CN110127947A - 一种用于垃圾渗滤液处理的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于垃圾渗滤液处理的系统和方法，包括进水管和出水管，进水管与调节池的一个进水口连接，调节池的出水口与电化学反应装置的进水口连接，电化学反应装置的出水口与一体式A/O‑MBR系统装置的进水口连接，一体式A/O‑MBR系统的出水口与NF/RO系统装置的进水口连接，NF/RO系统装置的一个出水口与浓缩池的进水口连接，浓缩池的出水口与调节池的另一个进水口连接，NF/RO系统装置的另一个出水口与清水池的进水口连接，清水池的出水口与出水管连通。本发明能很好地解决填埋场渗滤液生化性差的问题，极大减少占地面积与投资费用；对渗滤液有较强的抗冲击能力，出水能稳定达标排放。

Description

一种用于垃圾渗滤液处理的系统和方法

技术领域

本发明涉及废水处理工艺技术领域，具体是一种用于垃圾渗滤液处理的系统和方法。

背景技术

近年来，经济的高速增长和人口数量的持续增加导致全球范围内城市废弃物产生量的迅速增长。目前城市垃圾产生量以平均每年8％～10％的速度逐年增加，卫生填埋工艺技术成熟、建设和运行费用低、管理方便等，在国内卫生填埋法处理城市垃圾占总处理量的90％。卫生填埋法处理城市垃圾过程中产生大量的垃圾渗滤液等二次污染物。

垃圾渗滤液是垃圾填埋场的雨水通过渗透作用和地表径流作用而形成的，含有大量的难降解有机物、氨氮、重金属、氯代有机物和无机盐。垃圾渗滤液根据垃圾填埋场的运行年限分为“年轻”的垃圾渗滤液(一般<2a)和中晚期垃圾渗滤液(一般>5a)。一般而言，中晚期垃圾渗滤液氨氮含量增加，C/N降低(一般COD/ρ(TN)<3)；可生物降解的有机物逐渐减少，可生化性降低，BOD₅/COD 较低。由于中晚期垃圾渗滤液恶臭严重、可生化性低、难降解有机物浓度高的特点，传统的处理方法并不能从很大程度上减少垃圾渗滤液对环境的影响。中晚期垃圾渗滤液对周围环境造成了巨大的威胁，在排入环境前必须进行有效的处理。

垃圾渗滤液的处理方法包括物理化学法和生物法。物理化学法主要有活性炭吸附、化学沉淀、密度分离、化学氧化、化学还原、离子交换、膜渗析、气提及湿式氧化法以及膜处理(超滤、纳滤、反渗透)等多种方法，和生物处理相比，物化处理不受水质、水量变动的影响，出水水质较为稳定，尤其是对BOD₅/COD 比值较低难以生物处理的垃圾渗滤液，有较好的处理效果。但物化方法处理成本较高，不适于大水量垃圾渗滤液的处理。

生物法分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者的结合。好氧处理主要包括活性污泥法、曝气氧化池、好氧稳定塘等。厌氧处理包括上向流污泥床、厌氧固定化生物反应器、混合反应器及厌氧稳定塘。但单纯的采用生物法处理垃圾渗滤液处理效果不理想，且受环境温度影响较大。

一体式MBR膜生物反应器为膜分离技术与生物处理技术有机结合的新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高反应器容积负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器因其有效的截留作用，可保留世代周期较长的微生物，可实现对污水深度净化，同时硝化菌在系统内能充分繁殖，其硝化效果明显，为深度除磷脱氮提供可能。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，适应现实发展，提供一种技术可靠、经济可行、适用性强的用于垃圾渗滤液处理的系统和方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于垃圾渗滤液处理的系统，包括进水管和出水管，所述进水管与调节池的一个进水口连接，所述调节池的出水口与电化学反应装置的进水口连接，所述电化学反应装置的出水口与一体式A/O-MBR系统装置的进水口连接，所述一体式A/O-MBR系统的出水口与NF/RO系统装置的进水口连接，所述NF/RO系统装置的一个出水口与浓缩池的进水口连接，所述浓缩池的出水口与所述调节池的另一个进水口连接，所述NF/RO系统装置的另一个出水口与所述清水池的进水口连接，所述清水池的出水口与出水管连通。

