CN114956475A - 一种垃圾渗滤液处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种垃圾渗滤液处理系统及方法，方法包括：调节步骤：待处理垃圾渗滤液送入调节池中，调节待处理渗滤液的SS含量、COD浓度、氨氮浓度、硬度以及碱度；膜处理步骤：调节池出水进入厌氧膜生物反应器，对调节池出水中有机物进行厌氧处理，并收集甲烷；软化步骤：厌氧膜生物反应器出水进入管式软化膜装置，进行软化处理；氨氮分离步骤：管式软化膜装置出水进入气态膜氨氮分离装置，进行氨氮分离并实现氮素的回收；反渗透步骤：气态膜氨氮分离装置出水依次进入碟管式反渗透和低盐截留率反渗透联用装置，依次进行反渗透处理，出水达标排放。本申请解决垃圾渗滤液处理过程中CO2排放量大、氨氮去除难和产水率低等瓶颈问题。
Description
技术领域
本申请涉环保技术领域，具体涉及一种垃圾渗滤液处理系统及方法。
背景技术
卫生填埋和焚烧是我国2亿吨/年生活垃圾处理的主要方式，但与此同时，每年还会产生8000余万吨“高碳高氮高盐”的垃圾渗滤液，不仅污染物碳、氮、盐浓度高，而且水质水量随季节波动大，属于难降解高浓度有机废水。
处理垃圾渗滤液的方法众多，例如，公开号为CN 109607970A的中国发明专利申请文献公开了一种垃圾渗滤液处理方法，包括如下步骤：向收集的垃圾渗滤液通入氯气进行预处理，获得第一处理液；将所述第一处理液进行电芬顿氧化处理，获得第二处理液；将所述第二处理液进行生化降解处理，获得第三处理液；将所述第三处理液进行电催化处理。
例如，公开号为CN公开号为CN 102249480A的中国发明专利申请文献公开了一种垃圾渗滤液和城市生活污水合并处理的系统和操作方法，系统包括垃圾渗滤液预处理单元和混合污水生物处理单元两部分，垃圾渗滤液先进入垃圾渗滤液预处理单元，出水与城市生活污水混合，并进入生物处理单元，处理出水达标排放。其中垃圾渗滤液预处理单元为一电化学反应器，混合污水生物处理单元为一膜曝气生物膜反应器(MABR)。
例如，公开号为CN公开号为109231656A CN的中国发明专利申请文献公开了一种垃圾渗滤液的催化湿式氧化-生化-膜处理工艺，垃圾渗滤液首先经过格栅截留悬浮杂物，然后自流进入调节池进行水质调节；调节后的废水通过提升泵提升至电絮凝装置进行电絮凝处理；电絮凝出水进入催化湿式氧化反应器进行湿式氧化反应以去除有机污染物和提高废水生化性；湿式氧化出水进入生化系统进行生化处理；生化出水进入膜系统进行膜分离处理，产水达到排放标准外排。
但目前常规的“生化+膜法”垃圾渗滤液处理工艺存在出水不稳定、CO2排放量大、氨氮去除难和产水率低等瓶颈问题，对生态环境造成严重威胁。
发明内容
本申请提供一种垃圾渗滤液处理系统及方法，解决垃圾渗滤液处理过程中CO2排放量大、氨氮去除难和产水率低等瓶颈问题。
一种垃圾渗滤液处理方法，包括：
调节步骤：待处理垃圾渗滤液送入调节池中，调节待处理渗滤液的SS含量、COD浓度、氨氮浓度、硬度以及碱度；
膜处理步骤：调节池出水进入厌氧膜生物反应器，在厌氧膜生物反应器内对调节池出水中有机物进行厌氧处理，并收集甲烷；
软化步骤：厌氧膜生物反应器出水进入管式软化膜装置，投加软化药剂形成碳酸钙沉淀，后通过管式软化膜截留沉淀进而去除厌氧膜生物反应器出水中硬度；
氨氮分离步骤：管式软化膜装置出水进入气态膜氨氮分离装置，分离管式软化膜装置出水中氨氮，并采用酸性吸收剂吸收氨氮，生成铵根离子，实现氮素的回收；
反渗透步骤：气态膜氨氮分离装置出水依次进入碟管式反渗透和低盐截留率反渗透联用装置，依次进行反渗透处理，出水达标排放。
