CN111732238A - 一种飞灰填埋场渗滤液处理系统及其工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于污水处理技术领域，涉及一种飞灰填埋场渗滤液处理系统及其工艺，预处理系统依次包括管道连接的调节池和篮式过滤器；纳滤系统依次包括与篮式过滤器管道连通的中间水罐以及与中间水罐管道连通的阻垢剂添加单元和膜处理单元，中间水罐上设置有与膜处理单元连通的出水管道和带调节阀且与出水管道连通的循环搅拌管道，出水管道上安装有中间水罐循环搅拌和出水两工序共用的离心泵，膜处理单元依次包括将渗滤液二次过滤的芯滤单元、将二次过滤后渗滤液暂存的缓冲罐单元、高压泵和若干膜柱，膜柱内安装有网管式纳滤膜，解决飞灰填埋场渗滤液高盐、高硬度特性导致飞灰填埋场渗滤液存在脱盐处理运行成本高、反渗透运行压力高的问题。

Description

一种飞灰填埋场渗滤液处理系统及其工艺
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，涉及一种飞灰填埋场渗滤液处理系统及其工艺，尤其涉及一种效率高、成本低、运行稳定的飞灰填埋场渗滤液处理系统及其工艺。
背景技术
垃圾焚烧发电是当前垃圾围城问题的最优解。飞灰作为垃圾焚烧的副产物，具有极大的环境危害特性。固化填埋是普遍采用的飞灰处置方式之一。然而，飞灰填埋场产生的渗滤液同样可能造成巨大的环境污染问题，需要妥善的处理。
飞灰填埋场渗滤液有别于一般生活垃圾填埋场渗滤液，其有机物含量少，重金属和TDS浓度高。此外，通常情况下飞灰填埋场渗滤液中还含有大量的氯离子。(垃圾焚烧固化稳定化飞灰填埋处置面临的问题与对策[J].环境工程学报,2018,12(10):2717-2724.)
目前，针对飞灰填埋场渗滤液的处理技术通常先经电渗析或离子交换树脂脱盐后，使用反渗透膜进行处理。例如一种焚烧发电后飞灰固化填埋场渗滤液的处理设备(CN207210144U)中公开的处理技术。然而，飞灰填埋场渗滤液高盐、高硬度的特性导致实际应用中存在脱盐处理运行成本高、反渗透运行压力高等问题。反观当前飞灰填埋场渗滤液出水水质标准，虽对重金属和有机物含量进行了严格限制，但对于盐度却没有详细的要求。因此，飞灰填埋场渗滤液的处理技术可能通过降低脱盐要求以降低运行难度和运行成本。
发明内容
有鉴于此，本发明为了解决飞灰填埋场渗滤液高盐、高硬度特性导致飞灰填埋场渗滤液存在脱盐处理运行成本高、反渗透运行压力高的问题，提供一种飞灰填埋场渗滤液处理系统及其工艺。
为达到上述目的，本发明提供一种飞灰填埋场渗滤液处理系统，包括配合使用的预处理系统和纳滤系统；预处理系统依次包括管道连接的调节池和用于去除渗滤液中悬浮物的篮式过滤器；纳滤系统依次包括与篮式过滤器管道连通的中间水罐以及与中间水罐管道连通的阻垢剂添加单元和膜处理单元，中间水罐上设置有与膜处理单元连通的出水管道和带调节阀且与出水管道连通的循环搅拌管道，出水管道上安装有中间水罐循环搅拌和出水两工序共用的离心泵，膜处理单元依次包括将渗滤液二次过滤的芯滤单元、将二次过滤后渗滤液暂存的缓冲罐单元、高压泵和若干膜柱，膜柱内安装有网管式纳滤膜。
本基础方案的有益效果在于：预处理系统中的篮式过滤器用于去除渗滤液中悬浮物。纳滤系统中阻垢剂添加单元主要成分是盐酸，可以有效防止中间水罐结垢，减少渗滤液软化操作。膜处理单元中的芯滤单元用于将渗滤液进行二次过滤，缓冲罐单元用于暂存渗滤液，高压泵用于将缓冲罐单元内的二次渗滤液加压泵入膜柱。膜柱内的网管式纳滤膜具有选择性截留性质，允许单价盐透过，具有中等透盐率。且由于单价离子可透过膜，相较于反渗透处理方法，其渗透压大大降低，利用纳滤膜运行单价盐透过膜的特性，降低了渗滤液处理的除盐要求和操作压力。
