CN112125456A

CN112125456A - 一种生活垃圾填埋场膜浓缩渗滤液全量化处理系统及方法

Info

Publication number: CN112125456A
Application number: CN202010857029.7A
Authority: CN
Inventors: 黄开明; 冷超群; 高本修; 胡文立; 陈俊
Original assignee: Wuhan Tianyuan Environmental Protection Co ltd
Current assignee: Wuhan Tianyuan Environmental Protection Co ltd
Priority date: 2020-08-24
Filing date: 2020-08-24
Publication date: 2020-12-25

Abstract

本发明提供了一种生活垃圾填埋场膜浓缩渗滤液全量化处理系统及方法，包括母罐、电絮凝系统、一级低温强制循环蒸发器、二级低温强制循环蒸发器、反渗透膜系统、高压板框系统和固化系统，母罐内膜浓缩渗滤液进入电絮凝系统中进行絮凝沉淀，沉淀下来的污泥进入高压板框系统进行泥水分离，上清液进入低温强制循环蒸发系统，低温强制循环蒸发系统的产水进入反渗透膜系统进行处理以达到排放标准，蒸发母液一部分进入高压板框系统进行压盐，一部分进行固化稳定化处理。本发明针对垃圾填埋场膜浓缩渗滤液水质特定，采用先进、稳定的工艺将膜浓缩渗滤液处理达标排放，实现减量化，无害化处理。

Description

一种生活垃圾填埋场膜浓缩渗滤液全量化处理系统及方法

技术领域

本发明属于生活垃圾填埋场膜浓缩液处理技术领域，具体涉及一种生活垃圾填埋场膜浓缩渗滤液全量化处理系统及方法。

背景技术

近几年来，我国的经济建设高速发展，人民的生活越来越好。并且，城市化进程一步步加快，导致生活垃圾越来越多，垃圾渗滤液也随之增多。目前，膜生物反应器(MBR)+纳滤(NF)+反渗透(RO)工艺已成为国内垃圾渗滤液的主流处理方法。该工艺具有工艺路线长，膜单元产水率逐渐降低，浓缩液回灌逐步增多，进而导致生活垃圾填埋场膜浓缩液库存无法处理的难题。目前，对浓缩液的处理主要以蒸发工艺为主。

浸没蒸发法是将燃气与空气混合燃烧，产生的高温气体再强制通过浸没管道，直接释放到浓缩液中，其蒸发器中的多孔板把大气泡撕裂为微气泡，极大地提高传热表面积，使得浓缩液中的水分迅速蒸发。浸没式蒸发投资成本和运行成本较，设备维护费用较高，同时对NH₃-N的处理效果差。

机械式蒸汽再压缩技术是利用蒸发系统自身产生的二次蒸汽及其能量，经蒸汽压缩机压缩做功，提升二次蒸汽的热能，如此循环向蒸发系统供热，从而减少对外界能源需求的一项节能技术。压缩蒸发法通过物理压缩，提高了蒸汽温度，是一种低能耗的蒸发技术。低温强制循环蒸发工艺是传统强制循环蒸发的改良、升级工艺，通过增加冷却器、真空泵、汽水分离器、调节阀等组成真空稳压系统，实现负压、低温蒸发，避免了高温蒸发导致的无机盐结垢合有机物变性结垢问题，并进一步降低能耗，提高了浓缩液蒸发运行的稳定性，延长了运行周期。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种生活垃圾填埋场膜浓缩渗滤液全量化处理系统及方法。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种生活垃圾填埋场膜浓缩渗滤液全量化处理方法，母罐内膜浓缩渗滤液进入电絮凝系统中进行絮凝沉淀，沉淀下来的污泥进入高压板框系统进行泥水分离，上清液进入低温强制循环蒸发系统，低温强制循环蒸发系统的产水进入反渗透膜系统进行处理以达到排放标准，低温强制循环蒸发系统的蒸发母液一部分进入高压板框系统进行压盐，一部分进入固化系统进行稳定化处理。

具体地，电絮凝系统中投加有氧化钙、氢氧化钠、PAC和PAM，调节pH值并使膜浓缩渗滤液中悬浮物和钙镁离子沉降；上清液进入低温强制循环蒸发系统后，向其中添加酸来控制pH，同时配置消泡剂和阻垢剂，并控制系统内温度和真空度；低温强制循环蒸发系统的产水进入反渗透膜系统进一步去除COD、氨氮、总氮等，达到排放标准后排放。

进一步地，电絮凝系统产生的沉淀和低温强制循环蒸发系统产生的蒸发母液进入高压板框系统进行固液分离后，压滤出来的液体回流到母罐内进行二次处理，压滤出来的泥饼安全填埋，反渗透膜系统产水达标排放，其膜浓缩液回流到母液罐进行二次处理。

