CN111470735A - 一种老龄渗滤液处理方法及系统 - Google Patents

一种老龄渗滤液处理方法及系统 Download PDF

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CN111470735A CN202010426113.3A CN202010426113A CN111470735A CN 111470735 A CN111470735 A CN 111470735A CN 202010426113 A CN202010426113 A CN 202010426113A CN 111470735 A CN111470735 A CN 111470735A
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学贤
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郑飞龙
王少东
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Abstract

本发明公开了一种老龄渗滤液处理方法及系统，通过对渗滤液原水进行多级过滤处理，得到过滤液；将过滤液进行物料膜处理，得到第一产水和第一浓水；将第一产水进行生化A/O‑MBR处理，得到第二产水；将第一浓水进行固化处理；以及将第二产水进行纳滤处理，得到最终产水。该方法和系统针对老龄垃圾填埋场或存量垃圾渗滤液等可生化性差难处理的废水，可以分离出渗滤液中难生化降解的大分子腐殖酸，提高生化进水B/C比，使系统能够稳定运行，产水稳定达标排放，为老龄渗滤液或存量渗滤液这种可生化性差的废水提供可靠的技术方案。

Description

一种老龄渗滤液处理方法及系统
技术领域
本发明属于垃圾渗滤液处理领域，具体涉及一种老龄渗滤液处理方法及系统。
背景技术
城市生活垃圾卫生填埋过程中会产生大量垃圾渗滤液，而垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，含有多种有毒有害物质，因此，妥善处理好垃圾填埋过程中产生的渗滤液，消除垃圾渗滤液对环境的影响是防止二次污染最重要的措施。
通常认为四、五年以下的垃圾填埋场为初期填埋场，该阶段填埋场处于产酸阶段，渗滤液中BOD5、TOC等含量很高，氨氮含量低，水质B/C比高，可生化性好，初期渗滤液也较易处理。八至十年以上的垃圾填埋场为成熟填埋场，该阶段填埋场处于产甲烷，B/C严重下降，可生化性变差，同时氨氮浓度上升，该阶段的渗滤液亦称之为“老龄”渗滤液，属于较难处理的渗滤液。
目前，渗滤液主要采用预处理+生化系统+MBR+纳滤+反渗透处理的主体工艺，使废水能够达到排放标准，然而“老龄”渗滤液B/C比低，C/N比严重失衡，同时水质中有机物质大多为难生化降解的大分子有机质腐殖酸，对生化处理系统造成很大影响，容易导致生化系统异常，出水超标，存在严重的环境污染风险。目前渗滤液采用的主体工艺中常用的预处理采用物化处理方法，主要去除废水的固体悬浮物及少量其它污染物，但并未减少难生化降解的大分子有机物质腐植酸，因此难生化降解的大分子有机物质腐植酸对后端生化系统影响还是很大，同时这部分难生化降解的大分子有机物质在后端被纳滤膜浓缩后回灌填埋场，最后又会回到渗滤液处理系统，因此会导致渗滤液中难生化降解有机物质不断被浓缩，造成生化系统运行困难，影响整个系统的处理能力。
针对这种难生物处理的老龄垃圾渗滤液或存量垃圾渗滤液的处理，亟需开发出一种新的工艺能够高效启动，且保证产水达标排放。
发明内容
