泵、增压泵、反渗透膜组件、加药及清洗系统组成，出水无需设置吹脱、加酸调节系统。
进一步，本发明的两级AO-MBR处理系统3中的MBR系统可以采用浸没式或外置式MBR皆可。
进一步，本发明的异相结晶软化反应器4采用曝气内循环反应器，而非传统多级混凝沉淀软化。
进一步，本发明的强制循环MVR处理系统5采用强制循环结晶MVR反应器，而非卧式喷淋反应器；强制循环MVR处理系统5由蒸汽压缩机、强制循环泵、换热器、加热室、分离室、加热器等组成，强制循环MVR处理系统5的冷凝水不需要设置酸碱气洗或高级氧化等等深度处理系统。
进一步，本发明的喷雾干化处理系统为一体化喷雾干化机，采用机械高速离心式雾化器(机械传动)，使得液体能够一次干燥成粉粒产品；固化稳定化系统通过添加石灰、水泥、亚硫酸铁等其他药剂进行混合后实现固化稳定化。
如图2所示，基于图1所示的处理系统，本发明提供一种用于老龄垃圾渗滤液零排放的处理方法，包括：
老龄垃圾渗滤液经酸预处理软化后进行单级DTRO处理，得到DTRO产水和反渗透浓缩液；其中，通过加酸预处理软化将老龄垃圾渗滤液浓缩液中氨氮转化为离子态氨氮，通过单级DTRO系统去除渗滤液中绝大部分的氨氮、总氮、有机污染物，降低进入两级AO+MBR系统中的污染物负荷；
反渗透浓缩液进行异相结晶软化处理，得到软化产水和结晶软化污泥；其中，通过在异相结晶软化反应器中添加NaOH、Na2CO3等药剂对浓缩液进行软化，去除浓缩液中的有机物及易结垢的钙镁离子，最终以沉淀污泥的形式排出系统，经过异相结晶软化沉淀后出水硬度和有机物浓度降低；
软化产水进行强制循环MVR处理，得到蒸发产水和蒸发母液；其中，通过强制循环MVR处理产生蒸汽及蒸汽压缩机二次蒸汽提高潜热，对结晶软化出水进行加热将其转化成低污染冷凝水；
DTRO产水和蒸发产水进行生化处理及MBR膜过滤，去除氨氮、总氮及其他有机污染物，达标产水；
蒸发母液进入结晶反应釜内，通过自然冷却分离出高沸母液及冷却结晶盐，实现无机盐分离，得到高沸母液和冷却结晶盐；
高沸母液可直接进行喷雾干化或固化稳定化处理，产生的固废进行无害化填埋；其中，通过高温喷雾干化，将高沸母液中高沸有机污染物进行干化，或进入固化稳定化系统最终实现该部分污染物的无害化处理；
结晶软化污泥和冷却结晶盐进行高压板框脱水，产生的固废进入无害化垃圾填埋场进行无害化填埋；其中，脱水后污泥含水率降低至60％以下。
进一步，单级DTRO处理系统为保证运行正常提高出水水质指标，需添加阻垢剂与还原剂，并进行预处理加酸，提高氨氮截留率；DTRO出水与蒸发冷凝水进行混合后，通过传统两级AO+MBR处理系统处理后，去除剩余有机物及氨氮，实现产水达标排放。
进一步，异相结晶软化反应器4通过添加NaOH将其pH值提高至11.5以上，通过Ca/CO3等摩尔比添加Na2CO3与钙离子发生反应，最终实现钙离子的去除，将结晶软化后钙镁离子浓度降低至100mg/L以下。
进一步，强制循环MVR对结晶软化后渗滤液浓缩液进行蒸发，产水以蒸馏水的形式排出，污染物和盐分的累积，直至达到过饱和状态实现结晶。强制循环蒸发系统蒸发冷凝水排入两级AO+MBR处理系统，经过生化处理，保证蒸发系统出水达标。
进一步，蒸发系统母液经结晶反应釜进行结晶盐分离回收，蒸发结晶蒸发母液排入结晶反应釜，结晶反应釜高沸母液进入喷雾干化系统，喷雾干化系统采用机械离心雾化器，料液经雾化后，表面积大大增加，在与热风接触过程中，瞬间就可以蒸发95-98％的水分，干燥时间仅需数秒钟。热风分配器的方向和角度采用可调式结构，能确保雾滴与热风的充分接触，干粉回收率达到90％以上。
进一步，异相结晶软化反应器结晶污泥含有一定的Mg(OH)2，与结晶反应釜结晶盐进行混合后，需使用板框脱水机进行固液分离，污泥含水率降低至60％以下。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于老龄垃圾渗滤液零排放的处理系统，其特征在于，包括：酸调节池、单级DTRO处理系统、两级AO-MBR处理系统、异相结晶软化反应器、强制循环MVR处理系统、结晶反应釜、喷雾干化处理系统或固化稳定化处理系统、高压板框脱水系统；其中，所述异相结晶软化反应器为曝气内循环反应器，所述喷雾干化处理系统为一体化喷雾干化机；
老龄垃圾渗滤液与所述酸调节池的进水口相连，所述酸调节池的出水口与所述单级DTRO处理系统的进水口相连，所述单级DTRO处理系统的出水口与所述两级AO-MBR处理系统的进水口相连；
所述单级DTRO处理系统的反渗透浓缩液出口与所述异相结晶软化反应器的进水口相连，所述异相结晶软化反应器的软化产水口与所述强制循环MVR处理系统的进水口相连，所述异相结晶软化反应器的结晶软化污泥出口与所述高压板框脱水系统的进口相连；
所述强制循环MVR处理系统的蒸发产水口与所述两级AO-MBR处理系统的进水口相连，所述强制循环MVR处理系统的蒸发母液出口与所述结晶反应釜的进口相连，所述结晶反应釜的高沸母液出口与所述喷雾干化处理系统或固化稳定化处理系统的进口相连，所述结晶反应釜的冷却结晶盐出口与所述高压板框脱水系统的进口相连。
2.如权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述两级AO-MBR处理系统的出水口达标产水，所述高压板框脱水系统的固废出口进行无害化填埋，所述喷雾干化处理系统或固化稳定化处理系统的固废出口进行无害化填埋。
3.如权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述单级DTRO处理系统的进水压力为30~90bar。
4.一种用于老龄垃圾渗滤液零排放的处理方法，其特征在于，包括：
老龄垃圾渗滤液经酸预处理软化后进行单级DTRO处理，得到DTRO产水和反渗透浓缩液；
所述反渗透浓缩液进行异相结晶软化处理，得到软化产水和结晶软化污泥；
所述软化产水进行强制循环MVR处理，得到蒸发产水和蒸发母液；
所述DTRO产水和蒸发产水进行两级AO-MBR处理，达标产水；
所述蒸发母液进行蒸发结晶，得到高沸母液和冷却结晶盐；
所述高沸母液进行喷雾干化或固化稳定化处理，产生的固废进行无害化填埋；
所述结晶软化污泥和冷却结晶盐进行高压板框脱水，产生的固废进行无害化填埋。
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