CN114735900A - 一种垃圾渗滤液的处理工艺及处理系统 - Google Patents

一种垃圾渗滤液的处理工艺及处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种垃圾渗滤液的处理工艺及处理系统；垃圾渗滤液的处理工艺包括以下步骤：将垃圾渗滤液抽取至调节池内。将调节池内的垃圾渗滤液抽取至第一电凝聚装置中进行絮凝沉淀。将絮凝沉淀后的垃圾渗滤液输送到UASB反应器内得到处理液A。将处理液A输送至第一沉淀池中进行沉淀。将第一沉淀池中的上清液抽取至两级A/O处理系统中，得到处理液B。将处理液B输送至第二沉淀池中进行沉淀。将第二沉淀池中的上清液抽取至第二电凝聚装置中，得到处理液C。将处理液C输送至三级膜处理系统进行过滤和脱氮处理，得到净水。该工艺运行平稳，产生的污泥量比加药处理工艺产生的污泥量少，降低了污泥的处置费。

Description

一种垃圾渗滤液的处理工艺及处理系统
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种垃圾渗滤液的处理工艺及处理系统。
背景技术
随着我国城市人口的增加、城市规模的扩大和居民生活水平的提高，我国城市生活垃圾的产量在急剧增加。根据我国垃圾处理"无害化、减量化、资源化"的原则，将有一大批生活垃圾卫生填埋场要新建。而垃圾渗滤液是否处理达标排放,是衡量一个填埋场是否为卫生填埋场的重要指标之一。
中国发明专利申请公告号为CN113860664A公开了及一种垃圾填埋场渗滤液的处理工艺，该工艺通过向预处理池内加入絮凝剂或助凝剂对垃圾渗滤液进行絮凝沉，再排入生化处理系统生化处理，随后过MBR膜生物反应器进行固液分离，分离出来的水排入反渗透系统进行深度净化，得到达标水。
但由于需要加入絮凝剂或助凝剂，对絮凝剂或助凝剂的投入量的准确度要求高，且会产生较多的污泥量，对环境会产生污染，也增加了后续污泥的处理难度和费用。
发明内容
(1)本发明的目的在于提供一种垃圾渗滤液的处理工艺，解决现有技术中在处理垃圾渗透液时需要加入絮凝剂或助凝剂，导致污泥量增多以及絮凝剂或助凝剂的投入量准确度要求高的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种垃圾渗滤液的处理工艺，包括以下步骤：
S1、将垃圾渗滤液抽取至调节池内，对垃圾渗滤液的水质以及水量进行调节。
S2、将调节池内的垃圾渗滤液抽取至第一电凝聚装置中，电凝聚装置对垃圾渗滤液中的悬浮物杂质进行絮凝沉淀。
S3、将絮凝沉淀后的垃圾渗滤液输送到UASB反应器内进行酸化和腐化反应，得到处理液A。
S4、将处理液A输送至第一沉淀池中进行沉淀。
S5、将第一沉淀池中的上清液抽取至两级A/O处理系统中进行脱氮处理，得到处理液B。
S6、将处理液B输送至第二沉淀池中进行沉淀。
S7、将第二沉淀池中的上清液抽取至第二电凝聚装置中进行处理，得到处理液C。
S8、将处理液C输送至三级膜处理系统进行过滤和脱氮处理，得到净水。
作为本发明进一步的方案：步骤S2中，电凝聚装置对垃圾渗滤液处理过程包括：
电凝聚装置的可溶性阳极产生阳离子，阳离子在水解和聚合作用下产生多核羟基络合物及氢氧化物。多核羟基络合物及氢氧化物对垃圾渗滤液中的悬浮物及胶体进行絮凝，得到污染物絮凝团。
电凝聚装置对垃圾渗滤液电解时产生O2和H2气泡。O2和H2气泡吸附污染物絮凝团并浮升到水面，实现固液分离。
电凝聚装置对垃圾渗滤液电解时产生强氧化性物质。强氧化性物质将大分子有机污染物氧化成CO2、H2O和小分子有机物。小分子有机物通过絮凝去除。