本发明的处理方法中，厌氧膜生物反应器实现了高效有机物去除，为降低后续碟管式反渗透和低盐截留率反渗透联用装置中浓水有机物浓度奠定了坚实基础；管式膜软化膜装置中投加氢氧化钙等软化剂，一方面可以去除水中硬度碱度，为后续反渗透膜处理解除膜结垢风险；另一方面可提高水中pH值至10-12，将废水中氨氮转化为挥发性氨，提高废水中氨氮在气态膜分离效率，一举两得。各处理手段之间互相影响，相互协同，以解决垃圾渗滤液处理过程中CO2排放量大、氨氮去除难和产水率低等瓶颈问题。
以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
所述调节步骤中：
可选的，在调节池中的水力停留时间为1-3天。
可选的，控制调节池出水水质：SS为3000-5000mg/L，COD为10000-70000mg/L，氨氮为400-2500mg/L，硬度为1000-2000mg/L，碱度为1000-2000mg/L。
所述膜处理步骤中：
可选的，厌氧膜生物反应器中的水力停留时间为1-3天。
可选的，厌氧膜生物反应器中膜通量为30-50L/m2·h。
厌氧膜生物反应器的COD去除率≥90％，出水COD可低于800mg/L，SS低于30mg/L。
所述软化步骤中：
可选的，控制管式软化膜装置出水硬度低于100mg/L、出水碱度低于100mg/L、膜通量300-500L/m2·h。
可选的，所述软化药剂为石灰、碳酸钠或氢氧化钠其中一种或几种组合。
可选的，所述软化药剂的加入量为500-8000ppm；进一步地，加入量为800-5000ppm。
所述氨氮分离步骤中：
可选的，控制气态膜氨氮分离装置出水氨氮低于10mg/L，去除率高于95％。
可选的，所述酸性吸收剂强酸性吸收剂或两性吸收剂。
可选的，所述酸性吸收剂的加入量以控制pH在3～6之间。
可选的，所述强酸性吸收剂为磷酸、盐酸、硝酸等强酸性吸收剂；所述两性吸收剂为磷酸二氢铵等两性吸收剂。
所述反渗透步骤中：
可选的，所述碟管式反渗透过程中操作压力为30-120bar，膜通量为10-15L/m2·h。进一步地，控制操作压力为80-100bar。
本申请还提供一种垃圾渗滤液处理系统，包括：
用于调节步骤的调节池；
用于膜处理步骤的厌氧膜生物反应器，所述调节池的出水口接入该厌氧膜生物反应器的进水口；
用于软化步骤的管式软化膜装置，所述厌氧膜生物反应器的出水口接入该管式软化膜装置的进水口；
用于氨氮分离步骤的气态膜氨氮分离装置，所述管式软化膜装置的出水口接入该气态膜氨氮分离装置的进水口；
用于反渗透步骤的碟管式反渗透和低盐截留率反渗透联用装置，包括依次连通的碟管式反渗透装置和低盐截留率反渗透装置，所述气态膜氨氮分离装置的出水孔接入碟管式反渗透装置的进水口。
本申请还对工艺流程中的厌氧膜生物反应器进行的改进设计，可选的，所述厌氧膜生物反应器包括：
上流式的反应器，所述反应器的底部具有进水口、回流口和排砂口，顶部具有出水区；
隔板组，设于所述反应器内且位于所述进水口、回流口和排砂口的上方，包括若干块沿竖直方向间隔分布的多孔隔板，且相邻多孔隔板分别安装于反应器相对的内壁上并在反应器中心处交错，每块多孔隔板均自上流式反应器的内壁向中心倾斜向上延伸；
电化学装置，设于所述隔板组的上方，包括电极阴极和电极阳极，电化学装置上方为所述出水区；
外置式的膜池，具有进水口、产水出口和浓水回流口，所述浓水回流口通过回流管连通反应器的回流口；
循环泵，其进水口通过管路连通所述反应器内的出水区、出水口通过管路连通所述膜池的进水口。
调节出出水经进水口送入上流式的反应器中，形成上升流并与多孔隔板接触，液体穿过多孔隔板继续上升，泥砂在自身重力和多孔隔板作用下下落至底部，经由排砂口排出；去除泥砂后的垃圾渗滤液继续上升进入电化学装置所在区域，电极阴极和电极阳极分别连接电源的负极与正极，深度去除垃圾渗滤液中的有机污染物，提高产甲烷效率；所述电源的电压为10-20V；经由电化学装置处理后的垃圾渗滤液进入出水区，由循环泵送入膜池，在膜池中进行膜分离；经由膜分离后的浓水可回流至膜反应器内，淡水进入软化步骤。
可选的，所述多孔隔板与水平面之间的夹角为10～60°。
