CN115572018A - 一种垃圾渗滤液处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种垃圾渗滤液处理工艺，属于垃圾渗滤液处理领域。本发明包括臭氧发生系统、臭氧气浮预处理系统、高效脱氮生物膜反应系统、臭氧催化反应系统以及臭氧尾气破坏装置。将待处理的垃圾渗滤液与药品、臭氧混合后依次进入臭氧气浮预处理系统、高效脱氮生物膜反应系统、臭氧催化反应系统以及臭氧尾气破坏装置，最终排放符合指标的清水。本发明用臭氧气浮技术代替传统混凝工艺，充分利用臭氧的强氧化性和混凝效果去除COD、胶体、悬浮物。生化工艺前置于臭氧氧化前，可降低臭氧的投加量，降低能耗，减少设备投资和运行费用；同时臭氧催化氧化尾气再利用工艺充分利用了臭氧催化氧化工序尾气中的氧气，减少生化反应池中曝气时所需要的能耗。
Description
技术领域
本发明属于垃圾渗滤液处理技术领域，尤其涉及一种垃圾渗滤液处理工艺。
背景技术
目前，生化法及组合工艺在处理垃圾渗滤液中被广泛采用，然而单纯生化法工艺往往难以适应渗滤液水质日趋恶化的特点，处理效率日趋下降，与其组合的反渗透工艺运行费用高，并且有浓缩液生成。与现有臭氧高级氧化工艺组合还存在以下缺点，操作困难、能耗高、臭氧利用率低、氨氮及COD去除率低等缺点。本发明开发出一种处理渗滤液的新型组合工艺，使其既能充分发挥生化法的优势，提高氨氮/总氮去除率，又能减少臭氧投加量，提高臭氧利用率，减少混凝阶段药剂投加量，最终使出水达到要求以及超低排放。
混凝法作为目前常用的水处理方法之一，仍存在设备占地面积大、工艺复杂、运行可靠性不佳、水利用率低、混凝剂消耗量大且无法高效去除生物絮体及胶体物质等不足。臭氧气浮通过将臭氧氧化技术同浮选分离技术有机地结合起来，该工艺一方面可以充分发挥臭氧的脱色、除臭、杀菌等作用，另一方面，通过臭氧的强化混凝作用，可以降低混凝剂的用量，提高气浮分离效率。同时提高污水可生化性。
臭氧催化氧化是利用臭氧在催化剂作用下产生的·OH氧化分解水中有机污染物，由于·OH的氧化能力极强，且氧化反应无选择性，所以可快速氧化分解绝大多数有机化合物(包括一些高稳定性、难降解的有机物)。臭氧催化氧化法具有很强的氧化能力，而且无二次污染，对高浓度有机废水及复杂的工业废水有着良好的处理效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种垃圾渗滤液处理工艺，旨在解决所述背景技术中现有生化法及组合工艺在处理垃圾渗滤液消耗臭氧多、工艺复杂、效率不高的问题。为实现所述目的，本发明采用的技术方案是：一种垃圾渗滤液处理工艺，包括臭氧发生系统、臭氧气浮预处理系统、高效脱氮生物膜反应系统、臭氧催化反应系统、臭氧尾气破坏装置、反洗水系统以及压缩空气系统，具体为以下步骤：
步骤1：在垃圾渗滤液中投入PAC并混合，经过PAC混合的垃圾渗滤液进入臭氧气浮预处理系统，经过臭氧气浮预处理系统之后产生气体A1,液体B1以及废渣C1，其中，PAC为聚合氯化铝；
步骤2：气体A1通向尾气破坏装置，废渣C1进入污泥池，液体B1进入高效脱氮生物膜反应系统进行脱氮；
步骤3：液体B1被高效脱氮生物膜反应系统处理之后产生废渣C2以及液体B2,液体B2进入斜管沉淀池进行沉淀；
步骤4：液体B2经过斜管沉淀池沉淀之后产生废渣C3以及液体B3，液体B3经过臭氧高效混合装置与臭氧混合后进入臭氧催化反应系统；
步骤5：在臭氧催化反应系统中液体B3经过臭氧混合后产生气体A2以及液体B4；
步骤6：气体A2经过臭氧反应器排气口后依次经过尾气收集管疏水阀、集水U型管、尾气破坏装置、抽气系统，液体B4排至出水口。
