CN111252967A - 一种垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统与处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统与处理方法，垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统包括：预处理系统、化学软化系统、浓缩液分离与净化系统、电力驱动膜装置和有机物处理系统，预处理系统与化学软化系统连接，化学软化系统与浓缩液分离与净化系统连接，浓缩液分离与净化系统包含电力驱动膜装置，预处理系统还与有机物处理系统相连接。本发明可以取代焚烧或蒸发浓缩等工艺，以更加节能环保和环境友好的方式对膜滤浓缩液进行减量与资源化处理。

Description

一种垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统与处理方法

技术领域

本发明涉及一种垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统，本发明还涉及一种垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理方法，属于垃圾处理领域。

背景技术

垃圾渗滤液常采用生物处理法与膜分离技术相结合的组合形式(预处理+生物处理+双膜法(NF+RO))进行处理。经过膜分离技术处理后会产生一定量的膜滤浓缩液。膜滤浓缩液由于其难降解的有机物浓度高，可生化性能差、腐殖酸含量高等特点导致其难以处理。目前对膜滤浓缩液常采用蒸发浓缩或焚烧的处置工艺。但蒸发浓缩和焚烧均存在很多弊端。蒸发浓缩不但能耗相当大，而且易结垢，蒸发器容易被腐蚀和堵塞，且蒸发后的固态结晶仍需进一步处置。经焚烧处置的膜滤浓缩液，盐分转移至焚烧灰渣，大大增加焚烧灰渣处理和利用难度。灰渣若填埋则可溶盐会再次进入渗滤液并加快富集。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺与系统，实现膜滤浓缩液的资源化分离、净化、再浓缩与回收，从而更加节能环保和资源化的处置膜滤浓缩液。

本发明采用了如下技术方案：

一种垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统，其特征在于，包括：

预处理系统、化学软化系统、浓缩液分离与净化系统、电力驱动膜装置和有机物处理系统，

预处理系统与化学软化系统连接，化学软化系统与浓缩液分离与净化系统连接，浓缩液分离与净化系统包含电力驱动膜装置，预处理系统还与有机物处理系统相连接。

进一步，本发明的垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统，还具有这样的特征：预处理系统包括：浓缩液储罐、浓缩液提升泵、第一纳滤装置，浓缩液储罐经管道连通浓缩液提升泵进料口，浓缩液提升泵的出料口则经管路连通第一纳滤装置。

进一步，本发明的垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统，还具有这样的特征：化学软化系统包括：氢氧化钠储罐、氢氧化钠投加泵、碳酸钠储罐、碳酸钠投加泵、碱液管道混合器、混合反应罐、固液分离装置、中间水箱、中间提升泵和第二纳滤装置，氢氧化钠储罐和碳酸钠储罐分别经管路连接氢氧化钠投加泵和碳酸钠投加泵，并继续经管路连通到碱液管道混合器，管道混合器设通过管路连接在第一纳滤装置与混合反应罐之间，混合反应罐经管路连接两组污泥泵、第一组污泥泵经管路连接至固液分离装置，第二组污泥泵则经污泥管路连接污泥处理系统；固液分离装置、中间水箱、中间提升泵、第二纳滤装置依次通过管路连接，第二纳滤装置设有循环回路连通混合反应罐。

进一步，本发明的垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统，还具有这样的特征：浓缩液分离与净化系统包括：来自化学软化系统的第二纳滤装置经管路分别连接淡水箱与浓水箱，淡水循环泵依靠管路连接淡水箱与电力驱动膜装置，形成淡水经淡水循环泵输送至电力驱动膜装置的通路，再经一组管路连接电力驱动膜与淡水箱，形成淡水从电力驱动膜回至淡水箱的通路；浓水循环泵依靠管路连接浓水箱与电力驱动膜装置，形成浓水由浓水箱到电力驱动膜装置的通路，再经一组管路连接电力驱动膜装置与浓水箱，形成浓水由电力驱动膜装置到浓水箱的通路，浓水箱连接增压泵，用于将浓水输送至浓缩液处理系统；淡水箱另设一组管路连接淡水提升泵，并连通高压反渗透装置。

