CN109970275A - 一种垃圾渗滤液的反渗透浓水处理方法 - Google Patents

一种垃圾渗滤液的反渗透浓水处理方法 Download PDF

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Abstract

一种垃圾渗滤液的反渗透浓水处理方法，所述的处理方法包括如下步骤：垃圾渗滤液浓水首先通过集水槽收集，收集后的浓水通过提升泵进入PH调整槽进行酸化处理，酸化处理后的浓水通入Fenton流化塔进行氧化处理，Fenton流化塔中段一部分氧化处理后的浓水回流至循环水泵进口另一部分流入混凝反应槽中进行混凝反应，混凝反应后再通入竖流沉淀池进行泥水分离，泥水分离后的浓水通入MBR反应器，泥水分离后的污泥排出到污泥调理罐，浓水在MBR反应器内进行MBR膜处理，污泥通过压滤机进行脱水后进填埋场填埋，脱水得到的滤液回流至集水槽；它具有处理效果优良，管理方便，自动化程度高，运行高效低耗等特点。

Description

一种垃圾渗滤液的反渗透浓水处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种垃圾渗滤液的反渗透浓水处理方法。
背景技术
圾渗滤液因其含有高浓度有机物、重金属、化学需氧量(COD)、氨氮及悬浮物(SS)等污染物是一种会对水体、土壤和大气产生严重污染的有机废水，必须经过处理后才能排放。
在生化处理工艺中，溶解性微生物代谢产物（SMP）是在有机物的生物降解过程中和微生物内源代谢过程中产生的，通过细胞裂解、细胞膜扩散、合成代谢损失等方式向周围环境中释放出的溶解性物质，SMP为不可生物降解的氧化反应副产物，研究表明，对于生活污水、食品废水等生化性较好的污水，SMP几乎占生化出水中COD的100%，即绝大部分的溶解性有机物质是在微生物代谢过程产生的，剩余的原始基质只占极少的一部分。
SMP组份复杂，分子量分布很广。既有低分子量的物质，又有高分子量的物质，已鉴定出组份包括腐植酸、多糖、蛋白质、核酸、有机酸、硫醇等。生化处理出水中高分子物质多于进水中原有的高分子量物质。有研究表明，随着生物污泥龄（SRT）的延长，代谢产物SMP组份的分子量有增加的趋势，SMP的生物降解性能逐渐降低，在MBR系统中，充分验证了SMP和SRT之间的这种关系。在皮特（Pitter）和楚多巴（Chudoba）的研究证明，根据不同的培养条件，不可降解排泄物在数量上，可占被去除COD量的2%-10%。排出的工业废水中，即使污水的生化性很好，但是污水经生化处理后的出水中依然含有一定量的COD，此部分COD多为（细胞代谢产物）SMP贡献，生化性能极差，而且此部分物质的产生量很难精确获取，我们引用皮特（Pitter）和楚多巴（Chudoba）的经验值分析，假设本项目的进水COD值为10000mg/L，SMP的产量约为200-1000mg/L，均超出了许可的排放限值。
因此在早期进行垃圾渗滤液处理系统工艺设计时，对于SMP的认识不够深入， 认为难降解有机物通过膜生物反应器（MBR）和NF、RO的截留，并将浓水回流至系统前端，可以通过长期的细菌筛选驯化，在渗滤液处理系统中培养出以此部分有机物为食物的细菌。但在系统实际运行中发现，SMP基本上没有任何生化性可言，而且在系统中通过膜的截留累积，使系统中的SMP含量越来越高，SMP会抑制正常活性污泥的活性，长期造成生化系统的瘫痪。这也是对原有渗滤液处理系统进行修正的原因。
膜生物反应器优异的污泥截留能力，使硝化反硝化工艺反应效率成倍提高，在渗滤液处理系统中具有不可替代性。后段的NF（纳滤）、RO（反渗透）工艺单元在搞清楚生化系统SMP的成因后，只是分离出SMP。因此后端的NF（纳滤）、RO（反渗透）系统浓水呈现出来的高COD低BOD特性，需要利用氧化工艺来进行达标处理。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种处理效果好、管理方便，自动化程度高，运行高效低耗的垃圾渗滤液的反渗透浓水处理方法。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种垃圾渗滤液的反渗透浓水处理方法，所述的处理方法包括如下步骤：
