CN115093068B - 一种含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统以及处理方法 - Google Patents

一种含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统以及处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统以及处理方法，属于垃圾渗滤液处理技术领域，包括预处理系统、电解氧化系统、强化反应系统、高压物料膜系统、DTRO膜系统和低温干燥系统，本发明通过预处理去除渗滤液浓缩液中的钙镁硬度，接着进行电解氧化将浓缩液中的腐植酸类高分子混合物破胶，降低其粘度，然后采用高压物料膜分离残余的大分子有机物，最后通过DTRO膜进一步去除残余的小分子有机物、氨氮、总氮等，高压物料膜系统与DTRO膜系统产生的浓水经低温干燥处理得到固体残渣，最终水质达到甚至优于《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889‑2008)表2排放标准，可直接进行排放，解决了含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液难处理的问题。

Description

一种含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统以及处理 方法
技术领域
本发明涉及一种含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统以及处理方法，属于垃圾渗滤液处理技术领域。
背景技术
垃圾渗滤液是指来源与垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土层的饱和持水量，并经历垃圾层和覆土层而形成的一种典型的高浓度难降解有机废水，目前多采用预处理+两级A/O-MBR+NF/RO”工艺对垃圾渗滤液进行处理，但是NF/RO系统会产生大量的膜浓缩液。浓缩液呈棕黑色，主要含有腐植酸、盐分、总氮、钙镁硬度等污染物，COD通常高达2000-5000mg/L，电导率在20000～60000μS/cm之间，总氮浓度在100～1000mg/L，具有可生化性差的特点。目前，膜浓缩液主要有回灌、减量化及资源化利用三种处理方式：
渗滤液浓缩液回灌处理虽然可以促进可降解有机物的降解，但不易将腐植酸类高分子混合物质降解，同时还会导致渗滤液的盐分及氨氮的富集增加，最终导致前端的渗滤液处理系统无法正常运行。
减量化处理主要是基于膜技术与传统蒸发技术，由于浓缩液中含有高浓度的腐植酸，腐植酸是一种亲水胶体，低浓度时是溶液态，没有粘度；而在高浓度时则是一种胶体溶液或分散体系，呈现胶体性质，粘度较大。当在酸性(pH在2～4之间)或高浓度盐类溶液时可产生凝聚作用，静止状态下很快能析出絮状沉淀。其中：在膜浓缩过程中，随着腐植酸浓度的增加，腐植酸易沉淀析出后附着在膜表面，使得膜系统的化学清洗周期一般只有2-10天，且化学清洗后又很快发生了污堵问题，依次反复，一般在0.5-1年左右的时间内，膜组件就会因频繁清洗而损坏，从而导致整个膜系统瘫痪。在蒸发过程中，浓缩液中的高浓度腐植酸极易导致设备严重的污堵，降低换热效率与蒸发能效比，影响蒸发系统的稳定运行。
资源化利用处理主要是通过膜法把渗滤液浓缩液中的腐植酸提取出来作为肥料资源化利用，但是目前通过膜法从渗滤液浓缩液中提取出来的腐植酸的浓度普遍偏低，一般最高只有3％左右，远小于《含腐植酸水溶肥料》(NY1106-2010)标准中“含腐植酸水溶肥料(大量元素型)液体产品技术指标”的表2标准，即腐植酸含量要求≥30％，而且提取出来的腐植酸中还存在多种重金属，这对植物及土壤有较大的危害，据调查了解，到目前为止，从垃圾渗滤液浓缩液中提取腐植酸进行资源化利用未有真正在实施应用的案例。
由此可知，以上三种处理方式均存在较多问题，使得浓缩液无很好的出路，现急需对垃圾渗滤液浓缩液中的腐植酸进行有效处理，从而彻底解决浓缩液的出路问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统以及处理方法。
第一方面，本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统以及处理方法，包括如下系统：
(1)预处理系统：预处理系统的输入端接通渗滤液浓缩液输送管路，其输出端接通电解氧化系统，预处理系统包括预处理反应器，预处理系统通过预处理反应器对渗滤液浓缩液进行除硬处理；
(2)电解氧化系统：电解氧化系统的输出端接通强化反应系统，电解氧化系统包括电解氧化反应器，电解氧化系统通过电解氧化反应器对预处理出水进行氧化破胶处理；
(3)强化反应系统：强化反应系统的输出端接通高压物料膜系统，强化反应系统包括强化反应器，强化反应系统通过强化反应器对电解氧化系统出水进行强化反应处理；
(4)高压物料膜系统：高压物料膜系统的产水输出端接通DTRO膜系统，其浓水输出端接通低温干燥系统，高压物料膜系统包括高压物料膜组件，高压物料膜系统通过高压物料膜组件对强化反应系统出水进行膜分离处理；
(5)DTRO膜系统：DTRO膜系统的产水输出端接通产水罐，其浓水输出端接通低温干燥系统，DTRO膜系统包括DTRO膜组件，DTRO膜系统通过DTRO膜组件对高压物料膜系统出水进行膜分离处理；
(6)低温干燥系统：低温干燥系统的进口端连通DTRO膜系统的浓水端与高压物料膜的浓水端，用于对高压物料膜系统浓水和DTRO膜系统的浓水进行低温干燥蒸发处理，所述低温干燥系统采用刮板式干燥器，干燥温度为37-55℃，真空度为-90～-70kpa,干燥后的残渣的含水率为3-20％。
