CN110316886A - 一种垃圾渗滤液处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种垃圾渗滤液处理系统及方法，其包括一箱体，箱体内设有依次连通的絮凝反应池、沉淀池、光催化氧化反应器、超滤膜过滤器、RO膜过滤器和树脂吸附柱且相邻两者之间通过离心泵连接；RO膜过滤器具有浓水出口和淡水出口，浓水出口与絮凝反应池连通以使浓水回流，淡水出口与树脂吸附柱连通以使淡水经树脂吸附柱吸附除杂后达标排放。优点为，多个处理单元组装于箱体中对垃圾渗滤液进行集中处理，占地面积小、可移动性强，可方便的在多个垃圾中转站之间灵活运行；各处理单元可根据垃圾渗滤液的水质水量变化灵活组合运行，膜过滤器出水水量可调，运行时间可调，抗负荷能力强，季节适用性强。
Description
技术领域
本发明属于垃圾处理及环保技术领域，具体涉及一种垃圾渗滤液处理系统及方法。
背景技术
在垃圾堆放和填埋过程中因发酵、降水淋溶、地表和地下水渗透而产生垃圾渗滤废水，渗滤液成分复杂、有机物浓度高、氨氮浓度高、含有多种重金属离子、含盐量高、呈深黑色、散发恶臭。
垃圾渗滤液具备如下特点：(1)渗滤液前、后期水质变化大。渗滤液的水质变化幅度很大，它不仅体现在同一年内各个季节水质差别很大，浓度变幅可高达几倍，并且随着填埋年限的增加，水质特征也在不断发生变化，如渗滤液的碳氮比、可生化性随着填埋年限的增加而降低。通常在填埋初期，氨氮浓度较低，用生物脱氮就可去除渗滤液中的氨氮，但随着填埋年限的增加，氨氮浓度不断增加，COD不断下降，最好采用物化法处理。(2)有机物浓度高，滤液中的CODcr和BOD5浓度最高可达几万毫克/升，与城市污水相比，浓度非常高。高浓度的垃圾渗滤液主要是在酸性发酵阶段产生，pH值略低于7，低分子脂肪酸的COD占总量的80％以上，BOD5与COD比值为0.5～0.6，随着填埋场填埋年限的增加，BOD5与COD比值将逐渐降低。(3)部分重金属离子含量高。垃圾渗滤液是含有十多种重金属离子，其中铁和锌在酸性发酵阶段浓度较高，据报道，有的填埋场铁的浓度可高达2000mg/L左右，锌的浓度可达130mg/L左右，均超过一般的排放标准，需进行处理。(4)氨氮含量高。由于大部分填埋场为厌氧填埋，堆体内的厌氧环境造成渗滤中氨氮浓度极高，并且随着填埋年限的增加而不断升高，有时可高达1000～3000mg/L。当采用生物处理系统时，需采用很长的停留时间，以避免氨氮或其氧化衍生物对微生物的毒害作用。(5)营养元素比例失调。一般的垃圾渗滤液中BOD5/TP大都大于300，与微生物生长所需的磷元素相差较大，因此在污水处理中缺乏磷元素，需要加以补给。另一方面，老龄填埋场的渗滤液的BOD5/NH3-N却经常小于1，生物法处理时，需要补充碳源。(6)盐份含量高。填埋场渗滤液通常含有大量的盐份，总的含盐量通常高达10000mg/L以上，采用膜处理会由于渗透压过大造成产水率过低，采用生化处理会因为含盐量过高造成启动困难，运行不稳，甚至无法运行。(7)总氮以氨氮为主。由于填埋场的厌氧环境，硝化难以进行，使得渗滤液中氮元素以氨氮为主，硝态氮极少，同时也意味着氨氮的去除的同时总氮也被去除。
因此，垃圾渗滤液不进行合理处理将会对环境造成严重威胁，高效的垃圾渗滤液处理工艺对于环境健康和经济效益均具有重要意义。
发明内容
本发明提供一种垃圾渗滤液处理系统及方法，旨在对成份复杂、浓度大、前后期水质变化大的垃圾渗滤液进行集中有效的处理。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种垃圾渗滤液处理系统，其在一箱体内完成渗滤液处理，所述箱体内设有依次连通的絮凝反应池、沉淀池、光催化氧化反应器、超滤膜过滤器、RO膜过滤器和树脂吸附柱；
所述絮凝反应池、沉淀池、光催化氧化反应器、超滤膜过滤器、RO膜过滤器和树脂吸附柱中的相邻两者之间通过离心泵连接，比如所述混凝反应器与沉淀池之间、沉淀池与光催化氧化反应器之间均通过离心泵连接，所述超滤膜过滤器的超滤产水箱与所述RO膜过滤器间的渗滤液流动动力由离心泵供给；