对前述步骤的进一步描述，气体A1、气体A2经过尾气破坏装置之后部分回流至高效脱氮生物膜反应系统；进入臭氧气浮预处理系统的部分垃圾渗滤液回流至气液混合泵，回流的垃圾渗滤液加入臭氧后经过气液混合泵与微气泡发生器。
对前述方案的进一步描述，臭氧发生系统包括液氧储存罐、液氧汽化器、臭氧发生器，以及配套的臭氧电源柜、控制设备、检测仪器和仪表、冷却设备，液氧储存罐的臭氧供给回流的垃圾渗滤液以及臭氧高效混合装置。
对前述方案的进一步描述，臭氧气浮预处理系统包括加药装置、进水提升泵、气液混合溶气泵、气浮罐、缓冲池，以及配套的检测仪器和仪表阀门，加药装置与蓄水池连接并依次与进水提升泵、气液混合溶气泵、气浮罐连接，气浮罐的底部设有气浮罐出水口、气浮罐排泥口、气浮罐回流口，气浮罐的顶部设有气浮罐排气口，气浮罐排气口与尾气破坏装置连接，气浮罐出水口通向缓冲池，气浮罐回流口与液氧储存罐连接并通至气液混合泵，缓冲池包括缓冲池排泥口、缓冲池出水口，缓冲池出水口通向生物膜反应器。
对前述方案的进一步描述，高效脱氮生物膜反应系统包括生物膜反应器、悬浮填料、曝气组件、斜管沉淀池，以及配套的仪表阀门，悬浮填料、曝气组件安装在生物膜反应器内，生物膜反应器出水口与斜管沉淀池连接，压缩空气系统接入曝气组件，生物膜反应器与斜管沉淀池的排泥口通向排泥池，斜管沉淀池出水口接入臭氧催化反应系统。
更优的是，生物膜反应器的底部连接压缩空气系统与反洗水系统，对悬浮填料、曝气组件进行气、水联合反洗。
进一步的，臭氧催化反应系统包括臭氧反应器、臭氧投加泵、臭氧高效混合装置、尾气收集管疏水阀、集水U型管、尾气破坏装置，臭氧反应器包括除沫器、臭氧反应器进水口、臭氧反应器出水口、臭氧反应器排气口、以及臭氧反应器进气口，臭氧投加泵与臭氧高效混合装置的前端连接，臭氧高效混合装置的后端与反洗水系统接入臭氧反应器进水口，压缩空气系统接入臭氧反应器进气口，臭氧反应器排气口依次与尾气收集管疏水阀、集水U型管、尾气破坏装置连接。
作为优选，臭氧反应器材质采用316L，臭氧反应催化剂采用金属离子负载型臭氧催化剂。
具体的，臭氧反应器采用压力、液位自动控制，设置有压力变送器、液位计，通过PID调节自动控制排水阀及尾气排放阀的开度。
具体的，气浮罐采用密闭立罐式结构，采用压力、液位自动控制，设置有压力变送器、液位计，通过PID调节自动控制排水阀及尾气排放阀的开度。
与现有技术相比，本发明用臭氧气浮技术代替传统混凝工艺，可以有效减少药剂使用量和生成污泥量，充分利用臭氧的强氧化性和混凝效果，增加COD、胶体、悬浮物的去除率，提高污水可生化性。气浮处理后接高效脱氮生物膜反应器，改进现有生化工艺脱氮效率低，污泥生成量大，占地面积大，易发生污泥膨胀等缺点；生化工艺前置于臭氧高级氧化前面，可以降低臭氧的投加量，降低能耗，减少设备投资和运行费用。同时臭氧催化氧化尾气再利用工艺充分利用了臭氧催化氧化工序尾气中的氧气成分，减少生化反应池中曝气时所需要的能耗，降低运行成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的工艺流程示意图；
图2为本发明实施例提供的各工序数据表格。
其中，图中各附图标记：