本发明的工作原理是：本发明通过“预处理系统+电解氧化系统+强化反应系统+高压物料膜系统+DTRO膜系统+低温干燥系统“，可对垃圾渗滤液浓缩液进行处理，预处理系统可去除渗滤液浓缩液中的钙镁离子，进而可对渗滤液浓缩液的硬度进行降低，进而便于后续对渗滤液浓缩液进行电解氧化，接着进行电解氧化将浓缩液中的腐植酸类高分子混合物破胶，降低渗滤液浓缩液的粘度，同时脱除部分氨氮，得到电解氧化产水，然后将电解氧化产水通入强化反应系统，强化反应系统对电解氧化产水中的余氯、硫酸根自由基等离子进行强化还原，进而可实现对余氯、硫酸根自由基等离子的去除，同时得到强化反应出水，强化反应出水通入高压物料膜系统进行浓缩分离，可得到高压物料膜系统的产水与浓水，产水进入DTRO膜系统，浓水进入低温干燥系统， DTRO膜系统对高压物料膜系统产水进行浓缩分离可得到DTRO膜系统产水与浓水，其中 DTRO膜系统产水进入产水罐，浓水进入低温干燥系统进行蒸发干燥处理，低温干燥系统对浓水进行低温干燥产生冷凝水和残渣，冷凝水进入DTRO膜系统，残渣进行外运及填埋处理，经过检验后产水罐中的产水水质可完全达到甚至优于《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表2排放标准，可直接进行排放，从而实现了对含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液的处理，解决对含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理难的问题的同时，并且对环境友好，具有较佳的推广前景。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
进一步的：在所述预处理反应器中，通过加入pH调节剂将渗滤浓缩液的pH调整到10.5-12。
进一步的，在所述电解氧化反应器中阳极为强化复合钛基阳极材料，阴极为不锈钢或钛电极，所述电解氧化反应器中的pH控制在5-8，电流密度为100-500A/m2，电压为3-8V。
进一步的，所述强化复合钛基阳极材料由80％-83％钛基氧化物、15％-18％β-PbO2以及2％Ag组成。
进一步的，所述强化反应器分为多格，其中的一格或几格中装填有催化剂填料，填料的粒径为4-30mm，在强化反应过程中添加双氧水、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸亚铁铵中的一种或几种，同时通入空气曝气，曝气强度为0.01- 0.15m3/m2·min，其中还原物质配合活性炭进行投放，活性炭的投加量为0.3-1.6g/L，所述强化反应器最后一格出水的pH在6-8之间。
进一步的，所述高压物料膜系统和DTRO膜系统设置有冲洗系统和化学清洗系统，化学清洗系统所添加的药剂至少包括碱液和酸中的一种，化学清洗周期为20-60d。
进一步的，所述预处理反应器中进行除硬处理时，其中使用的药剂有除硬剂和混凝剂，除硬剂为石灰、碳酸钠中的一种或多种，两种均使用时，石灰∶碳酸钠∶碱度＝1∶0.2-0.5∶1.5-2.5，混凝剂包括聚合氯化铝、聚丙烯酰胺及硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铝、氯化铁等铁盐或铝盐中的一种或多种，其中混凝剂的投加量为100-500mg/L。
进一步的，所述高压物料膜组件为碟片式结构，膜片为聚哌嗪酰胺与聚醚砜组成的复合型膜，聚哌嗪酰胺与聚醚砜的质量比例为15-30:1，复合型膜的平均截留分子量为500-2800道尔顿，运行压力在6-60bar，回收率在85-95％。
进一步的，所述DTRO膜组件为蝶管反渗透膜，运行压力为30-90bar,回收率为60-85％。
第二方面，本发明解决上述技术问题的技术方案如下：含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统的处理方法，包括如下步骤：
S1、将垃圾渗滤液浓缩液通入预处理系统中进行除硬处理，去除渗滤液浓缩液中的钙镁离子，得到预处理渗滤液浓缩液；
S2、将S1得到的预处理渗滤液浓缩液通入电解氧化系统进行电解氧化处理，将水中的腐植酸高分子混合物氧化破胶，降低废水的粘度，同时脱除部分氨氮，得到电解氧化产水；
S3、将S2得到的电解氧化产水通入强化反应系统，通过强化反应将电解氧化产水中的余氯、硫酸根自由基等强化还原，得到强化反应出水；
S4、将S3得到的强化反应出水通入高压物料膜系统进行浓缩分离，得到高压物料膜系统的产水与浓水，其中产水进入DTRO膜系统，浓水进入低温干燥系统进行蒸发干燥处理；
S5、将S4得到的高压物料膜系统的产水通入DTRO膜系统进行浓缩分离，得到 DTRO膜系统产水与浓水，其中产水进入产水罐，浓水进入低温干燥系统进行蒸发干燥处理；
S6、低温干燥系统对S4和S5中得到的浓水进行低温干燥产生冷凝水和残渣，冷凝水进入DTRO膜系统，残渣进行外运及填埋处理。
采用上述方案的有益效果是：采用上述步骤对含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液进行处理，工艺步骤简单，且处理效率高。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过“预处理+电解氧化+强化反应+高压物料膜+DTRO+低温干燥”工艺，将含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理后最终得到的产水，可达到了《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)标准，产水全部达标排放，水中的污染物最终干燥得到残渣固体，固体通过外运填埋处理，从而实现了浓缩液的全量处理，解决了浓缩液无合适出路的难题。
