CN110117135B

CN110117135B - 垃圾渗滤液处理方法

Info

Publication number: CN110117135B
Application number: CN201910434991.7A
Authority: CN
Inventors: 王志平; 黄昭玮; 李红; 贺建平; 胡文立
Original assignee: Wuhan Tianyuan Environmental Protection Co ltd
Current assignee: Wuhan Tianyuan Environmental Protection Co ltd
Priority date: 2019-05-23
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2020-07-14
Anticipated expiration: 2039-05-23
Also published as: CN110117135A

Abstract

本发明涉及一种垃圾渗滤液处理方法，包括如下步骤：S1，对渗滤液进行至少一次反硝化‑硝化处理；S2，经反硝化‑硝化处理后的渗滤液经管式膜过滤处理；S3，管式膜出水经膜过滤深度处理；S4，采用树脂吸附法对膜过滤深度处理后的滤液进行脱氮处理，得到达标排放液体。本发明提供的垃圾渗滤液处理方法，在常规垃圾渗滤液处理流程中加入树脂吸附处理步骤，能达到去除出水总氮的目的，保证出水水质达标、避免了环境污染风险；能够减少渗滤液生化处理机构的药剂投加量，大大降低运营成本。

Description

垃圾渗滤液处理方法

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种垃圾渗滤液处理方法。

背景技术

现有生活垃圾填埋场渗滤液处理多采用“生化+膜”处理工艺，但随着近年来垃圾填埋年限增加，垃圾渗滤液中氨氮与总氮浓度逐年增加，可生化性随填埋场年限的增加逐年降低，C/N严重失调，渗滤液处理难度增加，为了使总氮出水达标，持续稳定运行，必须加大各种药剂的投加量，运营成本大大增加。

发明内容

本发明实施例涉及一种垃圾渗滤液处理方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明实施例涉及一种垃圾渗滤液处理方法，垃圾渗滤液处理方法，包括如下步骤：

S1，对渗滤液进行至少一次反硝化-硝化处理；

S2，经反硝化-硝化处理后的渗滤液经管式膜过滤处理；

S3，管式膜出水经膜过滤深度处理；

S4，采用树脂吸附法对膜过滤深度处理后的滤液进行脱氮处理，得到达标排放液体。

作为实施例之一，S4中，将膜过滤深度处理后的滤液通入树脂罐内，并依次经过树脂层和石英砂层后排出树脂罐。

作为实施例之一，当树脂罐出水总氮接近排放限值时，需对树脂再生，再生方法包括：

树脂罐停止进水，向树脂罐内通入再生液，再生液在树脂罐内上行依次经过石英砂层和树脂层后排出树脂罐，再生液的流速控制在2～4m/h，使再生液与树脂的接触时间在45～60分钟；其中，再生液采用HCl浓度为2％～6％的再生液或采用NaCl浓度为3％～10％的再生液；

以同样的流量继续用清水由上向下冲洗树脂，直到进出水的电导接近，树脂再生完毕，可以再次投入使用。

作为实施例之一，树脂再生过程产生的再生浓液返回至反硝化-硝化单元进行处理。

作为实施例之一，S3中，膜过滤深度处理产生的浓缩液进行浓缩液蒸发处理。

作为实施例之一，树脂再生过程产生的再生浓液与膜过滤深度处理产生的浓缩液一并进行浓缩液蒸发处理。

作为实施例之一，S3中，所述膜过滤深度处理包括顺次进行的纳滤处理步骤和反渗透处理步骤。

作为实施例之一，该垃圾渗滤液处理方法还包括氧化处理步骤，所述氧化处理步骤在所述纳滤处理步骤与反渗透处理步骤之间进行或在反渗透处理步骤与树脂吸附步骤之间进行。

作为实施例之一，所述氧化处理步骤中，向污水中投加浓硫酸、七水硫酸亚铁和双氧水，投加的七水硫酸亚铁的浓度为25％～30％，投加量为8～20L/m³处理液；投加的双氧水的浓度为25％～30％，投加量为2～8L/m³处理液。

作为实施例之一，所述氧化处理步骤包括在氧化反应区进行氧化和在氧化沉淀区进行沉淀，其中，污水在所述氧化反应区停留时间为2～6h，氧化后溶液在所述氧化沉淀区停留时间为1～3h。