进一步，膜处理单元还包括用于驱动渗滤液在膜柱内循环的在线泵单元以及控制高压泵、在线泵单元开启的控制柜单元，膜处理单元中各管路上控制阀也通过控制柜单元控制。有益效果：通过控制柜单元控制整个膜处理单元中各管路上控制阀，更加方便快捷。
进一步，还包括压缩空气系统，膜处理单元中各气动阀门启闭所需压缩空气均由压缩空气系统提供。
进一步，阻垢剂添加单元与中间水罐的连接管路上安装有计量泵。有益效果：阻垢剂添加单元利用计量泵定量将阻垢剂投加到中间水罐中。
进一步，调节池内设置有潜污泵，潜污泵出水管道依次安装手动球阀、止回阀和流量计。有益效果：潜污泵出水管道上的流量计用于控制调节池中渗滤液进入篮式过滤器的液体流量。
进一步，中间水罐一侧还安装水管液位显示器，中间水罐上部设置溢流口。有益效果：水管液位显示器能够实时监测中间水罐中渗滤液的容量，中间水罐上的溢流口能够将中间水罐中多余的污水溢流至地沟。
一种飞灰填埋场渗滤液处理工艺，包括以下步骤：
A、利用潜污泵将调节池内的飞灰填埋场渗滤液经管道导入至篮式过滤器过滤去除悬浮物，去除悬浮物后的渗滤液导入至中间水罐，通过阻垢剂添加单元向中间水罐内加入阻垢剂，中间水罐上方清液溢流至地沟，中间水罐下方出水口接离心泵，离心泵出水分两路，一路回到中间水罐，作为循环搅拌，另一路连接至膜处理单元进水口；
B、渗滤液进入膜处理单元后首先经过芯滤单元进行二次过滤，芯滤单元出水进入缓冲罐暂存，随后经高压泵加压进入膜柱通过膜柱内的纳滤膜过滤，膜分离单元采用错流式，膜材料使用网管式纳滤膜。
进一步，步骤B中网管式纳滤膜截留分子量通常为150～1000。
本发明的有益效果在于：
1、本发明所公开的飞灰填埋场渗滤液处理系统，渗滤液经预处理去除悬浮物后，使用纳滤膜分离污染物。纳滤膜具有选择性截留，允许单价盐透过膜的特性，具有中等透盐率。且由于单价离子可透过膜，相较于反渗透其渗透压大大降低，具有更低的操作压力，降低了渗滤液处理的除盐要求和操作压力。此外膜处理单元采用网管开放式流道设计，其抗污染性好，运行稳定，受水质波动相对较小。
2、本发明所公开的飞灰填埋场渗滤液处理系统，直接利用纳滤膜处理飞灰填埋场渗滤液，规避了高盐度带来的处理压力。阻垢剂添加单元解决了钙硬度导致管路堵塞的问题，保证了系统运行的稳定性。纳滤膜截留有机物和二价及以上重金属离子的同时，允许一价离子透过，降低了渗透压，从而降低了纳滤系统的运行压力，提高了膜系统的产水率。因此，使用纳滤系统进行深度处理有助于降低运行成本，节省脱盐处理过程，简化处理流程，提高系统运行稳定性和处理效率。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
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优选的详细描述，其中：
图1为本发明飞灰填埋场渗滤液处理系统的结构示意图；
图2为本发明飞灰填埋场渗滤液处理系统中膜处理单元的结构示意图。