作为本发明进一步的方案：步骤S3中，控制UASB反应器内垃圾渗滤液中的营养成分和PH值。其中，营养元素C：N：P＝200：5：1，保持pH＝6.5～7.5。
作为本发明进一步的方案：絮凝沉淀后的垃圾渗滤液进入UASB反应器时采用多管多点布水。进水管在UASB反应器的底部均匀布设。
作为本发明进一步的方案：步骤S4中，处理液A在第一沉淀池中自由沉淀。其中，沉淀后的污泥一部分回流至UASB反应器中,另一部分定期由污泥泵提升至污泥浓缩池。
作为本发明进一步的方案：步骤S5中，两级A/O处理系统对处理液A的处理过程包括：
处理液A进入第一级A/O处理系统，在第一级A/O处理系统中，缺氧池在前，好氧池在后，在供氧的条件下，自养菌的硝化作用将氨氧化为硝态氨，通过回流控制返回至缺氧池，在缺氧的条件下，异养菌的反硝化作用将硝态氨还愿为分子态氨，以去除处理液A中的氨。
好氧池中的废水再进入第二级A/O处理系统中进行处理，得到处理液B。
作为本发明进一步的方案：步骤S8的具体过程包括：
处理液C先进入超滤膜处理系统进行过滤。过滤精度为0.001-0.1微米。
再依次进入纳滤处理系统和反渗透处理系统，进行脱氮处理，得到净水和浓缩液。其中，浓缩液回流至调节池。
作为本发明进一步的方案：净水在排放前存储在消毒池中进行消毒处理。
本发明还公开了一种垃圾渗滤液的处理系统，其包括调节池、第一电凝聚成套装置、UASB反应器、第一沉淀池、两级A/O处理器、第二沉淀池、第二电凝聚成套装置、三级膜处理单元和污泥浓缩池。
调节池用于收集垃圾渗滤液，并对垃圾渗滤液的水质以及水量进行调节。
第一电凝聚成套装置用于对垃圾渗滤液中的悬浮物杂质进行絮凝沉淀。
UASB反应器用于对絮凝沉淀后的垃圾渗滤液进行酸化和腐化反应，使垃圾渗滤液中大分子物质降解为小分子物质，得到处理液A。
第一沉淀池用于对处理液A进行沉淀。其中，沉淀后的污泥一部分回流至UASB反应器中,另一部分定期由污泥泵提升至污泥浓缩池。
两级A/O处理器用于对第一沉淀池的上清液进行脱氮处理，得到处理液B。
第二沉淀池用于对处理液B进行沉淀，沉淀后的污泥一部分回流至两级A/O处理器中,另一部分定期由污泥泵提升至污泥浓缩池。
第二电凝聚成套装置用于第二沉淀池的上清液中的悬浮物杂质进行絮凝沉淀，得到处理液C。
三级膜处理单元用于对处理液C进行过滤和脱氮处理，得到净水。
污泥浓缩池用于收集第一电凝聚成套装置内的污泥浮渣、第一沉淀池中另一部分污泥、第二沉淀池中另一部分污泥、第二电凝聚成套装置内的污泥浮渣和三级膜处理单元内的过滤物。其中，池内的滤液回流至调节池内。
作为本发明进一步的方案：三级膜处理单元包括超滤膜结构、纳滤结构和反渗透结构。其中，超滤膜结构的过滤精度为0.001-0.1微米。
本发明的有益效果：
(1)本发明的垃圾渗滤液的处理工艺运行平稳，水质稳定，产生的污泥量比传统的加药处理工艺产生的污泥量少，从而降低了污泥的处置费。电凝聚法不会使水中的SO42-、Cl、NO3-、PO43-及碳源等细菌和藻类生长必须的成分产生富集而使水体富营养化。
(2)本发明垃圾渗滤液的处理系统抗冲击负荷强，保证被治理废水达标排放，实现资源的再次利用，污泥量小、无臭味、低能耗。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明垃圾渗滤液的处理工艺的流程图；
图2是本发明垃圾渗滤液的处理工艺的工艺原理图。
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作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。
