CN115974298A - 一种垃圾渗滤液应急浓缩液的氮碳盐分质全流程处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环境工程技术领域，尤其涉及一种垃圾渗滤液应急浓缩液的氮碳盐分质全流程处理系统。将应急浓缩液中组分细化，而不是作为一个整体研究，开发可使应急浓缩液达标排放的分质处理系统，有针对性的构建符合应急浓缩液“三高”特性的集成技术是解决其处理难的关键；高氨氮和高盐均是制约后续生化处理效能的关键组分，利用氨氮回收和开发耐盐功能性微生物是解决该问题的关键；电化学协同微纳米臭氧高级氧化技术可实现难降解有机物向小分子有机物的转化，同时还可以将大量的有机氮转化为无机氮，有利于后续的生化除碳降氮。
Description
技术领域
本发明涉及环境工程技术领域，尤其涉及一种垃圾渗滤液应急浓缩液的氮碳盐分质全流程处理系统。
背景技术
为推进填埋场渗滤液全量化处理，解决渗滤液的处理不稳定、不彻底等问题，以“砂滤+反渗透”为主的短流程应急处理/运营设备被广泛使用。反渗透工艺可拦截渗滤液中几乎所有的污染物，包括大量有机物、氮类以及一价、二价离子等，产生的应急浓缩液具有以下几个特征：(1)高氨氮，浓度范围4000-8000mg/L；(2)高难降解有机物，CODCr浓度范围8000-15000mg/L；(3)高盐，电导率超过50mS/cm，长期以回灌工艺为主，导致常规生化系统崩溃。因此，开发应急浓缩液的全流程工艺是解决当地政府应急处理渗滤液的需求，也是应对环保督察目标的基础，具有重要研究意义。
基于标准执行的迫切性，开发可使应急浓缩液达标排放的分质处理系统，将应急浓缩液中组分细化，而不是作为一个整体研究，有针对性的构建符合应急浓缩液“三高”特性的集成技术是解决其处理难的关键，本发明提出以氮-碳-盐分质处理方式，主要处理包括针对氨氮的汽提回收系统、针对难降解有机物的高级氧化系统、针对剩余氮污染的生物强化系统和纳滤膜分离固化稳定化分盐系统。
现阶段，因渗滤液应急浓缩液“高氨氮、高难降解有机物、高盐”三高难去除特性，主要处理技术为回灌、转移焚烧和蒸发浓缩等；针对渗滤液应急浓缩液现有的技术，大量的盐分回灌会造成常规的生化系统崩溃，入炉焚烧向焚烧灰中转移大大增加其处理利用难度，蒸发浓缩过程导致结垢等问题；“生化+纳滤”常规工艺产生的渗滤液浓缩液的处理难点主要为其中的高难降解有机物，基于此特性，现有技术有“膜蒸馏+高级氧化+短程硝化-厌氧氨氧化”、“预处理+紫外催化氧化+反硝化/硝化-膜生物反应器”等组合工艺。针对常规渗滤液浓缩液的组合工艺，主要原理为高级氧化技术将难降解有机物转化为小分子易降解的有机物，进入生化处理工艺后进一步脱氮处理。但不能有效解决应急浓缩液的“高氨氮、高盐”问题，高氨氮和高盐均是制约后续生化处理效能的关键组分。
因此，将应急浓缩液中组分细化，而不是作为一个整体研究，开发可使应急浓缩液达标排放的分质处理系统，有针对性的构建符合应急浓缩液“三高”特性的集成技术是解决其处理难的关键，本发明提出以氮-碳-盐分质处理方式，主要处理包括针对氨氮的汽提回收系统、针对难降解有机物的高级氧化系统、针对剩余氮污染的生物强化系统和纳滤膜分离固化稳定化分盐系统，以达到应急浓缩液的稳定达标处理的目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种垃圾渗滤液应急浓缩液的氮碳盐分质全流程处理系统，解决背景技术存在的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种垃圾渗滤液应急浓缩液的氮碳盐分质全流程处理系统，包括吹脱-汽提脱氨模块、高级氧化技术模块、生物脱氮工艺模块、以及纳滤-固化除盐模块；
其中所述吹脱-汽提脱氨模块包括蒸汽发生器、原水罐、负压汽提反应器和氨气回收装置；其中膜浓缩液的储水洗与自动控制pH的调节池相连，再经加热后的浓缩液在负压汽提反应器中成喷雾式自上而下地运动，空气在负压汽提反应器底部自下而上运动，形成循环回路，实现气液的充分混合和氨氮的高效回收；
所述高级氧化技术模块包括储水池、臭氧反应塔、气液混合泵；其具体为电化学协同微气泡臭氧技术，其中臭氧和浓缩液经气液混合泵后变成富含臭氧微气泡的浓缩液，进入臭氧反应塔后在电化学的协同作用下发生反应，储水池、气液混合泵、臭氧反应塔依次连接，以形成循环回路；
所述生物脱氮工艺模块包括移动床生物膜反应器、生物接触氧化反应器、混凝沉淀池；其中加入耐盐的异养硝化-好氧反硝化复合菌剂，实现应急浓缩液的除碳脱氮；
所述纳滤-固化除盐模块包括碟管式纳滤、固化池，实现脱盐和少量有机物的去除。