可选的，所述多孔隔板设置为3～5块；所述多孔隔板的开孔率为20-50％。
可选的，所述反应器上的进水口和回流口相对设置，进水口和回流口距离反应器底部的间距均为50-100cm；所述排砂口低于进水口20-50cm。
可选的，所述电极阴极包括若干根并联连接并均匀分布于同一水平截面上的不锈钢电极。
可选的，所述反应器的壁上具有供所述电极阴极穿过并密封连接的插接孔；
可选的，所述电极阳极位于电极阴极的上方；所述电极阳极为多孔网状钛板。
可选的，所述电极阴极的总面积为反应器横截面积的20-30％；所述电极阳极的面积为反应器横截面积的80-90％。
可选的，所述膜池包括膜池池体和置于膜池池体中的MBR模组件。
可选的，所述管式软化膜装置本身从常规设备中选择即可，例如管式微孔滤膜组件，材质为聚四氟乙烯等，可耐受pH范围为10-14。
可选的，所述气态膜氨氮分离装置本身从常规设备中选择即可，例如疏水性微孔中空纤维膜组件，膜材质可为聚丙烯或聚四氟乙烯等。
可选的，碟管式反渗透和低盐截留率反渗透联用装置中碟管式反渗透装置和低盐截留率反渗透装置串联连接。
其中的碟管式反渗透本身从常规设备中选择即可，例如碟管式反渗透膜组件，膜材质为醋酸纤维素(CA)、三醋酯纤维(CTA)或聚酰胺(PA)等。
其中的低盐截留率反渗透装置本身为现有技术，例如，申请人在先发明申请CN113501568 A中公开的多级低脱盐率膜组高盐废水处理系统，该系统包括多级串联的反渗透膜组。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果之一：
(1)可有效减少二氧化碳排放，将90％有机物转化为甲烷进行回收；
(2)不仅可回收系统中氨氮，可有效减少约30-50％占地面积；
(3)改进后的厌氧膜反应器采用隔板+排砂设计，可以防止后续反应器泥沙堵塞，减缓膜磨损；即插即用式多阴极，定期清洗，防止钙盐结垢；阴极可以促进厌氧污泥的直接种间电子传递性能，提高甲烷产率；阳极采用多孔网状钛板，一来可以截留污泥，二来可以进一步去除有机物，提高有机物去除率。
(4)三级膜处理系统可实现95％产水，且有效降低能耗；
(5)产水水质可达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)中敞开式循环冷却水系统补充水标准。
附图说明
图1为本申请方法的工艺流程图；
图2为申请系统的结构示意图；
图3为图2中厌氧膜生物反应器的结构示意图；
图4为图3中电极阴极的分布示意图；
图5为图3中单块隔板的结构示意图；
图6为图2中低盐截留率反渗透装置052的结构示意图；
图2中所示附图标记如下：
01、调节池；02、厌氧膜生物反应器；03、管式软化膜装置；04、气态膜氨氮分离装置；05、碟管式反渗透和低盐截留率反渗透联用装置，051、碟管式反渗透装置，052、低盐截留率反渗透装置；
图6中所示附图标记如下：
1、多级反渗透膜；2、高压泵；3、初级进料管；4、截留物流出管；5、渗透物回流管；6、淡水排出管；7、终极盐水管；8、能量回收装置；9、高压侧；10、低压侧；
图2～4中所示附图标记如下：
11、上流式反应器；12、多孔隔板，121、通孔；13、电极阴极；14、电极阳极；15、电源；16、进水管；17、排砂管；18、出水区；19、循环泵；20、膜池池体；21、MBR膜组件；22、出水管；23、回流管；24、集气口；
图7为应用例1中SS的处理结果图；
图8为应用例1中COD的处理结果图；
图9为应用例1中氨氮的处理结果图；
图10为应用例1中硬度的处理结果图；
图11为应用例1中碱度的处理结果图；
图12为应用例2中SS去除率的处理结果图；
图13为应用例2中COD去除率的处理结果图；
图14为应用例2中氨氮去除率的处理结果图；
图15为应用例2中硬度去除率的处理结果图；
图16为应用例2中碱度去除率的处理结果图；