附图标记：调节池1、篮式过滤器2、中间水罐3、循环搅拌管道4、出水管道5、离心泵6、调节阀7、阻垢剂添加单元8、计量泵9、膜处理单元10、芯滤单元11、缓冲罐单元12、高压泵13、膜柱14、在线泵单元15、控制柜单元16、压缩空气系统17。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1～2所示的飞灰填埋场渗滤液处理系统，飞灰填埋场渗滤液处理站的建设规模是100m3/d。该飞灰填埋场渗滤液处理系统包括配合使用的预处理系统和纳滤系统；预处理系统依次包括管道连接的调节池1和用于去除渗滤液中悬浮物的篮式过滤器2；调节池1内设置有潜污泵，潜污泵出水管道5依次安装手动球阀、止回阀和流量计，用于控制调节池1中渗滤液进入篮式过滤器2的液体流量。篮式过滤器2与调节池1连接的管路上依次设置流量计和手动蝶阀，篮式过滤器2与中间水罐3连接的管路上也依次设置流量计和手动蝶阀，分别用于控制流入和流出篮式过滤器2的流量。
纳滤系统依次包括与篮式过滤器2管道连通的中间水罐3以及与中间水罐3管道连通的阻垢剂添加单元8和膜处理单元10，渗滤液经提升泵从调节池1提升至篮式过滤器2，去除其中的悬浮物，然后进入中间水罐3。
中间水罐3上设置与膜处理单元10连通的出水管道5和带调节阀7且与出水管道5连通的循环搅拌管道4，出水管道5上安装有离心泵6，中间水罐3的循环搅拌和出水共用一台离心泵6，循环搅拌管道4上的调节阀7能够调节中间水罐3的循环水流量。中间水罐3上循环搅拌管道4的作用是将渗滤液与阻垢剂搅拌均匀；中间水罐3一侧还安装水管液位显示器，上部设置溢流口。循环搅拌管道4上还依次设置手动蝶阀、循环泵、手动球阀、pH计、流量计、流量开关，其中循环泵同时作为膜处理单元10进水泵，与膜处理单元10进水管相连。
阻垢剂添加单元8与中间水罐3的连接管路上安装有计量泵9，阻垢剂添加单元8利用计量泵9定量将阻垢剂投加到中间水罐3中，阻垢剂主要成分是盐酸，主要功能式去除水中的钙离子，降低飞灰填埋场渗滤液的硬度，可以有效防止中间水罐3以及管道结垢，减少了渗滤液软化操作，简化了操作流程，节约了处理成本。
膜处理单元10依次包括将渗滤液二次过滤的芯滤单元11、将二次过滤后渗滤液暂存的缓冲罐单元12、高压泵13和15个平行排列的膜柱14，芯滤单元11、缓冲罐单元12、高压泵13和膜柱14通过管道连接，仪表阀门按需要安装在管道的各个位置。芯滤单元11对渗滤液进行二次过滤，防止后续膜柱14内纳滤膜的膜孔堵塞，高压泵13用于将缓冲罐单元12内的二次渗滤液加压泵入膜柱14。膜柱14内安装有网管式纳滤膜，纳滤膜具有选择性截留，允许单价盐透过膜，具有中等透盐率。且由于单价离子可透过膜，相较于反渗透处理方法，其渗透压大大降低，利用纳滤膜运行单价盐透过膜的特性，降低了渗滤液处理的除盐要求和操作压力。纳滤膜组件截留分子量为150～300道尔顿，对渗滤液中有机物、重金属、高价盐及色度脱除效好。纳滤回收率可以达到90％以上，相比反渗透可达到更高的回收率。膜处理单元10还包括用于驱动渗滤液在膜柱14内循环的在线泵单元15以及控制高压泵13、在线泵单元15开启的控制柜单元16，膜处理单元10中各管路上控制阀也通过控制柜单元16控制。
此外还包括压缩空气系统17，膜处理单元10中各气动阀门启闭所需压缩空气均由压缩空气系统17提供。膜处理单元10产水清液达标排放，浓液回灌至填埋场，冲洗液和污水排放至地沟，清洗水使用工业水。
整个渗滤液处理系统采用网管开放式流道设计，其抗污染性好，运行稳定，受水质波动相对较小。经运行，本实施例STNF产水率达90％，系统运行稳定，出水水质满足相关标准规定。
应用该渗滤液处理系统处理渗滤液的工艺，包括以下步骤：