请参阅图1和图2所示，本发明为一种垃圾渗滤液的处理工艺，包括以下步骤：
S1、将垃圾渗滤液抽取至调节池内，对垃圾渗滤液的水质以及水量进行调节。
S2、将调节池内的垃圾渗滤液抽取至第一电凝聚装置中，电凝聚装置对垃圾渗滤液中的悬浮物杂质进行絮凝沉淀。
S3、将絮凝沉淀后的垃圾渗滤液输送到UASB反应器内进行酸化和腐化反应，得到处理液A。
S4、将处理液A输送至第一沉淀池中进行沉淀。
S5、将第一沉淀池中的上清液抽取至两级A/O处理系统中进行脱氮处理，得到处理液B。
S6、将处理液B输送至第二沉淀池中进行沉淀。
S7、将第二沉淀池中的上清液抽取至第二电凝聚装置中进行处理，得到处理液C。
S8、将处理液C输送至三级膜处理系统进行过滤和脱氮处理，得到净水。
在本发明的一个实施例中，步骤S2的电凝聚装置对垃圾渗滤液处理过程包括：
电凝聚装置的可溶性阳极产生阳离子，阳离子在水解和聚合作用下产生多核羟基络合物及氢氧化物。多核羟基络合物及氢氧化物对垃圾渗滤液中的悬浮物及胶体进行絮凝，得到污染物絮凝团。具体的，可溶性阳极为铝、铁等金属，在直流电的作用下，阳极被溶蚀，产生Al3+、Fe2+等离子，形成“微絮凝剂”，在经一系列水解、聚合及亚铁的氧化过程，发展成为各种羟基络合物、多核羟基络合物以至氢氧化物，与废水中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀而分离；同时，带电的污染物颗粒在电场中泳动，其部分电荷被电极中和而促使其脱稳聚沉。
电凝聚装置对垃圾渗滤液电解时产生O2和H2气泡。这些气泡的粒径和密度都非常小，具有一定的吸附能力和浮载能力，能吸附水中产生的污染物絮凝团并浮升到水面，从而达到固液分离的效果。
电凝聚装置对垃圾渗滤液电解时产生强氧化性物质。强氧化性物质将大分子有机污染物氧化成CO2、H2O和小分子有机物，还能将有些物质氧化成CO2和H2O而直接去除。小分子有机物通过絮凝去除。
电凝聚装置的原理是一种使用电能代替凝聚试剂的废水处理方法，能够同时去除水中的多种重金属。由于电凝聚过程中电解反应的产物只是离子，不需要投加任何氧化剂或还原剂，对环境不产生或很少产生污染。电凝聚法具有如下优点：
1)、电凝聚处理工艺运行平稳，水质稳定，同时克服了由于药剂生产厂家的变化，药剂质量变化、药剂配比性变化、药剂投加量的变化等因素造成的处理质量的不稳定。
2)、电凝聚法产生的污泥量比传统的加药处理工艺产生的污泥量少，从而降低了污泥的处置费。
3)、电凝聚法不会使水中的SO42-、Cl、NO3-、PO43-及碳源等细菌和藻类生长必须的成分产生富集而使水体富营养化。
4)、电凝聚法产生的氢氧化物的活性较高，凝聚吸附能力强，处理效果好。
5)、改善水质B/C比，提高水质可生化性。
6)、电凝聚设备自动化程度高，管理简单，对操作人员的要求很低。
在本发明的一个实施例中，步骤S3中，电凝聚装置出水进入UASB厌氧池，在厌氧工况下，发生酸化和腐化反应，使污水中大分子物质降解为小分子物质，难降解物质转化为易降解的物质，同时产生甲烷和二氧化碳。为保证此阶段有很好的预期效果，停留时间为6d,厌氧池有效容积为600m3。
