CN112591984A - 一种垃圾渗滤液零排放处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种垃圾渗滤液零排放处理方法及系统，将厌氧、TUF软化、DTNF、脱氨膜、AOP/BAC和DTRO工艺优点高效的串联，针对垃圾渗滤液高浓度难处理的特点实现有针对性分阶段处理，最终工艺出水水质良好，满足《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T 19923‑2005)敞开式循环冷却水系统补水标准。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾渗滤液处理技术领域，特别是涉及一种垃圾渗滤液零排放处理方法及系统。
背景技术
垃圾焚烧发电厂的渗滤液产生于垃圾压缩、熟化过程中的排放液，具有有机物成分复杂、悬浮物及重金属浓度高等特点，处理起来十分困难。目前针对焚烧发电厂的垃圾渗滤液主流处理工艺为“预处理+厌氧+两级A/O+超滤+纳滤+反渗透”，但是工艺对A/O运行要求高，运行过程中膜易污堵结垢，同时产生的膜浓缩液量大难处理，对整个工艺稳定运行带来较大挑战。
本发明提出一种新工艺“过滤+厌氧+TUF软化+DTNF+脱氨膜+AOP/BAC+DTRO”，一方面渗滤液中的有机物、氨氮、总氮等污染物可针对性的高效脱除，满足电厂回用水标准，另一方面通过单元工艺的分工作用使得污染物分步脱除并回收资源化利用，同时保证了垃圾渗滤液处理系统的稳定运行，通过本工艺的处理最终达到了渗滤液零排放的目的。
发明内容
为解决现有技术不足，本发明的目的在于提供一种可实现垃圾渗滤液零排放的处理方法及系统，将垃圾渗滤液过滤后进行厌氧处理，去除大部分有机污染物，然后通过TUF软化降低垃圾渗滤液中的硬度，避免后续设备污堵结垢，进一步通过DTNF膜分离，垃圾渗滤液中的有机污染物浓缩至浓缩液并回喷焚烧炉，清液进入脱氨膜装置，通过脱氨膜的高效脱氨作用使得清液中氨氮得到有效去除，再次将脱氨后的废水通过高级氧化和生物活性炭组合工艺深度处理后，此时废水COD、氨氮、总氮等指标进一步降低，最后通过DTRO膜分离，得到的产水满足回用水标准，浓缩液经低温蒸发后分盐，冷凝液回用。整个工艺流程实现了垃圾渗滤液的零排放处理。
具体技术方案如下：
一种垃圾渗滤液零排放处理方法，包括以下步骤：
步骤1：垃圾渗滤液进入过滤器，通过过滤器的微孔过滤作用去除垃圾渗滤液中的细小悬浮物和不溶性杂质；
步骤2：经过过滤器的垃圾渗滤液进入厌氧反应器，通过厌氧生化作用去除渗滤液中部分有机污染物(指的是在无氧条件下，由兼性菌及专性厌氧细菌降解有机物，最终产物是二氧化碳和甲烷气)；厌氧生化作用产生的沼气经过生物脱硫(产气主要是甲烷气)后进行焚烧处理；
步骤3：厌氧反应器出水进入TUF软化系统，降低垃圾渗滤液的硬度，并去除部分胶体污染物(TUF膜孔径是微米级别，大多数胶体颗粒的粒径一般也是在这个范围，所以会有去除作用)；TUF软化系统产生的污泥进一步压滤脱水后外运处置，压滤脱水产生的水返回厌氧；
步骤4：经过TUF软化系统处理后的TUF出水进入DTNF系统，通过DTNF膜分离处理，垃圾渗滤液得到深度处理(膜工艺主要是通过膜的过滤作用将废水中的物质按照不同分子量大小进行截留，原理同滤纸)；其中产生的DTNF浓缩液回喷至焚烧炉(本发明工艺针对焚烧发电厂，本身含有焚烧炉)，清液进入下一工序；
步骤5：经过DTNF系统处理后得到的清液进入脱氨膜系统，通过脱氨膜的作用，垃圾渗滤液中的氨氮得到高效去除，同时得到硫酸铵产物，其作为烟气脱硝原料消纳处理；
步骤6：经过脱氨膜系统得到的脱氨膜出水进入AOP/BAC系统，通过高级氧化和生化的组合工艺对脱氨膜出水进行深度处理，脱氨膜出水中的有机污染物和氨氮等得到进一步去除；