A、利用潜污泵将调节池1内的飞灰填埋场渗滤液经管道导入至篮式过滤器2过滤去除悬浮物，去除悬浮物后的渗滤液导入至中间水罐3，通过阻垢剂添加单元8向中间水罐3内加入阻垢剂，中间水罐3上方清液溢流至地沟，中间水罐3下方出水口接离心泵6，离心泵6出水分两路，一路回到中间水罐3，作为循环搅拌，一路连接至膜处理单元10进水口。
B、渗滤液进入膜处理单元10后首先经过芯滤单元11进行二次过滤，以避免膜孔堵塞。芯滤单元11出水进入缓冲罐暂存，随后经高压泵13加压进入膜柱14通过膜柱14内的纳滤膜过滤。在线泵单元15的作用是将渗滤液在膜柱14中进行循环，以降低运行压力。为进一步减小运行压力，膜分离单元采用错流式，膜材料使用网管式纳滤膜。网管式纳滤膜与普通反渗透膜最显著的区别在于截留能力不同，网管式纳滤膜截留分子量通常为150～1000，氨氮、硝酸盐、其它一价盐和部分小分子有机物可以透过网管式纳滤膜，进入透过液，网管式纳滤膜对大分子有机物和高价盐截留率较高，因此其受一价盐渗透压影响较小，故操作压力较低。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种飞灰填埋场渗滤液处理系统，其特征在于，包括配合使用的预处理系统和纳滤系统；预处理系统依次包括管道连接的调节池和用于去除渗滤液中悬浮物的篮式过滤器；纳滤系统依次包括与篮式过滤器管道连通的中间水罐以及与中间水罐管道连通的阻垢剂添加单元和膜处理单元，中间水罐上设置有与膜处理单元连通的出水管道和带调节阀且与出水管道连通的循环搅拌管道，出水管道上安装有中间水罐循环搅拌和出水两工序共用的离心泵，膜处理单元依次包括将渗滤液二次过滤的芯滤单元、将二次过滤后渗滤液暂存的缓冲罐单元、高压泵和若干膜柱，膜柱内安装有网管式纳滤膜。
2.如权利要求1所述的飞灰填埋场渗滤液处理系统，其特征在于，所述膜处理单元还包括用于驱动渗滤液在膜柱内循环的在线泵单元以及控制高压泵、在线泵单元开启的控制柜单元，膜处理单元中各管路上控制阀也通过控制柜单元控制。
3.如权利要求2所述的飞灰填埋场渗滤液处理系统，其特征在于，还包括压缩空气系统，膜处理单元中各气动阀门启闭所需压缩空气均由压缩空气系统提供。
4.如权利要求3所述的飞灰填埋场渗滤液处理系统，其特征在于，所述阻垢剂添加单元与中间水罐的连接管路上安装有计量泵。
5.如权利要求4所述的飞灰填埋场渗滤液处理系统，其特征在于，所述调节池内设置有潜污泵，潜污泵出水管道依次安装手动球阀、止回阀和流量计。
6.如权利要求5所述的飞灰填埋场渗滤液处理系统，其特征在于，所述中间水罐一侧还安装水管液位显示器，中间水罐上部设置溢流口。
7.一种飞灰填埋场渗滤液处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、利用潜污泵将调节池内的飞灰填埋场渗滤液经管道导入至篮式过滤器过滤去除悬浮物，去除悬浮物后的渗滤液导入至中间水罐，通过阻垢剂添加单元向中间水罐内加入阻垢剂，中间水罐上方清液溢流至地沟，中间水罐下方出水口接离心泵，离心泵出水分两路，一路回到中间水罐，作为循环搅拌，另一路连接至膜处理单元进水口；
B、渗滤液进入膜处理单元后首先经过芯滤单元进行二次过滤，芯滤单元出水进入缓冲罐暂存，随后经高压泵加压进入膜柱通过膜柱内的纳滤膜过滤，膜分离单元采用错流式，膜材料使用网管式纳滤膜。
8.如权利要求7所述的飞灰填埋场渗滤液处理工艺，其特征在于，步骤B中网管式纳滤膜截留分子量通常为150～1000。
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