所述RO膜过滤器具有浓水出口和淡水出口，所述浓水出口与所述絮凝反应池连通以使浓水回流，所述淡水出口与所述树脂吸附柱连通以使淡水经所述树脂吸附柱吸附除杂后达标排放。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以有如下进一步具体的更优选择。
具体的，所述沉淀池内设有便于分离沉淀的斜流板。
采用上述具体选择的优点为，沉淀池中设斜流板后，可有效加快絮凝成团状的物质的沉降。
具体的，所述超滤膜过滤器包含多组超滤膜组件且并联连接。
采用上述具体选择的优点为，多组超滤膜组件并联，可有效提高超滤速度。
具体的，所述RO膜过滤器包含阻垢剂投药器。
采用上述具体选择的优点为，随着反渗透过滤浓水浓缩，易结垢离子浓度会逐渐增加，离子浓度积大于平稳常数时就会在RO膜的浓水一侧的膜壁上结垢，因此加入阻垢剂可防止浓水侧结垢，延长RO膜使用时间，降低反洗再生频率。
具体的，所述RO膜过滤器的进水端设有用于确保进水清洁度的保安过滤器，所述保安过滤器的滤芯精度为5μm以下。
采用上述具体选择的优点为，可有效截留前置管道、设备中可能泄漏的机械杂质或破列的颗粒，避免对RO膜的损伤。
具体的，所述RO膜过滤器由串联连接的第一处理膜组和第二处理膜组组成，所述第一处理膜组和第二处理膜组分别均包含多组并联连接的RO膜组件。
具体的，所述第一处理膜组和第二处理膜组中包含的RO膜组件的数量之比为2：1。
具体的，所述絮凝反应池上设有絮凝剂投药器及电动搅拌器，所述光催化氧化反应器内设有紫外光光源发射器和催化剂加药器。
具体的，还包括PLC控制器，所述PLC控制器与所述絮凝剂投药器、电动搅拌器、紫外光光源发射器、催化剂加药器及各离心泵均电连接。
该处理系统中预留有若干超越管道及应急管道阀门，必要时垃圾渗滤液可不经某一级的处理而直接进入下一级处理(比如氧化降解处理后，不经超滤而直接进入RO膜反渗透处理)。
此外，本发明还提供了利用上述系统进行垃圾渗滤液处理的方法，其包括如下步骤：垃圾渗滤液首先进入絮凝反应池中进行絮凝反应将渗滤液中的悬浮物、重金属及盐进行捕捉絮凝成团，随后经离心泵送入沉淀池进行重力沉降，将絮凝成团的物质分离排出，随后沉降处理完成的渗滤液经离心泵送入光催化氧化反应器中进行氧化降解处理，降低水中COD浓度，氧化降解完成后的渗滤液经离心泵送入超滤膜过滤器，超滤所产淡水随后进入RO膜过滤器，RO膜过滤器所产浓水回流至絮凝反应池中待下一轮处理，RO膜过滤器所产淡水进入树脂吸附柱中进一步吸附去除有机杂质，最后达标外排。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)絮凝反应池、沉淀池、光催化氧化反应器、超滤膜过滤器、RO膜过滤器及树脂吸附柱等多个处理单元组装于箱体中对垃圾渗滤液进行集中处理，占地面积小、可移动性强，可方便的在多个垃圾中转站之间灵活运行；
(2)各处理单元可根据垃圾渗滤液的水质水量变化灵活组合运行，膜过滤器出水水量可调，运行时间可调，抗负荷能力强，季节适用性强。
(3)本发明可采用PLC控制器进行集中自动控制，对设备运行状态进行实时监控，运行费用低，自动化程度高，操作简单。
(4)本发明的处理单元中包含光催化氧化降解工艺，具有耐冲击负荷、反应条件温和、无二次污染及能耗低等优点。
附图说明
图1为本发明提供的一种垃圾渗滤液处理系统及方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明提供一种垃圾渗滤液处理系统，其在一箱体内完成渗滤液处理，所述箱体内设有依次连通的絮凝反应池、沉淀池、光催化氧化反应器、超滤膜过滤器、RO膜过滤器和树脂吸附柱；