本发明实施例至少具有如下有益效果：

本发明提供的垃圾渗滤液处理方法，在常规垃圾渗滤液处理流程中加入树脂吸附处理步骤，能达到去除出水总氮的目的，保证出水水质达标、避免了环境污染风险；能够减少渗滤液生化处理机构的药剂投加量，大大降低运营成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的垃圾渗滤液处理方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的树脂处理机构的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1，本发明实施例提供一种垃圾渗滤液处理系统，包括生化处理机构100、深度处理机构200和树脂处理机构300，沿渗滤液流通方向，所述生化处理机构100、所述深度处理机构200与所述树脂处理机构300依次连通。

现有的生化处理机构100均适用于本实施例中。作为优选的实施例，如图1，所述生化处理机构100包括至少一级反硝化-硝化单元；所述反硝化-硝化单元有多级时，各所述反硝化-硝化单元串接。反硝化-硝化单元是本领域常规处理单元，包括反硝化单元和硝化单元，反硝化单元与硝化单元之间具有混合液回流通道；本实施例中，包括两级反硝化-硝化单元，具体地，污水依次经过一级反硝化单元101、一级硝化单元102、二级反硝化单元103和二级硝化单元104，保证对渗滤液的处理效果。

通过各级反硝化-硝化单元处理，其中的反硝化单元可使渗滤液中的硝酸盐和亚硝酸盐转化为氮气，去除渗滤液中大部分的氨氮和总氮；其中的硝化单元可使得渗滤液中大部分有机污染物得到降解，并通过硝化菌的作用，渗滤液中的大部分NH₃-N被氧化成亚硝酸盐或硝酸盐。

进一步地，如图1，上述深度处理机构200包括膜处理机构200，沿渗滤液流通方向，生化处理机构100、膜处理机构200与树脂处理机构300依次连通。

现有的膜处理机构200都适用于本实施例中。在其中一个实施例中，该膜处理机构200包括纳滤处理单元201和反渗透处理单元202，沿渗滤液流通方向，所述生化处理机构100、所述纳滤处理单元201、所述反渗透处理单元202与所述树脂处理机构300依次连通。上述生化处理机构100出水依次经过纳滤处理单元201和反渗透处理单元202处理，可进一步地降低污水COD、氨氮及总氮含量，有效提高出水水质。

进一步地，如图1，该生化处理机构100还包括管式膜单元105，该管式膜单元105连接于最后一级反硝化-硝化单元出水口侧，从而该生化处理机构100构成为MBR处理机构，有效地提高对渗滤液的前期处理效果，降低后续膜处理机构200及树脂处理机构300的工作负荷。其中，该管式膜单元105具有浓缩污泥回流管，该浓缩污泥回流管可以连接至一级反硝化单元101。

经反硝化-硝化单元处理后，渗滤液污水中污泥浓度较高，上述管式膜单元105可将其中的污泥分离出来，另外还可截留悬浮物和大分子有机物，并改善浊度，降低后续膜处理负荷。

进一步优选地，如图1，该垃圾渗滤液处理系统还配置有污泥处置机构400，各反硝化单元和各硝化单元的污泥管均可连接至该污泥处置机构400。具体而言，该污泥处置机构400包括上清液池、污泥池和污泥脱水单元，各反硝化单元和各硝化单元的污泥管均可连接至该污泥池，通过污泥脱水单元对污泥池中的污泥进行深度脱水，得到的脱水污泥可外运，得到的上清液则进入上清液池，上清液池上可设置回流管并且该回流管连接至一级反硝化单元101，将上清液泵入一级反硝化单元101进行循环处理。

在另外的实施例中，上述深度处理机构200还可包括氧化处理机构，该氧化处理机构可替代上述的膜处理机构200，也可以与膜处理机构200一起应用。作为优选的实施方案，上述氧化处理机构设于纳滤处理单元201与反渗透处理单元202处理之间，经纳滤处理单元201处理后的滤液进行氧化处理，以降解难以被微生物降解的有机物，保证出水色度及COD达标。本实施例中，在氧化处理机构中，能使纳滤处理单元201出水进行高效氧化反应；优选为向纳滤处理单元201出水中投加浓硫酸、七水硫酸亚铁和双氧水，处理效果较佳。