对上述技术方案进一步，所述一体式A/O-MBR系统装置包括生化反应器和 MBR膜分离单元。

对上述技术方案进一步，所述生化反应器包括好氧罐和前置于所述好氧罐的反硝化罐，所述好氧罐通过回流管道与所述反硝化罐连通。

对上述技术方案进一步，所述好氧罐内设所述MBR膜分离单元。

对上述技术方案进一步，所述好氧罐内设有MBR池，所述MBR池与所述好氧罐内连通，所述MBR膜分离单元位于所述MBR池内。

对上述技术方案进一步，所述MBR膜分离单元的膜组件为帘式平板膜或中空纤维膜，所述膜组件由膜元件并联组成，所述膜元件为微滤膜。

对上述技术方案进一步，所述NF/RO系统装置包括纳滤单元和反渗透单元，所述纳滤单元和反渗透单元均采用卷式有机复合膜。

对上述技术方案进一步，所述调节池内设置有推流装置。

对上述技术方案进一步，所述好氧罐内设置有曝气盘。

本发明还公开了采用上述系统处理垃圾渗滤液的方法，包括如下步骤：

(1)垃圾渗滤液在调节池处理之后，经由推流装置进入电化学反应装置，利用电化学氧化作用去除水中的部分氨氮和有机物；

(2)出水进入一体式A/O-MBR系统装置，在好氧罐通过高活性的好氧微生物作用，降解大部分有机物；氨氮一部分通过生物合成去除、大部分在驯化产生的高效的硝化菌作用下转变为硝酸盐和亚硝酸盐，混合液回流到反硝化罐；在缺氧条件下，硝酸盐和亚硝酸盐在反硝化菌的作用下被还原为氮气，达到生物脱氮的目的；曝气盘用于提高氧的利用率，以保证氧的利用率不低于35％；MBR 膜分离单元通过微滤膜分离净化水和菌体，污泥回流至反硝化罐，经过不断驯化形成的微生物菌群，对渗滤液中难生物降解的有机物逐步降解；

(3)出水进入NF/RO系统装置的纳滤单元，进一步分离难降解的较大分子有机物和部分氨氮，同时进一步进行脱盐处理，出水COD去除率不低于75％；纳滤单元出水进入反渗透单元，浓缩分离出水稳定达标，进入反渗透出水罐临时调节，其余自流排放到清水池；

(4)对系统运行时产生的剩余污泥和浓缩液进行无害化处理，将剩余污泥定期排入污泥池，污泥经污泥泵回罐填埋场处理，NF/RO系统装置产生的浓缩液收集进入浓缩池，通过液位控制使浓缩池回填埋场再循环进入调节池。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果如下：

通过电化学装置、一体式MBR膜生物反应器和NF+RO系统的组合工艺，能很好解决填埋场渗滤液生化性差的问题，以及极大减少占地面积与投资费用；整个体统均可采用PLC自动控制，方便操作；对渗滤液有较强的抗冲击能力，出水能稳定达标排放。

附图说明

图1本发明所述一种用于垃圾渗滤液处理的系统示意图；

图1标记含义如下：1-调节池，2-电化学反应装置，3-NF/RO系统装置，4- 浓缩池，5-清水池，6-好氧罐，7-反硝化罐，8-回流管道，9-MBR膜分离单元， 10-MBR池，11-推流装置，12-一体式A/O-MBR系统装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

一种用于垃圾渗滤液处理的系统，如图1所示，包括进水管和出水管，所述进水管与调节池1的一个进水口连接，所述调节池1的出水口与电化学反应装置 2的进水口连接，所述电化学反应装置2的出水口与一体式A/O-MBR系统装置 12的进水口连接，所述一体式A/O-MBR系统12的出水口与NF/RO系统装置3 的进水口连接，所述NF/RO系统装置3的一个出水口与浓缩池4的进水口连接，所述浓缩池4的出水口与所述调节池1的另一个进水口连接，所述NF/RO系统装置3的另一个出水口与所述清水池5的进水口连接，所述清水池5的出水口与出水管连通。

所述一体式A/O-MBR系统装置12包括生化反应器和MBR膜分离单元。

所述生化反应器包括好氧罐6和前置于所述好氧罐6的反硝化罐7，所述好氧罐6通过回流管道8与所述反硝化罐7连通。

所述好氧罐6内设所述MBR膜分离单元9。

所述好氧罐6内设有MBR池10，所述MBR池10与所述好氧罐6内连通，所述MBR膜分离单元9位于所述MBR池10内。

所述MBR膜分离单元9的膜组件为中空纤维膜，且所述膜组件由膜元件并联组成，所述膜元件为微滤膜。

所述NF/RO系统装置3包括纳滤单元和反渗透单元，所述纳滤单元和反渗透单元均采用进口的抗污染卷式有机复合膜。

所述调节池1内设置有推流装置11。

所述好氧罐6内设置有曝气盘。

采用上述系统处理垃圾渗滤液的方法，包括如下步骤：

(1)垃圾渗滤液在调节池1处理之后，经由推流装置11进入电化学反应装置2，利用电化学氧化作用去除水中的部分氨氮和有机物；

(2)出水进入一体式A/O-MBR系统装置12，在好氧罐6通过高活性的好氧微生物作用，降解大部分有机物；氨氮一部分通过生物合成去除、大部分在驯化产生的高效的硝化菌作用下转变为硝酸盐和亚硝酸盐，混合液回流到反硝化罐 7；在缺氧条件下，硝酸盐和亚硝酸盐在反硝化菌的作用下被还原为氮气，达到生物脱氮的目的；曝气盘用于提高氧的利用率，以保证氧的利用率不低于35％； MBR膜分离单元9通过孔径为0.1μm的微滤膜分离净化水和菌体，污泥回流至反硝化罐7，污泥回流使生化反应器中的污泥浓度高达22g/L，经过不断驯化形成的微生物菌群，对渗滤液中难生物降解的有机物逐步降解；