针对老龄垃圾填埋场或存量垃圾渗滤液等可生化性差难处理的渗滤液中存在大量难生化降解的大分子腐殖酸，生化进水B/C比高，影响系统的稳定运行，产水稳定达标排放等问题，本申请提供一种老龄渗滤液处理方法及系统以解决上述存在的问题。
第一方面，本申请的实施例中提供了一种老龄渗滤液处理方法，包括以下步骤：
S1：对渗滤液原水进行多级过滤处理，得到过滤液；
S2：将过滤液进行物料膜处理，得到第一产水和第一浓水；
S3：将第一产水进行生化A/O-MBR处理，得到第二产水；
S4：将第一浓水进行固化处理；以及
S5：将第二产水进行纳滤处理，得到最终产水。
该方法适用于存量垃圾渗滤液及可生化性差渗滤液的处理，通过多种组合工艺确保垃圾渗滤液系统长期稳定运行，提高生化运行稳定性及污染物去除效果，保证产水稳定达标排放。
在一些实施例中，步骤S1中的多级过滤处理采用篮式过滤器、砂滤和/或芯滤。通过多级过滤处理依次截留不同粒径的悬浮物，充分保障物料膜处理过程的稳定运行。
在一些实施例中，步骤S2中的物料膜处理采用具有碟盘式结构的DT物料膜组件，DT物料膜组件采用单级物料膜组件。碟盘式结构的DT物料膜组件相对于普通卷式膜具有更优异的抗污染能力，并且能够有效提高生化运行稳定性及污染物去除效果。
在一些实施例中，DT物料膜组件的膜片采用分子量为1500-2000的UA60膜片，DT物料膜组件的平均运行压力为20-30bar。DT物料膜组件可以截留分子量大于2000的大分子有机物及悬浮胶体，第一产水的得率高，COD去除率为35-45％。
在一些实施例中，步骤S4中的固化处理采用固化药剂，固化药剂包括硫酸铁和氧化钙。此步骤通过固化药剂将物料膜截留下来的难降解的大分子有机物固化，即避免了难降解大分子有机物在处理系统累积的问题，又能够保障系统稳定运行。
在一些实施例中，步骤S5中的纳滤处理采用具有碟盘式结构的DT纳滤膜组件，DT纳滤膜组件的运行压力为50-75bar。碟盘式结构的DT纳滤膜组件相对于普通卷式膜具有更优异的抗污染能力，并且能够保障最终产水的COD稳定达标，满足排放标准。
第二方面，本申请的实施例中还提供一种老龄渗滤液处理系统，包括：
过滤单元，用于对渗滤液原水进行多级过滤处理，得到过滤液；
物料膜单元，用于将过滤液进行物料膜处理，得到第一产水和第一浓水；
生化A/O-MBR处理单元，用于将第一产水进行生化A/O-MBR处理，得到第二产水；
固化处理单元，用于将第一浓水进行固化处理；以及
纳滤单元，用于将第二产水进行纳滤处理，得到最终产水；
渗滤液原水被送入过滤单元，过滤单元产生的过滤液被送入物料膜单元，物料膜单元产生的第一产水被送入生化A/O-MBR处理单元，物料膜单元产生的第一浓水被送入固化单元，A/O-MBR处理单元产生的第二产水被送入纳滤单元。
该系统适用于存量垃圾渗滤液及可生化性差渗滤液的处理，通过多种组合工艺确保老龄渗滤液系统长期稳定运行，提高生化运行稳定性及污染物去除效果，保证产水稳定达标排放。
在一些实施例中，过滤单元包括篮式过滤器、砂滤和/或芯滤。通过过滤单元中的多级过滤处理依次截留不同粒径的悬浮物，充分保障物料膜单元的稳定运行。
在一些实施例中，物料膜单元采用具有碟盘式结构的DT物料膜组件，DT物料膜组件采用单级物料膜组件。碟盘式结构的DT物料膜组件相对于普通卷式膜具有更优异的抗污染能力，并且能够有效提高生化运行稳定性及污染物去除效果。
在一些实施例中，DT物料膜组件的膜片采用分子量为1500-2000的UA60膜片，DT物料膜组件的平均运行压力为20-30bar。DT物料膜组件可以截留分子量大于2000的大分子有机物及悬浮胶体，第一产水的得率高，COD去除率为35-45％。
在一些实施例中，固化处理单元采用固化药剂进行固化处理，固化药剂包括硫酸铁和氧化钙。固化处理单元通过固化药剂将物料膜截留下来的难降解的大分子有机物固化，即避免了难降解大分子有机物在处理系统累积的问题，又能够保障系统稳定运行。
