CN113526796A - 一种垃圾渗滤液的处理工艺 - Google Patents

Abstract

本申请公开了垃圾填埋处理技术领域中的一种垃圾渗滤液的处理工艺，垃圾渗滤液依次通过生化处理系统、预处理系统、膜处理系统和脱盐处理系统，所述生化处理系统包括调节池、厌氧池、兼氧池和好氧池，所述预处理系统包括微滤过滤器和石英砂过滤器，所述膜处理系统包括纳滤系统和反渗透系统，还包括化学反清洗系统，将膜处理系统产生的渗滤液浓缩液送入到脱盐处理系统中，脱盐处理系统为磁电脱盐蒸发系统或者水洗脱盐系统，采用磁电脱盐或者焚烧后水洗飞灰脱盐处理，进一步降低传统蒸发法处理时带来的能耗高、易结垢的问题。

Description

一种垃圾渗滤液的处理工艺

技术领域

本发明涉及垃圾填埋处理技术领域，具体涉及一种渗滤液浓缩液蒸发装置。

背景技术

生活垃圾含水率较高，加之降雨的淋溶作用、外表地下水流入、微生物分解、地下水渗入等原因，每吨生活垃圾大约产生7％-30％的渗滤液。生活垃圾渗滤液由各种有机化合物和无机物组成，含有浓度极高的BOD、COD、氨氮、磷、有机物、硫化物和无机盐类等，气味恶臭，且含有大量致癌物。每吨垃圾渗滤液所含污染物相当于100吨生活污水的含量，毒性远远大于常规生活污水，若处理不当，会严重污染生态环境，对自然环境和人体健康构成巨大威胁。

在我国传统垃圾渗滤液处理中，一般采用库区厌氧发酵+生化+膜滤的组合工艺进行处理。NF、RO膜越来越多的被用于垃圾渗滤液处理中，膜的运用具有很多优点，如出水效果好，占地面积小，然而在达标排放上清液的同时，也不可避免地产生了一批垃圾渗滤液浓缩液。

垃圾渗滤液浓缩液的主要成份为腐殖质类物质、二级处理出水中残留的未降解有机物和溶解性微生物产物(SMP)等物质，一般不具有可生化性，通常B/C<0.1，大都呈棕黑色，色度大，浊度、电导率及COD高，并且含有大量的金属离子，TDS在20000mg/L～60000mg/L之间。其中纳滤和反渗透工艺产生的浓缩液，COD通常在5000mg/L以上，氨氮浓度约为50～200mg/L，电导率约为40000～50000us/cm。若不妥善处理这些垃圾渗滤液及其浓缩液，会严重污染水体、土壤、大气等，甚至直接威胁生态环境和人类健康。

垃圾渗滤液浓缩液的处理方法主要有：回灌、无害化处理、浓缩以及蒸发法，其中蒸发法，包括浸没燃烧蒸发、热泵蒸发、(多效)闪蒸以及多效强制循环蒸发等。但在上述技术的运行温度下，浓缩液中富集的Cl^-会对设备带来严重腐蚀。而且，浓缩液中的高浓度腐殖质与无机离子将导致严重的结垢，降低换热效率与蒸发能效比。因此现有的蒸发法所需的能耗高，且蒸发设施容易结焦、结垢，为了提升运行效率，多采用钛金属作为设备原材料，导致投资大、维护贵的实际问题。这些因素均制约了蒸发技术在渗滤液浓缩液处理上的应用。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，设计一种能耗低、不易结垢的垃圾渗滤液的处理方法。

本发明的目的之一是提供一种垃圾渗滤液的处理工艺，垃圾渗滤液依次通过生化处理系统、预处理系统、膜处理系统和脱盐处理系统，所述生化处理系统包括调节池、厌氧池、兼氧池和好氧池，所述预处理系统包括微滤过滤器和石英砂过滤器，所述膜处理系统包括纳滤系统和反渗透系统，所述反渗透系统连通清水池；所述纳滤系统采用反渗透膜电分离技术，对垃圾渗滤液中90％以上的有机物、胶体含氧化合物、蛋白质、色素及微生物进行截留，得到渗滤液浓缩液；将渗滤液浓缩液送入到脱盐处理系统中，所述脱盐处理系统为磁电脱盐蒸发系统或者水洗脱盐系统；

将渗滤液浓缩液送到磁电脱盐蒸发系统中，所述磁电脱盐蒸发系统包括联合使用的电磁反应器和常温常压高效蒸发器，渗滤液浓缩液经磁电脱盐后蒸发，液体达标排放，固体则送到盐泥专用容器储存；