所述絮凝反应池、沉淀池、光催化氧化反应器、超滤膜过滤器、RO膜过滤器和树脂吸附柱中的相邻两者之间通过离心泵连接，比如所述混凝反应器与沉淀池之间、沉淀池与光催化氧化反应器之间均通过离心泵连接，所述超滤膜过滤器的超滤产水箱与所述RO膜过滤器间的渗滤液流动动力由离心泵供给；
所述RO膜过滤器具有浓水出口和淡水出口，所述浓水出口与所述絮凝反应池连通以使浓水回流，所述淡水出口与所述树脂吸附柱连通以使淡水经所述树脂吸附柱吸附除杂后达标排放。
具体的，所述沉淀池内设有便于分离沉淀的斜流板。
具体的，所述超滤膜过滤器包含多组超滤膜组件且并联连接。
具体的，所述RO膜过滤器包含阻垢剂投药器。
具体的，所述RO膜过滤器的进水端设有用于确保进水清洁度的保安过滤器，所述保安过滤器的滤芯精度为5μm以下。
具体的，所述RO膜过滤器由串联连接的第一处理膜组和第二处理膜组组成，所述第一处理膜组和第二处理膜组分别均包含多组并联连接的RO膜组件。
具体的，所述第一处理膜组和第二处理膜组中包含的RO膜组件的数量之比为2：1。
具体的，所述絮凝反应池上设有絮凝剂投药器及电动搅拌器，所述光催化氧化反应器内设有紫外光光源发射器和催化剂加药器。
具体的，还包括PLC控制器，所述PLC控制器与所述絮凝剂投药器、电动搅拌器、紫外光光源发射器、催化剂加药器及各离心泵均电连接。
需要说明的是，该处理系统中还可预留若干超越管道及应急管道阀门，则必要时垃圾渗滤液可不经某一级的处理而直接进入下一级处理(比如氧化降解处理后，不经超滤而直接进入RO膜反渗透处理)。
此外，本发明还提供了利用上述系统进行垃圾渗滤液处理的方法，其包括如下步骤：
垃圾渗滤液首先进入絮凝反应池，絮凝反应池设有药剂投加装置，向絮凝池中加入絮凝剂PAC，絮凝剂PAC在渗滤液中形成絮状物，将渗滤液中的悬浮物、重金属及盐进行捕捉絮凝成团。
垃圾渗滤液在絮凝池中絮凝反应成团，进入沉淀池进行重力沉降，并借助沉淀池中的斜流板将固体分离，上清液经溢流堰出水，经过管道进入高级氧化区。
光催化氧化反应器是垃圾渗滤液进行高级氧化的区域，光催化氧化反应器内通常设有紫外光光源发射装置和催化剂加药装置，催化剂选用TiO2/ZnO复合催化剂，催化剂在紫外光光源照射激发作用下，诱发强氧化自由基〃OH，它能将大部分有机污染物氧化降解成为CO2、H2O和其他小分子有机物，降低水中COD浓度。
需要说明的是，光催化氧化反应器内可设置曝气系统，增加传质作用同时提高水中溶解氧，提高降解效率。
光催化氧化处理的垃圾渗滤液由离心泵进入超滤膜处理单元，采用外压式中空纤维膜元件，超滤膜膜材料选用PVDF(聚偏氟乙稀)，公称膜孔径为0.03μm，几乎能截留溶液中所有的细菌、热源、病毒及胶体微粒、蛋白质、大分子有机物。超滤所产淡水进入RO膜过滤系统，保证了后续RO进水水质。
超滤产生的淡水进入反渗透膜反应器分离去除大部分的盐。RO膜过滤系统包含保安过滤器，进一步确保RO进水的清洁度。RO膜系统采用两段RO膜系统，第一段的多组RO膜组件间进行并联，随后串联第二段膜组件，第一段与第二段RO膜组件数量比为2：1。
RO膜过滤系统中，第一段膜系统产生的浓液进入第二段RO膜系统进行进一步过滤，提高系统产水回收率。第二段膜系统的浓水即RO膜过滤系统产浓缩液，浓缩液不外排，重回至垃圾中进行二次处理，浓缩液也可部分回流至絮凝反应池。
RO膜过滤系统的第一段和第二段RO膜系统产生的淡水均进入树脂吸附柱进一步吸附水中剩余有机污染物。树脂吸附柱是大孔聚苯乙烯，在使用前用去离子水浸泡后酸液酸化作为预处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (10)
1.一种垃圾渗滤液处理系统，其特征在于，在一箱体内完成渗滤液处理，所述箱体内设有依次连通的絮凝反应池、沉淀池、光催化氧化反应器、超滤膜过滤器、RO膜过滤器和树脂吸附柱；
所述絮凝反应池、沉淀池、光催化氧化反应器、超滤膜过滤器、RO膜过滤器和树脂吸附柱中的相邻两者之间通过离心泵连接；