在一些实施例中，纳滤单元采用具有碟盘式结构的DT纳滤膜组件，DT纳滤膜组件的运行压力为50-75bar。碟盘式结构的DT纳滤膜组件相对于普通卷式膜具有更优异的抗污染能力，并且能够保障最终产水的COD稳定达标，满足排放标准。
本申请提出了一种老龄渗滤液处理方法及系统，通过将渗滤液原水进行多级过滤处理，依次截留不同粒径的悬浮物后得到过滤液；将过滤液进行物料膜处理，截留部分大分子难降解的有机物质后得到第一产水和第一浓水；将第一产水进行生化A/O-MBR处理，去除污染物，降低氨氮含量得到第二产水；然后将第一浓水进行固化处理，固化第一浓水中的大分子有机物；以及将第二产水进行纳滤处理，得到最终产水。解决了现有工艺难降解腐殖酸在处理系统累积的问题，提高了生化进水B/C比，使生化系统更加稳定，同时最终产水能够稳定达标。
附图说明
包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本发明的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。
图1是本发明的其中一个实施例的老龄渗滤液处理方法的流程图；
图2是本发明的其中一个实施例的老龄渗滤液处理系统的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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。
下面将结合附图1对本发明作详细的介绍，如图1所示，本发明的一个实施例中提供了一种老龄渗滤液处理方法，包括以下步骤：
S1：对渗滤液原水进行多级过滤处理，得到过滤液；
S2：将过滤液进行物料膜处理，得到第一产水和第一浓水；
S3：将第一产水进行生化A/O-MBR处理，得到第二产水；
S4：将第一浓水进行固化处理；以及
S5：将第二产水进行纳滤处理，得到最终产水。
针对老龄垃圾填埋场或存量垃圾渗滤液等可生化性差难处理的废水，分离出渗滤液中难生化降解的大分子有机物质腐殖酸，提高生化进水B/C比，使系统能够稳定运行，产水稳定达标排放，通过以上工艺为老龄渗滤液或存量渗滤液等可生化性差的废水提供可靠的技术方案。
在具体的实施例中，步骤S1中的多级过滤处理采用篮式过滤器、砂滤和/或芯滤。在优选的实施例中，渗滤液原液先通过篮式过滤器、砂滤和芯滤依次连接组成的多级过滤处理装置，通过多级过滤处理依次截留不同粒径的悬浮物，保障进入物料膜处理工艺前的进水即过滤液的SS＜400mg/L、SS的粒径＜10um，充分保障物料膜处理过程的稳定运行。
在具体的实施例中，步骤S2中的物料膜处理采用具有碟盘式结构的DT物料膜组件，碟盘式结构的DT物料膜组件相对于普通卷式膜具有更优异的抗污染能力。DT物料膜组件具有开放式流道，开放式流道比卷式更加耐污。DT物料膜组件采用的碟盘式结构，且膜片为物料膜，DT物料膜组件的膜片采用分子量为1500-2000的UA60膜片，DT物料膜组件可以截留分子量大于2000的大分子有机物及悬浮胶体，在这一过程中难生化降解的有机物质基本被截留，难生化降解的有机物质主要为腐殖酸。在优选的实施例中，DT物料膜组件采用单级物料膜组件，DT物料膜组件的平均运行压力为20-30bar，第一产水的得率高，得率在95％左右，第一浓水在5％左右，第一浓水可以选择外排或固化处理，在此过程中COD去除率为35-45％，可生化性由0.15-0.2提升至0.25-0.35，有效提高生化A/O-MBR处理运行稳定性及污染物去除效果。因为大量存在的难生化降解的大分子有机质腐殖酸对后续的生化A/O-MBR处理会造成很大影响，容易导致生化A/O-MBR处理系统异常，出水超标，存在严重的环境污染风险。