2、本发明通过电解氧化系统可对腐植酸高分子混合物进行破胶处理，降低浓缩液的粘度，避免后续膜浓缩过程中腐植酸沉淀析出而污堵膜的问题，系统运行稳定，化学清洗周期20-60d，较现有渗滤液浓缩液处理系统更安全稳定，化学清洗周期(2-10d) 提高了2-30倍，解决了膜浓缩过程中因腐植酸含量过高而导致膜系统无法长期稳定连续运行的难题。
3、本发明电解氧化后设置强化反应器，强化反应器分格设置，有利于药剂与水快速充分混合、催化剂填料的有效设置、曝气脱气等多功能的分段实现，保证电解氧化出水中残余的余氯、硫酸根自由基等氧化性物质的完全反应，保障后续膜系统能够稳定运行。
4、本发明高压物料膜采用聚哌嗪酰胺与聚醚砜的复合型膜，截留分子量(500-2800)较常规的物料膜的分子量(至少≥1000)更小，对有机物的去除率更高，且运行压力可高达60bar，抗污堵能力更强，而常规的物料膜的运行压力最高一般只有6- 30bar左右，抗污堵能力差。
5、本发明高压物料膜浓缩液采用低温干燥工艺，蒸发温度37-50℃，能耗低，运行费用低，起泡问题大大降低；且由于采用了刮板，在干燥过程中，可将高粘稠高盐高硬度的高盐浓缩液蒸发产生的固体不断地从反应器壁上刮下，有效的避免了结垢问题，运行稳定，而常规的MVR蒸发工艺处理高粘稠高盐高硬度的高盐浓缩液时，起泡和结垢问题十分突出，系统无法连续稳定运行。
附图说明
图1是本发明的一种含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统结构示意图；
图2是本发明的一种含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统中强化反应器结构详图；
图3是本发明的一种含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理方法工艺流程示意图。
其中：1、渗滤液浓缩液水箱；2、预处理系统；201、第一进水泵；202、预处理反应器；3、第一中间水箱；4、电解氧化系统；401、第二进水泵；402、第一保安过滤器；403、第一循环水泵；404、电解氧化反应器；5、第二中间水箱；6、强化反应系统；601、第三进水泵；602、强化反应器；603、进水混合搅拌器；604、曝气搅拌器；605、填料反应区；7、高压物料膜系统；701、第四进水泵；702、第二保安过滤器；703、第一高压泵；707、第二循环泵；705、高压物料膜组件；8、第三中间水箱；9、DTRO膜系统；901、第五进水泵；902、第三保安过滤器；903、第二高压泵； 904、第三循环泵；905、DTRO膜组件；10、低温干燥系统；101、第六进水泵；102、刮板式干燥器；11、产水罐。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。本发明所涉及的试验方法如果特殊说明，均为常规方法。
实施例一
本实施例为一种含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统的实施例
如图1所示，一种含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统，包括预处理系统2、电解氧化系统4、强化反应系统6、高压物料膜系统7、DTRO膜系统9和低温干燥系统10，预处理系统2可对含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液进行除硬处理，电解氧化系统4可对除硬处理后的处理液进行电解氧化，对腐殖酸高分子混合物进行破胶处理，从而降低浓缩液的粘度，强化反应系统6可对处理液中的氧化性物质进行去除，高压物料膜系统7可对处理液进行高压过滤，DTRO膜系统9可对处理液进行最后一步的过滤，使产水达到国家可排放的标准，低温干燥系统10可对高压物料膜系统7 和DTRO膜系统9产生的浓水进行低温浓缩，通过预处理系统2、电解氧化系统4、强化反应系统6、高压物料膜系统7、DTRO膜系统9和低温干燥系统10的配合，可对含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液进行处理，进而减少了对环境的污染。
如图1所示，预处理系统2包括预处理反应器202，预处理反应器202的输入端接通有渗滤液浓缩液输送管路，渗滤液浓缩液输送管路设有第一进水泵201，渗滤液浓缩液输送管路远离预处理反应器202的一端连通有渗滤液浓缩液水箱1，启动第一进水泵 201后，第一进水泵201可将渗滤液浓缩液水箱1中的渗滤液浓缩液送至预处理反应器 202中，进而在预处理反应器202内便于对垃圾渗滤液浓缩液进行预处理，预处理反应器202的输出端接通有第一中间水箱3，第一中间水箱3可对预处理反应器202预处理后的渗滤液浓缩液进行暂存，进而便于后续进行处理。在预处理反应器202中，通过加入pH调节剂将渗滤浓缩液的pH调整到10.5-12，在碱性条件下，便于对渗滤液浓缩液中的钙镁离子进行去除，预处理系统2处理后剩余的污泥可进入污泥处理系统，进行进一步的处理。
如图1所示，预处理反应器202上设置有配药装置，配药装置用于向预处理反应器202内输送pH调节剂，以便于预处理反应器202实现除硬处理。预处理反应器202 下方输出端接通压滤装置，压滤装置将预处理反应器202除硬产生的沉淀污泥进行压滤处理，压滤处理后产生的泥饼外运处理。预处理过程中需先向渗滤液浓缩液中投加 pH调节剂调节pH到10.5-12，pH调节剂为氢氧化钠，然后向渗滤液浓缩液中加入除硬剂和混凝剂，除硬剂为石灰、碳酸钠中的一种或多种，两种均使用时，石灰∶碳酸钠∶碱度＝1∶0.2-0.5∶1.5-2.5，混凝剂包括聚合氯化铝、聚丙烯酰胺及硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铝、氯化铁等铁盐或铝盐中的一种或多种，其中混凝剂的投加量为100- 500mg/L，混凝反应时间为0.5h，除硬后废水的硬度低于150mg/L。