图7～图16中：横坐标1为调节池出水；2厌氧膜生物反应器出水；3管式软化膜装置出水；4气态膜氨氮分离装置出水；5碟管式反渗透+低盐截留率反渗透联用装置出水。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
为了更好地描述和说明本申请的实施例，可参考一幅或多幅附图，但用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对本申请的发明创造、目前所描述的实施例或优选方式中任何一者的范围的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
一种垃圾渗滤液处理系统，如图2所示：
包括调节池01，厌氧膜生物反应器02、管式软化膜装置03、气态膜氨氮分离装置04和碟管式反渗透和低盐截留率反渗透联用装置05。调节池01的出水口接入厌氧膜生物反应器02的进水口；厌氧膜生物反应器02的出水口接入管式软化膜装置03的进水口；管式软化膜装置03的出水口接入气态膜氨氮分离装置04的进水口；碟管式反渗透和低盐截留率反渗透联用装置包括依次连通的碟管式反渗透装置051和低盐截留率反渗透装置052，气态膜氨氮分离装置04的出水孔接入碟管式反渗透装置的进水口。
调节池01用于对垃圾渗滤液进行水质调节，厌氧膜生物反应器02用于对调节出出水进行膜处理，管式软化膜装置03用于对厌氧膜生物反应器出水进行软化处理，气态膜氨氮分离装置04用于对管式软化膜装置出水进行氨氮分离，碟管式反渗透和低盐截留率反渗透联用装置05用于对气态膜氨氮分离装置出水进行多级反渗透处理。
待处理垃圾渗滤液送入调节池中，调节待处理渗滤液的SS含量、COD浓度、氨氮浓度、硬度以及碱度；调节池出水进入厌氧膜生物反应器，在厌氧膜生物反应器内对调节池出水中有机物进行厌氧处理，并收集甲烷；厌氧膜生物反应器出水进入管式软化膜装置，投加软化药剂形成碳酸钙沉淀，后通过管式软化膜截留沉淀进而去除厌氧膜生物反应器出水中硬度；管式软化膜装置出水进入气态膜氨氮分离装置，分离管式软化膜装置出水中氨氮，并采用酸性吸收剂吸收氨氮，生成铵根离子，实现氮素的回收；气态膜氨氮分离装置出水依次进入碟管式反渗透和低盐截留率反渗透联用装置，依次进行反渗透处理，出水达标排放。
调节池01为垃圾渗滤液处理领域的常规池体，在垃圾渗滤液先经过预处理单元除去其中浮渣、颗粒物和塑料等杂质，后进入调节池，调节池具有均合水质和均匀水量的功能。
厌氧膜生物反应器02的一种可选方案，可采用常规的膜生物反应器；较优选的实施方式中，本申请对厌氧膜生物反应器进行结构改进设计，如图3～图5所示，厌氧膜生物反应器包括上流式反应器、隔板组、电化学装置、循环泵和膜池。隔板组和电化学装置设置于上流式反应器内且电化学装置置于隔板组上方，膜池设置于上流式反应器外，膜池与上流式反应器之间通过循环泵连接。
如图3所示，上流式反应器11的底部具有进水口、回流口和排砂口，进水口连接进水管16，排砂口连接排砂管17，上流式反应器11的顶部为出水区18。
上流式反应器11的一种优选的实施方式中，进水口和回流口在靠近反应器底部的侧壁上相对设置，距离上流式反应器底部的间距均为50-100cm；排砂口低于进水口20-50cm。
隔板组设置于上流式反应器11内并位于进水口、回流口和排砂口的上方，隔板组包括若干块多孔隔板12，若干块多孔隔板12沿竖直向间隔交错分布，在沿竖直向的方向上，相邻多孔隔板12分别固定安装在上升流反应器11内相对的内壁上，每块多孔隔板均自内壁处向中心延伸，延伸方向为倾斜向上延伸，相对安装的多孔隔板在反应器的中心处交错，也可理解为相对设置的多孔隔板在水平面上的投影部分重叠，多孔隔板上分布通孔121，可让隔板上积累的泥和砂落下。