(3)出水进入NF/RO系统装置3的纳滤单元，进一步分离难降解的较大分子有机物和部分氨氮，同时进一步进行脱盐处理，所述纳滤单元的核心在通过进口的抗污染卷式有机复合膜，在13bar的压力下对污水进行浓缩分离，纳滤单元采用浓水内循环两段式系统，回收率达到97％，出水COD去除率达到86％；纳滤单元出水经清液罐调节后进入反渗透单元，浓缩分离出水稳定达标，进入反渗透出水罐临时调节，其余自流排放到清水池5；反渗透单元也采用浓水内循环两段式系统，且采用抗污染卷式有机复合膜在23bar的压力下，回收率达到85％，出水COD去除率达到89％；

(4)对系统运行时产生的剩余污泥和浓缩液进行无害化处理，将剩余污泥定期排入污泥池，污泥经污泥泵回罐填埋场处理，NF/RO系统装置3产生的浓缩液收集进入浓缩池4，通过液位控制使浓缩池4回填埋场再循环进入调节池1。

上述实施例仅是本发明的较优实施方式，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修饰、修改及替代变化，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于垃圾渗滤液处理的系统，包括进水管和出水管，其特征在于，所述进水管与调节池的一个进水口连接，所述调节池的出水口与电化学反应装置的进水口连接，所述电化学反应装置的出水口与一体式A/O-MBR系统装置的进水口连接，所述一体式A/O-MBR系统的出水口与NF/RO系统装置的进水口连接，所述NF/RO系统装置的一个出水口与浓缩池的进水口连接，所述浓缩池的出水口与所述调节池的另一个进水口连接，所述NF/RO系统装置的另一个出水口与所述清水池的进水口连接，所述清水池的出水口与出水管连通。

2.根据权利要求1所述的一种用于垃圾渗滤液处理的系统，其特征在于，所述一体式A/O-MBR系统装置包括生化反应器和MBR膜分离单元。

3.根据权利要求2所述的一种用于垃圾渗滤液处理的系统，其特征在于，所述生化反应器包括好氧罐和前置于所述好氧罐的反硝化罐，所述好氧罐通过回流管道与所述反硝化罐连通。

4.根据权利要求3所述的一种用于垃圾渗滤液处理的系统，其特征在于，所述好氧罐内设所述MBR膜分离单元。

5.根据权利要求4所述的一种用于垃圾渗滤液处理的系统，其特征在于，所述好氧罐内设有MBR池，所述MBR池与所述好氧罐内连通，所述MBR膜分离单元位于所述MBR池内。

6.根据权利要求4或5所述的一种用于垃圾渗滤液处理的系统，其特征在于，所述MBR膜分离单元的膜组件为帘式平板膜或中空纤维膜，所述膜组件由膜元件并联组成，所述膜元件为微滤膜。

7.根据权利要求6所述的一种用于垃圾渗滤液处理的系统，其特征在于，所述NF/RO系统装置包括纳滤单元和反渗透单元，所述纳滤单元和反渗透单元均采用卷式有机复合膜。

8.根据权利要求7所述的一种用于垃圾渗滤液处理的系统，其特征在于，所述调节池内设置有推流装置。

9.根据权利要求8所述的一种用于垃圾渗滤液处理的系统，其特征在于，所述好氧罐内设置有曝气盘。

10.采用权利要求9所述系统处理垃圾渗滤液的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)垃圾渗滤液在调节池处理之后，经由推流装置进入电化学反应装置，利用电化学氧化作用去除水中的部分氨氮和有机物；

(2)出水进入一体式A/O-MBR系统装置，在好氧罐通过高活性的好氧微生物作用，降解大部分有机物；氨氮一部分通过生物合成去除、大部分在驯化产生的高效的硝化菌作用下转变为硝酸盐和亚硝酸盐，混合液回流到反硝化罐；在缺氧条件下，硝酸盐和亚硝酸盐在反硝化菌的作用下被还原为氮气，达到生物脱氮的目的；曝气盘用于提高氧的利用率，以保证氧的利用率不低于35％；MBR膜分离单元通过微滤膜分离净化水和菌体，污泥回流至反硝化罐，经过不断驯化形成的微生物菌群，对渗滤液中难生物降解的有机物逐步降解；

(3)出水进入NF/RO系统装置的纳滤单元，进一步分离难降解的较大分子有机物和部分氨氮，同时进一步进行脱盐处理，出水COD去除率不低于75％；纳滤单元出水进入反渗透单元，浓缩分离出水稳定达标，进入反渗透出水罐临时调节，其余自流排放到清水池；

(4)对系统运行时产生的剩余污泥和浓缩液进行无害化处理，将剩余污泥定期排入污泥池，污泥经污泥泵回罐填埋场处理，NF/RO系统装置产生的浓缩液收集进入浓缩池，通过液位控制使浓缩池回填埋场再循环进入调节池。