如图1所示，电解氧化系统4包括电解氧化反应器404、第二进水泵401、第一保安过滤器402和第一循环水泵403，第一保安过滤器402的输入端与第一中间水箱3相连通，第二进水泵401设置在第一保安过滤器402与第一中间水箱3之间，第一保安过滤器402可对预处理后的垃圾渗滤液浓缩液进行过滤，可将其中的大颗粒杂质滤出，第一保安过滤器402与电解氧化反应器404通过进管相连通，进管与电解氧化反应器404之间还连通有循环管路，第一循环水泵403设置在循环管路上，启动第一循环水泵403后，可将第一保安过滤器402过滤后的液体泵入电解氧化反应器404中，同时通过第一循环泵可实现一段循环或多段循环处理，进而便于对液体进行充分电解破胶，电解氧化反应器404连通有第二中间水箱5，第二中间水箱5可对电解氧化后的液体起到暂存作用。
如图1所示，电解氧化反应器404中阳极为强化复合钛基阳极材料，强化复合钛基阳极材料由80％钛基氧化物、18％β-PbO2以及2％Ag组成，所述强化复合钛基阳极材料电解电流分布均匀，电化学性能优良，并可有效的减小电极的腐蚀，阴极为不锈钢或钛电极，电解氧化反应器404中的pH控制在5-8，电流密度为100-500A/m2，电压为 3-8V，在该条件下对预处理后的垃圾渗滤液浓缩液进行电解，可保证对垃圾渗滤液浓缩液的电解效果。
如图1所示，强化反应系统6包括第三进水泵601和强化反应器602，强化反应器602与第二中间水箱5相连通，第三进水泵601设置在强化反应器602与第二中间水箱 5之间，启动第三进水泵601后，便于将第二中间水箱5中的液体泵入强化反应器602 中，进而便于在强化反应器602中对液体进行强化反应。
如图1所示，强化反应器602内设有填料反应区605，强化反应器602分为多格，其中的几格中的填料反应区605设置在第二格或第二格以后，其内部装填有催化剂填料，填料的粒径为4-30mm，在强化反应过程中添加双氧水、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸亚铁铵中的一种或几种，加药量为0.5-5L/m3，同时通入空气曝气，曝气强度为0.01-0.15m3/m2·min，其中还原物质配合活性炭进行投放，活性炭的投加量为0.3-1.6g/L，强化反应器602最后一格出水的pH在6-8之间，ORP在50-200mv 之间，在填料反应区605内便于对液体进行强化反应，强化反应器602上端同样设置有配药装置，且配药装置与填料反应区605正对，通过配药装置便于相强化反应器602 中输送药剂，进而便于强化反应器602中进行还原处理，强化反应器602靠近进水处设有进水混合搅拌器603，通过进水混合搅拌器603可对排入强化反应器602中的液体进行搅拌，进而便于液体与药剂进行充分混合，强化反应器602内还设有曝气搅拌器 604，曝气搅拌器604可加快强化反应器602中的液体与空气的碰撞速率，进而便于液体进行充分反应。强化反应器602远离进水混合搅拌器603的一端为出水区。
如图1所示，高压物料膜系统7包括依次设置的第四进水泵701、第二保安过滤器702、第一高压泵703、第二循环泵707和高压物料膜组件705，第四进水泵701用于将强化反应器602中的液体送至第二保安过滤器702中，经保安过滤器处理后，通过第一高压泵703送至高压物料膜组件705中进行高压物料膜处理，同时通过第二循环泵707实现一段循环或多段循环处理。作为一种调整方式，当需要高压物料膜系统77 设置为多级膜系统时，可以采用串联多个高压物料膜系统7来形成多级膜系统，也可以在高压物料膜系统7内串联多个高压物料膜组件705来实现，即可以通过灵活调节高压物料膜系统7的运行方式，来适应不同浓度的返排液处理，保证出水水质满足后续高压反渗透膜的进水要求。高压物料膜组件705的输出端连通有第三中间水箱8，第三中间水箱8可对高压物料膜组件705过滤后的液体进行暂存。
如图1所示，高压物料膜组件705为碟片式结构，膜片为聚哌嗪酰胺与聚醚砜组成的复合型膜，聚哌嗪酰胺与聚醚砜的质量比例为15-30:1，复合型膜的平均截留分子量为500-2800道尔顿，运行压力在6-60bar，回收率在85-95％；高压物料膜系统7通过高压物料膜组件705对强化反应系统6出水进行膜分离处理。
如图1所示，DTRO膜系统9依次包括第五进水泵901、第三保安过滤器902、第二高压泵903、第三循环泵904和DTRO膜组件905。DTRO膜组件905为蝶管反渗透膜，运行压力为30-90bar,回收率为60-85％，DTRO膜系统9通过DTRO膜组件905对高压物料膜系统7出水进行膜分离处理，可对液体中残余的小分子有机物、氨氮和总氮等进行去除，第三保安过滤器902与第三中间水箱8相连通，第五进水泵901设置在第三保安过滤器902和第三中间水箱8之间，相应地，DTRO膜组件905可以设置为一段循环也可以设置二段或三段循环等，DTRO膜系统9也可以设置为一级膜系统，也可以设置为两级膜系统。通过灵活调节DTRO膜系统9的运行方式，来适应不同浓度的渗滤液浓缩液的处理，保证出水水质满足排放要求。DTRO膜组件905的输出端连通有产水罐 11，产水罐11可对DTRO膜组件905产生的净水进行暂存，当净水检测合格后，可直接进行排放。