由进水口和回流口进入上流式反应器11内的调节池出水形成上升流，上升过程中首先与位于最底部的两块隔板接触，大部分的液体中的泥砂在重力和多孔隔板12阻挡的协同作用下，下落至反应器底部，少部分随液体上升的泥砂在下一级多孔挡板阻挡下下落至下一层多孔隔板12上，下落至多孔隔板12上的泥砂由多孔隔板12上的通孔逐层下落至反应器底部，最终由排砂口排出。为使泥和砂更好地下落，多孔隔板上在与反应器内壁衔接处分布有所述通孔，即使在长时间运行后，泥砂也不会在隔板上堆积。
作为隔板的一种优选实施方式，隔板与水平面之间的夹角为10～60°；多孔隔板上通孔121的孔径为1mm～5mm；多孔隔板的开孔率为20-50％。
电化学装置包括电极阴极13、电极阳极14和电源15，电极阴极13和电极阳极14设置于上升流反应器内的隔板组上方，电极阴极13位于电极阳极的下方，电极阴极13通过导线外接电源15的负极，电极阳极14通过导线外接电源15的正极；电极阳极的上方为出水区18。
电极阴极的一种优选实施方式中，如图4所示，电极阴极包括若干根均匀分布于同一水平截面上的不锈钢电极，若干根电极阴极之间并联连接。
电极阴极采用即插即用式的不锈钢多阴极，为实现即插即用，可在反应器的壁上开设插接孔(图中未标出)，电极阴极插接安装于反应器的壁上，伸入反应器内，插接处密封连接，相邻电极之间的周向间距可设置为5cm～30cm。由于垃圾渗滤液是高盐废水，导致阴极容易结垢，因此多阴极设置方式中，当取下所需清洗的阴极时，可以插上新阴极，从而保证产甲烷效率。
电极阳极14的一种优选实施方式，电极阳极采用多孔网状钛板，一来可以截留污泥，二来可以进一步去除有机物，提高有机物去除率。进一步地，多孔网状钛板的孔径范围5cm-30cm。
作为电极阴极和电极阳极的一种优选配合方式，电极阴极与电机阳极之间的垂直间距5cm～30cm；电极阴极的总面积为上流式反应器横截面积的20-30％；电极阳极的面积为上流式反应器横截面积的80-90％。电极阴极的总面积可以理解电极阴极与反应液体接触面积的总和，电极阳极的面积可以理解为多孔网状钛板的单面面积。
为了方便收集反应产生的气体，可在反应器的顶部设置集气口24，集气口连接气体收集装置。
膜池包括膜池池体20和设置于膜池池体中的MBR膜组件21，MBR膜组件按常规方式安装，膜池的进水口通过管路连接循环泵19的出水口，循环泵19的进水口通过管路连接至上流式反应器内的出水区18；膜池的产水出口连接出水管22，膜池的浓水回流口通过回流管23连通上升流反应器的回流口。膜池的产水由产水出水口经出水管22外排，浓水由浓水回流口经回流管23回流至上升流反应器内。
调节池出水经进水口送入上流式反应器11中，形成上升流并与多孔隔板12接触，液体穿过多孔隔板继续上升，泥砂在自身重力和多孔隔板作用下下落至底部，经由排砂口排出；去除泥砂后的垃圾渗滤液继续上升进入电化学组件所在区域，电极阴极13和电极阳极14分别连接电源15的负极与正极，电源的电压为10-20V，电化学处理去除垃圾渗滤液中的有机污染物，促进甲烷的产生；经由电化学组件处理后的垃圾渗滤液进入出水区18，由循环泵19送入膜池，在膜池中进行膜分离；经由膜分离后的浓水回流至上升流反应器11内，参与下一轮循环，出水经由出水管进入管式软化膜装置03。
管式软化膜装置03本身采用已知的管式软化膜装置即可，例如管式微孔滤膜组件，材质为聚四氟乙烯等，可耐受pH范围为10-14。该装置可通过投加适量软化药剂形成碳酸钙沉淀，后通过管式软化膜截留沉淀进而去除厌氧膜生物反应器出水中硬度，为后续处理解除膜结垢风险，管式软化膜装置出水进入气态膜氨氮分离装置04。
气态膜氨氮分离装置04本身采用已知的气态膜氨氮分离装置即可，例如疏水性微孔中空纤维膜组件，膜材质可为聚丙烯或聚四氟乙烯等，该装置在常温常压下通过中空纤维疏水气态膜组件分离管式软化膜装置出水中氨氮，并采用酸性吸收剂吸收氨氮，生成铵根离子，实现氮素的高效回收，气态膜氨氮分离装置出水进入碟管式反渗透和低盐截留率反渗透联用装置05。