进一步地，电絮凝系统中氧氧化钙投加量为系统整体质量的0.01％—0.5％，氢氧化钠投加量为系统整体质量的0.01％—0.5％，PAC投加量为系统整体质量的0.05％—0.5％，PAM投加量为系统整体质量的0.001％—0.005％。

进一步地，低温蒸发系统包括一级低温强制循环蒸发器和二级低温强制循环蒸发器，工作时一级低温强制循环蒸发器控制温度在30～70℃，真空度0.01-0.006MPa，二级低温强制循环蒸发器控制温度在40～80℃，真空度0.01-0.006MPa

本发明还提供一种生活垃圾填埋场膜浓缩渗滤液全量化处理系统，包括母罐、电絮凝系统、一级低温强制循环蒸发器、二级低温强制循环蒸发器、反渗透膜系统、高压板框系统和固化系统，母罐、电絮凝系统、一级低温强制循环蒸发器、二级低温强制循环蒸发器和反渗透膜系统顺次连接，电絮凝系统的沉淀出口连接至高压板框系统，两级低温强制循环系统的蒸发母液出口连接至高压板框系统和固化系统。

进一步地，电絮凝系统设置有配电区、配药区、反应区、沉淀区和产水区，沉淀区底部通过排泥泵与高压板框系统连接以使沉淀泥水分离，高压板框系统为高压板框压滤机。

进一步地，产水区出口通过提升泵连接至一级低温强制循环蒸发器，提升泵前还设置有过滤器。

进一步地，反渗透膜系统出水口还连接有氨氮吸附树脂罐和/或总氮吸附树脂罐。

进一步地，固化系统包括料仓区、反应区、打包区和堆存区，通过投加吸水剂和固化剂，使蒸发母液形成固体物质，最终安全填埋。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用电絮凝减低渗滤液中的钙镁浓度，较传统化学软化，药剂投加量明显减少，沉淀脱色效果增加，除硬成本较低。

2、本发明采用两级低温强制循环蒸发工艺替代传统的高压反渗透工艺，系统抗污染性增强，工艺更加稳

3、本发明解决垃圾填埋场膜浓缩渗滤液不断回灌，污染物不断富集的问题，处理成本较其他工艺降低，有利于国家政策支持。

4、针对垃圾填埋场膜浓缩渗滤液水质特定，采用先进、稳定的工艺将膜浓缩渗滤液处理达标排放，实现减量化，无害化处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明的工艺流程图。

图中：1-母罐；2-电絮凝系统；3-一级低温强制循环蒸发器；4-二级低温强制循环蒸发器；5-反渗透膜系统；6-高压板框系统；7-固化系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

参见图1，本发明提供一种生活垃圾填埋场膜浓缩渗滤液全量化处理系统，包括母罐、电絮凝系统、一级低温强制循环蒸发器、二级低温强制循环蒸发器、反渗透膜系统、高压板框系统和固化系统。

垃圾填埋场膜浓缩渗滤液具有悬浮物高，盐分高的特点，直接进入蒸发系统，容易结垢，造成设备清洗频繁，系统运行稳定性较差。因此，本方法首先采用电絮凝沉淀将悬浮物和钙镁离子沉降下来，和传统的化学软化相比，电絮凝药剂投加减少，沉淀脱色效果明显。电絮凝系统设置配电区，配药区，反应区，沉淀区和产水区，沉淀区底部污泥通过排泥泵进入高压板框系统进行泥水分离。电絮凝系统停留2～5小时，投加氧化钙，氢氧化钠，PAC和PAM。氧化钙一方面可以调节溶液pH值，使镁离子等金属离子形成络合物沉淀分离，另一方面可以使硫酸根、碳酸氢根、碱度降低，沉淀后的上清液形成产水送至低温强制循环蒸发系统进行处理，氧化钙投加量为系统整体质量的0.01％～0.5％，氢氧化钠投加量为系统整体质量的0.01％～0.5％。PAC和PAM分别为无机高分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂，使溶液中的悬浮物，胶体等大颗粒物凝聚沉降下来，PAC投加量为系统整体质量的0.05％～0.5％，PAM投加量为系统整体质量的0.001％～0.005％。

电絮凝系统的产水经提升泵进入一级低温强制循环蒸发器，提升泵前设置精密过滤器，防止大颗粒进入蒸发器，堵塞蒸发器，通过投加酸将进水pH控制在4～6之间，防止系统结垢，同时系统配置消泡剂和阻垢剂。一级低温强制循环蒸发器，控制温度为30～70℃，真空度0.01～0.006Mpa，产水率为80～90％，一级低温强制循环蒸发器的蒸发母液经泵进入二级低温强制循环蒸发器，控制温度为40～80℃，真空度0.01～0.006Mpa，产水率为60～70％，二级低温强制循环蒸发器的蒸发母液一部分进入高压板框系统进行压盐，一部分进入固化系统进行固化稳定化处理。