需要注意的是，在UASB厌氧池中污泥颗粒化程度与活性是影响UASB处理效率的关键，本实施例中，控制UASB反应器内垃圾渗滤液中的营养成分和PH值。其中，营养元素C：N：P＝200：5：1，保持pH＝6.5～7.5。并补充适量的微量元素：Ca2+、Fe3+。絮凝沉淀后的垃圾渗滤液进入UASB反应器时采用多管多点布水。进水管在UASB反应器的底部均匀布设。控制适当的上流速度使反应器内细小、分散的污泥冲洗出，确保各单位面积的进水量基本相同，有利于颗粒化的完成，从而避免死角所造成死污泥堆积的情况发生。在UASB高效厌氧池启动过程中，以化粪池底泥作为菌种，启动初期将渗滤液按比例进入处理系统，并及时提高负荷，使微生物得到足够的营养，能更好地形成颗粒化污泥。
在本发明的一个实施例中，步骤S4中，处理液A在第一沉淀池中自由沉淀，以保证后续水泵和管道免受堵塞，并缓解后续好氧生物接触氧化反应负荷。其中，沉淀后的污泥一部分回流至UASB反应器中,另一部分定期由污泥泵提升至污泥浓缩池。
在本发明的一个实施例中，步骤S5中，两级A/O处理系统对处理液A的处理过程包括：
处理液A进入第一级A/O处理系统，在第一级A/O处理系统中，缺氧池在前，好氧池在后，在供氧的条件下，自养菌的硝化作用将氨氧化为硝态氨，通过回流控制返回至缺氧池，在缺氧的条件下，异养菌的反硝化作用将硝态氨还愿为分子态氨，以去除处理液A中的氨。
好氧池中的废水再进入第二级A/O处理系统中进行处理，得到处理液B。
两级A/O处理系统是将废水中的氨氮，在充氧的条件下(O段)，被硝化菌硝化为硝态氮，大量硝态氮回流至A段，在缺氧条件下，通过兼性厌氧反硝化菌作用，以废水中有机物作为电子供体，硝态氮作为电子受体，使硝态氮被还原为氮气，逸入大气从而实现最终脱氮。
在本发明的一个实施例中，经过两级A/O处理系统处理后的垃圾渗滤液进入第二沉淀沉池，进一步去除水中的细小悬浮物、胶体微粒、有机物、重金属物质，以及水中的色度，并且还具有去除水中的微生物、病原菌、病毒和除磷作用。
在本发明的一个实施例中，步骤S8的具体过程包括：
处理液C先进入超滤膜处理系统进行过滤。过滤精度为0.001-0.1微米。超滤膜处理系统利用压差进行膜法分离，可滤除水中的铁锈、泥沙、悬浮物、胶体、细菌、大分子有机物等有害物质。超滤工艺中水的回收率高达95％以上，并且可方便的实现冲洗与反冲洗，不易堵塞，使用寿命相对较长。
再依次进入纳滤处理系统和反渗透处理系统，进行脱氮处理，得到净水和浓缩液。其中，浓缩液回流至调节池。纳滤膜能够有效分离大部分生化过程残余有机物和多价无机盐(包括重金属)，反渗透膜可以分离绝大部分溶解性小分子有机物和无机物。
在本发明的一个实施例中，净水在排放前存储在消毒池中进行消毒处理，达到标准后排放。
在本发明的一个实施例中，还具体公开了一种垃圾渗滤液的处理系统，其包括调节池、第一电凝聚成套装置、UASB反应器、第一沉淀池、两级A/O处理器、第二沉淀池、第二电凝聚成套装置、三级膜处理单元和污泥浓缩池。
调节池用于收集垃圾渗滤液，并对垃圾渗滤液的水质以及水量进行调节。调节池内设置有提升水泵。
第一电凝聚成套装置用于对垃圾渗滤液中的悬浮物杂质进行絮凝沉淀。
电凝聚成套装置包括污水泵、电凝聚设备、机械自动去极化装置、电源及控制柜、自动化控制系统、自浮槽和加药系统装置等。电凝聚设备型号：DNJ-10，尺寸：Φ1500*H1500mm，含电凝聚设备主机，处理量：10m3/h。
UASB反应器用于对絮凝沉淀后的垃圾渗滤液进行酸化和腐化反应，使垃圾渗滤液中大分子物质降解为小分子物质，得到处理液A。
第一沉淀池用于对处理液A进行沉淀。其中，沉淀后的污泥一部分回流至UASB反应器中,另一部分定期由污泥泵提升至污泥浓缩池。
两级A/O处理器用于对第一沉淀池的上清液进行脱氮处理，得到处理液B。两级A/O处理器包括一级A/O处理池和两级A/O处理池。