或者将渗滤液浓缩液送到水洗脱盐系统中，水洗脱盐系统包括焚烧炉、逆流水洗塔和抽滤装置，渗滤液浓缩液回喷到焚烧炉中燃烧，产生飞灰，将飞灰送入到逆流水洗塔中，经过至少三次漂洗，送入抽滤装置进行抽滤，分离成湿灰和含盐溶液，含盐溶液进入混凝沉淀池，湿灰去除二噁英后可直接作为水泥原料。

进一步，所述膜处理系统连接有化学反清洗系统，所述化学反清洗系统作用在膜处理系统上。

进一步，所述微滤过滤器内设有SUS 316做成的阻截绕丝，其孔径为100目。

进一步，砂滤系统的填料为石英砂，布水层由3层滤床组成，拦截精度为50微米。

进一步，所述纳滤系统中的反渗透能截留分子量80～1000，孔径为1～10纳米的有机物。

本发明的工作原理及有益效果：

(1)通过厌氧生物处理技术(在无分子氧条件下通过厌氧微生物、兼氧微生物的作用，将废水中的各种复杂有机物分解成甲烷和二氧化碳等的物质过程)、好氧生物处理技术(好氧微生物氧化分解污水中的BOD5，同时进行硝化反应，有机氮和氨氮在好氧段转化为硝化氮并回流到缺氧段，其中的反硝化细菌利用氧化态氮和污水中的有机碳进行反硝化反应，使化合态氮变成分子态氮)，获得去碳和脱氮的效果。

(2)预处理系统包括微滤过滤器、砂滤系统，其中，微滤过滤器采用的是阻截SUS316绕丝、孔径：100目，可过滤大颗粒漂浮物，确保后段工艺无堵塞；砂滤系统填料为石英砂，布水层为3层滤床组成，粗细结合，PH适应范围2-13，抗污染性能好，清洗效果佳，拦截精度50微米。

(3)膜处理系统包括纳滤系统、反渗透系统，其中，纳滤系统通过高精度正压强反渗透膜电分离技术，截留分子量80-1000范围内，孔径为几纳米浓缩渗透滤液中90％以上的有机物、胶体含氧化合物、蛋白质、色素及微生物，处理后的水基本无色，BOD、COD值极低；反渗透系统通过高精度正压强术，截留孔径0.0001微米水分子及部分矿物离子、截流水中99.9％的非离子态有机物氧水化合物、重金属离子，胶体，细菌，病毒等杂质。

(4)化学反清洗系统：膜系统被污染需要立即使用化学药剂清洗恢复性能，及时化学清洗有利于延长膜的使用寿命，避免膜污堵影响生产；砂滤系统污堵同样可以适用于化学清洗。

再针对渗滤液浓缩液的处理上，本发明有两种处理方式，第一种方式是采用磁电脱盐蒸发系统，通过磁电分离，改变水分子键角，降低水分子能量，降低沸点、低温热解、持续蒸发出水、余热交换高效冷凝，基本可以确保95％的出水可以实现达标排放，5％的盐泥装入专用容器储存填埋。

本发明通过电磁反应器，能将大分子水团截断为小分子水团，热效提高，沸点从原来的120℃降低至60～70℃；结合传统MVR技术的工作原理可以看出，低沸点的污水结垢速率变慢，清洗周期大幅度延长，其次低沸点的污水由于运行温度较低，设备能耗降低且不会出现结焦现象，由于降低了运行温度，设备所使用的材料也可以不用昂贵的钛合金材料，用普通的工程塑料就能达到，解决了腐蚀问题。

第二种方式是采用水洗脱盐系统，充分发挥水洗脱氯对飞灰资源化利用以及重金属回收利用的独特优势，同步实现氯离子、重金属离子等污染物的高效去除，该系统能够降低飞灰处置成本，减少重金属污染，从而实现飞灰的无害化、资源化利用。