（1）预处理，垃圾渗滤液浓水首先通过集水槽收集，收集后的浓水通过提升泵进入PH调整槽，在PH调整槽内加入一定量的硫酸至PH调整槽内的PH为酸性，进行酸化处理，得到酸化处理后的浓水；
（2）氧化处理，酸化处理后的浓水通入Fenton流化塔，在Fenton流化塔内加入双氧水和硫酸亚铁进行氧化处理；
（3）中段回流，Fenton流化塔中段一部分氧化处理后的浓水回流至循环水泵进口；另一部分流入混凝反应槽；
（4）混凝反应，在混凝反应槽内加入一定量的氢氧化钠和PAM进行混凝反应；
（5）泥水分离，将混凝反应后的浓水通入竖流沉淀池，并在竖流沉淀池中进行泥水分离；将泥水分离后的浓水通入MBR反应器，泥水分离后的污泥排出到污泥调理罐；
（6）MBR膜处理，将通入的泥水分离后的浓水在MBR反应器内进行MBR膜处理，并将沉积的污泥排出到污泥调理罐；
（7）污泥调理，将步骤（5）和步骤（6）中排出的污泥进行调理，通过在污泥调理罐中加入PFS和PAM进行污泥调理，调理后的污泥通过压滤机进行脱水后进填埋场填埋，脱水得到的滤液回流至集水槽。
进一步地，所述步骤（1）中，浓水在PH调整槽内的停留时间不少于0.5小时，经酸化处理后的浓水pH值在2～3之间。
进一步地，所述步骤（2）中，酸化处理后的浓水在循环水泵的作用下进入Feton流化塔，Feton流化塔内均匀设置有穿孔管布水器，酸化处理后的浓水通过Feton流化塔内均匀分布的穿孔管布水器均匀地引入到Feton流化塔的底部，反应停留时间为3～4小时。
进一步地，所述步骤（4）中，先在混凝反应槽内加入氢氧化钠，将PH调整至7～8，再加入PAM进行搅拌混凝反应，反应停留时间不少于0.5小时。
进一步地，所述步骤（5）中，竖流沉淀池内的表面负荷不大于0.5m3/m2.h，在竖流沉淀池内的停留时间不少于2小时。
进一步地，所述步骤（6）中，MBR反应器内的膜组件采用中空纤维超滤膜，泥水分离后的浓水在MBR反应器内的停留时间不少于6小时。
本发明的有益技术效果在于：用本发明的方法进行垃圾渗滤液的NF+RO浓水处理，处理效果优良， 管理方便，自动化程度高，运行高效低耗，处理后的水质可达到甚至优于《污水综合排放标准》（GB8978－1996）一级排放标准，多项指标可达到生活杂用水标准。
附图说明
图1为本发明所述的反渗透浓水处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
如图1所示，本发明所述的一种垃圾渗滤液的反渗透浓水处理方法，所述的处理方法包括如下步骤：
（1）预处理，垃圾渗滤液浓水首先通过集水槽收集，收集后的浓水通过提升泵进入PH调整槽，在PH调整槽内加入一定量的硫酸至PH调整槽内的PH为酸性，进行酸化处理，得到酸化处理后的浓水；
（2）氧化处理，酸化处理后的浓水通入Fenton流化塔，在Fenton流化塔内加入双氧水和硫酸亚铁进行氧化处理；
（3）中段回流，Fenton流化塔中段一部分氧化处理后的浓水回流至循环水泵进口；另一部分流入混凝反应槽；
（4）混凝反应，在混凝反应槽内加入一定量的氢氧化钠和PAM进行混凝反应；
（5）泥水分离，将混凝反应后的浓水通入竖流沉淀池，并在竖流沉淀池中进行泥水分离；将泥水分离后的浓水通入MBR反应器，泥水分离后的污泥排出到污泥调理罐；
（6）MBR膜处理，将通入的泥水分离后的浓水在MBR反应器内进行MBR膜处理，并将沉积的污泥排出到污泥调理罐；
（7）污泥调理，将步骤（5）和步骤（6）中排出的污泥进行调理，通过在污泥调理罐中加入PFS和PAM进行污泥调理，调理后的污泥通过压滤机进行脱水后进填埋场填埋，脱水得到的滤液回流至集水槽。
参照图1所示，所述步骤（1）中，浓水在PH调整槽内的停留时间不少于0.5小时，经酸化处理后的浓水pH值在2～3之间。