如图1所示，高压物料膜系统7和DTRO系统设置有冲洗系统和化学清洗系统，化学清洗系统所添加的药剂至少包括碱液和酸中的一种，使用的液碱浓度为1％，酸浓度为2％，该浓度下的化学药剂可彻底清洗膜表面的污垢，化学清洗周期为20-60d，由于设置电解氧化系统4对腐植酸高分子混合物进行破胶处理，降低了渗滤液浓缩液的粘度，进而减少了膜浓缩过程中腐植酸沉淀析出而污堵膜的问题，可使系统运行稳定，进而可实现化学清洗周期在20-60d。冲洗系统采用产水进行冲洗，冲洗周期在0.5- 8h，冲洗时间为0.5-2min，目的是冲洗去除膜表面的污染物，减少污染物在膜表面的沉积，防止膜污染。
如图1所示，低温干燥系统10包括第六进水泵101和刮板式干燥器102，刮板式干燥器102的输入端与DTRO膜组件905相连通，同时也与高压物料膜组件705相连通，第六进水泵101设置在刮板式干燥器102的输入端上，进而低温干燥系统10可对 DTRO膜组件905和高压物料膜组件705产生浓水进行干燥，刮板式干燥器102的产水端与DTRO膜组件905相连通，进而实现了对该处理系统中产水的充分净化。刮板式干燥器102内的干燥温度为37-55℃，真空度为-90-70kPa。
实施例二
本实施例为含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统的处理方法的实施例
实施例1
含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统的处理方法，包括如下步骤：
第一步：
将渗滤液浓缩液水箱中的渗滤液浓缩液通入预处理反应器中，在反应温度为25℃的条件下，先投加氢氧化钠，调节渗滤液浓缩液的pH为10.5，加入石灰反应20min，然后再加入碳酸钠反应20min，石灰∶碳酸钠∶碱度＝1∶0.5∶2.0，反应后加入絮凝剂，絮凝剂为聚合氯化铝溶液，絮凝剂的投加量在100mg/L，絮凝反应时间为0.5h；
第二步：
预处理出水进入电解氧化系统4中进行电解氧化反应，电解氧化反应器中阳极为强化复合钛基阳极材料，强化复合钛基阳极材料由80％钛基氧化物、18％β-PbO2以及 2％Ag组成，阴极为不锈钢电极。在运行电流密度为300A/m2，电压为3V，pH＝5，电解氧化系统运行时，液体流过电极的流速为2m/s，停留时间为60min，氧化还原电位为 1200mv，滤液浓缩液中的高分子腐植酸被氧化破胶，其粘度降低；
第三步：
电解氧化后出水进入强化反应系统中进行强化反应，向渗滤液浓缩液中投加双氧水，药剂添加量根据COD浓度计算，将双氧水添加量控制在H2O2:COD＝1.2:1，活性炭投加量为1.2g/L；强化反应过程中需要进行空气曝气，曝气强度为0.010m3/m2·min，在填料催化剂的作用下反应1h；
第四步：
强化反应后出水进入高压物料膜系统中进行高压物料膜浓缩分离，高压物料膜组件为碟片式结构，膜片为聚哌嗪酰胺与聚醚砜组成，聚哌嗪酰胺与聚醚砜的质量比＝15∶1，在运行压力6bar的条件下，截留大部分有机物、钙、镁、硫酸根等物质，透过液排出并进入第三中间水箱中暂存，浓缩液进入低温干燥系统中进行干燥处理；
第五步：
将第三中间水箱中暂存的透过液通入DTRO膜系统中进行进一步浓缩，DTRO膜系统中的膜组件为碟管反渗透膜，在30bar的运行压力条件下，通过反渗透膜系统截留水中的小分子有机物、氯化物、氨氮等物质，其透过液排入产水箱中，浓缩液进入低温干燥系统进行干燥处理；
第六步：
第四步与第五步中产生的浓缩液均在低温干燥系统中的刮板式干燥器中进行低温干燥，在刮板式干燥器中通过刮板与适配卡槽设计，螺旋带动物料运动干燥，其系统内温度为37℃，真空度设置为-90kPa，残渣固化后外运处置，干燥系统冷凝水并入 DTRO膜系统处理；
另外在上述处理步骤中，在第四步和第五步中对高压物料膜组件和DTRO膜组件进行冲洗，冲洗采用产水进行冲洗，冲洗周期为4h，冲洗时间为2min；长时间运行后，需对高压物料膜组件和DTRO膜组件进行化学清洗，采用浓度为1％的氢氧化钠溶液，浓度为2％的盐酸或浓度为1％的双氧水均可，化学清洗周期为40d，化学清洗可使膜性能完全恢复至初始状态。
实施例2
本实施例与实施例1的区别之处在于：第一步中投加氢氧化钠，调节渗滤液浓缩液的pH为11，加入石灰，反应20min后再加入碳酸钠，石灰∶碳酸钠∶碱度＝1∶ 0.4∶2.2，絮凝剂的投加量在300mg/L；
第二步中运行电流密度为100A/m2，电压为5V，pH＝6，电解氧化反应器中阳极为强化复合钛基阳极材料，强化复合钛基阳极材料由82％钛基氧化物、16％β-PbO2以及 2％Ag组成；
第三步中氧化还原电位控制在200mv，曝气强度为0.10m3/m2·min，控制反应后出水的pH为7；第四步中聚哌嗪酰胺与聚醚砜的质量比＝27∶1，运行压力为45bar；第五步中运行压力为75bar；第六步中其系统内温度为45℃，真空度设置为-10kPa；其余工艺流程与设计参数与实施例1相同。
实施例3
实施例3
本实施例与实施例1的区别之处在于：第一步中投加氢氧化钠，调节渗滤液浓缩液的pH为12，加入石灰，再加入碳酸钠，石灰∶碳酸钠∶碱度＝1∶0.5∶2.5，絮凝剂的投加量在500mg/L；
第二步中运行电流密度为500A/m2，电压为8V，pH＝8，电解氧化反应器中阳极为强化复合钛基阳极材料，强化复合钛基阳极材料由83％钛基氧化物、15％β-PbO2以及 2％Ag组成，阴极材料为钛电极；
第三步中氧化还原电位控制在300mv，曝气强度为0.15m3/m2·min，控制反应后出水的pH为8；第四步中聚哌嗪酰胺与聚醚砜的质量比＝30∶1，运行压力为60bar；第五步中运行压力为90bar；第六步中其系统内温度为55℃，真空度设置为70kPa；其余工艺流程与设计参数与实施例1相同。
实施例4
本实施例与实施例1的区别之处在于，第二步中电流密度为200A/m2，其余工艺流程与设计参数与实施例1相同。
