CN110885162A

CN110885162A - 一种垃圾渗滤液零回灌处理工艺

Info

Publication number: CN110885162A
Application number: CN201911021928.7A
Authority: CN
Inventors: 伍立波; 林乐魁; 沈凯; 吕小东; 王颖; 陈赟
Original assignee: HANGZHOU SUNRISE WATER AFFAIRS CO Ltd
Current assignee: HANGZHOU SUNRISE WATER AFFAIRS CO Ltd
Priority date: 2019-10-25
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2020-03-17

Abstract

本发明公开了一种垃圾渗滤液零回灌处理工艺，通过预处理‑高效生化处理‑深度处理‑湿式催化氧化的工艺过程对垃圾渗滤液进行处理，其中预处理去除悬浮物及大颗粒物质，高效生化处理降解大部分COD和氨氮，深度处理吸附难降解的COD和氨氮，湿式催化氧化将难降解的COD和氨氮氧化为CO₂、N₂、H₂O、小分子有机物，产物再进行高效生化处理。本发明以湿式氧化反应为核心，配合吸附树脂和高效生化处理对高难降解有机物进行循环吸附降解，最终实现零回灌，解决现有膜工艺产生浓缩液回灌造成的渗滤液盐分和COD积累问题，实现无害化处理。

Description

一种垃圾渗滤液零回灌处理工艺

技术领域

本发明涉及环保工程技术领域，特别涉及一种垃圾渗滤液零回灌处理工艺。

背景技术

垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土层的饱和持水量，并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度的有机废水。目前垃圾渗滤液大多数具有以下特点：高COD、高氨氮、高硬度、高盐分、可生化性差，如不加以处理而直接排放极易引发地下水、地表水污染,进而危及人体健康，而采用单一的物理、生物、化学处理工艺无法达到处理要求。

目前针对垃圾渗滤液常用的处理工艺有以下两种：“特种膜工艺”及“预处理+生化处理+膜处理”，将物理、生物、化学处理工艺选择性结合，改善垃圾渗滤液的处理效果。通常按这两种方式处理后，出水达标排放，而膜截留的浓缩液大部分采用回灌工艺，即将浓缩液重新灌入填埋场进行净化，回灌液自上而下地流经垃圾填埋层时，通过垃圾中微生物分解作用，能一定程度降解有机物，但降解有限，速度比较缓慢，并随着时间的推移，其弊端越来越明显，浓缩液中盐分和难降解的污染物逐渐积累，导致生化系统微生物生化系统降解能力和处理量降低，并增大原有膜运行压力，膜结垢严重，回收率下降，严重时会造成生化系统和膜系统的瘫痪。

发明内容

针对以上问题，本发明提供垃圾渗滤液零回灌处理工艺，能够有效地降解垃圾渗滤液中的污染物，处理过程无浓缩液产生，实现零回灌。

为达到上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种垃圾渗滤液零回灌处理工艺，包括以下步骤：

（1）预处理：对垃圾渗滤液进行混凝沉淀处理，初步去除悬浮物及大颗粒物质，出水进入高效生化处理装置，产生的物化污泥输送至污泥处理系统；

（2）高效生化处理：经预处理后的垃圾渗滤液在生化池内经微生物作用，降解大部分COD和氨氮，出水进入深度处理系统，产生的生化污泥输送至污泥处理系统；

（3）深度处理：生化出水用树脂吸附高效生化处理过程未降解的COD和氨氮，出水达标排放，吸附饱和后使用脱附剂对树脂进行脱附，洗脱液进入湿式催化氧化系统；

（4）湿式催化氧化：在空气和催化剂的作用下将树脂洗脱液中的COD、氨氮氧化，提高其可生化性，出水返回生化池循环处理。

优选的，所述污泥处理系统将物化污泥和生化污泥进行脱水，脱除的水返回生化池进行再处理，泥饼填埋处理。

优选的，步骤（2）所述微生物作用的方式为水解酸化、UASB、IC、硝化反硝化、MBR膜工艺中一种或多种工艺的组合。

优选的，步骤（2）所述微生物为高耐盐微生物，可承受TDS为0～20000mg/L。

优选的，步骤（3）所述脱附剂为NaCl溶液、NaOH溶液或者甲醇、乙醇、丙醇等有机溶剂。优选的，步骤（4）所述湿式氧化反应的温度为160～300℃，反应压力为4.0～9.9MPa，空气供给量与废水量的比值为40～400。