参照图1所示，所述步骤（2）中，酸化处理后的浓水在循环水泵的作用下进入Feton流化塔在Feton流化塔内进行Fenton氧化，Fenton氧化是以亚铁离子(Fe2+)为催化剂用过氧化氢(H2O2)进行化学氧化的废水处理方法。由亚铁离子与过氧化氢组成的体系，也称芬顿试剂，它能生成强氧化性的羟基自由基，在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏，最终氧化分解。而在所有的高级处理法中, Fenton化学氧化法, 具有投资成本低﹑对水质变异的忍受程度大﹑操作维护容易及操作成本低等相对于其它高级处理法的优点;流体化床Fenton氧化法是传统Feton氧化法的改良技术, 主要原理是将Fenton氧化法产生的三价铁(Fe3+)在流体化床反应槽中的单体表面产生FeOOH的结晶, 而FeOOH也是H2O2的一种催化剂, 而因为有FeOOH的存在, 所以可以大幅降低Fe2+催化剂的加药量, 进而降低操作成本与污泥产生量。
Feton流化塔内均匀设置有穿孔管布水器，酸化处理后的浓水通过Feton流化塔内均匀分布的穿孔管布水器均匀地引入到Feton流化塔的底部，反应停留时间为3～4小时。
参照图1所示，所述步骤（4）中，先在混凝反应槽内加入氢氧化钠，将PH调整至7～8，再加入PAM进行搅拌混凝反应，反应停留时间不少于0.5小时。
参照图1所示，所述步骤（5）中，竖流沉淀池内的表面负荷不大于0.5m3/m2.h，在竖流沉淀池内的停留时间不少于2小时。
参照图1所示，所述步骤（6）中，MBR反应器内的膜组件采用中空纤维超滤膜，泥水分离后的浓水在MBR反应器内的停留时间不少于6小时。
本发明的具体实施方式为浙江伟明环保股份有限公司垃圾焚烧发电厂的垃圾渗滤液NF+RO浓水中试（3m3/h）处理过程，取得成功。该发电厂日处理垃圾量为300吨。垃圾堆放产生一定的渗滤液，这种渗滤液是一种高浓度的有机污水，含有高浓度的氨氮、有机物等污染物。渗滤液采用预处理+两级A/O+外置式MBR+NF+RO工艺处理，NF+RO深度处理工艺排放的浓水采用该发明工艺进行中试处理，在该实施方式中浓水在进入系统时，CODGr（化学需氧量）峰值达到3000mg/L，BOD5（五日生化需氧量）小于30 mg/L ，TDS（溶解性总固体），平均值在3000mg/L左右，峰值达到5000mg/L，。
如工艺流程图所示，NF+RO浓水首先通过集水池收集，集水池的废水通过提升泵进入PH调整池，通过投加硫酸进行机械搅拌将PH调整至2-3，停留时间不少于0.5小时。
由PH调整池通过循环泵泵入Fenton流化塔，进水采用均匀分布的穿孔管布水器使废水均匀地引入到Fenton流化塔的底部，在循环泵的出口管道中通过管道混合器加入双氧水和硫酸亚铁，污水向上通过亚铁离子(Fe2+)为催化剂用过氧化氢(H2O2)进行化学氧化，将难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏，最终氧化分解，Fenton流化塔中段一部分废水回流至循环水泵进口。
Fenton流化塔流出的废水再进入两极絮凝池，并在其中投加氢氧化钠+PAM絮凝，PH控制在7－8之间，氢氧化钠加药泵采用变频器控制，絮凝池PH值的控制通过设定PH仪的控制上下限，采用模拟量输出信号给变频器，变频器根据模拟输出信号，调整氢氧化钠加药泵的工作频率来确定加入氢氧化钠量的多少，从而控制絮凝池的PH值。
废水然后再进入沉淀池，沉淀时间2h，沉淀沉池采用竖流式沉淀池。
废水下一步进入MBR反应池中，并进行MBR膜处理。为确保排放水质达到一级标准，在MBR反应池中设计浸没式MBR膜处理装置。废水在MBR反应池内进行硝化与反硝化反应，能进一步去除COD、BOD、氨氮等污染物。膜生物反应器（MBR）技术是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术，它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，省掉二沉池。膜-生物反应器工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功能，经过之前的Fenton流化塔处理，水中的可生化性提高至0.3（BOD/COD）左右，生化性提高，在常规处理工艺中，此阶段的水已经很难处理，但在膜生物反应器中，通过对活性污泥、细菌的截留，使降解一些难降解有机物的细菌得以保留增殖，经过2个月的活性污泥的培养、驯化，使活性污泥浓度大大提高，细菌种类显著增多。同时膜生物反应器使其水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制。