一级A池采用钢筋砼结构，尺寸为10×5×5m，内部设置有潜水搅拌机。一级O池采用钢筋砼结构，尺寸为25×5×5m，内部设置有射流曝气器和消化液回流泵。
两级A池采用钢筋砼结构，尺寸为2×5×5m，内部设置有潜水搅拌机。两级O池采用钢筋砼结构，尺寸为16×5×5m，内部设置有消化液回流泵。
第二沉淀池用于对处理液B进行沉淀，沉淀后的污泥一部分回流至两级A/O处理器中,另一部分定期由污泥泵提升至污泥浓缩池。
第二电凝聚成套装置用于第二沉淀池的上清液中的悬浮物杂质进行絮凝沉淀，得到处理液C。
三级膜处理单元用于对处理液C进行过滤和脱氮处理，得到净水。
三级膜处理单元设置在膜处理车间，膜处理车间内还设置有鼓风机、控制柜等。膜处理车间为砖混结构，尺寸为20×7.5×4.5m。
污泥浓缩池用于收集第一电凝聚成套装置内的污泥浮渣、第一沉淀池中另一部分污泥、第二沉淀池中另一部分污泥、第二电凝聚成套装置内的污泥浮渣和三级膜处理单元内的过滤物。其中，池内的滤液回流至调节池内。污泥浓缩池为钢筋砼结构，尺寸为2×2×5m，配备有螺杆泵。
在本发明的一个实施例中，三级膜处理单元包括超滤膜结构、纳滤结构和反渗透结构。其中，超滤膜结构的过滤精度为0.001-0.1微米。
超滤膜结构包括超滤原水泵、过滤器、超滤膜组件、超滤循环泵、超滤清洗水箱和超滤产水箱。
纳滤结构包括纳滤进水泵、纳滤高压泵、阻垢剂加药装置、精密过滤器(过滤精度50μm)、纳滤机组、纳滤膜组件(12支8寸膜，卷式)和纳滤产水箱。
反渗透结构基本设计参数包括反渗透膜壳数：2只。反渗透膜数量：6支。膜通量：11.54L/m2h。清液产率：≥75％。
反渗透结构包括精密过滤器、反渗透组架、反渗透耐压膜壳、反渗透膜组件、反渗透进水泵、反渗透增压泵和阻垢剂加药装置。
在本发明的一个实施例中，三级膜处理单元和第二电凝聚成套装置之间还设有中间水池。
本发明垃圾渗滤液的处理系统抗冲击负荷强，保证被治理废水达标排放，资源的再次利用，污泥量小、无臭味、低能耗、基建成本及运行费用低等优点。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种垃圾渗滤液的处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将垃圾渗滤液抽取至调节池内，对垃圾渗滤液的水质以及水量进行调节；
S2、将调节池内的垃圾渗滤液抽取至第一电凝聚装置中，电凝聚装置对垃圾渗滤液中的悬浮物杂质进行絮凝沉淀；
S3、将絮凝沉淀后的垃圾渗滤液输送到UASB反应器内进行酸化和腐化反应，得到处理液A；
S4、将处理液A输送至第一沉淀池中进行沉淀；
S5、将第一沉淀池中的上清液抽取至两级A/O处理系统中进行脱氮处理，得到处理液B；
S6、将处理液B输送至第二沉淀池中进行沉淀；
S7、将第二沉淀池中的上清液抽取至第二电凝聚装置中进行处理，得到处理液C；
S8、将处理液C输送至三级膜处理系统进行过滤和脱氮处理，得到净水。
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，步骤S2中，所述电凝聚装置对垃圾渗滤液处理过程包括：
电凝聚装置的可溶性阳极产生阳离子，阳离子在水解和聚合作用下产生多核羟基络合物及氢氧化物；所述多核羟基络合物及氢氧化物对垃圾渗滤液中的悬浮物及胶体进行絮凝，得到污染物絮凝团；
电凝聚装置对垃圾渗滤液电解时产生O2和H2气泡；所述O2和H2气泡吸附所述污染物絮凝团并浮升到水面，实现固液分离；
电凝聚装置对垃圾渗滤液电解时产生强氧化性物质；所述强氧化性物质将大分子有机污染物氧化成CO2、H2O和小分子有机物；所述小分子有机物通过絮凝去除。