具体氧化反应机理如下：

·OH的产生机理：

Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+·OH+OH^-

Fe³⁺+H₂O₂→Fe²⁺+HO₂·+H⁺

Fe²⁺+·OH→Fe³⁺+OH^-

Fe³⁺+HO₂·→Fe²⁺+O₂+H⁺

·OH+H₂O₂→H₂O+HO₂·

Fe²⁺+HO₂·→Fe³⁺+HO₂ ^-

·OH与有机物的作用机理：

RH+·OH→R·+H₂O

R·+Fe³⁺→R⁺+Fe²⁺

R⁺+O₂→ROO⁺→CO₂+H₂O

Fe²⁺+O₂+2H⁺→Fe(OH)₂4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O→4Fe(OH)₃(胶体)

Fe³⁺+3HO^-→Fe(OH)₃(胶体)

在一定酸度的条件下，以胶体形态存在的Fe(OH)₃具有一定的凝聚和吸附性能，从而能除去水中一部分的悬浮物及杂质，因此上述氧化处理可以同时起到氧化和混凝两种效果。上述氧化处理具有氧化性强、反应速度快、选择性小、设备简单等优点，可有效处理硫化物、氰化物、硫氰酸盐、酚类化合物、多环芳香族化合物和含氮、氧、硫的杂环有机化合物等。

进一步地，投加的七水硫酸亚铁的浓度为25％～30％，投加量为8～20L/m³处理液(即每m³处理液投加8～20L七水硫酸亚铁，下同)；投加的双氧水的浓度为25％～30％，投加量为2～8L/m³处理液；可获得较好的氧化处理效果。

进一步地，氧化处理包括在氧化反应区进行氧化和在氧化沉淀区进行沉淀，即上述氧化处理机构包括氧化反应区和氧化沉淀区，纳滤处理单元201出水在氧化反应区反应之后进入氧化沉淀区进行固液分离，保证出水水质。其中，优选地，纳滤处理单元201出水在氧化反应区停留时间为2～6h，氧化后溶液在氧化沉淀区停留时间为1～3h。

氧化出水进行第二级膜过滤处理，可以进一步降低出水COD、氨氮及总氮含量，有效提高出水水质。

作为可选的实施例，如图1，该垃圾渗滤液处理系统还包括净化水池600，所述树脂处理机构300的净化出口管连接至所述净化水池600；所述膜处理机构200的清液出口连接有旁通管，所述旁通管连接至所述净化水池600且于所述旁通管上设有旁通阀。根据垃圾渗滤液的原水水质等情况或者根据膜处理机构200的处理效果，选择树脂处理机构300是否投入运行，以实现出水水质达标即可，提高系统运行的灵活性，可以适用于不同地区/不同时间的垃圾渗滤液处理。

以下对上述的树脂处理机构300进行优化：

一般地，现有的树脂处理设备均适用于本实施例中。本实施例中，提供一种处理效果较好的树脂处理机构300，其具体结构包括：

如图2，所述树脂处理机构300包括至少一个树脂罐301，所述树脂罐301上部设有处理液入口且与所述膜处理机构200的清液出口连通，所述树脂罐301内自上而下依次设有树脂层和石英砂层。其中，可在该树脂罐301顶部和底部分别设置布水器，渗滤液经上布水器进入罐内并下行依次经过树脂层和石英砂层，使得渗滤液中的总氮被吸附在树脂上，保证渗滤液中总氮的去除，经树脂罐301处理后的渗滤液能达标排放。

进一步优选地，如图2，所述树脂处理机构300还包括树脂再生单元，所述树脂再生单元包括再生药箱302和再生液泵，所述再生药箱302通过再生液泵与所述树脂罐301底部的再生液入口连通。当经过该罐体后出水总氮接近排放限值时，需要对树脂再生，此时停止进水，通过上述树脂再生单元进行树脂再生：

再生药箱302内配置2％～6％HCl或者3％～10％NaCl再生液，通过再生液泵将再生药箱302中的再生液泵入树脂罐301内；再生液由下往上，通过树脂罐301的下布水器，经过石英砂层、树脂层，流到树脂罐301的上布水器，再生液从树脂罐301顶部流出。再生时，流速控制在2-4m/h，使再生剂与树脂的接触时间在45-60分钟。以同样的流量继续用清水冲洗树脂，冲洗水在树脂罐301内由上向下，直到进出水的电导接近，树脂再生完毕，可以再次投入使用。