本发明的另一个目的是提供上述工艺所需要用到的装置。

垃圾渗滤液零回灌处理工艺的装置，包括依次通过管道连接的调节池、混凝沉淀池、生化池、深度处理系统和湿式催化氧化系统，所述深度处理系统依次通过管道连接的中间水箱、精密过滤器、氨氮树脂吸附罐、COD树脂吸附罐和母液储罐，所述中间水箱进水口与生化池出水口通过管道连接，所述氨氮树脂吸附罐进水口还连接有氨氮树脂脱附罐，所述COD树脂吸附罐还连接有COD树脂脱附罐，氨氮树脂吸附罐和COD树脂吸附罐出水口还分别与清水箱相连；所述湿式催化氧化系统包括依次通过管道连接的保安过滤器、换热器、导热油换热器和反应塔，所述保安过滤器进水口与母液储罐出水口通过管道连接，所述反应塔出口与换热器相连，所述换热器还设有出口与冷却器相连，冷却器出口与气液分离器入口通过管道连接，所述气液分离器与生化池之间设有回流管路；所述混凝沉淀池和生化池出口还分别与污泥脱水装置相连，污泥脱水装置和生化池之间还设有回流管路。

优选的，所述氨氮树脂吸附罐和COD树脂吸附罐各自并联设置有备用罐。氨氮树脂吸附罐和COD树脂吸附罐均至少为两个，方便清洗切换，达到连续操作的目的。

优选的，所述换热器采用套管式换热器组或多级管壳式换热器组或套管式换热器与管壳式换热器的组合，换热器与换热器之间采用同等材质管材焊接。

本发明通过预处理-高效生化处理-深度处理-湿式催化氧化的工艺过程对垃圾渗滤液进行处理，处理过程基本无污染物排放，能很好解决现有膜工艺产生浓缩液回灌造成的渗滤液盐分和COD积累问题，实现无害化处理。具体的，将垃圾渗滤液首先经混凝沉淀预处理去除悬浮物及大颗粒物质，物化出水经好氧、缺氧、厌氧微生物的共同作用下降解大部分的COD和氨氮，生化出水用树脂依次吸附高效生化处理过程未降解的氨氮和COD，经树脂吸附后出水达标排放，树脂吸附的氨氮和COD再通过湿式催化氧化处理转化为CO₂、N₂、H₂O、小分子有机物，提高废水可生化性，湿式催化氧化过程出水返回生化池循环处理；物化和生化处理过程产生的污泥脱水后水相返回生化池进行再处理，泥饼填埋处理。在这个过程中，与现有工艺在物化-生化-膜处理后将出水排放，并形成浓缩液回灌的工艺过程不同，本发明在将垃圾渗滤液进行物化、生化处理后，采用树脂吸附结合湿式催化氧化的方法替代膜处理，一方面，这种方式将难降解的氨氮转化为可生化性的有机物，不产生浓缩水，不必进行回灌，无污染物排放；另一方面，树脂吸附将难降解的氨氮和COD高效集合，排出大部分杂质，再脱附进行湿式催化氧化，脱附液与浓缩液相比，纯度更高，再处理难度大大降低，对湿式催化氧化反应产生影响小，能够保证反应持续高效进行。更加优化的，树脂吸附装置设置多台，互为备用，实现连续操作，进一步提高效率。此外，本发明将物化污泥、生化污泥脱除的水返至生化池再处理以及将脱附液经湿式催化氧化后的出水返至生化池再处理，通过循环再处理的方式实现污染物的最大化处理。

本发明具有以下有益效果：

以湿式氧化反应为核心，配合吸附树脂和高效生化处理对高难降解有机物进行循环吸附降解，最终实现零回灌。利用树脂吸附装置中的氨氮吸附树脂和COD树脂浓缩富集难降解氨氮和有机物，利用湿式氧化反应实现有机物的高效催化降解以及调高B/C比值，降低再处理难度，与传统工艺相比，停留时间短，处理效果好，环保高效。

附图说明

图1：本发明的流程示意图。

图2：本发明装置的布置图。

图中：1-调节池，2-提升泵，3-混凝沉淀池，4-提升泵，5-生化池，6-中间水箱，7-提升泵，8-精密过滤器，9-氨氮树脂吸附罐，10-COD树脂吸附罐；11-清水箱；12-氨氮树脂脱附罐，13-氨氮树脂再生水泵；14-COD树脂脱附罐，15-COD树脂再生水泵；16-物化污泥输送泵；17-生化污泥输送泵；18-污泥脱水装置；19-母液储罐，20-增压泵，21-空气压缩机，22-保安过滤器，23-高压泵，24-换热器， 25-导热油换热器，26-导热油炉，27-反应塔，28-冷却器，29-气液分离器。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