进一步，飞灰进入逆流水洗塔处理时，洗水和灰的比为3:1～8:1。通过实验验证，上述水灰比对氯离子、重金属离子的去除率可以达到95％。

进一步，当所述洗水为碱性，所述洗水和灰的比为3:1～4:1。用碱性洗水可以减少洗水的量，减少后续的处理量。

附图说明

图1为本发明实施例1一种垃圾渗滤液的处理工艺的流程示意图；

图2为本发明实施例2一种垃圾渗滤液的处理工艺的流程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例1，一种垃圾渗滤液的处理工艺图1所示，步骤一、将填埋场产生的垃圾渗滤液送入到生化处理系统中，先经过调节池，对垃圾渗滤液进行沉降和分离，同时进行水质均化和水量调节；之后将经调节池调节后的垃圾渗滤液放入厌氧池中，与厌氧颗粒污泥均匀混合，大部分有机物在这里被转化为沼气，垃圾渗滤液中未去除的有机物被厌氧颗粒污泥进一步降解，使大分子难降解有机物分解成易降解有机物，使垃圾渗滤液得到更好的净化；将经过厌氧处理后的垃圾渗滤液放入兼氧池中，所谓兼氧是指介于厌氧与好氧之间的一种状态，通过微生物的硝化反硝化和聚磷作用，在进一步降低COD的同时，氨氮和磷也得到降解，使得垃圾渗滤液水质得到进一步净化；然后再进入到好氧池中，好氧池中布设高强曝气管，同时配备曝气风机，设置硝化细菌和反硝化细菌，通过曝气作用、好氧作用、硝化反应和反硝化反应，垃圾渗滤液中的有机质进一步被降解，同时渗滤液中的氨氮也能得到降解。

步骤二、将从好氧池出来的渗滤液送入到预处理系统中，并依次通过微滤过滤器和石英砂过滤器，其中微滤过滤器是SUS 316绕丝支撑的阻截网，孔径为100目，先将100目以上的大颗粒漂浮物过滤掉，确保后段工艺无堵塞；砂滤系统填料为石英砂，布水层为3层滤床组成，粗细结合，PH适应范围2-13，抗污染性能好，清洗效果佳，拦截精度50微米。

步骤三、将经过预处理后的渗滤液送入到膜处理系统中，其中膜处理系统包括纳滤系统、反渗透系统，纳滤系统通过反渗透膜电分离技术，能截留分子量80～1000范围内，孔径为几纳米的有机物，并截留到渗滤液浓缩液，渗滤液浓缩液中含有90％以上的有机物、胶体含氧化合物、蛋白质、色素及微生物，处理后的水基本无色，BOD、COD值极低，将处理后的水送入反渗透系统中，通过高精度正压强术，截留孔径0.0001微米水分子及部分矿物离子、截流水中99.9％的非离子态有机物氧水化合物、重金属离子，胶体，细菌，病毒等杂质，获得清水，清水达标后可排放。

步骤四，将渗滤液浓缩液送入到磁电脱盐蒸发系统中，磁电脱盐蒸发系统包括联合使用的电磁反应器和常温常压高效蒸发器，渗滤液浓缩液先经磁电分离，改变水分子键角，降低水分子能量，进而降低渗滤液浓缩液的沸点，沸点从原来的120℃降低至60～70℃，之后再进行常温常压蒸发，液体达标排放，固体则送到盐泥专用容器储存，最后送入填埋场填埋。

实施例2，一种垃圾渗滤液的处理工艺如图2所示，步骤一、将填埋场产生的垃圾渗滤液送入到生化处理系统中，先经过调节池，对垃圾渗滤液进行沉降和分离，同时进行水质均化和水量调节；之后将经调节池调节后的垃圾渗滤液放入厌氧池中，与厌氧颗粒污泥均匀混合，大部分有机物在这里被转化为沼气，垃圾渗滤液中未去除的有机物被厌氧颗粒污泥进一步降解，使大分子难降解有机物分解成易降解有机物，使垃圾渗滤液得到更好的净化；将经过厌氧处理后的垃圾渗滤液放入兼氧池中，所谓兼氧是指介于厌氧与好氧之间的一种状态，通过微生物的硝化反硝化和聚磷作用，在进一步降低COD的同时，氨氮和磷也得到降解，使得垃圾渗滤液水质得到进一步净化；然后再进入到好氧池中，好氧池中布设高强曝气管，同时配备曝气风机，设置硝化细菌和反硝化细菌，通过曝气作用、好氧作用、硝化反应和反硝化反应，垃圾渗滤液中的有机质进一步被降解，同时渗滤液中的氨氮也能得到降解。

步骤二、将从好氧池出来的渗滤液送入到预处理系统中，并依次通过微滤过滤器和石英砂过滤器，其中微滤过滤器是SUS 316绕丝支撑的阻截网，孔径为100目，先将100目以上的大颗粒漂浮物过滤掉，确保后段工艺无堵塞；砂滤系统填料为石英砂，布水层为3层滤床组成，粗细结合，PH适应范围2-13，抗污染性能好，清洗效果佳，拦截精度50微米。