实施例5
本实施例与实施例1的区别之处在于，第一步中投加的混凝剂为硫酸亚铁，其余工艺流程与设计参数与实施例1相同。
实施例6
本实施例与实施例1的区别之处在于，第一步中投加的混凝剂为硫酸铝和氯化铁的混合物，其余工艺流程与设计参数与实施例1相同。
对比例
对比例1
本对比例与实施例1的区别之处在于将强化系统出水直接通入DTRO膜系统中，其余操作步骤与工艺参数与实施例1相同。
对比例2
本对比例与实施例1的区别之处在于不采用低温干燥系统，采用常规蒸发系统，常规蒸发系统的各段蒸发温度的范围在60-100℃之间，蒸发时的压力为常压，其余操作步骤与工艺参数与实施例1相同。
对比例3
本对比例与实施例1的区别之处在于，将强化反应系统的出水通入生化系统，利用生化系统中的微生物对液体进行处理，取消高压物料膜系统、DTRO膜系统和低温干燥系统，其余操作步骤与工艺参数与实施例1相同。
对比例4
本对比例与实施例1的区别之处在于第二步中采用常规臭氧氧化系统对预处理后的渗滤液浓缩液进行处理，在常规臭氧氧化系统中水力停留时间为60min，固体催化剂填充率为控制在30-60％，在该常规臭氧氧化系统中O3：COD＝1：1.0～2.5：1，其余操作步骤与工艺参数与实施例1相同。
对比例5
本对比例与实施例1的区别之处在于第一步中不添加任何药剂对渗滤液浓缩液进行处理，直接通入电解氧化系统，其余操作步骤与工艺参数与实施例1相同。
对比例6
本对比例与实施例1的区别之处在于，强化反应器中未装入催化剂填料，且反应时间为2h，其余操作步骤与工艺参数与实施例1相同。
对比例7
本对比例与实施例1的区别之处在于，第二步中强化复合钛基阳极材料由90％钛基氧化物、9％β-PbO2以及1％Ag组成，其余操作步骤与工艺参数与实施例1相同。
对比例8
本对比例与实施例1的区别之处在于，第二步中强化复合钛基阳极材料由75％钛基氧化物、21％β-PbO2以及4％Ag组成，其余操作步骤与工艺参数与实施例1相同。
对比例9
本对比例与实施例1的区别之处在于，第二步中强化复合钛基阳极材料由100％钛基氧化物构成，其余操作步骤与工艺参数与实施例1相同。
对比例10
本对比例与实施例1的区别之处在于，不进行第三步强化反应，其余操作步骤与工艺参数与实施例1相同。
对比例11
本对比例与实施例1的区别之处在于，将第四步高压物料膜系统步骤挪到DTRO 膜系统之后，其中DTRO产水达标排放，DTRO浓水进入高压物料膜系统及低温干燥系统，其余操作步骤与工艺参数与实施例1相同。
试验方法：
为了更好的说明本发明处理方法和系统所带来的突出效果，以深圳市某垃圾渗滤液浓缩液处理项目为例，采用实施例1-6和对比例1-11的处理系统和工艺步骤分别对相同体积的垃圾渗滤液浓缩液进行处理，并对部分样品各处理单元进出水水质情况进行检测，同时对部分样品最终出水水质进行三次抽检，并计算平均值，同时计算总系统总回收率以及测量固体残渣含水率，可得到如下表格：
表1实施例1中各处理单元进出水水质情况
由表1数据可以得到，经实施例1中的含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统处理后，出水水质稳定满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008) 表2标准，可直接进行排放；且总系统回收率为96.5％，固体残渣含水率为11.2％，低温干燥系统的能耗为26.455元/m3。
采用实施例2中的工艺步骤对垃圾渗滤液浓缩液处理后，总回收率为97.5％，固体残渣含水率为10.1％，低温干燥系统的能耗为28.856元/m3，出水水质均满足：《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表二标准；其中部分指标数值如下： CODcr：45mg/L；氨氮：4mg/L；总氮：18mg/L。
采用实施例3中的工艺步骤对垃圾渗滤液浓缩液处理后，总回收率为96.2％，固体残渣含水率为10.1％，低温干燥系统的能耗为26.451元/m3，出水水质均满足：《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表二标准；其中部分指标数值如下： CODcr：55mg/L；氨氮：5mg/L；总氮：20mg/L。
表2实施例4中各单元进出水水质情况
由表2可知，电流密度从实施例1中的300A/m2降低至实施例4中的200A/m2，其 COD与粘度的去除率分别下降11.55％与31.16％，可见电流密度对电解氧化过程的影响较大，但从表2可知，电流密度降低导致电解氧化系统对COD、氨氮、粘度的去除率降低，虽然最终出水水质仍能稳定满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889- 2008)表2标准，可直接进行排放，说明本发明的处理方法及系统具体较大的适应能力，但是最终出水中COD、氨氮的含量还是大于电流密度为300A/m2时，因此说明电流密度较大时，对液体中的COD、氨氮去除效果较佳，因此当垃圾渗滤液浓缩液中的 COD、氨氮含量较高时，可适当提高电流密度，进而可保证对COD、氨氮的去除效果。
实施例5和实施例6的最终出水水质与实施例1几乎相同，说明选用单一种类混凝剂或两种混凝剂混合对出水水质无明显不利影响。
采用对比例1中的处理系统和工艺步骤对垃圾渗滤液浓缩液处理后，总回收率为70％，固体残渣含水率为36％，低温干燥系统的能耗为44.456元/m3，出水水质均满足：《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表二标准；其中部分指标数值如下：CODcr：60mg/L；氨氮：8mg/L；总氮：22mg/L；因此可以看出不采用高压物料膜系统时，会对总回收率和固体残渣含水率存在较大的影响，当固体残渣含水率较高时，后续固体残渣危废处理量大，处理成本高。