本发明工艺采用的装置如图1所示，包括依次通过管道连接的调节池1、混凝沉淀池3、生化池5、深度处理系统和湿式催化氧化系统，所述调节池1和混凝沉淀池3的连接管道上设有提升泵2，所述混凝沉淀池3和生化池5的连接管道上设有提升泵4。所述深度处理系统包括依次通过管道连接的中间水箱6、精密过滤器8、氨氮树脂吸附罐9、COD树脂吸附罐10和母液储罐19，所述中间水箱6和精密过滤器8的连接管道上设有提升泵7；所述中间水箱6进水口与生化池5出水口通过管道连接；所述氨氮树脂吸附罐9进水口还连接有氨氮树脂脱附罐12，连接管道上设有氨氮树脂再生水泵13，所述COD树脂吸附罐10还连接有COD树脂脱附罐14，连接管道上设有COD树脂再生水泵15；氨氮树脂吸附罐9和COD树脂吸附罐10出水口还分别与清水箱11相连。所述湿式催化氧化系统包括依次通过管道连接的保安过滤器22、换热器24、导热油换热器25和反应塔27，所述保安过滤器22和换热器24的连接管道上设有高压泵23；所述保安过滤器22进水口与母液储罐19出水口通过管道连接，连接管道上设有增压泵20；所述反应塔27出口与换热器24相连，所述换热器24还设有出口与冷却器28相连，冷却器28出口与气液分离器29入口通过管道连接，所述气液分离器29与生化池5之间设有回流管路；所述换热器24连有空气压缩机22；所述导热油换热器25连有导热油炉26。所述混凝沉淀池3和生化池5出口还分别与污泥脱水装置18相连，混凝沉淀池3和泥脱水装置18的连接管道上设有物化污泥输送泵16，生化池5和污泥脱水装置18的连接管道上设有生化污泥输送泵17，污泥脱水装置18和生化池5之间还设有回流管路。所述氨氮树脂吸附罐9和COD树脂吸附罐10各自并联设置有备用罐；所述换热器24采用套管式换热器组或多级管壳式换热器组或套管式换热器与管壳式换热器的组合，换热器与换热器之间采用同等材质管材焊接；所述反应塔27设有安全阀。

实施例2

一种垃圾渗滤液零回灌工艺，采用实施例1所述装置，工艺流程如图1所示，具体包括以下步骤：

预处理：调节池1垃圾渗滤液经提升泵2输送至混凝沉淀池3，可去除大部分悬浮固体颗粒物，产生的污泥由物化污泥输送泵16输送至污泥处理装置18，出水经提升泵4输送至生化池5；

高效生化处理：废水在生化池内经过好氧、缺氧、厌氧微生物的共同作用下降解大部分的COD和氨氮，所述为高耐盐微生物，可承受TDS为0～20000mg/L，微生物作用的方式采用水解酸化与MBR膜组合工艺，产生的污泥由生化污泥输送泵17输送至污泥处理装置18，出水进入中间水箱6；

污泥处理：污泥处理装置18将物化污泥和生化污泥进行脱水，脱除的水返回生化池5进行再处理，泥饼填埋处理；

高效生化处理：经提升泵输送7将中间水箱6的废水输送至精度为1μm的精密过滤器8，过滤后再依次经过其中一个氨氮树脂吸附罐9和COD吸附树脂罐10，依次吸附生化处理过程未降解氨氮和COD，出水达标排放，吸附一段时间后，氨氮树脂和COD树脂吸附饱和，此时将管路切换连接到另一个吸附罐，继续吸附工作，分别对吸附饱满的吸附罐进行脱附处理；脱附处理过程如下：打开氨氮树脂再生水泵13从氨氮树脂脱附剂罐12抽水，脱附剂是浓度为5%的NaCl溶液，对氨氮树脂吸附罐9内的树脂进行脱附处理，将吸附的氨氮洗出，进入母液储罐19，打开COD树脂再生水泵15从COD树脂脱附剂罐14抽水，脱附剂是浓度为10%的NaOH溶液，对COD树脂吸附罐10内的树脂进行脱附处理，将吸附的难降解有机物洗出，进入母液储罐19；