步骤7：经过AOP/BAC系统得到的生化出水进入DTRO系统，通过DTRO膜的深度处理(可以理解为超滤、纳滤、反渗透膜的孔径越来越小，过滤得到的水质越来越好)，分离得到产水和DTRO浓缩液，其中产水回用，DTRO浓缩液通过低温蒸发工艺全量化处理，得到结晶盐，冷凝液回用。
优选的：所述步骤1中，过滤器孔径在5-500μm。
优选的：所述步骤3中，TUF软化系统包括TUF膜，截流分子量5000-50000道尔顿，运行压力0.5-1.5MPa。
优选的：所述步骤4中，DTNF系统包括DTNF膜，截留分子量150-300道尔顿，运行压力1.0-3.5MPa。
优选的：所述步骤5中，脱氨膜系统包括中空纤维微孔疏水膜，处理含氨浓度100-30000mg/L。
优选的：所述步骤6中，AOP/BAC系统包括高级氧化和生物活性炭工艺，其中高级氧化氧化剂为ClO2。
优选的：所述步骤7中，DTRO系统包括DTRO膜，截流分子量100以内，运行压力3.0-6.0MPa。
优选的：所述步骤7中，低温蒸发工艺中低温热源温度为50-85℃。
优选的：所述步骤3软化pH为10-12，步骤4中TUF出水pH调至6.2-6.8，步骤5中DTNF清液pH调至10-11，步骤6中脱氨膜出水pH调至7.5-8.0，步骤7中AOP/BAC系统出水pH调至6.2-6.8。
基于上述方法的一种垃圾渗滤液零排放处理系统，包括依次连接的过滤系统、厌氧系统、TUF软化系统、DTNF系统、脱氨膜系统、AOP/BAC系统和DTRO系统，用于实现权利要求1至9任意一项所述的垃圾渗滤液零排放处理方法，其中：
所述过滤系统，配置有过滤器装置、反洗装置；
所述厌氧系统，配置有厌氧罐装置、第一加药装置、蒸汽加热装置、生物脱硫装置和沼气焚烧装置；过滤器装置的出水口连接厌氧罐装置的进水口，连接管道上设置蒸汽加热装置，厌氧罐装置的出气口设置生物脱硫装置，生物脱硫装置的出气口连接沼气焚烧装置；
所述TUF软化系统，配置有TUF膜装置、第二加药装置、第三加药装置、第四加药装置和泥水收集装置；厌氧罐装置的出水口连接TUF膜装置的进水口，连接管道上设置第二加药装置、第三加药装置、第四加药装置，TUF膜装置的底部出口设置泥水收集装置；
所述DTNF系统，配置有DTNF膜装置、第五加药装置、第六加药装置和浓缩液收集装置；DTNF膜装置的进水口连接TUF膜装置的出水口，连接管道上设置第五加药装置、第六加药装置，DTNF膜装置的底部出口设置浓缩液收集装置；
所述脱氨膜系统，配置有脱氨膜装置、第七加药装置、第八加药装置、硫酸铵收集装置；脱氨膜装置的进水口连接DTNF膜装置的出水口，连接管道上设置第七加药装置，脱氨膜装置的硫酸铵出口连接硫酸铵收集装置，连接管道上设置第八加药装置；
所述AOP/BAC系统，配置有ClO2发生装置、ClO2氧化装置、生物活性炭装置、第九加药装置；ClO2氧化装置的进水口连接脱氨膜装置的出水口，连接管道上设置第九加药装置；ClO2氧化装置的出水口连接生物活性炭装置的进水口；
所述DTRO系统，配置有DTRO膜装置、低温蒸发装置、第十加药装置、第十一加药装置；DTRO膜装置的进水口连接生物活性炭装置的出水口，连接管道上设置第十加药装置、第十一加药装置，DTRO膜装置的DTRO浓缩液出口连接低温蒸发装置。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)将厌氧、TUF软化、DTNF、脱氨膜、AOP/BAC和DTRO工艺优点高效的串联，针对垃圾渗滤液高浓度难处理的特点实现有针对性分阶段处理，最终工艺出水水质良好，满足《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T 19923-2005)敞开式循环冷却水系统补水标准。
(2)厌氧沼气通过生物脱硫实现高效处理，TUF软化脱水污泥外运处置，脱氨膜产物硫酸铵用于烟气脱硝，处理过程中产生的浓缩液一方面用于焚烧炉回喷，一方面低温蒸发出盐，实现了完全的消纳，整体工艺满足了零排放要求。
(3)TUF软化使得垃圾渗滤液水质硬度降低保证了后续膜处理工艺的长期稳定性运行。