蒸发系统产水仍有一部分COD、氨氮和总氮，需采用反渗透膜系统将COD和氨氮截留，使出水合格，若反渗透膜系统出水仍可能有一部分氨氮和硝酸根，根据现场运行情况，如果氨氮高，采用氨氮吸附树脂罐；如果总氮高采用总氮吸附树脂罐，也可以同时设置氨氮吸附树脂罐和总氮吸附树脂罐。经树脂系统处理，产水符合《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)》表二或者表三要求，便可顺利排放。

电絮凝系统产生的化学污泥和二级低温强制循环蒸发器产生的蒸发母液进入高压板框压滤机进行固液分离，压滤出来的水回到母罐进行二次处理，压滤出来泥饼进行安全填埋。

二级低温强制循环蒸发器产生的蒸发母液进入固化系统进行减量化，无害化处理。固化系统配置料仓区，反应区，打包区，堆存区，蒸发母液在反应区内通过投加吸水剂，固化剂，形成固体物质，堆存一段时间后进行打包处理，最终安全填埋。

其中固化剂为硅酸盐水泥，吸水剂可为有机吸水剂或无机吸水剂，有机吸水剂包括丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、琼脂、黄原胶，聚丙烯酸钠中的至少一种，无机吸水剂包括氧化钙、氧化铝、氧化镁、膨润土、高岭土中的至少一种，反应时间5—10分钟，堆存时间5—20天。

高压板框系统产生的压滤液和反渗透膜系统的膜浓缩液均回流到母罐内进行二次处理。

实施例1

山东某垃圾填埋场膜浓缩液COD为4500mg/L，氨氮为1500mg/L，总氮为2200mg/L，电导率为55000uS/cm，设计300t/d处理系统。

采用图1工艺流程图，首先膜浓缩液进入电絮凝系统，在电絮凝系统反应区反应1小时后，进入沉淀区，投加0.05％氧化钙，0.1％氢氧化钠，0.2％的PAC和0.001％的PAM，为防止结垢加入消泡剂(安徽晟科生产的SKT-WHB-180)和阻垢剂(安徽晟科生产的SKT-MTM-08)，沉淀3小时后进入两级低温强制循环系统，此阶段COD去除率达20％，氨氮去除率达10％，总氮去除率达15％，电导率去除率达5％。

一级低温强制循环蒸发控制温度60℃，真空度0.01Mpa，产水率85％。二级低温强制循环蒸发控制温度80℃，真空度0.01Mpa，产水率60％，整体产水率94％，COD去除率达95％，氨氮去除率达97％，总氮去除率达80％，电导率去除率达99.9％。

蒸发产水进入反渗透膜系统，反渗透膜系统产水率95％，产水COD去除率达85％，氨氮去除率达80％，总氮去除率达80％，电导率去除率达90％，产水符合《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表3标准。

50％的蒸发母液进入高压板框系统，蒸发母液经高压板框系统产生3％的混盐，打包后安全填埋；50％的蒸发母液进入固化系统，投加质量百分比70％的丙烯酸钠和质量百分比10％的硅酸盐水泥，反应15分钟，固化15天后安全填埋。

实施例2

重庆某垃圾填埋场膜浓缩液COD为5906mg/L，氨氮为2770mg/L，电导率为65640uS/cm，设计600t/d处理系统。

采用图1工艺流程图，首先膜浓缩液进入电絮凝系统，在电絮凝系统反应区反应2小时后，进入沉淀区，投加0.1％氧化钙，0.05％氢氧化钠，0.3％的PAC和0.002％的PAM，为防止结垢加入消泡剂(南京锦晅生产的JXDO780)和阻垢剂(南京锦晅生产的JXRHBISO-0100)，沉淀4小时后进入两级低温强制循环系统，此阶段COD去除率达25％，氨氮去除率达15％，总氮去除率达20％，电导率去除率达15％。

一级低温强制循环蒸发控制温度70℃，真空度0.01Mpa，产水率90％。二级低温强制循环蒸发控制温度80℃，真空度0.01Mpa，产水率50％，整体产水率95％，COD去除率达95％，氨氮去除率达97％，总氮去除率达80％，电导率去除率达99.9％。

蒸发产水进入反渗透膜系统，反渗透膜系统产水率95％，产水COD去除率达85％，氨氮去除率达80％，总氮去除率达80％，电导率去除率达90％，产水符合《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)表3标准。

60％的蒸发母液进入高压板框系统，蒸发母液经高压板框系统产生4％的混盐，打包后安全填埋；40％的蒸发母液进入固化系统，投加质量百分比80％的膨润土和质量百分比15％的硅酸盐水泥，反应15分钟，固化12天后安全填埋。