进一步，本发明的垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统，还具有这样的特征：电力驱动膜装置中的膜具有离子选择特性，可以透过离子而不透过水,依靠电场作用，淡水中的离子会定向迁移至浓水中,淡水与浓水在电力驱动膜装置中的循环互不接触。

进一步，本发明的垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统，还具有这样的特征：有机物处理系统包括：过氧化氢管道混合器，过氧化氢管道混合器的前端连接第一纳滤装置，后端连接接触氧化塔，接触氧化塔出口通过管路将有机物输送回垃圾渗滤液生化系统，射流泵经管路连接在接触氧化塔和臭氧发生器之间。

进一步，本发明的垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统，还具有这样的特征：还包括：电气控制系统、流量计、压力表、电导率仪以及系统必备的阀门和管路。

本发明还提供一种垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理方法，其特征在于，包括：

步骤(1)，浓缩液首先进入浓缩液储罐，提升泵将浓缩液储罐内的浓缩液提升至第一纳滤装置，第一纳滤装置的出水经碱液管道混合器与氢氧化钠和碳酸氢钠溶液混合，并进入混合反应罐；

步骤(2)，混合反应罐内的浓缩液经第一组污泥泵送至固液分离装置，沉积罐底的沉淀物则经第二组污泥泵输送至污泥处理系统；固液分离装置截留大颗粒物质并回流至混合反应罐，透过的水则进入中间水罐，经中间水罐提升泵输送至第二纳滤装置；第二纳滤装置的出水进入浓缩液分离与净化系统，回水则回流至混合反应罐；

步骤(3)，第二纳滤装置的出水分流进入浓缩液分离与净化系统的淡水箱和浓水箱；

步骤(4)，淡水箱中的淡水经淡水循环泵输送至电力驱动膜装置再循环回到淡水箱；与此同时，浓水箱中的浓水经浓水循环泵输送至电力驱动膜装置再循环回到浓水箱；在淡水和浓水分别经过电力驱动膜装置的过程中，在电力驱动膜装置的电场作用下，构成无机盐的离子发生定向迁移，由淡水侧向浓水侧移动，完成对淡水无机盐的去除；

步骤(6)，经电力驱动膜装置处理后的淡水循环至淡水箱，与第二纳滤装置排水混合形成新的淡水，经提升泵作用，淡水箱中的淡水进入高压反渗透装置，经处置后达到排放标准；

步骤(7)，与步骤(6)同时，浓水循环回浓水箱，与第二纳滤装置的排水混合形成新的浓水，当达到一定浓度时，经由增压泵作用输送至浓缩液处理系统。

发明的有益效果：

本发明设计一种垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统与处理方法，可以将浓缩液排水水质处理到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表2标准，也可直接处理到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。

本发明的垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统与处理方法，可以取代焚烧或蒸发浓缩等工艺，以更加节能环保和环境友好的方式对膜滤浓缩液进行减量与资源化处理；

本发明创新的将先分开再处理的理念应用于浓缩液处理，将有机物与无机物分开，减小互相影响，并减低各部分处理量与处理难度；

本发明适应范围广，针对水质指标不同，可以灵活调配系统设定参数，保障达到处理要求；

本发明操作管理方便，减少工人劳动强度，维护简单方便；

本发明运行费用低，系统投资少，经济效益高。

附图说明

图1是浓缩液处理工艺流程图。

图2是电力驱动膜装置的原理图。

附图标号：浓缩液储罐11，浓缩液提升泵12，第一纳滤装置13，碱液管道混合器14，混合反应罐15，第一组污泥泵16，第二组污泥泵17，固液分离装置18，中间水罐19，中间提升泵20，第二纳滤装置21，第一管路22，第二管路23，增压泵24，浓水箱25，浓水循环泵26，电力驱动膜装置27，淡水循环泵28，淡水箱29，淡水提升泵30，高压反渗透装置31，射流泵32，接触氧化塔33,过氧化氢管道混合器34，阴离子交换膜41，阳离子交换膜42。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本用于垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统，包括：