MBR反应池有效水深为2.5米。反应池分为回水混合区和膜处理区三部分。膜组件采用中空纤维超滤膜,膜材质为聚偏氟乙烯（PVDF）,膜孔径为0.1-0.2μm,单片膜面积20m2.产水量为3.6m3/片.d。膜处理区停留时间为5小时，污泥浓度为8500mg/L，出水COD在80mg/L左右，SS≤5，SDI值≤3，浊度≤0.46NTU，系统出水优于《污水综合排放标准》（GB8978－1996）一级排放标准，多项指标达到生活杂用水标准。
本文中所描述的具体实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种垃圾渗滤液的反渗透浓水处理方法，其特征在于，所述的处理方法包括如下步骤：
（1）预处理，垃圾渗滤液浓水首先通过集水槽收集，收集后的浓水通过提升泵进入PH调整槽，在PH调整槽内加入一定量的硫酸至PH调整槽内的PH为酸性，进行酸化处理，得到酸化处理后的浓水；
（2）氧化处理，酸化处理后的浓水通入Fenton流化塔，在Fenton流化塔内加入双氧水和硫酸亚铁进行氧化处理；
（3）中段回流，Fenton流化塔中段一部分氧化处理后的浓水回流至循环水泵进口；另一部分流入混凝反应槽；
（4）混凝反应，在混凝反应槽内加入一定量的氢氧化钠和PAM进行混凝反应；
（5）泥水分离，将混凝反应后的浓水通入竖流沉淀池，并在竖流沉淀池中进行泥水分离；将泥水分离后的浓水通入MBR反应器，泥水分离后的污泥排出到污泥调理罐；
（6）MBR膜处理，将通入的泥水分离后的浓水在MBR反应器内进行MBR膜处理，并将沉积的污泥排出到污泥调理罐；
（7）污泥调理，将步骤（5）和步骤（6）中排出的污泥进行调理，通过在污泥调理罐中加入PFS和PAM进行污泥调理，调理后的污泥通过压滤机进行脱水后进填埋场填埋，脱水得到的滤液回流至集水槽。
2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液的反渗透浓水处理方法，其特征在于，所述步骤（1）中，浓水在PH调整槽内的停留时间不少于0.5小时，经酸化处理后的浓水pH值在2～3之间。
3.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液的反渗透浓水处理方法，其特征在于，所述步骤（2）中，酸化处理后的浓水在循环水泵的作用下进入Feton流化塔，Feton流化塔内均匀设置有穿孔管布水器，酸化处理后的浓水通过Feton流化塔内均匀分布的穿孔管布水器均匀地引入到Feton流化塔的底部，反应停留时间为3～4小时。
4.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液的反渗透浓水处理方法，其特征在于，所述步骤（4）中，先在混凝反应槽内加入氢氧化钠，将PH调整至7～8，再加入PAM进行搅拌混凝反应，反应停留时间不少于0.5小时。
5.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液的反渗透浓水处理方法，其特征在于，所述步骤（5）中，竖流沉淀池内的表面负荷不大于0.5m3/m2.h，在竖流沉淀池内的停留时间不少于2小时。
6.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液的反渗透浓水处理方法，其特征在于，所述步骤（6）中，MBR反应器内的膜组件采用中空纤维超滤膜，泥水分离后的浓水在MBR反应器内的停留时间不少于6小时。
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