在具体的实施例中，步骤S3中的生化A/O-MBR处理主要用于去除污染物，生化A/O的硝化-反硝化处理可以有效去除氨氮，膜生物反应器MBR可以替代传统的二沉池，保证泥水分离效果，使生化系统内活性污泥浓度能够达到15-30g/L，污染物去除效率高，经生化A/O-MBR处理后的第二产水的COD为200-300mg/L，氨氮≤8mg/L，第二产水中的氨氮含量达到《生活垃圾填埋场控制标准》GB16889-2008中的表3标准，即氨氮≤8mg/L。
在具体的实施例中，步骤S4中的固化处理采用固化药剂将物料膜截留下来的难降解的大分子有机物固化，即避免了难降解大分子有机物在处理系统累积的问题，又能够保障系统稳定运行。固化药剂包括硫酸铁和氧化钙，其中，灰水比为0.6-0.8，灰水比为固化药剂和第一浓水的重量比，其中固化药剂中硫酸铁和氧化钙的比例优选为3:2，在这样的固化药剂比例和灰水比的情况下固化效果比较好。
在具体的实施例中，步骤S5中的纳滤处理采用具有碟盘式结构的DT纳滤膜组件，碟盘式结构的DT纳滤膜组件相对于普通卷式膜具有更优异的抗污染能力，DT纳滤膜组件的运行压力为50-75bar，采用DT纳滤膜组件可以获得更高的最终产水得率，最终产水得率可以达到90％，最终产水的COD的范围在30-50mg/L。最终产水的COD达到《生活垃圾填埋场控制标准》GB16889-2008中的表3标准，即COD≤60mg/L，能够保障最终产水的COD稳定达标，满足排放标准。
通过本申请的老龄渗滤液处理方法中各阶段水质情况表如下：
Figure BDA0002498780180000061
对比传统的“预处理+生化系统+MBR+纳滤+反渗透”工艺中各阶段水质情况表如下：
Figure BDA0002498780180000062
由上表可知，本申请的老龄渗滤液处理方法通过采用DT物料膜分离大分子腐殖质，提高生化稳定性及污染物去除率，因此相比传统的工艺来说不需要采用反渗透保障产水达标，也能提高生化进水B/C比，使生化系统更加稳定，保证出水稳定达标，降低成本。
与发明的一个实施例中一种老龄渗滤液处理方法相对应的，本申请的实施例中还提供一种老龄渗滤液处理系统，如图2所示，包括：
过滤单元1，用于对渗滤液原水进行多级过滤处理，得到过滤液；
物料膜单元2，用于将过滤液进行物料膜处理，得到第一产水和第一浓水；
生化A/O-MBR处理单元3，用于将第一产水进行生化A/O-MBR处理，得到第二产水；
固化处理单元4，用于将第一浓水进行固化处理；以及
纳滤单元5，用于将第二产水进行纳滤处理，得到最终产水；
渗滤液原水被送入过滤单元1，过滤单元1产生的过滤液被送入物料膜单元2，物料膜单元2产生的第一产水被送入生化A/O-MBR处理单元3，物料膜单元2产生的第一浓水被送入固化单元4，A/O-MBR处理单元3产生的第二产水被送入纳滤单元5。该系统适用于存量垃圾渗滤液及可生化性差渗滤液的处理，通过多种组合工艺确保垃圾渗滤液系统长期稳定运行，提高生化运行稳定性及污染物去除效果，保证产水稳定达标。
在具体的实施例中，过滤单元1包括篮式过滤器、砂滤和/或芯滤。在优选的实施例中，过滤单元1包括依次连接的篮式过滤器、砂滤和芯滤，通过过滤单元1中的多级过滤器依次截留不同粒径的悬浮物，保障进入物料膜处理工艺前的进水即过滤液的SS＜400mg/L、SS的粒径＜10um，充分保障物料膜处理过程的稳定运行。