碟管式反渗透和低盐截留率反渗透联用装置05中碟管式反渗透装置051和低盐截留率反渗透装置052串联连接。其中的碟管式反渗透装置051本身从常规设备中选择即可，例如碟管式反渗透膜组件，膜材质为醋酸纤维素(CA)、三醋酯纤维(CTA)或聚酰胺(PA)等，气态膜氨氮分离装置04出水进入该碟管式反渗透装置。
碟管式反渗透装置出水进入低盐截留率反渗透装置052，低盐截留率反渗透装置052本身采用现有技术，例如，申请人在先发明申请CN 113501568 A中公开的多级低脱盐率膜组高盐废水处理系统，该系统包括多级串联的反渗透膜组，其结构示意图如图6所示，低盐截留率反渗透装置出水进行达标排放。
低盐截留率反渗透装置包括：多级反渗透膜组1、高压泵2、初级进料管3、截流物流出管4、渗透物回流管5、淡水排出管6、终极盐水管7以及能量回收装置8；多级反渗透膜组1根据其所处的位置分为初级反渗透膜组、中间多级反渗透膜组以及终极反渗透膜组，每级反渗透膜组均由反渗透膜片分隔出高压侧9和低压侧10；初级反渗透膜组的高压侧与初级进料管连接，初级进料管段安装有高压泵2，初级反渗透膜组的低压侧10设有淡水排出管6；中间多级反渗透膜组的每一级的高压侧9均通过截流物流出管4与下一级的高压侧9相连，将上一级的高压浓水输送到下一级作为进料，同时中间多级反渗透膜组的每一级的低压侧10均通过渗透物回流管5与上一级的高压侧9相连，将下一级低压侧10的渗透物送回上一级高压侧9作为附加进料，并且渗透物回流管5上安装有高压泵2；终级反渗透膜组的低压侧10通过渗透物回流管5与中间多级反渗透膜组的末级高压侧9相连，终级反渗透膜组103的高压侧9连接有终极盐水管7，终极盐水管7上安装有能量回收装置8。
气态膜氨氮分离装置04出水通过初级进料管3与初级反渗透膜组的高压侧连接，并通过初级进料管段安装的高压泵进行加压，初级反渗透膜组的低压侧设有淡水排出管，最终得到的淡水由此排出；中间多级反渗透膜组的每个膜组的高压侧均通过截流物流出管将截流物输送到下一级反渗透膜组的高压侧作为进料，每一级反渗透膜组的低压侧均通过渗透物回流管将渗透液经过渗透物回流管上的高压泵加压后循环回上一级渗透膜组的高压侧；终极反渗透膜组的低压侧通过渗透物回流管与中间多级反渗透膜组的末级高压侧相连，终极盐水通过终级反渗透膜组的高压侧的终极盐水管排出，并由终极盐水管上的能量回收装置从终极盐水中回收机械能。
一种较优选的工艺流程，如图1所示：
垃圾渗滤液先经过预处理单元除去其中浮渣、颗粒物和塑料等杂质，后进入调节池。调节池具有均合水质和均匀水量的功能，其水力停留时间为1-3天。调节池出水水质：SS为3000-5000mg/L，COD为10000-70000mg/L，氨氮为400-2500mg/L，硬度为1000-2000mg/L，碱度为1000-2000mg/L。
调节池出水进入厌氧膜生物反应器。该装置有厌氧反应器和外置式膜组成。其中厌氧反应器可对调节池出水中有机物进行厌氧处理，并产生甲烷，实现碳素的高效回收。膜组件则可截留厌氧反应器中污泥。厌氧膜生物反应器中水力停留时间1-3天，COD去除率≥90％，膜通量为30-50L/m2·h。出水COD可低于800mg/L，SS低于30mg/L。
厌氧膜生物反应器出水进入管式软化膜装置。该装置可通过投加适量软化药剂形成碳酸钙沉淀，后通过管式软化膜截留沉淀进而去除厌氧膜生物反应器出水中硬度，为后续处理解除膜结垢风险。管式软化膜装置出水硬度低于100mg/L，出水碱度低于100mg/L，且膜通量可达300-500L/m2·h。软化药剂为石灰、碳酸钠或氢氧化钠其中一种或几种组合；述软化药剂的加入量为500-8000ppm。
管式软化膜装置出水进入气态膜氨氮分离装置。该装置在常温常压下通过中空纤维疏水气态膜组件分离管式软化膜装置出水中氨氮，并采用酸性吸收剂吸收氨氮，生成铵根离子，实现氮素的高效回收。气态膜氨氮分离装置出水氨氮低于10mg/L，去除率高于95％。酸性吸收剂为磷酸、盐酸、硝酸等强酸性吸收剂或磷酸二氢铵等两性吸收剂；酸性吸收剂的加入量以控制pH在3～6之间。