采用对比例2中的处理系统和工艺步骤对垃圾渗滤液浓缩液处理后，总回收率为94％，固体残渣含水率为10.4％，低温干燥系统的能耗为34.43元/m3，出水水质均满足：《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表二标准；其中部分指标数值如下：CODcr：55mg/L；氨氮：5mg/L；总氮：20mg/L，因此可以看出不采用低温干燥系统而采用常规蒸发系统时，虽然对总回收率合固体残渣含水率没有较大的影响，但是蒸发系统产生的渣量和能耗明显增大，因此可以说明采用低温干燥系统，在保证对浓水干燥效果的同时，还可降低能耗。
采用对比例3中的处理系统和工艺步骤对垃圾渗滤液浓缩液处理后，总回收率为50％，出水CODcr：210mg/L；总氮：75mg/L，超过了国家最高排放标准，且处理所耗费时间较长，因此可以看出采用生化系统出水水质无法稳定达到排放要求，而且效率低下，总回收率较低，不适合生化处理。
采用对比例4中的处理系统和工艺步骤对垃圾渗滤液浓缩液处理后，总回收率为96.5％，固体残渣含水率为11.2％，出水水质中氨氮含量为50mg/L，超过了国家最高排放标准，因此臭氧氧化系统替代电解氧化系统，还是难以对液体中的有害离子进行彻底去除。
采用对比例5中的处理系统和工艺步骤对垃圾渗滤液浓缩液处理后，后端膜系统的化学清洗周期为15d，出水水质数据如下：
表3对比例5中各单元进出水水质情况
由表3可知，含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液不经除硬预处理过程，而是直接过水进入后续的电解氧化、强化预处理、高压物料膜、DTRO膜、低温干燥处理，化学清洗周期减短至15天，相比实施例1中的20-60天明显减少，相应减短了化学清洗周期，因此会导致化学清洗剂的浪费，同时频繁的酸碱溶液清洗也会对膜造成损坏，无形中也增大了对垃圾渗滤液浓缩液的处理成本，不利于大规模推广。
采用对比例6中的处理系统和工艺步骤对垃圾渗滤液浓缩液处理后，出水水质数据如下：
表4对比例6中各单元进出水水质情况
由表4可知，对比例6在强化反应系统未添加催化剂填料时，将反应时间由原来的0.1-1h增加到2h，最终出水未能满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889- 2008)表2标准，不可直接进行排放，由此说明强化反应系统不添加催化剂填料时严重影响了系统最终出水水质，膜对各污染物的截留率均明显下降，可能发生了膜被氧化穿透的风险，且相应增加强化反应系统反应时间也未能对液体中的氧化性物质进行彻底反应，因此说明不添加催化剂填料会延长垃圾渗滤液浓缩液的处理时间并降低对氧化性物质的处理效果，影响膜系统的正常运行。
采用对比例7中的处理系统和工艺步骤对垃圾渗滤液浓缩液处理后，出水水质数据如下：
表5对比例7中各单元进出水水质情况
采用对比例8中的处理系统和工艺步骤对垃圾渗滤液浓缩液处理后，出水水质数据如下：
表6对比例8中各单元进出水水质情况
采用对比例9中的处理系统和工艺步骤对垃圾渗滤液浓缩液处理后，出水水质数据如下：
表7对比例9中各单元进出水水质情况
由表5、表6和表7可知当强化复合钛基阳极材料中钛基氧化物所占比例较高、较低或100％钛基氧化物材料，对氨氮物的去除有较大的影响，同时对液体中氧化性物质的去除同样存在不利影响，最终出水未能满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》 (GB16889-2008)表2标准，不可直接进行排放，由此说明强化复合钛基阳极材料中钛基氧化物、β-PbO2和Ag的比例未在本申请设定的最佳范围内及不包含β-PbO2和Ag 时，对液体中有害物质的去除有着不利影响，进而也可反证本申请中设定的比例范围和物质选择为较佳选择。
采用对比例10中的处理系统和工艺步骤对垃圾渗滤液浓缩液处理后，出水水质数据如下：
表8对比例10中各单元进出水水质情况
由表8可以看出当不设置强化反应步骤时，最终出水各水质指标含量远超国家出水标准，尤其是TDS截留率很低，这说明此时膜基本已被氧化穿透，由此可以说明在对垃圾渗滤液浓缩液进行处理时，进行强化反应的必要性，同时说明了在强化反应步骤可对垃圾渗滤液浓缩液中的氧化性物质进行有效去除。
采用对比例11中的处理系统和工艺步骤对垃圾渗滤液浓缩液处理后，出水水质数据如下：
表9对比例11中各单元进出水水质情况
由表9可以看出，将高压物料膜系统步骤挪到DTRO膜系统之后，DTRO系统产水满足国家排放标准进行达标排放，DTRO浓水进入物料膜系统及低温干燥系统，物料膜出水不满足国家相关排放标准，尤其是系统的COD，NH3-N和TN含量等远大于国家相关排放标准，同时，经计算，对比例11的回收率为50％，远小于实施例1的回收率(≥80％)，由此可以说明在对垃圾渗滤液浓缩液进行处理时，高压物料膜系统与 DTRO系统的设置顺序对出水质量有着重要影响。
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发明的几种实施方式，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，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统，其特征在于：包括如下系统：
(1)预处理系统：预处理系统(2)的输入端接通渗滤液浓缩液输送管路，其输出端接通电解氧化系统(4)，预处理系统(2)包括预处理反应器(202)，预处理系统(2)通过预处理反应器(202)对渗滤液浓缩液进行除硬处理；