在具体的实施例中，物料膜单元2采用具有碟盘式结构的DT物料膜组件，碟盘式结构的DT物料膜组件相比于普通卷式膜具有更优异的抗污染能力。DT物料膜组件具有开放式流道，开放式流道比卷式更加耐污。DT物料膜组件采用的碟盘式结构，且膜片为物料膜，DT物料膜组件的膜片采用分子量为1500-2000的UA60膜片，DT物料膜组件可以截留分子量大于2000的大分子有机物及悬浮胶体，在这一过程中难生化降解的有机物质基本被截留，难生化降解的有机物质主要为腐殖酸。在优选的实施例中，DT物料膜组件采用单级物料膜组件，DT物料膜组件的平均运行压力为20-30bar，第一产水的得率高，得率在95％左右，第一浓水在5％左右，第一浓水可以选择外排或固化处理，经过物料膜单元2后COD的去除率为35-45％，可生化性由0.15-0.2提升至0.25-0.35，有效提高生化运行稳定性及污染物去除效果。因为大量存在的难生化降解的大分子有机质腐殖酸对后续的生化A/O-MBR处理会造成很大影响，容易导致生化A/O-MBR处理系统异常，出水超标，存在严重的环境污染风险。
在具体的实施例中，生化A/O-MBR处理单元3主要用于去除污染物，生化A/O的硝化-反硝化处理可以有效去除氨氮，膜生物反应器MBR可以替代传统的二沉池，保证泥水分离效果，使生化系统内活性污泥浓度能够达到15-30g/L，污染物去除效率高，经生化A/O-MBR处理单元后的第二产水的COD为200-300mg/L，氨氮≤8mg/L，第二产水中的氨氮含量达到《生活垃圾填埋场控制标准》GB16889-2008中的表3标准，即氨氮≤8mg/L。
在具体的实施例中，固化处理单元4采用固化药剂将物料膜截留下来的难降解的大分子有机物固化，即避免了难降解大分子有机物在处理系统累积的问题，又能够保障系统稳定运行。固化药剂包括硫酸铁和氧化钙，其中，灰水比为0.6-0.8，灰水比为固化药剂和第一浓水的重量比，其中固化药剂中硫酸铁和氧化钙的比例优选为3:2，在这样的固化药剂比例和灰水比的情况下固化效果比较好。
在具体的实施例中，纳滤单元5采用具有碟盘式结构的DT纳滤膜组件，碟盘式结构的DT纳滤膜组件相对于普通卷式膜具有更优异的抗污染能力，DT纳滤膜组件的运行压力为50-75bar，采用DT纳滤膜组件可以获得更高的最终产水得率，最终产水得率可以达到90％，最终产水的COD的范围在30-50mg/L。最终产水的COD达到《生活垃圾填埋场控制标准》GB16889-2008中的表3标准，即COD≤60mg/L，能够保障最终产水的COD稳定达标，满足排放标准。
实施例一
取某一垃圾填埋场的垃圾渗滤液通过上述的方法和系统进行处理，渗滤液原水的COD含量为4056mg/L，BOD5的含量为950mg/L，氨氮含量为1358mg/L，SS的含量为480mg/L。然后依次经过篮式过滤器、砂滤和芯滤处理后COD含量为4056mg/L，BOD5的含量为950mg/L，氨氮含量为1358mg/L，SS的含量为320mg/L。由此可见篮式过滤器、砂滤和芯滤可以过滤掉大颗粒的悬浮物，降低SS。经过DT物料膜组件处理后的第一产水的氨氮含量为COD含量为2038mg/L，BOD5的含量为780mg/L，氨氮含量为1275mg/L，SS未检出。经过DT物料膜组件处理后的第一产水中主要降低大部分难降解的COD，由此提高生化A/O-MBR处理单元3进水的B/C比，并且能够保障生化A/O-MBR处理单元的稳定运行。经过生化A/O-MBR处理后得到的第二产水产物的COD含量为220mg/L，BOD5的含量为18mg/L，氨氮含量为5mg/L，SS未检出。此时可以去除大量的污染物。第二产水经过纳滤单元5处理后得到的最终产水的COD含量为40mg/L，BOD5的含量为12mg/L，氨氮含量为5mg/L，SS未检出。由此可见通过纳滤单元进一步去除残存的COD，使最终产水达到排放标准。