(4)工艺流程简单高效、集成化高且宜操作，占地面积小，具有良好的推广前景。
附图说明
图1是本发明所公开的垃圾渗滤液零排放处理的工艺流程示意图。
图2是本发明所公开的垃圾渗滤液零排放的系统结构示意图。
图中：1-过滤系统；11-过滤器装置；12-反洗装置；2-厌氧系统；21-蒸汽加热装置；22-第一加药装置；23-厌氧罐装置；24-生物脱硫装置；25-沼气焚烧装置；3-TUF软化系统；31-第二加药装置；32-第三加药装置；33-第四加药装置；34-TUF膜装置；35-泥水收集装置；4-DTNF系统；41-第五加药装置；42-第六加药装置；43-DTNF膜装置；44-浓缩液收集装置；5-脱氨膜系统；51-第七加药装置；52-脱氨膜装置；53-第八加药装置；54-硫酸铵收集装置；6-AOP/BAC系统；61-第九加药装置；62-ClO2发生装置；63-ClO2氧化装置；64-生物活性炭装置；7-DTRO系统；71-第十加药装置；72-第十一加药装置；73-DTRO膜装置；74-低温蒸发装置。
具体实施方式
实施例公开一种用于垃圾渗滤液零排放处理方法，包括以下步骤：
步骤1：过滤，垃圾渗滤液流经过滤器，通过过滤器的微孔过滤作用去除垃圾渗滤液中的细小悬浮物和不溶性杂质；
步骤2：厌氧，步骤1出水进入厌氧反应器，通过厌氧生化作用去除渗滤液中大部分有机污染物。厌氧产生的沼气经过生物脱硫进一步焚烧处理，脱硫产物为硫磺；
步骤3：TUF软化，步骤2出水进入TUF软化系统，通过碱液、混凝剂加药去除垃圾渗滤液中的硬度和部分胶体污染物。TUF软化系统产水的污泥进一步压滤脱水后外运处置；
步骤4：DTNF，步骤3出水进入DTNF系统，通过DTNF膜分离处理，垃圾渗滤液得到深度处理。其中产生的DTNF浓缩液回喷至焚烧炉，清液进入下一工序；
步骤5：脱氨膜，步骤4清液进入脱氨膜系统，通过脱氨膜的作用，垃圾渗滤液中的氨氮得到高效去除，同时得到硫酸铵产物，其作为烟气脱硝原料消纳处理；
步骤6：AOP/BAC，步骤5出水进入AOP/BAC系统，通过高级氧化和生化的组合工艺对脱氨膜出水进行深度处理，脱氨膜出水中的有机污染物和氨氮等得到进一步去除；
步骤7：DTRO，步骤6生化出水进入DTRO系统，通过DTRO膜的深度处理，分离得到产水和DTRO浓缩液，其中产水回用，DTRO浓缩液通过低温蒸发工艺全量化处理，得到结晶盐，冷凝液回用。
其中，步骤1中，过滤器孔径在5-500μm。
其中，步骤3中，TUF软化系统包括TUF膜，截流分子量5000-50000道尔顿，运行压力0.5-1.5MPa。
其中，步骤4中，DTNF系统包括DTNF膜，截留分子量150-300道尔顿，运行压力1.0-3.5MPa。
其中，步骤5中，脱氨膜系统包括中空纤维微孔疏水膜，处理含氨浓度100-30000mg/L。
其中，步骤6中，AOP/BAC系统包括高级氧化和生物活性炭工艺，其中高级氧化氧化剂为ClO2。
其中，步骤7中，DTRO系统包括DTRO膜，截流分子量100以内，运行压力3.0-6.0MPa。
其中，步骤7中，低温蒸发工艺中低温热源温度为50-85℃。
其中，步骤3软化pH为10-12，步骤4中TUF出水pH调至6.2-6.8，步骤5中DTNF清液pH调至10-11，步骤6中脱氨膜出水pH调至7.5-8.0，步骤7中AOP/BAC系统出水pH调至6.2-6.8。
实施例1
COD为47700mg/L，氨氮为926mg/L，总氮为1442mg/L，总硬度为2450mg/L，SS为20450mg/L的垃圾渗滤液零排放处理方法如下：
步骤1：过滤，垃圾渗滤液流经过滤器，通过过滤器的微孔过滤作用去除垃圾渗滤液中的细小悬浮物和不溶性杂质。处理后COD为45697mg/L，氨氮为913mg/L，总氮为1358mg/L，总硬度为2418mg/L，SS为15929mg/L。