1、臭氧发生系统；2、加药装置；201、进水提升泵；202、气液混合溶气泵；203、气浮罐；204、气浮罐出水口；205、气浮罐排泥口；206、气浮罐回流口；2061、气液混合泵；2062、微气泡发生器；207、气浮罐排气口；208、缓冲池；2081、缓冲池排泥口；2082、缓冲池出水口；3、蓄水池；4、压缩空气系统；5、反洗水系统；501、反洗水抽水泵；6、生物膜反应器；601、悬浮填料；602、曝气组件；603、生物膜反应器出水口；604、生物膜反应器排泥口；605、曝气气源进口；7、斜管沉淀池；701、斜管沉淀池出水口；702、斜管沉淀池排泥口；8、臭氧反应器；801、臭氧投加泵；802、臭氧高效混合装置；803、臭氧反应器进水口；804、臭氧反应器排气口；805、除沫器；806、臭氧反应器出水口；807、臭氧反应器排泥口、808、尾气收集管疏水阀；809、集水U型管；810、尾气破坏装置。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。
针对目前的垃圾渗滤液处理工艺的缺点，开发出新型臭氧催化氧化组合工艺，使其既能充分发挥生化法的优势，又能减少臭氧投加量，提高臭氧利用率，减少混凝阶段药剂投加量，最终达到要求以及超低排放的目标。下面结合具体实施方式对本专利的技术方案做进一步详细地说明。
如图1所示，一种垃圾渗滤液处理工艺，包括臭氧发生系统1、臭氧气浮预处理系统、高效脱氮生物膜反应系统、臭氧催化反应系统、臭氧尾气破坏装置810、反洗水系统5以及压缩空气系统4，具体为以下步骤：
步骤1：在垃圾渗滤液中投入PAC并混合，经过PAC混合的垃圾渗滤液进入臭氧气浮预处理系统，经过臭氧气浮预处理系统之后产生气体A1,液体B1以及废渣C1，其中，PAC为聚合氯化铝；
步骤2：气体A1通向尾气破坏装置810，废渣C1进入污泥池，液体B1进入高效脱氮生物膜反应系统进行脱氮；
步骤3：液体B1被高效脱氮生物膜反应系统处理之后产生废渣C2以及液体B2,液体B2进入斜管沉淀池7进行沉淀；
步骤4：液体B2经过斜管沉淀池7沉淀之后产生废渣C3以及液体B3，液体B3经过臭氧高效混合装置802与臭氧混合后进入臭氧催化反应系统；
步骤5：在臭氧催化反应系统中液体B3经过臭氧混合后产生气体A2以及液体B4；
步骤6：气体A2经过臭氧反应器排气口804后依次经过尾气收集管疏水阀808、集水U型管809、尾气破坏装置810、抽气系统，液体B4排至出水口。
其中，气体A1、气体A2经过尾气破坏装置810之后部分回流至高效脱氮生物膜反应系统；进入臭氧气浮预处理系统的部分垃圾渗滤液回流至气液混合泵2061，回流的垃圾渗滤液加入臭氧后经过气液混合泵2061与微气泡发生器2062。通过微气泡发生器(2062)释放出大量臭氧微气泡与投加混凝剂的原水充分混合，混合后进入气浮罐203中进行浮选，脱稳后的污染物形成絮体后与溶气水中的微气泡发生接触润湿与吸附等作用。与此同时溶气水中的臭氧与污染物混合，充分发挥其脱色、除臭、对有机物进行氧化的作用。在气浮罐203中完成固液分离过程，比重小于水的气浮体在浮力作用下上浮到界面并进入排污管排除罐体，处理后的水通过气浮罐出水口204进入缓冲池208。由于臭氧具有微絮凝作用，将大大减少此段气浮工艺的药剂使用量；气浮工艺可以释放出污水中的大量气体包括残余臭氧，并进入缓冲池208进一步将残余臭氧释放，防止污水中剩余臭氧进入到后续生物处理单元，杀死细菌，降低生化去除污染物的能力；设置气浮工艺还可以起到消除泡沫的问题，防止出水混带泡沫进入后续生化系统，减低生化去除污染物效率并降低生物滤池反洗频率；本专利采用的是气液多相流泵。液体和气体在泵的入口处同时被吸入，随后在泵内增压过程中完成气液两相的溶解性混合，可省去压力罐、泵、控制系统等系统。该溶气泵最大的特点是其产生的微气泡尺寸比较均匀直径一般为3～20μm之间，有利于后续气浮单元气浮作用的良好发挥。多相流泵可被用于带气液体、气液混合或气化液体的输送通过多相流泵直接溶气和减压释放，由此提高了装置处理效果降低运行费用。