进一步地优化，所述调节池的前端通过原水泵和管件连通储水池，所述原水泵为自吸泵，其深入水下的部分设置有底阀和滤网，用于阻挡大型漂浮物；在所述调节池内设置有搅拌机、pH计和浮球液位开关，其中在所述调节池的外部设置一套碱液加药系统，通过将碱液加入调节池内将其pH调至9.0-11.0。
再进一步地优化，所述负压汽提反应器中的填料为聚丙烯鲍尔环，其内的喷头采用pp螺旋喷头；其中气水比控制在3000-4000，空塔气流速取值0.5-1.5m/s，氨氮回收采用方式为含氨气体出口连接至冷凝器，后接入浓氨水入口。
再进一步地优化，在所述电化学协同微气泡臭氧技术中，所述气液混合泵的气液溶解率达95％-100％，制得的气泡尺寸为<30μm，其中电极板采用具有钌铱金属图层的钛板，COD与臭氧比按照1/2-1/3计算。
再进一步地优化，所述异养硝化-好氧反硝化复合菌剂至少可耐盐度为12％。
再进一步地优化，所述异养硝化-好氧反硝化复合菌剂包括粪产碱杆菌、芽孢杆菌、恶臭假单胞菌、不动杆菌。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
1)、将应急浓缩液中组分细化，而不是作为一个整体研究，开发可使应急浓缩液达标排放的分质处理系统，有针对性的构建符合应急浓缩液“三高”特性的集成技术是解决其处理难的关键。
2)、高氨氮和高盐均是制约后续生化处理效能的关键组分，利用氨氮回收和开发耐盐功能性微生物是解决该问题的关键；电化学协同微纳米臭氧高级氧化技术可实现难降解有机物向小分子有机物的转化，同时还可以将大量的有机氮转化为无机氮，有利于后续的生化除碳降氮。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明垃圾渗滤液应急浓缩液的氮碳盐分质全流程处理系统的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例中公开了一种垃圾渗滤液应急浓缩液的氮碳盐分质全流程处理系统，包括吹脱-汽提脱氨模块、高级氧化技术模块、生物脱氮工艺模块、以及纳滤-固化除盐模块；
其中所述吹脱-汽提脱氨模块包括蒸汽发生器、原水罐、负压汽提反应器和氨气回收装置；其中膜浓缩液的储水洗与自动控制pH的调节池相连，再经加热后的浓缩液在负压汽提反应器中成喷雾式自上而下地运动，空气在负压汽提反应器底部自下而上运动，形成循环回路，实现气液的充分混合和氨氮的高效回收；
所述高级氧化技术模块包括储水池、臭氧反应塔、气液混合泵；其具体为电化学协同微气泡臭氧技术，其中利用臭氧和浓缩液经气液混合泵后变成富含臭氧微气泡的浓缩液，进入臭氧反应塔后在电化学的协同作用下发生反应，储水池、气液混合泵、臭氧反应塔依次连接，以形成循环回路；
所述生物脱氮工艺模块包括移动床生物膜反应器、生物接触氧化反应器、混凝沉淀池；其中加入耐盐的异养硝化-好氧反硝化复合菌剂，实现应急浓缩液的除碳脱氮；
所述纳滤-固化除盐模块包括碟管式纳滤、固化池，实现脱盐和少量有机物的去除。
其中所述调节池的前端通过原水泵和管件连通储水池，所述原水泵为自吸泵，其深入水下的部分设置有底阀和滤网，用于阻挡大型漂浮物；在所述调节池内设置有搅拌机、pH计和浮球液位开关，其中在所述调节池的外部设置一套碱液加药系统，通过将碱液加入调节池内将其pH调至9.0-11.0；
所述负压汽提反应器中的填料为聚丙烯鲍尔环，其内的喷头采用pp螺旋喷头；
其中气水比控制在3000-4000，空塔气流速取值0.5-1.5m/s，氨氮回收采用方式为含氨气体出口连接至冷凝器，后接入浓氨水入口；
在所述电化学协同微气泡臭氧技术中，气液混合泵的气液溶解率达95％-100％，制得的气泡尺寸为<30μm，其中电极板采用具有钌铱金属图层的钛板，COD与臭氧比按照1/2-1/3计算。
本实施例中，所述异养硝化-好氧反硝化复合菌剂至少可耐盐度为12％。
本实施例中，所述异养硝化-好氧反硝化复合菌剂包括粪产碱杆菌、芽孢杆菌、恶臭假单胞菌、不动杆菌。
实施例1
渗滤液应急浓缩液取自重庆某填埋场，COD浓度8000-10000mg/L，氨氮浓度2000-3000mg/L，硝态氮浓度200-400mg/L，盐度4.0-6.0％；
经吹脱-汽提脱氨模块，采用Ca(OH)2调节pH至13，静置30min，吹脱气液比为1000的情况下吹脱6h，吹脱柱的填料为φ25多面空心球，液相通过蠕动泵抽送到吹脱塔顶部后喷淋至吹脱塔内，最后回流到储液池中；可实现氨氮去除率60％以上。