在其中一个具体的应用实施例中，如图2，各所述树脂罐301、所述再生药箱302以及所述再生液泵集成布置成撬装式结构，集成化结构便于布置、运输。

在其中一个具体的应用实施例中，如图2，上述树脂罐301有两台，可以一用一备，或者两台串联运行，可以提高处理效果及出水水质，或者两台并联运行，可以提高处理效率。

在进一步优选地实施例中，如图1，该垃圾渗滤液处理系统还包括浓缩液蒸发处理机构500，所述纳滤处理单元201的浓缩液出口管和/或所述反渗透处理单元202的浓缩液出口管与所述浓缩液蒸发处理机构500连接。膜处理产生的浓缩液可以送至该浓缩液蒸发处理机构500进行处理，解决膜处理浓缩液处理难题。该浓缩液蒸发处理机构500包括依次连接的浓缩液池、浓缩液预处理池和浓缩液蒸发处理单元，本申请人的另一中国专利申请CN201810720697.8中对此已有涉及，具体结构此处不作赘述。

进一步地，如图1，上述树脂处理机构300的再生单元具有再生浓液出口管，所述再生浓液出口管连接至所述浓缩液蒸发处理机构500且于所述再生浓液出口管上设有控制阀。通过将再生浓液与上述膜处理浓缩液合并处理，能够省去再生浓液处理设备，减少投资及土地占用。

在另外的实施例中，上述再生浓液出口管至少与其中一反硝化单元连接且于所述再生浓液出口管上设有控制阀，将再生浓液返回至前工序循环处理，同样可以解决再生浓液的处理问题，省去再生浓液处理设备，减少投资及土地占用。

实施例二

如图1，本发明实施例提供一种垃圾渗滤液处理方法，包括如下步骤：

S1，对渗滤液进行至少一次反硝化-硝化处理；

S2，经反硝化-硝化处理后的渗滤液经管式膜过滤处理；

S3，管式膜出水经膜过滤深度处理；

其中，上述反硝化-硝化处理步骤、管式膜过滤处理步骤、膜过滤深度处理步骤以及树脂吸附步骤等都在上述实施例一中有相应地内容说明，可参考上述实施例一中的相关内容，此处不作赘述。

具体而言，上述方法还包括：

(1)S4中，将膜过滤深度处理后的滤液通入树脂罐301内，并依次经过树脂层和石英砂层后排出树脂罐301。

(2)当树脂罐301出水总氮接近排放限值时，需对树脂再生，再生方法包括：

树脂罐301停止进水，向树脂罐301内通入再生液，再生液在树脂罐301内上行依次经过石英砂层和树脂层后排出树脂罐301，再生液的流速控制在2～4m/h，使再生液与树脂的接触时间在45～60分钟；其中，再生液采用HCl浓度为2％～6％的再生液或采用NaCl浓度为3％～10％的再生液；

(3)树脂再生过程产生的再生浓液返回至反硝化-硝化单元100进行处理。

(4)S3中，膜过滤深度处理产生的浓缩液进行浓缩液蒸发处理。进一步可将树脂再生过程产生的再生浓液与膜过滤深度处理产生的浓缩液一并进行浓缩液蒸发处理。

(5)S3中，所述膜过滤深度处理包括顺次进行的纳滤处理步骤和反渗透处理步骤。

(6)该垃圾渗滤液处理方法还包括氧化处理步骤，所述氧化处理步骤在所述纳滤处理步骤与反渗透处理步骤之间进行或在反渗透处理步骤与树脂吸附步骤之间进行。

所述氧化处理步骤中，向污水中投加浓硫酸、七水硫酸亚铁和双氧水，投加的七水硫酸亚铁的浓度为25％～30％，投加量为8～20L/m³处理液；投加的双氧水的浓度为25％～30％，投加量为2～8L/m³处理液；可获得较好的氧化处理效果。

所述氧化处理步骤包括在氧化反应区进行氧化和在氧化沉淀区进行沉淀，其中，污水在所述氧化反应区停留时间为2～6h，氧化后溶液在所述氧化沉淀区停留时间为1～3h。

进一步地，在S1之前，还可对渗滤液进行前处理，前处理可以包括调节池调节处理和/或除油处理。

对于除油处理，由于垃圾中转站的新鲜渗滤液含有部分油份，直接进入生化单元会阻碍微生物对氧气的利用，进而影响微生物对有机物的降解，因此，通过对渗滤液进行除油处理，实现油分与水分离，可以为后续生化反应提供良好的环境，保证渗滤液的处理效果。