其中，臭氧发生系统1包括液氧储存罐、液氧汽化器、臭氧发生器，以及配套的臭氧电源柜、控制设备、检测仪器和仪表、冷却设备，液氧储存罐的臭氧供给回流的垃圾渗滤液以及臭氧高效混合装置802。
进一步的，臭氧气浮预处理系统包括加药装置2、进水提升泵201、气液混合溶气泵202、气浮罐203、缓冲池208，以及配套的检测仪器和仪表阀门，加药装置2与蓄水池3连接并依次与进水提升泵201、气液混合溶气泵202、气浮罐203连接，气浮罐203的底部设有气浮罐出水口204、气浮罐排泥口205、气浮罐回流口206，气浮罐203的顶部设有气浮罐排气口207，气浮罐排气口207与尾气破坏装置810连接，气浮罐出水口204通向缓冲池208，气浮罐回流口206与液氧储存罐连接并通至气液混合泵2061，缓冲池208包括缓冲池排泥口2081、缓冲池出水口2082，缓冲池出水口2082通向生物膜反应器6。
具体的，高效脱氮生物膜反应系统包括生物膜反应器6、悬浮填料601、曝气组件602、斜管沉淀池7，以及配套的仪表阀门，悬浮填料601、曝气组件602安装在生物膜反应器6内，生物膜反应器出水口603与斜管沉淀池7连接，压缩空气系统4接入曝气组件602，生物膜反应器6与斜管沉淀池7的排泥口通向排泥池，斜管沉淀池出水口701接入臭氧催化反应系统。生物膜反应器6为MBBR移动床生物膜反应器6，采用MBBR膜生物反应器具有以下特点：高效去除污染物，能够去除氨氮及难降解有机物，处理出水水质好；污泥产率低，装置容积负荷大，占地面积小；自动化控制完成度高，操作管理方便；不需要污泥回流设备，不需反冲洗设备，设备投资小，运行成本低。
更优的是，生物膜反应器6的底部连接压缩空气系统4与反洗水系统5，对悬浮填料601、曝气组件602进行气、水联合反洗。因为经过长时间使用后，悬浮填料601会结垢出现堵塞和板结的现象，所以需要定期对悬浮填料601进行反洗。经过长期实验验证，反洗时采用气、水联合反洗效果较好。具体实施方案为，反洗水箱的清水经过反洗水抽水泵501泵入生物膜反应器6中，清水不断置换反应器中的污水，同时带走堵塞的污染物从反洗出口阀排出。水洗的同时打开气洗控制阀，压缩空气进入气体反洗装置不断地曝气，目的是松动悬浮填料601，使悬浮填料601膨胀，再通过清水将吹散的悬浮状态污垢冲洗出去。
进一步的，臭氧催化反应系统包括臭氧反应器8、臭氧投加泵801、臭氧高效混合装置802、尾气收集管疏水阀808、集水U型管809、尾气破坏装置810，臭氧反应器8包括除沫器805、臭氧反应器进水口803、臭氧反应器出水口806、臭氧反应器排气口804、以及臭氧反应器8进气口，臭氧投加泵801与臭氧高效混合装置802的前端连接，臭氧高效混合装置802的后端与反洗水系统5接入臭氧反应器进水口803，压缩空气系统4接入臭氧反应器8进气口，臭氧反应器排气口804依次与尾气收集管疏水阀808、集水U型管809、尾气破坏装置810连接。臭氧反应器8和气浮工艺产生的尾气中含有残余臭氧，经过管道收集后进入臭氧尾气破坏器中进行分解，分解后的尾气经过引风机加压后作为生物膜反应器6的曝气气源，充分利用尾气中的氧气，大大提高生物滤池中的溶解氧含量，减少用于生物膜反应器6曝气所需能耗，降低运行成本。
作为优选，臭氧反应器8材质采用316L，臭氧反应器8的操作压力可以达到200-600Kpa,可以加快传质速率，提高臭氧催化氧化效率。臭氧反应器8的特殊结构设计具有良好的水利特性，使得溶解臭氧的污水在反应器可以和固体催化剂进行充分接触提高污染物去除率。臭氧反应催化剂采用金属离子负载型臭氧催化剂，该催化剂催化效率稳定，催化剂使用寿命长，溶出率低且抗磨性能好，使用寿命在≥5年。