(2)电解氧化系统：电解氧化系统(4)的输出端接通强化反应系统(6)，电解氧化系统(4)包括电解氧化反应器(404)，电解氧化系统(4)通过电解氧化反应器(404)对预处理出水进行氧化破胶处理；
(3)强化反应系统：强化反应系统(6)的输出端接通高压物料膜系统(7)，强化反应系统(6)包括强化反应器(602)，强化反应系统(6)通过强化反应器(602)对电解氧化系统(4)出水进行强化反应处理；
(4)高压物料膜系统：高压物料膜系统(7)的产水输出端接通DTRO膜系统(9)，其浓水输出端接通低温干燥系统(10)，高压物料膜系统(7)包括高压物料膜组件(705)，高压物料膜系统(7)通过高压物料膜组件(705)对强化反应系统(6)出水进行膜分离处理；
(5)DTRO膜系统：DTRO膜系统(9)的产水输出端接通产水罐(11)，其浓水输出端接通低温干燥系统(10)，DTRO膜系统(9)包括DTRO膜组件(905)，DTRO膜系统(9)通过DTRO膜组件(905)对高压物料膜系统(7)出水进行膜分离处理；
(6)低温干燥系统：低温干燥系统(10)的进口端连通DTRO膜系统(9)的浓水端与高压物料膜的浓水端，用于对高压物料膜系统(7)浓水和DTRO膜系统(9)的浓水进行低温干燥蒸发处理，所述低温干燥系统(10)采用刮板式干燥器(102)，干燥温度为37-55℃，真空度为-90～-70kpa,干燥后的残渣的含水率为3-20％；
在所述电解氧化反应器(404)中阳极为强化复合钛基阳极材料，阴极为不锈钢或钛电极，所述电解氧化反应器(404)中的pH控制在5-8，电流密度为100-500A/m2，电压为3-8V；所述强化复合钛基阳极材料由80％-83％钛基氧化物、15％-18％β-PbO2以及2％Ag组成；
所述强化反应器(602)分为多格，其中的一格或几格中装填有催化剂填料，填料的粒径为4-30mm，在强化反应过程中添加双氧水、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸亚铁铵中的一种或几种，同时通入空气曝气，曝气强度为0.01-
0.15m3/m2·min，其中还原物质配合活性炭进行投放，活性炭的投加量为0.3-1.6g/L，所述强化反应器(602)最后一格出水的pH在6-8之间。
2.根据权利要求1所述的一种含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统，其特征在于：在所述预处理反应器(202)中，通过加入pH调节剂将渗滤浓缩液的pH调整到10.5-12。
3.根据权利要求1所述的一种含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统，其特征在于：所述高压物料膜系统(7)和DTRO膜系统(9)设置有冲洗系统和化学清洗系统，化学清洗系统所添加的药剂至少包括碱液和酸中的一种，化学清洗周期为20-60d。
4.根据权利要求1所述的一种含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统，其特征在于：所述预处理反应器(202)中进行除硬处理时，其中使用的药剂有除硬剂和混凝剂，除硬剂为石灰、碳酸钠中的一种或多种，两种均使用时，石灰∶碳酸钠∶碱度＝1∶0.2-0.5∶1.5-2.5，混凝剂包括聚合氯化铝、聚丙烯酰胺及硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铝、氯化铁等铁盐或铝盐中的一种或多种，其中混凝剂的投加量为100-500mg/L。
5.根据权利要求1所述的一种含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统，其特征在于：所述高压物料膜组件(705)为碟片式结构，膜片为聚哌嗪酰胺与聚醚砜组成的复合型膜，聚哌嗪酰胺与聚醚砜的质量比例为15-30:1，复合型膜的平均截留分子量为500-2800道尔顿，运行压力在6-60bar，回收率在85-95％。
6.根据权利要求1所述的一种含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统，其特征在于：所述DTRO膜组件(905)为蝶管反渗透膜，运行压力为30-90bar,回收率为60-85％。
7.根据权利要求1-6任一项所述的含高浓度腐植酸的垃圾渗滤液浓缩液处理系统的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、将垃圾渗滤液浓缩液通入预处理系统中进行除硬处理，去除渗滤液浓缩液中的钙镁离子，得到预处理渗滤液浓缩液；
S2、将S1得到的预处理渗滤液浓缩液通入电解氧化系统进行电解氧化处理，将水中的腐植酸高分子混合物氧化破胶，降低废水的粘度，同时脱除部分氨氮，得到电解氧化产水；
S3、将S2得到的电解氧化产水通入强化反应系统，通过强化反应将电解氧化产水中的余氯、硫酸根自由基等强化还原，得到强化反应出水；
S4、将S3得到的强化反应出水通入高压物料膜系统进行浓缩分离，得到高压物料膜系统的产水与浓水，其中产水进入DTRO膜系统，浓水进入低温干燥系统进行蒸发干燥处理；
S5、将S4得到的高压物料膜系统的产水通入DTRO膜系统进行浓缩分离，得到DTRO膜系统产水与浓水，其中产水进入产水罐，浓水进入低温干燥系统进行蒸发干燥处理；
S6、低温干燥系统对S4和S5中得到的浓水进行低温干燥产生冷凝水和残渣，冷凝水进入DTRO膜系统，残渣进行外运及填埋处理。
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