CN116040876A - 一种垃圾渗滤液全量化非膜法处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种垃圾渗滤液全量化非膜法处理工艺，包括以下步骤：S1、将垃圾渗滤液收集后，输送至隔油除渣处理装置中处理，去除杂质和油类物质；S2、所述步骤S1处理的垃圾渗滤液送至生化处理装置中处理，所述生化处理装置包括反硝化单元、硝化单元和超滤单元，所述步骤S1处理的垃圾渗滤液经过反硝化和硝化反应处理后，再经过超滤处理；S3、所述步骤S2处理的垃圾渗滤液送至深度处理装置中深度处理，所述深度处理包括在仿酶型催化剂条件下，使用氧化剂对所述步骤S2处理的垃圾渗滤液进行氧化处理，而后排放。本发明采用隔油除渣预处理配合高效强化生化处理和非膜深度处理的组合工艺，能够高效处理垃圾渗滤液，且成本低，处理效果极佳。

Description

一种垃圾渗滤液全量化非膜法处理工艺
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种垃圾渗滤液全量化非膜法处理工艺。
背景技术
生活垃圾渗滤液是垃圾在收运和处理处置过程中产生的一种高浓度有机废水，具有污染物种类多、成分复杂、水质水量波动大等特点，普遍呈现“三高”特征，即高COD、高氨氮和高盐分。此外，多数垃圾渗滤液含有多种重金属离子，C、N、P等营养比例失调，可生化性不稳定，这些特点使得垃圾渗滤液的处理成为世界性的难题。
目前，我国垃圾渗滤液处理工程采用的主流处理工艺为：预处理+生物处理+膜深度处理(纳滤+反渗透)的组合工艺，该工艺解决了垃圾渗滤液中所含大量难降解物质和毒性物质的降解问题，出水水质相对较好，能够达到GB16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》的排放标准。但该工艺在技术上存在一个致命的缺点，由于采用的膜深度处理工艺，就不可避免地会产生30％左右的膜浓缩液，膜浓缩液将渗滤液中的污染物浓缩，处理难度更大。针对膜深度处理产生的浓缩液，有些做法是将浓缩液回灌到垃圾填埋场，使污染物重新回到垃圾渗滤液中，但随着污染物的不断积累，系统运行压力越来越大，最终导致系统瘫痪崩溃；有些做法是将浓缩液蒸发结晶，但由于浓缩液中钙镁离子含量高，蒸发过程中宜结垢，系统清洗困难，难以长期稳定运行，且蒸发工艺投资及运行费用极高，也极大限制了该技术的应用。
因此，研发出一种高效、低耗、无二次污染的垃圾渗滤液全量化处理工艺具有非常重要的意义。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的至少一种技术问题，提供一种垃圾渗滤液全量化非膜法处理工艺，采用隔油除渣预处理配合高效强化生化处理和非膜深度处理的组合工艺，能够高效处理垃圾渗滤液，且成本低，处理效果极佳。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种垃圾渗滤液全量化非膜法处理工艺，包括以下步骤：
S1、将垃圾渗滤液收集后，输送至隔油除渣处理装置中处理，去除杂质和油类物质，所述隔油除渣处理装置包括杂质分离组件和油水分离组件，所述杂质分离组件用于过滤、清理杂质，并使碎渣和污泥在装置底部沉积，所述油水分离组件用于分离出油类物质并收集；
S2、所述步骤S1处理的垃圾渗滤液送至生化处理装置中处理，所述生化处理装置包括反硝化单元、硝化单元和超滤单元，所述步骤S1处理的垃圾渗滤液经过反硝化和硝化反应处理后，再经过超滤处理；