预处理系统、化学软化系统、浓缩液分离与净化系统、电力驱动膜装置和有机物处理系统，

预处理系统与化学软化系统连接，化学软化系统与浓缩液分离与净化系统连接，浓缩液分离与净化系统包含电力驱动膜装置，预处理系统还与有机物处理系统相连接。

预处理系统包括：浓缩液储罐11、浓缩液提升泵12、第一纳滤装置13，浓缩液储罐11经管道连通浓缩液提升泵12进料口，浓缩液提升泵12的出料口则经管路连通第一纳滤装置13。

化学软化系统包括：氢氧化钠储罐、氢氧化钠投加泵、碳酸钠储罐、碳酸钠投加泵、碱液管道混合器14、混合反应罐15、固液分离装置18、中间水箱、中间提升泵20和第二纳滤装置21，氢氧化钠储罐和碳酸钠储罐分别经管路连接氢氧化钠投加泵和碳酸钠投加泵，并继续经管路连通到碱液管道混合器14，其中的氢氧化钠储罐、氢氧化钠投加泵、碳酸钠储罐、碳酸钠投加泵未在图1中显示，碱液管道混合器14设通过管路连接在第一纳滤装置13与混合反应罐15之间，混合反应罐15经管路连接两组污泥泵、第一组污泥泵16经管路连接至固液分离装置18，第二组污泥泵17则经污泥管路连接污泥处理系统；固液分离装置18、中间水箱、中间提升泵20、第二纳滤装置21依次通过管路连接，第二纳滤装置21设有循环回路连通混合反应罐15。

浓缩液分离与净化系统包括：来自化学软化系统的第二纳滤装置21经第一管路22和第二管路23分别连接淡水箱29与浓水箱25，淡水循环泵28依靠管路连接淡水箱29与电力驱动膜装置27，形成淡水经淡水循环泵28输送至电力驱动膜装置27的通路，再经一组管路连接电力驱动膜装置27与淡水箱29，形成淡水从电力驱动膜装置27回至淡水箱29的通路；浓水循环泵26依靠管路连接浓水箱25与电力驱动膜装置27，形成浓水由浓水箱25到电力驱动膜装置27的通路，再经一组管路连接电力驱动膜装置27与浓水箱25，形成浓水由电力驱动膜装置27到浓水箱25的通路，浓水箱25连接增压泵24，用于将浓水输送至浓缩液处理系统；淡水箱29另设一组管路连接淡水提升泵30，并连通高压反渗透装置31。

电力驱动膜装置27包括：离子交换膜和电极，离子交换膜包括阳离子交换膜和阴离子交换膜，二者交替设置，相邻的阳离子交换膜和阴离子交换膜之间交替形成淡水区域和浓水区域。

电力驱动膜系统的结构原理如图2所示，所述电力驱动膜系统中的膜具有离子选择特性，可以透过离子而不透过水,依靠电场作用，淡水中的离子会定向迁移至浓水中,淡水与浓水在电力驱动膜系统中的循环互不接触。

有机物处理系统包括：过氧化氢管道混合器34，过氧化氢管道混合器34的前端连接第一纳滤装置13，后端连接接触氧化塔33，接触氧化塔33出口通过管路将有机物输送回垃圾渗滤液生化系统，射流泵32经管路连接在接触氧化塔33和臭氧发生器之间。

本发明的垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统，还包括系统运行通常必须的：电气控制系统、流量计、压力表、电导率仪以及系统必备的阀门和管路等，用于保持系统正常运行，此处不再赘述。

本发明的用于垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺与系统的运行过程如下：

(1)浓缩液首先进入浓缩液储罐11，经浓缩液提升泵12将储罐内的浓缩液提升至第一纳滤装置13，纳滤出水经碱液管道混合器14与氢氧化钠和碳酸氢钠溶液混合，并进入混合反应罐15。