湿式催化氧化：脱附液经增压泵20由母液储罐19输送至保安过滤器22，过滤后由高压泵23输送至换热器24，预热后进入导热油换热器25将温度调节至反应温度，然后进入反应塔27进行湿式氧化处理，在空气和催化剂的作用下将脱附液中的COD、氨氮氧化为CO₂、N₂、H₂O、小分子有机物，提高其可生化性，湿式氧化反应的温度为160℃，反应压力为6.0MPa，空气供给量（Nm³/h）与废水量（m³/h）的比值为40，出水进入换热器24与脱附液换热，将脱附液温度上升到接近于反应温度，换热器24采用套管式换热器组，可以充分利用热能，减少能源的浪费，导热油换热器方便控制反应温度；回收热能后的出水通过冷却器28冷却，在气液分离器29分离，废气从尾气通道排放，废水继续返回生化池5进行循环处理，实现废水零回灌。

实施例3

一种垃圾渗滤液零回灌工艺，具体步骤基本同实施例1，区别在于本实施例式氧化反应的温度为300℃，反应压力为9.9MPa，空气供给量（Nm³/h）与废水量（m³/h）的比值为400。

实施例4

一种垃圾渗滤液零回灌工艺，具体步骤基本同实施例1，区别在于本实施例湿式氧化反应的温度为220℃，反应压力为8.0MPa，空气供给量（Nm³/h）与废水量（m³/h）的比值为300。

经过实施例2～4所述工艺处理的垃圾渗滤液，对湿式催化氧化后的出水进行B/C比值测定，均在0.3～0.5范围内，可生化性好，保证回流再进行深化处理能被充分降解。

本具体实施方式仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读了本发明的说明书之后所做的任何改变，只要在权利要求书的范围内，都将受到专利法的保护。

Claims

1.一种垃圾渗滤液零回灌处理工艺，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液零回灌处理工艺，其特征在于：所述污泥处理系统将物化污泥和生化污泥进行脱水，脱除的水返回生化池进行再处理，泥饼填埋处理。

3.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液零回灌处理工艺，其特征在于：步骤（2）所述微生物作用的方式为水解酸化、UASB、IC、硝化反硝化、MBR膜工艺中一种或多种工艺的组合。

4.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液零回灌处理工艺，其特征在于：步骤（2）所述微生物为高耐盐微生物，可承受TDS为0～20000mg/L。

5.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液零回灌处理工艺，其特征在于：步骤（3）所述脱附剂为NaCl溶液、NaOH溶液或者甲醇、乙醇、丙醇等有机溶剂。

6.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液零回灌处理工艺，其特征在于：步骤（4）所述湿式氧化反应的温度为160～300℃，反应压力为4.0～9.9MPa，空气供给量与废水量的比值为40～400。

7.实现权利要求1垃圾渗滤液零回灌处理工艺的装置，包括依次通过管道连接的调节池（1）、混凝沉淀池（3）、生化池（5）、深度处理系统和湿式催化氧化系统，其特征在于：所述深度处理系统包括依次通过管道连接的中间水箱（6）、精密过滤器（8）、氨氮树脂吸附罐（9）、COD树脂吸附罐（10）和母液储罐（19），所述中间水箱（6）进水口与生化池（5）出水口通过管道连接，所述氨氮树脂吸附罐（9）进水口还连接有氨氮树脂脱附罐（12），所述COD树脂吸附罐（10）还连接有COD树脂脱附罐（14），氨氮树脂吸附罐（9）和COD树脂吸附罐（10）出水口还分别与清水箱（11）相连；所述湿式催化氧化系统包括依次通过管道连接的保安过滤器（22）、换热器（24）、导热油换热器（25）和反应塔（27），所述保安过滤器（22）进水口与母液储罐（19）出水口通过管道连接，所述反应塔（27）出口与换热器（24）相连，所述换热器（24）还设有出口与冷却器（28）相连，冷却器（28）出口与气液分离器（29）入口通过管道连接，所述气液分离器（29）与生化池（5）之间设有回流管路；所述混凝沉淀池（3）和生化池（5）出口还分别与污泥脱水装置（18）相连，污泥脱水装置（18）和生化池（5）之间还设有回流管路。

8.根据权利要求7所述的垃圾渗滤液零回灌处理工艺的装置，其特征在于：所述氨氮树脂吸附罐（9）和COD树脂吸附罐（10）各自并联设置有备用罐。

9.根据权利要求7所述的垃圾渗滤液零回灌处理工艺的装置，其特征在于：所述换热器（24）采用套管式换热器组或多级管壳式换热器组或套管式换热器与管壳式换热器的组合，换热器与换热器之间采用同等材质管材焊接。