步骤2：厌氧，步骤1出水进入厌氧反应器，通过厌氧生化作用去除渗滤液中大部分有机污染物。厌氧产生的沼气经过生物脱硫进一步焚烧处理，脱硫产物为硫磺。处理后COD为5219mg/L，氨氮为820mg/L，总氮为1225mg/L，总硬度为2388mg/L，SS为13110mg/L。
步骤3：TUF软化，步骤2出水进入TUF软化系统，通过碱液、混凝剂加药去除垃圾渗滤液中的硬度和部分胶体污染物。TUF软化系统产水的污泥进一步压滤脱水后外运处置。处理后COD为4286mg/L，氨氮为759mg/L，总氮为1160mg/L，总硬度为31mg/L，SS为318mg/L。
步骤4：DTNF，步骤3出水进入DTNF系统，通过DTNF膜分离处理，垃圾渗滤液得到深度处理。其中产生的DTNF浓缩液回喷至焚烧炉，清液进入下一工序。处理后COD为214mg/L，氨氮为493mg/L，总氮为820mg/L，总硬度为1.6mg/L，SS为25mg/L。
步骤5：脱氨膜，步骤4清液进入脱氨膜装置，通过脱氨膜的作用，垃圾渗滤液中的氨氮得到高效去除，同时得到硫酸铵产物，其作为烟气脱硝原料消纳处理。处理后COD为214mg/L，氨氮为5mg/L，总氮为330mg/L，总硬度为1.6mg/L，SS为25mg/L。
步骤6：AOP/BAC，步骤5出水进入AOP/BAC系统，通过高级氧化和生化的组合工艺对脱氨膜出水进行深度处理，脱氨膜出水中的有机污染物和氨氮等得到进一步去除。处理后COD为110mg/L，氨氮为0.4mg/L，总氮为112mg/L，总硬度为0.4mg/L，SS为5mg/L。
步骤7：DTRO，步骤6生化出水进入DTRO系统，通过DTRO膜的深度处理，分离得到产水和DTRO浓缩液，其中产水回用，DTRO浓缩液通过低温蒸发工艺全量化处理，得到结晶盐，冷凝液回用。处理后COD为8mg/L，氨氮为0mg/L，总氮为30mg/L，总硬度为0mg/L，SS为0mg/L。最终工艺出水水质良好，满足《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T 19923-2005)敞开式循环冷却水系统补水标准。
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。
Claims (10)
1.一种垃圾渗滤液零排放处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：垃圾渗滤液进入过滤器，通过过滤器的微孔过滤作用去除垃圾渗滤液中的细小悬浮物和不溶性杂质；
步骤2：经过过滤器的垃圾渗滤液进入厌氧反应器，通过厌氧生化作用去除渗滤液中部分有机污染物；厌氧生化作用产生的沼气经过生物脱硫后进行焚烧处理；
步骤3：厌氧反应器出水进入TUF软化系统，降低垃圾渗滤液的硬度，并去除部分胶体污染物；TUF软化系统产生的污泥进一步压滤脱水后外运处置；
步骤4：经过TUF软化系统处理后的TUF出水进入DTNF系统，通过DTNF膜分离处理，垃圾渗滤液得到深度处理；其中产生的DTNF浓缩液回喷至焚烧炉，清液进入下一工序；
步骤5：经过DTNF系统处理后得到的清液进入脱氨膜系统，通过脱氨膜的作用，垃圾渗滤液中的氨氮得到高效去除，同时得到硫酸铵产物，其作为烟气脱硝原料消纳处理；
步骤6：经过脱氨膜系统得到的脱氨膜出水进入AOP/BAC系统，通过高级氧化和生化的组合工艺对脱氨膜出水进行深度处理，脱氨膜出水中的有机污染物和氨氮等得到进一步去除；
步骤7：经过AOP/BAC系统得到的生化出水进入DTRO系统，通过DTRO膜的深度处理，分离得到产水和DTRO浓缩液，其中产水回用，DTRO浓缩液通过低温蒸发工艺全量化处理，得到结晶盐，冷凝液回用。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液零排放处理方法，其特征在于：所述步骤1中，过滤器孔径在5-500μm。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液零排放处理方法，其特征在于：所述步骤3中，TUF软化系统包括TUF膜，截流分子量5000-50000道尔顿，运行压力0.5-1.5MPa。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液零排放处理方法，其特征在于：所述步骤4中，DTNF系统包括DTNF膜，截留分子量150-300道尔顿，运行压力1.0-3.5MPa。