3.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，步骤S3中，控制UASB反应器内垃圾渗滤液中的营养成分和PH值；其中，营养元素C：N：P＝200：5：1，保持pH＝6.5～7.5。
4.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，絮凝沉淀后的垃圾渗滤液进入所述UASB反应器时采用多管多点布水；进水管在所述UASB反应器的底部均匀布设。
5.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，步骤S4中，处理液A在所述第一沉淀池中自由沉淀；其中，沉淀后的污泥一部分回流至UASB反应器中,另一部分定期由污泥泵提升至污泥浓缩池。
6.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，步骤S5中，两级A/O处理系统对处理液A的处理过程包括：
处理液A进入第一级A/O处理系统，在第一级A/O处理系统中，缺氧池在前，好氧池在后，在供氧的条件下，自养菌的硝化作用将氨氧化为硝态氨，通过回流控制返回至缺氧池，在缺氧的条件下，异养菌的反硝化作用将硝态氨还原为分子态氨，以去除处理液A中的氨；
好氧池中的废水再进入第二级A/O处理系统中进行处理，得到处理液B。
7.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，步骤S8的具体过程包括：
处理液C先进入超滤膜处理系统进行过滤；过滤精度为0.001-0.1微米；
再依次进入纳滤处理系统和反渗透处理系统，进行脱氮处理，得到净水和浓缩液；其中，浓缩液回流至所述调节池。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种垃圾渗滤液的处理工艺,其特征在于，所述净水在排放前存储在消毒池中进行消毒处理。
9.一种垃圾渗滤液的处理系统，其特征在于，其包括：
调节池，其用于收集垃圾渗滤液，并对垃圾渗滤液的水质以及水量进行调节；
第一电凝聚成套装置，其用于对垃圾渗滤液中的悬浮物杂质进行絮凝沉淀；
UASB反应器，其用于对絮凝沉淀后的垃圾渗滤液进行酸化和腐化反应，使垃圾渗滤液中大分子物质降解为小分子物质，得到处理液A；
第一沉淀池，其用于对处理液A进行沉淀；其中，沉淀后的污泥一部分回流至UASB反应器中,另一部分定期由污泥泵提升至所述污泥浓缩池；
两级A/O处理器，其用于对第一沉淀池的上清液进行脱氮处理，得到处理液B；
第二沉淀池，其用于对处理液B进行沉淀，沉淀后的污泥一部分回流至两级A/O处理器中,另一部分定期由污泥泵提升至所述污泥浓缩池；
第二电凝聚成套装置，其用于第二沉淀池的上清液中的悬浮物杂质进行絮凝沉淀，得到处理液C；
三级膜处理单元，其用于对处理液C进行过滤和脱氮处理，得到净水；以及
污泥浓缩池，其用于收集第一电凝聚成套装置内的污泥浮渣、第一沉淀池中另一部分污泥、第二沉淀池中另一部分污泥、第二电凝聚成套装置内的污泥浮渣和三级膜处理单元内的过滤物；其中，池内的滤液回流至所述调节池内。
10.根据权利要求9所述的一种垃圾渗滤液的处理系统,其特征在于，三级膜处理单元包括超滤膜结构、纳滤结构和反渗透结构；其中，超滤膜结构的过滤精度为0.001-0.1微米。
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