本申请提出了一种老龄渗滤液处理方法及系统，通过将渗滤液原水进行多级过滤处理，依次截留不同粒径的悬浮物后得到过滤液；将过滤液进行物料膜处理，截留部分大分子难降解的有机物质后得到第一产水和第一浓水；将第一产水进行生化A/O-MBR处理，去除污染物，降低氨氮含量得到第二产水；然后将第一浓水进行固化处理，固化第一浓水中的大分子有机物；以及将第二产水进行纳滤处理，得到最终产水。该方法及系统解决了现有工艺难降解腐殖酸在处理系统累积的问题，提高了生化进水B/C比，使生化系统更加稳定，同时最终产水能够稳定达标。
虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。

Claims (12)

1.一种老龄渗滤液处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：对渗滤液原水进行多级过滤处理，得到过滤液；
S2：将所述过滤液进行物料膜处理，得到第一产水和第一浓水；
S3：将所述第一产水进行生化A/O-MBR处理，得到第二产水；
S4：将所述第一浓水进行固化处理；以及
S5：将所述第二产水进行纳滤处理，得到最终产水。
2.根据权利要求1所述的老龄渗滤液处理方法，其特征在于，所述步骤S1中的多级过滤处理采用篮式过滤器、砂滤和/或芯滤。
3.根据权利要求1所述的老龄渗滤液处理方法，其特征在于，所述步骤S2中的物料膜处理采用具有碟盘式结构的DT物料膜组件，所述DT物料膜组件采用单级物料膜组件。
4.根据权利要求3所述的老龄渗滤液处理方法，其特征在于，所述DT物料膜组件的膜片采用分子量为1500-2000的UA60膜片，所述DT物料膜组件的平均运行压力为20-30bar。
5.根据权利要求1所述的老龄渗滤液处理方法，其特征在于，所述步骤S4中的固化处理采用固化药剂，所述固化药剂包括硫酸铁和氧化钙。
6.根据权利要求1所述的老龄渗滤液处理方法，其特征在于，所述步骤S5中的纳滤处理采用具有碟盘式结构的DT纳滤膜组件，所述DT纳滤膜组件的运行压力为50-75bar。
7.一种老龄渗滤液处理系统，其特征在于，包括：
过滤单元，用于对渗滤液原水进行多级过滤处理，得到过滤液；
物料膜单元，用于将所述过滤液进行物料膜处理，得到第一产水和第一浓水；
生化A/O-MBR处理单元，用于将所述第一产水进行生化A/O-MBR处理，得到第二产水；
固化处理单元，用于将所述第一浓水进行固化处理；以及
纳滤单元，用于将所述第二产水进行纳滤处理，得到最终产水；
所述渗滤液原水被送入所述过滤单元，所述过滤单元产生的所述过滤液被送入所述物料膜单元，所述物料膜单元产生的所述第一产水被送入所述生化A/O-MBR处理单元，所述物料膜单元产生的所述第一浓水被送入所述固化单元，所述A/O-MBR处理单元产生的所述第二产水被送入所述纳滤单元。
8.根据权利要求7所述的老龄渗滤液处理系统，其特征在于，所述过滤单元包括篮式过滤器、砂滤和/或芯滤。
9.根据权利要求7所述的老龄渗滤液处理系统，其特征在于，所述物料膜单元采用具有碟盘式结构的DT物料膜组件，所述DT物料膜组件采用单级物料膜组件。
10.根据权利要求9所述的老龄渗滤液处理系统，其特征在于，所述DT物料膜组件的膜片采用分子量为1500-2000的UA60膜片，所述DT物料膜组件的平均运行压力为20-30bar。
11.根据权利要求7所述的老龄渗滤液处理系统，其特征在于，所述固化处理单元采用固化药剂进行固化处理，所述固化药剂包括硫酸铁和氧化钙。
12.根据权利要求7所述的老龄渗滤液处理系统，其特征在于，所述纳滤单元采用具有碟盘式结构的DT纳滤膜组件，所述DT纳滤膜组件的运行压力为50-75bar。
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