气态膜氨氮分离装置出水进入碟管式反渗透和低盐截留率反渗透联用装置。该装置中碟管式反渗透装置可进一步截留气态膜氨氮分离装置出水中有机物等污染物，提高出水水质；低盐截留率反渗透装置可通过低盐截留率降低渗透压差，从而降低驱动压力，降低能耗。两者联用可在低压低能耗下实现高效产水。该步骤中，碟管式反渗透过程中，透操作压力控制在30-120bar，膜通量控制在10-15L/m2·h；低盐截留率反渗透过程的控制参考CN113501568 A。该装置可实现产水率高于95％，与普通反渗透工艺相比，能耗降低50％。碟管式反渗透和低盐截留率反渗透联用装置出水水质可达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GBT19923-2005)。
应用例1
采用上述优选处理流程进行中试处理规模：进水水量为200m3/d。
调节池中水力停留时间为2天；厌氧膜生物反应器中水力停留时间3天，膜通量为40L/m2·h左右；管式软化膜的膜通量400L/m2·h左右，软化药剂选择石灰，加入量在2000ppm左右；氨氮分离步骤中酸性吸收剂选择盐酸，调节渗滤液pH在5左右；反渗透步骤中分别控制碟管式反渗透过程的操作压力为80bar左右，膜通量为10L/m2·h。
处理结果如图7～图11所示，图7～图11中横坐标1为调节池出水；2厌氧膜生物反应器出水；3管式软化膜装置出水；4气态膜氨氮分离装置出水；5碟管式反渗透+低盐截留率反渗透联用装置出水。
处理结果显示，经本申请的系统及工艺处理后，SS、硬度和碱度的去除率均达到100％，COD去除率和氨氮去除率趋近100％。
应用例2
采用上述优选处理流程进行中试处理规模：进水水量为200m3/d，进水水质：SS为3000mg/L，COD为70000mg/L，氨氮为2500mg/L，硬度为1250mg/L，碱度为1550mg/L。
主要运行参数：调节池中水力停留时间为3天；厌氧膜生物反应器中水力停留时间2天，膜通量为50L/m2·h左右；管式软化膜的膜通量500L/m2·h左右，软化药剂选择碳酸钠，加入量在5000ppm左右；氨氮分离步骤中酸性吸收剂选择盐酸，调节渗滤液pH在5左右；反渗透步骤中分别控制碟管式反渗透过程的操作压力为100bar左右，膜通量为15L/m2·h。
处理结果如图12～图16所示，图12～图16中横坐标1为调节池出水；2厌氧膜生物反应器出水；3管式软化膜装置出水；4气态膜氨氮分离装置出水；5碟管式反渗透+低盐截留率反渗透联用装置出水。
处理结果显示，经本申请的系统及工艺处理后，SS、硬度和碱度的去除率均达到100％，COD去除率和氨氮去除率趋近100％。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，包括：
调节步骤：待处理垃圾渗滤液送入调节池中，调节待处理渗滤液的SS含量、COD浓度、氨氮浓度、硬度以及碱度；
膜处理步骤：调节池出水进入厌氧膜生物反应器，在厌氧膜生物反应器内对调节池出水中有机物进行厌氧处理，并收集甲烷；
软化步骤：厌氧膜生物反应器出水进入管式软化膜装置，投加软化药剂形成碳酸钙沉淀，后通过管式软化膜截留沉淀进而去除厌氧膜生物反应器出水中硬度；
氨氮分离步骤：管式软化膜装置出水进入气态膜氨氮分离装置，分离管式软化膜装置出水中氨氮，并采用酸性吸收剂吸收氨氮，生成铵根离子，实现氮素的回收；
反渗透步骤：气态膜氨氮分离装置出水依次进入碟管式反渗透和低盐截留率反渗透联用装置，依次进行反渗透处理，出水达标排放。
2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，所述调节步骤中：
待处理垃圾渗滤液在调节池中的水力停留时间为1-3天；