(2)混合反应罐15内的浓缩液经第一组污泥泵16作用被送至固液分离装置18，沉积罐底的沉淀物则经第二组污泥泵17输送至污泥处理系统。固液分离装置18截留大颗粒物质并回流至混合反应罐15，透过的水则进入中间水罐19，经中间提升20泵输送至第二纳滤装置21。纳滤出水进入浓缩液分离与净化系统，回水则回流至混合反应罐15。

(3)自化学软化系统第二纳滤装置21出水分流进入淡水箱29和浓水箱25。

1)淡水箱29中的淡水经淡水循环泵28作用，由淡水箱29被输送至电力驱动膜装置27再循环回到淡水箱29。与此同时，浓水箱25中的浓水经浓水循环泵26作用，由浓水箱25被输送至电力驱动膜装置27再循环回到浓水箱29。

2)在淡水和浓水分别经过电力驱动膜装置27的过程中，由于电力驱动膜装置27的电场作用，构成无机盐的离子发生定向迁移，由淡水侧向浓水侧移动。又由于电力驱动膜装置27中所采用的膜具有离子选择特性，只透过离子，而不透过水。所以淡水中的无机盐离子被定向迁移到浓水一侧。在此过程中，系统完成了对淡水无机盐的去除。从而使淡水中的总氮、氨氮等指标也随之下降。浓水则在此过程中接收了无机盐成为水质指标更高的浓水。

3)淡水循环至淡水箱29，与第二纳滤装置21的排水混合形成新的淡水，经淡水提升泵30作用，淡水箱29中的水进入高压反渗透装置31，经处置后达到排放标准。

4)浓水循环回浓水箱25，与第二纳滤装置21的排水混合形成新的浓水，当达到一定浓度时，经由增压泵24作用输送至浓缩液处理系统。

应用实施例：

广西某垃圾填埋场，垃圾渗滤液处理工艺反渗透系统产生浓缩液150m³/d。新增一套浓缩液处理设施，采用本发明的垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺与系统，系统设施包括预处理系统，其包括:浓缩液储罐、浓缩液提升泵和纳滤装置；化学软化系统，其包括:氢氧化钠储罐、氢氧化钠投加泵、碳酸钠储罐、碳酸钠投加泵、碱液管道混合器、混合反应罐、污泥泵、固液分离装置、中间水箱、中间提升泵和纳滤装置；浓缩液分离与净化系统，其包括:淡水箱、淡水循环泵、电力驱动膜装置、浓水箱、浓水循环泵、浓水增压泵、淡水提升泵和高压反渗透装置；有机物处理系统，其包括：接触氧化塔、射流泵、臭氧发生器、过氧化氢储罐、过氧化氢提升泵和过氧化氢管道混合器；以及电气控制系统、流量计、压力表、电导率仪以及系统必备的阀门、管路等附属设备。浓缩液出水水质为COD≥50000mg/L，氨氮≥2000mg/L，总氮≥5000mg/L，电导率≥60000μs/cm。经本工艺与系统的处置后，浓缩液排放量仅为原产量的10％。排放水质可达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)中表2标准。

Claims (8)

1.一种垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统，其特征在于，包括：

预处理系统、化学软化系统、浓缩液分离与净化系统、电力驱动膜装置和有机物处理系统，

预处理系统与化学软化系统连接，化学软化系统与浓缩液分离与净化系统连接，浓缩液分离与净化系统包含电力驱动膜装置，预处理系统还与有机物处理系统相连接。

2.如权利要求1所述的垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统，其特征在于：

预处理系统包括：浓缩液储罐、浓缩液提升泵、第一纳滤装置，浓缩液储罐经管道连通浓缩液提升泵进料口，浓缩液提升泵的出料口则经管路连通第一纳滤装置。

3.如权利要求1所述的垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统，其特征在于：

化学软化系统包括：氢氧化钠储罐、氢氧化钠投加泵、碳酸钠储罐、碳酸钠投加泵、碱液管道混合器、混合反应罐、固液分离装置、中间水箱、中间提升泵和第二纳滤装置，氢氧化钠储罐和碳酸钠储罐分别经管路连接氢氧化钠投加泵和碳酸钠投加泵，并继续经管路连通到碱液管道混合器，碱液管道混合器设通过管路连接在第一纳滤装置与混合反应罐之间，混合反应罐经管路连接两组污泥泵、第一组污泥泵经管路连接至固液分离装置，第二组污泥泵则经污泥管路连接污泥处理系统；固液分离装置、中间水箱、中间提升泵、第二纳滤装置依次通过管路连接，第二纳滤装置设有循环回路连通混合反应罐。