S3、所述步骤S2处理的垃圾渗滤液送至深度处理装置中深度处理，所述深度处理包括在仿酶型催化剂条件下，使用氧化剂对所述步骤S2处理的垃圾渗滤液进行氧化处理，而后排放；
所述步骤S1中，所述杂质分离组件底部沉积的碎渣经排泥管路送至污泥处理装置中处理。
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，所述步骤S1中，所述油水分离组件采用具有非对称性锥形结构的油水分离箱，用于使含油污水中的油类物质上浮。
进一步，所述步骤S1中，所述油水分离组件中设置有恒温加热组件。
进一步，所述步骤S2中，所述反硝化反应处理，需保证出水的pH控制在7.5～8.5，溶解氧控制在0.2～0.5mg/L。
更进一步，所述步骤S2中，所述硝化反应处理，需保证出水的pH控制在8.0～8.3，溶解氧控制在2.0～5.0mg/L。
进一步，所述步骤S2中，所述超滤单元采用MBR超滤组件，包括外置式管式超滤膜和内置式中空纤维膜，所述管式超滤膜的膜通量为60～70L/(m2·h)，所述中空纤维膜的膜通量为8～15L/(m2·h)。
进一步，所述步骤S3中，所述深度处理具体包括pH调节和催化氧化处理。
更进一步，所述步骤S3中，所述仿酶型催化剂采用纳米磁性四氧化三铁和掺杂的金属化合物构成，所述氧化剂包括双氧水和过硫酸钠。
更进一步，所述深度处理装置包括pH调节单元、磁催化反应单元和磁分离单元；所述步骤S2处理的垃圾渗滤液经pH调节后，送至磁催化反应单元进行氧化反应，再送至磁分离单元中分离、回收仿酶型催化剂，回收的仿酶型催化剂送至磁催化反应单元中循环再利用。
进一步，所述污泥处理装置包括污泥池和污泥脱水组件，所述沉积的碎渣和污泥经排泥管路送至污泥池中，再送至污泥脱水组件中脱水处理后外运处置。
本发明的有益效果是：本发明通过针对垃圾渗滤液成分复杂，水质水量波动大、油类物质含量高的特点及环卫设施提档升级的要求，研发出一种高效、低耗、无二次污染的垃圾渗滤液全量化处理工艺及成套装备，针对不同进水水质及出水要求，采用“隔油除渣预处理+高效强化生化处理+非膜法深度处理”的模块化组合工艺，工艺可靠性较高，无膜浓缩液产生，处理过程全封闭，且能够将处理过程中产生的臭气、污泥等潜在次生污染物妥善处置，无二次污染风险，有效解决了垃圾渗滤液及臭气对周边居民环境的影响，缓解“邻避效应”产生的社会矛盾；本发明的工艺，所需全套设备占地面积小、施工周期短、运行稳定、维护方便、自动化程度高、可实现远程智能化监控管理等特点，并采用多种节能措施，运行成本低，实现了垃圾渗滤液的全量化处理，达标排放。
附图说明
图1是本发明的整体工艺流程示意图；
图2是本发明的隔油除渣部分的工艺流程示意图；
图3是本发明的生化处理部分的工艺流程示意图；
图4是本发明的深度处理部分的工艺流程示意图；
图5是本发明的污泥处理部分的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明设计的一种垃圾渗滤液全量化非膜法处理工艺，包括以下步骤：
S1、将垃圾渗滤液收集后，输送至隔油除渣处理装置中处理，去除杂质和油类物质，所述隔油除渣处理装置包括杂质分离组件和油水分离组件，所述杂质分离组件用于过滤、清理杂质，并使碎渣和污泥在装置底部沉积，所述油水分离组件用于分离出油类物质并收集；
S2、所述步骤S1处理的垃圾渗滤液送至生化处理装置中处理，所述生化处理装置包括反硝化单元、硝化单元和超滤单元，所述步骤S1处理的垃圾渗滤液经过反硝化和硝化反应处理后，再经过超滤处理；