步骤三、将经过预处理后的渗滤液送入到膜处理系统中，其中膜处理系统包括纳滤系统、反渗透系统，纳滤系统通过反渗透膜电分离技术，能截留分子量80～1000范围内，孔径为几纳米的有机物，并截留到渗滤液浓缩液，渗滤液浓缩液中含有90％以上的有机物、胶体含氧化合物、蛋白质、色素及微生物，处理后的水基本无色，BOD、COD值极低，将处理后的水送入反渗透系统中，通过高精度正压强术，截留孔径0.0001微米水分子及部分矿物离子、截流水中99.9％的非离子态有机物氧水化合物、重金属离子，胶体，细菌，病毒等杂质，获得清水，清水达标后可排放。

步骤四，将渗滤液浓缩液送入到水洗脱盐系统中，水洗脱盐系统包括焚烧炉、逆流水洗塔和抽滤装置，将渗滤液浓缩液回喷到焚烧炉中燃烧，产生飞灰，将飞灰送入到逆流水洗塔中，经过三次漂洗，每次漂洗的洗水浓度依次降低，洗水与飞灰的最高比为8:1，洗水与飞灰的最低比为3:1，洗水为去离子水，将液体送入抽滤装置进行抽滤，分离成湿灰和含盐溶液，含盐溶液进入混凝沉淀池，湿灰去除二噁英后可直接作为水泥原料。

实施例3与实施例2的区别仅在于洗水为弱碱性水，洗水与飞灰的比为4:1、3:1和3:1。

实施例4与实施例1的区别仅在于还设有化学反清洗系统，将膜系统被污染需要立即使用化学药剂清洗恢复性能，及时化学清洗有利于延长膜的使用寿命。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.一种垃圾渗滤液的处理工艺，其特征在于，垃圾渗滤液依次通过生化处理系统、预处理系统、膜处理系统和脱盐处理系统，所述生化处理系统包括调节池、厌氧池、兼氧池和好氧池，所述预处理系统包括微滤过滤器和石英砂过滤器，所述膜处理系统包括纳滤系统和反渗透系统，所述反渗透系统连通清水池；所述纳滤系统采用反渗透膜电分离技术，对垃圾渗滤液中90％以上的有机物、胶体含氧化合物、蛋白质、色素及微生物进行截留，得到渗滤液浓缩液；将渗滤液浓缩液送入到脱盐处理系统中，所述脱盐处理系统为磁电脱盐蒸发系统或者水洗脱盐系统；

将渗滤液浓缩液送到磁电脱盐蒸发系统中，所述磁电脱盐蒸发系统包括联合使用的电磁反应器和常温常压高效蒸发器，渗滤液浓缩液经磁电脱盐后蒸发，液体达标排放，固体则送到盐泥专用容器储存；

或者将渗滤液浓缩液送到水洗脱盐系统中，水洗脱盐系统包括焚烧炉、逆流水洗塔和抽滤装置，渗滤液浓缩液回喷到焚烧炉中燃烧，产生飞灰，将飞灰送入到逆流水洗塔中，经过至少三次漂洗，送入抽滤装置进行抽滤，分离成湿灰和含盐溶液，含盐溶液进入混凝沉淀池，湿灰去除二噁英后可直接作为水泥原料。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理工艺，其特征在于：所述膜处理系统连接有化学反清洗系统，所述化学反清洗系统作用在膜处理系统上。

3.根据权利要求2所述的一种垃圾渗滤液的处理工艺，其特征在于：所述微滤过滤器内设有SUS 316做成的阻截绕丝，其孔径为100目。

4.根据权利要求3所述的一种垃圾渗滤液的处理工艺，其特征在于：砂滤系统的填料为石英砂，布水层由3层滤床组成，拦截精度为50微米。

5.根据权利要求3所述的一种垃圾渗滤液的处理工艺，其特征在于：所述纳滤系统中的反渗透能截留分子量80～1000，孔径为1～10纳米的有机物。

6.根据权利要求3所述的一种垃圾渗滤液的处理工艺，其特征在于：飞灰进入逆流水洗塔处理时，洗水和灰的比为3:1～8:1。

7.根据权利要求5所述的一种垃圾渗滤液的处理工艺，其特征在于：当洗水为碱性时，所述洗水和灰的比为3:1～4:1。

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