4.如权利要求1所述的垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统，其特征在于：

浓缩液分离与净化系统包括：来自化学软化系统的第二纳滤装置经管路分别连接淡水箱与浓水箱，淡水循环泵依靠管路连接淡水箱与电力驱动膜装置，形成淡水经淡水循环泵输送至电力驱动膜装置的通路，再经一组管路连接电力驱动膜装置与淡水箱，形成淡水从电力驱动膜装置回至淡水箱的通路；浓水循环泵依靠管路连接浓水箱与电力驱动膜装置，形成浓水由浓水箱到电力驱动膜装置的通路，再经一组管路连接电力驱动膜装置与浓水箱，形成浓水由电力驱动膜装置到浓水箱的通路，浓水箱连接增压泵，用于将浓水输送至浓缩液处理系统；淡水箱另设一组管路连接淡水提升泵，并连通高压反渗透装置。

5.如权利要求1所述的垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统，其特征在于：

所述电力驱动膜装置中的膜具有离子选择特性，可以透过离子而不透过水,依靠电场作用，淡水中的离子会定向迁移至浓水中,淡水与浓水在电力驱动膜装置中的循环互不接触。

6.如权利要求1所述的垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统，其特征在于：

有机物处理系统包括：过氧化氢管道混合器，过氧化氢管道混合器的前端连接第一纳滤装置，后端连接接触氧化塔，接触氧化塔出口通过管路将有机物输送回垃圾渗滤液生化系统，射流泵经管路连接在接触氧化塔和臭氧发生器之间。

7.如权利要求1所述的垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理系统，其特征在于，还包括：

电气控制系统、流量计、压力表、电导率仪以及系统必备的阀门和管路。

8.一种垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理方法，其特征在于，包括：

步骤(1)，浓缩液首先进入浓缩液储罐，提升泵将浓缩液储罐内的浓缩液提升至第一纳滤装置，第一纳滤装置的出水经碱液管道混合器与氢氧化钠和碳酸氢钠溶液混合，并进入混合反应罐；

步骤(2)，混合反应罐内的浓缩液经第一组污泥泵送至固液分离装置，沉积罐底的沉淀物则经第二组污泥泵输送至污泥处理系统；固液分离装置截留大颗粒物质并回流至混合反应罐，透过的水则进入中间水罐，经中间水罐提升泵输送至第二纳滤装置；第二纳滤装置的出水进入浓缩液分离与净化系统，回水则回流至混合反应罐；

步骤(3)，第二纳滤装置的出水分流进入浓缩液分离与净化系统的淡水箱和浓水箱；

步骤(4)，淡水箱中的淡水经淡水循环泵输送至电力驱动膜装置再循环回到淡水箱；与此同时，浓水箱中的浓水经浓水循环泵输送至电力驱动膜装置再循环回到浓水箱；在淡水和浓水分别经过电力驱动膜装置的过程中，在电力驱动膜装置的电场作用下，构成无机盐的离子发生定向迁移，由淡水侧向浓水侧移动，完成对淡水无机盐的去除；

步骤(6)，经电力驱动膜装置处理后的淡水循环至淡水箱，与第二纳滤装置排水混合形成新的淡水，经提升泵作用，淡水箱中的淡水进入高压反渗透装置，经处置后达到排放标准；

步骤(7)，与步骤(6)同时，浓水循环回浓水箱，与第二纳滤装置的排水混合形成新的浓水，当达到一定浓度时，经由增压泵作用输送至浓缩液处理系统。

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