实施例1和实施例2可以看出，采用本系统及方法处理生活垃圾填埋场膜浓缩渗滤液，膜浓缩渗滤液中的悬浮物质及钙镁离子可被很好的沉淀下来，药品投加量少，成本低，膜浓缩渗滤液中的COD、氨氮和总氮能很好地进行去除，最后产水符合《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)表3标准，可顺利进行排放，对污泥和蒸发母液处理也可安全处理后进行填埋，本发明解决垃圾填埋场膜浓缩渗滤液不断回灌，污染物不断富集的问题，本发明可根据实际处理量来进行对应设计，成本低，设备好维护，对膜浓缩渗滤液实现减量化，无害化处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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

1.一种生活垃圾填埋场膜浓缩渗滤液全量化处理方法，其特征在于：母罐内膜浓缩渗滤液进入电絮凝系统中进行絮凝沉淀，沉淀下来的污泥进入高压板框系统进行泥水分离，上清液进入低温强制循环蒸发系统，低温强制循环蒸发系统的产水进入反渗透膜系统进行处理以达到排放标准，低温强制循环蒸发系统的蒸发母液一部分进入高压板框系统进行压盐，一部分进入固化系统进行稳定化处理。

2.如权利要求1所述的生活垃圾填埋场膜浓缩渗滤液全量化处理方法，其特征在于：电絮凝系统中投加有氧化钙、氢氧化钠、PAC和PAM，调节pH值并使膜浓缩渗滤液中悬浮物和钙镁离子沉降；沉淀后的液体进入低温强制循环蒸发系统后，向其中添加酸来控制pH，同时配置消泡剂和阻垢剂，并控制系统内温度和真空度；低温强制循环蒸发系统的产水进入反渗透膜系统进一步去除COD、氨氮、总氮等，达到排放标准后排放。

3.如权利要求1所述的生活垃圾填埋场膜浓缩渗滤液全量化处理系统，其特征在于：电絮凝系统产生的沉淀和低温强制循环蒸发系统产生的蒸发母液进入高压板框系统进行固液分离后，压滤出来的液体回流到母罐内进行二次处理，压滤出来的泥饼安全填埋，反渗透膜系统产水达标排放，其膜浓缩液回流到母液罐进行二次处理。

4.如权利要求2所述的生活垃圾填埋场膜浓缩渗滤液全量化处理方法，其特征在于：电絮凝系统中氧氧化钙投加量为系统整体质量的0.01％—0.5％，氢氧化钠投加量为系统整体质量的0.01％—0.5％，PAC投加量为系统整体质量的0.05％—0.5％，PAM投加量为系统整体质量的0.001％—0.005％。

5.如权利要求1所述的生活垃圾填埋场膜浓缩渗滤液全量化处理方法，其特征在于：低温蒸发系统包括一级低温强制循环蒸发器和二级低温强制循环蒸发器，工作时一级低温强制循环蒸发器控制温度在30～70℃，真空度0.01-0.006MPa，二级低温强制循环蒸发器控制温度在40～80℃，真空度0.01-0.006MPa。

6.一种生活垃圾填埋场膜浓缩渗滤液全量化处理系统，其特征在于：包括母罐、电絮凝系统、一级低温强制循环蒸发器、二级低温强制循环蒸发器、反渗透膜系统、高压板框系统和固化系统，母罐、电絮凝系统、一级低温强制循环蒸发器、二级低温强制循环蒸发器和反渗透膜系统顺次连接，电絮凝系统的沉淀出口连接至高压板框系统，两级低温强制循环系统的蒸发母液出口连接至高压板框系统和固化系统。

7.如权利要求6所述的生活垃圾填埋场膜浓缩渗滤液全量化处理系统，其特征在于：电絮凝系统设置有配电区、配药区、反应区、沉淀区和产水区，沉淀区底部通过排泥泵与高压板框系统连接以使沉淀泥水分离，高压板框系统为高压板框压滤机。

8.如权利要求7所述的生活垃圾填埋场膜浓缩渗滤液全量化处理系统，其特征在于：产水区出口通过提升泵连接至一级低温强制循环蒸发器，提升泵前还设置有过滤器。

9.如权利要求6所述的生活垃圾填埋场膜浓缩渗滤液全量化处理系统，其特征在于：反渗透膜系统出水口还连接有氨氮吸附树脂罐和/或总氮吸附树脂罐。

10.如权利要求6所述的生活垃圾填埋场膜浓缩渗滤液全量化处理系统，其特征在于：固化系统包括料仓区、反应区、打包区和堆存区，通过投加吸水剂和固化剂，使蒸发母液形成固体物质，最终安全填埋。