经电化学协同臭氧氧化模块，臭氧发生器进气为高纯氧，臭氧流量为2L/min，臭氧浓度在80-100mg/L，电化学电流为30-40mA/cm2，COD去除率可达50％以上。
经全好氧BCO深度处理，采用好氧菌菌粉：菌粉激活剂：C6H12O6：去离子水比例为5:1:5:100，经过厌氧24h，TN降至100mg/L，COD降至300-400mg/L；
经除盐模块，最终出水COD小于100mg/L，氨氮小于15mg/L。
实施例2
渗滤液应急浓缩液取自某填埋场，COD浓度5000-6000mg/L，氨氮浓度1000-2000mg/L，盐度3.0-4.0％；
经吹脱-汽提脱氨模块，采用Ca(OH)2调节pH至13，静置30min，吹脱气液比为800的情况下吹脱6h，吹脱柱的填料为φ25多面空心球，液相通过蠕动泵抽送到吹脱塔顶部后喷淋至吹脱塔内，最后回流到储液池中；可实现氨氮去除率70％以上。
经电化学协同臭氧氧化模块，臭氧发生器进气为高纯氧，臭氧流量为1L/min，臭氧浓度在80-100mg/L，电化学电流为30-40mA/cm2，COD去除率可达50-60％以上。
经全好氧BCO深度处理，采用好氧菌菌粉：菌粉激活剂：C6H12O6：去离子水比例为5:1:5:100，经过厌氧24h，TN降至100mg/L，COD降至300-400mg/L；
经除盐模块，最终出水COD小于100mg/L，氨氮小于15mg/L。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上实施例仅是对本发明创造的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种垃圾渗滤液应急浓缩液的氮碳盐分质全流程处理系统，其特征在于：包括依次连通的吹脱-汽提脱氨模块、高级氧化技术模块、生物脱氮工艺模块以及纳滤-固化除盐模块；
其中所述吹脱-汽提脱氨模块包括蒸汽发生器、原水罐、负压汽提反应器和氨气回收装置；其中膜浓缩液的储水池与自动控制pH的调节池相连，再经加热后在负压汽提反应器中成喷雾式自上而下地运动，空气在负压汽提反应器底部自下而上运动，形成循环回路，实现气液的充分混合和氨氮的高效回收；
所述高级氧化技术模块包括储水池、臭氧反应塔、气液混合泵；其具体为电化学协同微气泡臭氧技术，其中臭氧和浓缩液经气液混合泵后变成富含臭氧微气泡的浓缩液，进入臭氧反应塔后在电化学的协同作用下发生反应，储水池、气液混合泵、臭氧反应塔依次连接，形成循环回路；
所述生物脱氮工艺模块包括移动床生物膜反应器、生物接触氧化反应器、混凝沉淀池；其中加入耐盐的异养硝化-好氧反硝化复合菌剂，实现应急浓缩液的除碳脱氮；
所述纳滤-固化除盐模块包括反渗透设备和固化池，用于实现脱盐和少量有机物的去除。
2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液应急浓缩液的氮碳盐分质全流程处理系统，其特征在于：所述调节池的前端通过原水泵和管件连通储水池，所述原水泵为自吸泵，其深入水下的部分设置有底阀和滤网，用于阻挡大型漂浮物；在所述调节池内设置有搅拌机、pH计和浮球液位开关，其中在所述调节池的外部设置一套碱液加药系统，通过将碱液加入调节池内将其pH调至9.0-11.0。
3.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液应急浓缩液的氮碳盐分质全流程处理系统，其特征在于：所述负压汽提反应器中的填料为聚丙烯鲍尔环，其内的喷头采用pp螺旋喷头；其中气水比控制在3000-4000，空塔气流速取值0.5-1.5m/s，氨氮回收采用方式为含氨气体出口连接至冷凝器，后接入浓氨水入口。
4.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液应急浓缩液的氮碳盐分质全流程处理系统，其特征在于：在所述电化学协同微气泡臭氧技术中，所述气液混合泵的气液溶解率达95％-100％，制得的气泡尺寸为<30μm，其中电极板采用具有钌铱金属图层的钛板，COD与臭氧比按照1/2-1/3计算。
5.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液应急浓缩液的氮碳盐分质全流程处理系统，其特征在于：所述异养硝化-好氧反硝化复合菌剂至少可耐盐度为12％。
6.根据权利要求5所述的垃圾渗滤液应急浓缩液的氮碳盐分质全流程处理系统，其特征在于：所述异养硝化-好氧反硝化复合菌剂包括粪产碱杆菌、芽孢杆菌、恶臭假单胞菌、不动杆菌。
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