上述除油处理步骤可采用本领域常规的除油方法，本实施例中，优选为采用气浮除油工艺，除油效果较佳。一般地，气浮除油单元包括气浮反应区、气浮接触区和气浮分离区，垃圾渗滤液进入气浮反应区反应后，进入气浮接触区进行汽水混合，之后进入气浮分离区实现油水分离。进一步优选地，垃圾渗滤液在气浮反应区停留时间5～10分钟，在气浮接触区停留时间5～10分钟，在气浮反应区停留时间20～30分钟，在气浮除油阶段COD_cr去除率为20％，BOD₅去除率为10％，SS去除率为50％。

本实施例中，优选地，向气浮反应区投加七水硫酸亚铁和聚丙烯酰胺，可有效地提高气浮除油效果。进一步优选地，投加的七水硫酸亚铁的浓度为15％～28％，投加量为3～18L/m³处理液；投加的聚丙烯酰胺的浓度为0.05％～0.6％，投加量为3～15L/m³处理液；可获得较好的气浮除油效果。

本实施例提供的垃圾渗滤液处理方法，采用反硝化-硝化处理→管式膜过滤→膜过滤深度处理(+氧化处理)→树脂吸附处理的工艺流程对垃圾渗滤液进行高效处理，能够有效地去除渗滤液中的COD、氨氮、总氮等(总氮去除率可达99％以上)，达标排放液的出水色度、浊度、COD、氨氮、总氮等指标都较优良；能够减少渗滤液生化处理机构的药剂投加量，大大降低运营成本，具体而言，传统的生化处理机构中，为去除总氮而补充的碳源药剂(例如葡萄糖等)投加成本为17元/吨污水，本实施例中，在生化处理阶段可暂不考虑总氮去除而省略碳源药剂的添加，在树脂吸附处理阶段实现总氮去除，树脂吸附处理阶段的药剂投加成本为5元/吨污水，因而，每处理一吨污水整体可以节省药剂成本为12元。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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

1.一种垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S0，对渗滤液进行前处理，前处理包括调节池调节处理和除油处理；除油处理包括渗滤液进入气浮反应区反应后，进入气浮接触区进行气水混合，之后进入气浮分离区实现油水分离，其中，向气浮反应区投加七水硫酸亚铁和聚丙烯酰胺，投加的七水硫酸亚铁的浓度为15％～28％，投加量为3～18L/m³处理液，投加的聚丙烯酰胺的浓度为0.05％～0.6％，投加量为3～15L/m³处理液；

S1，对渗滤液进行至少一次反硝化-硝化处理；

S2，经反硝化-硝化处理后的渗滤液经管式膜过滤处理；

S3，管式膜出水经膜过滤深度处理；所述膜过滤深度处理包括顺次进行的纳滤处理步骤和反渗透处理步骤；

S4，采用树脂吸附法对膜过滤深度处理后的滤液进行脱氮处理，得到达标排放液体；具体地，将膜过滤深度处理后的滤液通入树脂罐内，并依次经过树脂层和石英砂层后排出树脂罐；当树脂罐出水总氮接近排放限值时，采用NaCl浓度为3％～10％的再生液对树脂再生，树脂再生过程产生的再生浓液与膜过滤深度处理产生的浓缩液一并进行浓缩液蒸发处理；

在所述纳滤处理步骤与所述反渗透处理步骤之间进行氧化处理步骤，或者在所述反渗透处理步骤与树脂吸附步骤之间进行氧化处理步骤，以降解难以被微生物降解的有机物；所述氧化处理步骤中，向污水中投加浓硫酸、七水硫酸亚铁和双氧水，投加的七水硫酸亚铁的浓度为25％～30％，投加量为8～20L/m³处理液；投加的双氧水的浓度为25％～30％，投加量为2～8L/m³处理液。

2.如权利要求1所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，树脂再生方法包括：

树脂罐停止进水，向树脂罐内通入再生液，再生液在树脂罐内上行依次经过石英砂层和树脂层后排出树脂罐，再生液的流速控制在2～4m/h，使再生液与树脂的接触时间在45～60分钟；

以同样的流量继续用清水由上向下冲洗树脂，直到进出水的电导率接近，树脂再生完毕，再次投入使用。

3.如权利要求1所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于：所述氧化处理步骤包括在氧化反应区进行氧化和在氧化沉淀区进行沉淀，其中，污水在所述氧化反应区停留时间为2～6h，氧化后溶液在所述氧化沉淀区停留时间为1～3h。