5.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液零排放处理方法，其特征在于：所述步骤5中，脱氨膜系统包括中空纤维微孔疏水膜，处理含氨浓度100-30000mg/L。
6.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液零排放处理方法，其特征在于：所述步骤6中，AOP/BAC系统包括高级氧化和生物活性炭工艺，其中高级氧化氧化剂为ClO2。
7.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液零排放处理方法，其特征在于：所述步骤7中，DTRO系统包括DTRO膜，截流分子量100以内，运行压力3.0-6.0MPa。
8.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液零排放处理方法，其特征在于：所述步骤7中，低温蒸发工艺中低温热源温度为50-85℃。
9.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液零排放处理方法，其特征在于：所述厌氧反应器出水，进入TUF软化系统前调节pH至10-12，步骤4中TUF出水pH调至6.2-6.8，步骤5中DTNF清液pH调至10-11，步骤6中脱氨膜出水pH调至7.5-8.0，步骤7中AOP/BAC系统出水pH调至6.2-6.8。
10.一种垃圾渗滤液零排放处理系统，其特征在于，包括过滤系统、厌氧系统、TUF软化系统、DTNF系统、脱氨膜系统、AOP/BAC系统和DTRO系统，其中：
所述过滤系统，配置有过滤器装置、反洗装置；
所述厌氧系统，配置有厌氧罐装置、第一加药装置、蒸汽加热装置、生物脱硫装置和沼气焚烧装置；过滤器装置的出水口连接厌氧罐装置的进水口，连接管道上设置蒸汽加热装置，厌氧罐装置的出气口设置生物脱硫装置，生物脱硫装置的出气口连接沼气焚烧装置；
所述TUF软化系统，配置有TUF膜装置、第二加药装置、第三加药装置、第四加药装置和泥水收集装置；厌氧罐装置的出水口连接TUF膜装置的进水口，连接管道上设置第二加药装置、第三加药装置、第四加药装置，TUF膜装置的底部出口设置泥水收集装置；
所述DTNF系统，配置有DTNF膜装置、第五加药装置、第六加药装置和浓缩液收集装置；DTNF膜装置的进水口连接TUF膜装置的出水口，连接管道上设置第五加药装置、第六加药装置，DTNF膜装置的底部出口设置浓缩液收集装置；
所述脱氨膜系统，配置有脱氨膜装置、第七加药装置、第八加药装置、硫酸铵收集装置；脱氨膜装置的进水口连接DTNF膜装置的出水口，连接管道上设置第七加药装置，脱氨膜装置的硫酸铵出口连接硫酸铵收集装置，连接管道上设置第八加药装置；
所述AOP/BAC系统，配置有ClO2发生装置、ClO2氧化装置、生物活性炭装置、第九加药装置；ClO2氧化装置的进水口连接脱氨膜装置的出水口，连接管道上设置第九加药装置；ClO2氧化装置的出水口连接生物活性炭装置的进水口；
所述DTRO系统，配置有DTRO膜装置、低温蒸发装置、第十加药装置、第十一加药装置；DTRO膜装置的进水口连接生物活性炭装置的出水口，连接管道上设置第十加药装置、第十一加药装置，DTRO膜装置的DTRO浓缩液出口连接低温蒸发装置。
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