控制调节池出水水质：SS为3000-5000mg/L，COD为10000-70000mg/L，氨氮为400-2500mg/L，硬度为1000-2000mg/L，碱度为1000-2000mg/L。
3.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，所述膜处理步骤中：
调节池出水在厌氧膜生物反应器中的水力停留时间为1-3天；
厌氧膜生物反应器中膜通量为30-50L/m2·h。
4.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，所述软化步骤中：
控制管式软化膜装置出水硬度低于100mg/L、出水碱度低于100mg/L、膜通量300-500L/m2·h。
5.根据权利要求4所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，所述软化药剂为石灰、碳酸钠或氢氧化钠其中一种或几种组合；
所述软化药剂的加入量为500-8000ppm。
6.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，所述氨氮分离步骤中，控制气态膜氨氮分离装置出水氨氮低于10mg/L，去除率高于95％；
优选地，所述酸性吸收剂强酸性吸收剂或两性吸收剂；
所述酸性吸收剂的加入量以控制pH在3～6之间。
7.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，所述反渗透步骤中的碟管式反渗透过程中操作压力为30-120bar，膜通量为10-15L/m2·h。
8.一种垃圾渗滤液处理系统，其特征在于，包括：
用于调节步骤的调节池；
用于膜处理步骤的厌氧膜生物反应器，所述调节池的出水口接入该厌氧膜生物反应器的进水口；
用于软化步骤的管式软化膜装置，所述厌氧膜生物反应器的出水口接入该管式软化膜装置的进水口；
用于氨氮分离步骤的气态膜氨氮分离装置，所述管式软化膜装置的出水口接入该气态膜氨氮分离装置的进水口；
用于反渗透步骤的碟管式反渗透和低盐截留率反渗透联用装置，包括依次连通的碟管式反渗透装置和低盐截留率反渗透装置，所述气态膜氨氮分离装置的出水孔接入碟管式反渗透装置的进水口。
9.根据权利要求8所述的垃圾渗滤液处理系统，其特征在于，所述厌氧膜生物反应器包括：
上流式的反应器，所述反应器的底部具有进水口、回流口和排砂口，顶部具有出水区；
隔板组，设于所述反应器内且位于所述进水口、回流口和排砂口的上方，包括若干块沿竖直方向间隔分布的多孔隔板，且相邻多孔隔板分别安装于反应器相对的内壁上并在反应器中心处交错，每块多孔隔板均自上流式反应器的内壁向中心倾斜向上延伸；
电化学装置，设于所述隔板组的上方，包括电极阴极和电极阳极，电化学装置上方为所述出水区；
外置式的膜池，具有进水口、产水出口和浓水回流口，所述浓水回流口通过回流管连通反应器的回流口；
循环泵，其进水口通过管路连通所述反应器内的出水区、出水口通过管路连通所述膜池的进水口。
10.根据权利要求9所述的垃圾渗滤液处理系统，其特征在于，所述多孔隔板与水平面之间的夹角为10～60°；
所述多孔隔板设置为3～5块；所述多孔隔板的开孔率为20-50％；
所述反应器上的进水口和回流口相对设置，进水口和回流口距离反应器底部的间距均为50-100cm；所述排砂口低于进水口20-50cm；
所述电极阴极包括若干根并联连接并均匀分布于同一水平截面上的不锈钢电极；
所述反应器的壁上具有供所述电极阴极穿过并密封连接的插接孔；
所述电极阳极位于电极阴极的上方；所述电极阳极为多孔网状钛板；
所述电极阴极的总面积为反应器横截面积的20-30％；所述电极阳极的面积为反应器横截面积的80-90％；
所述膜池包括膜池池体和置于膜池池体中的MBR模组件。
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