所述RO膜过滤器具有浓水出口和淡水出口，所述浓水出口与所述絮凝反应池连通以使浓水回流，所述淡水出口与所述树脂吸附柱连通以使淡水经所述树脂吸附柱吸附除杂后达标排放。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液处理系统，其特征在于，所述沉淀池内设有便于分离沉淀的斜流板。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液处理系统，其特征在于，所述超滤膜过滤器包含多组超滤膜组件且并联连接。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液处理系统，其特征在于，所述RO膜过滤器包含阻垢剂投药器。
5.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液处理系统，其特征在于，所述RO膜过滤器的进水端设有用于确保进水清洁度的保安过滤器，所述保安过滤器的滤芯精度为5μm以下。
6.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液处理系统，其特征在于，所述RO膜过滤器由串联连接的第一处理膜组和第二处理膜组组成，所述第一处理膜组和第二处理膜组分别均包含多组并联连接的RO膜组件。
7.根据权利要求6所述的一种垃圾渗滤液处理系统，其特征在于，所述第一处理膜组和第二处理膜组中包含的RO膜组件的数量之比为2：1。
8.根据权利要求1至7任一项所述的一种垃圾渗滤液处理系统，其特征在于，所述絮凝反应池上设有絮凝剂投药器及电动搅拌器，所述光催化氧化反应器内设有紫外光光源发射器和催化剂加药器。
9.根据权利要求8所述的一种垃圾渗滤液处理系统，其特征在于，还包括PLC控制器，所述PLC控制器与所述絮凝剂投药器、电动搅拌器、紫外光光源发射器、催化剂加药器及各离心泵均电连接。
10.一种垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，通过权利要求1至9任一项所述的垃圾渗滤液处理系统进行垃圾渗滤液处理，包括如下步骤：垃圾渗滤液首先进入絮凝反应池中进行絮凝反应将渗滤液中的悬浮物、重金属及盐进行捕捉絮凝成团，随后经离心泵送入沉淀池进行重力沉降，将絮凝成团的物质分离排出，随后沉降处理完成的渗滤液经离心泵送入光催化氧化反应器中进行氧化降解处理，降低水中COD浓度，氧化降解完成后的渗滤液经离心泵送入超滤膜过滤器，超滤所产淡水随后进入RO膜过滤器，RO膜过滤器所产浓水回流至絮凝反应池中待下一轮处理，RO膜过滤器所产淡水进入树脂吸附柱中进一步吸附去除有机杂质，最后达标外排。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113087265A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-07-09 | 同济大学 | 渗滤液浓缩液中大分子有机污染物的分离去除系统及方法 |
| CN114560604A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-05-31 | 深圳市盘古环保科技有限公司 | 基于紫外氧化的城市垃圾填埋场渗滤液环保无害处理系统 |
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| CN101671095A (zh) * | 2009-09-11 | 2010-03-17 | 宇星科技发展(深圳)有限公司 | 垃圾渗滤液处理工艺 |
| CN102503046A (zh) * | 2011-11-18 | 2012-06-20 | 北京伊普国际水务有限公司 | 垃圾综合处理场高浓度渗滤液的深度处理系统及方法 |
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