具体的，臭氧反应器8采用压力、液位自动控制，设置有压力变送器、液位计，通过PID调节自动控制排水阀及尾气排放阀的开度。
具体的，气浮罐203采用密闭立罐式结构，采用压力、液位自动控制，设置有压力变送器、液位计，通过PID调节自动控制排水阀及尾气排放阀的开度。
如图2所示，通过图中可以看出整个工艺流程中各个步骤达到的去除率，综上所述，本发明既能充分发挥生化法的优势，又能减少臭氧投加量，提高臭氧利用率，减少混凝阶段药剂投加量，最终达到要求以及超低排放的目标。用臭氧气浮技术代替传统混凝工艺，可以有效减少药剂使用量和生成污泥量，充分利用臭氧的强氧化性和混凝效果，增加COD、胶体、悬浮物的去除率，提高污水可生化性。气浮处理后接高效脱氮生物膜反应器6，改进现有生化工艺脱氮效率低，污泥生成量大，占地面积大，易发生污泥膨胀等缺点；生化工艺前置于臭氧高级氧化前面，可以降低臭氧的投加量，降低能耗，减少设备投资和运行费用。同时臭氧催化氧化尾气再利用工艺充分利用了臭氧催化氧化工序尾气中的氧气成分，减少生化反应池中曝气时所需要的能耗，降低运行成本。
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。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
Claims (10)
1.一种垃圾渗滤液处理工艺，包括臭氧发生系统(1)、臭氧气浮预处理系统、高效脱氮生物膜反应系统、臭氧催化反应系统、臭氧尾气破坏装置(810)，其特征在于：
步骤1：在垃圾渗滤液中投入PAC并混合，经过PAC混合的垃圾渗滤液进入臭氧气浮预处理系统，经过臭氧气浮预处理系统之后产生气体A1,液体B1以及废渣C1；
步骤2：所述气体A1通向尾气破坏装置(810)，废渣C1进入污泥池，液体B1进入高效脱氮生物膜反应系统；
步骤3：液体B1被高效脱氮生物膜反应系统处理之后产生废渣C2以及液体B2,液体B2进入斜管沉淀池(7)进行沉淀；
步骤4：所述液体B2经过斜管沉淀池(7)之后产生废渣C3以及液体B3，液体B3经过臭氧高效混合装置(802)与臭氧混合后进入臭氧催化反应系统；
步骤5：在臭氧催化反应系统中液体B3经过臭氧混合后产生气体A2以及液体B4；
步骤6：气体A2经过臭氧反应器排气口(804)后依次经过尾气收集管疏水阀(808)、集水U型管(809)、尾气破坏装置(810)、抽气系统，液体B4排至出水口。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于：所述气体A1、气体A2经过尾气破坏装置(810)之后部分回流至高效脱氮生物膜反应系统；进入臭氧气浮预处理系统的部分垃圾渗滤液回流至气液混合泵(2061)，回流的垃圾渗滤液加入臭氧后经过气液混合泵(2061)与微气泡发生器(2062)。
3.根据权利要求2所述的一种垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于：所述臭氧发生系统(1)包括液氧储存罐、液氧汽化器、臭氧发生器，以及配套的臭氧电源柜、控制设备、检测仪器和仪表、冷却设备，液氧储存罐的臭氧供给回流的垃圾渗滤液以及臭氧高效混合装置(802)。
4.根据权利要求2所述的一种垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于：所述臭氧气浮预处理系统包括加药装置(2)、进水提升泵(201)、气液混合溶气泵(202)、气浮罐(203)、缓冲池(208)，以及配套的检测仪器和仪表阀门，所述加药装置(2)与蓄水池(3)连接并依次与进水提升泵(201)、气液混合溶气泵(202)、气浮罐(203)连接，所述气浮罐(203)的底部设有气浮罐出水口(204)、气浮罐排泥口(205)、气浮罐回流口(206)，气浮罐(203)的顶部设有气浮罐排气口(207)，所述气浮罐排气口(207)与尾气破坏装置(810)连接，气浮罐出水口(204)通向缓冲池(208)，气浮罐回流口(206)与液氧储存罐连接并通至气液混合泵(2061)，所述缓冲池(208)包括缓冲池排泥口(2081)、缓冲池出水口(2082)，所述缓冲池出水口(2082)通向生物膜反应器(6)。
5.根据权利要求2所述的一种垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于：所述高效脱氮生物膜反应系统包括生物膜反应器(6)、悬浮填料(601)、曝气组件(602)、斜管沉淀池(7)，以及配套的仪表阀门，所述悬浮填料(601)、曝气组件(602)安装在生物膜反应器(6)内，生物膜反应器出水口(603)与斜管沉淀池(7)连接，生物膜反应器(6)与斜管沉淀池(7)的排泥口通向排泥池，斜管沉淀池出水口(701)接入臭氧催化反应系统。
6.根据权利要求5所述的一种垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于：所述生物膜反应器(6)的底部连接压缩空气系统(4)与反洗水系统(5)，对悬浮填料(601)、曝气组件(602)进行气、水联合反洗。
7.根据权利要求2所述的一种垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于：所述臭氧催化反应系统包括臭氧反应器(8)、臭氧投加泵(801)、臭氧高效混合装置(802)、尾气收集管疏水阀(808)、集水U型管(809)、尾气破坏装置(810)，所述臭氧反应器(8)包括除沫器(805)、臭氧反应器进水口(803)、臭氧反应器出水口(806)、臭氧反应器排气口(804)、以及臭氧反应器(8)进气口，所述臭氧投加泵(801)与臭氧高效混合装置(802)的前端连接，臭氧高效混合装置(802)的后端与反洗水系统(5)接入臭氧反应器进水口(803)，压缩空气系统(4)接入臭氧反应器(8)进气口，所述臭氧反应器排气口(804)依次与尾气收集管疏水阀(808)、集水U型管(809)、尾气破坏装置(810)连接。
8.根据权利要求7所述的一种垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于：臭氧反应器(8)材质采用316L，臭氧反应催化剂采用金属离子负载型臭氧催化剂。
9.根据权利要求8所述的一种垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于：臭氧反应器(8)采用压力、液位自动控制，设置有压力变送器、液位计，通过PID调节自动控制排水阀及尾气排放阀的开度。
10.根据权利要求4所述的一种垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于：气浮罐(203)采用密闭立罐式结构，采用压力、液位自动控制，设置有压力变送器、液位计，通过PID调节自动控制排水阀及尾气排放阀的开度。
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