S3、所述步骤S2处理的垃圾渗滤液送至深度处理装置中深度处理，所述深度处理包括在仿酶型催化剂条件下，使用氧化剂对所述步骤S2处理的垃圾渗滤液进行氧化处理，而后排放；
所述步骤S1中，所述杂质分离组件底部沉积的碎渣经排泥管路送至污泥处理装置中处理。
在本发明之前，我国垃圾渗滤液处理工程采用的主流处理工艺为：预处理+生物处理+膜深度处理(纳滤+反渗透)的组合工艺。然而，现有的工艺采用了膜深度处理工艺，会不可避免地产生30％左右的膜浓缩液，而膜浓缩液处置难度高，存在严重的二次污染问题。同时，现有的处理工艺，纳滤膜和反渗透膜作为耗材的成本相对也较高。
发明人针对垃圾渗滤液成分复杂，水质水量波动大、油类物质含量高的特点，设计了本发明。本发明的工艺完全不采用膜深度处理，而是采用“隔油除渣预处理+高效强化生化处理+非膜法深度处理”的模块化组合工艺。
本发明的工艺，通过隔油除渣处理，垃圾渗滤液中的较大杂物被首先拦截，可通过控制系统控制，清理出杂物，而后可以采用螺旋输送的方式排放到设备外的集渣桶内收集，作为固废处置。垃圾渗滤液中的碎渣则会沉积至底部，成为污泥，可以定期通过排泥管路排出。
本发明的工艺，通过生化处理，首先在缺氧状态下进行反硝化反应，去除部分COD；然后再在富氧状态下进行硝化反应，大部分有机污染物得到降解，并通过硝化菌的作用，将污水中的大部分NH3-N氧化成亚硝酸盐或硝酸盐。而亚硝酸盐或硝酸盐可以回用至反硝化反应中，能够有效降低成本。本发明的工艺采用超滤膜进行泥水分离，通过膜的截留作用可使生化处理中的污泥浓度高达15～20g/L以上，并有效延长污泥的泥龄，进而，使硝化自养菌这种传代时间较长的菌种在池内的得到有效的生长，同时经过不断驯化形成的微生物菌群，使之对污水中难生物降解的有机物也具有较好的降解功能。
本发明的工艺，通过深度处理，使用仿酶型催化剂配合氧化剂，仿酶型催化剂催化氧化剂产生羟基自由基，氧化分解难生物降解的有机物，确保处理后的污水能够完全满足排放的要求。
而整个工艺中的污泥，经过污泥处理装置处理后，外运处置。
在本发明中，优选的，所述步骤S1中，所述油水分离组件采用具有非对称性锥形结构的油水分离箱，用于使含油污水中的油类物质上浮。
可以在渗滤液进入油水分离箱后，使含油污水在层流结构的引导下，废水中的油类物质沿非对称性锥形结构上浮，便于分离。
在本发明中，优选的，所述步骤S1中，所述油水分离组件中设置有恒温加热组件。
可以在低温季节，避免油脂凝固。
在本发明中，优选的，所述污泥处理装置包括污泥池和污泥脱水组件，所述沉积的碎渣和污泥经排泥管路送至污泥池中，再送至污泥脱水组件中脱水处理至含水率低于80％后外运处置。
以下为本申请的实施例。
实施例1
本实施例的一种垃圾渗滤液全量化非膜法处理工艺，包括以下步骤：
S1、将垃圾渗滤液收集后，输送至隔油除渣处理装置中处理，去除杂质和油类物质，所述隔油除渣处理装置包括杂质分离组件和设置有恒温加热组件的油水分离组件，所述杂质分离组件用于过滤、清理杂质，并使碎渣和污泥在装置底部沉积，所述油水分离组件用于分离出油类物质并收集；
S2、所述步骤S1处理的垃圾渗滤液送至生化处理装置中处理，所述生化处理装置包括反硝化单元、硝化单元和超滤单元，所述步骤S1处理的垃圾渗滤液经过反硝化和硝化反应处理后，再经过超滤处理截留污泥；
S3、所述步骤S2处理的垃圾渗滤液送至深度处理装置中深度处理，所述深度处理包括在仿酶型催化剂条件下，使用氧化剂对所述步骤S2处理的垃圾渗滤液进行氧化处理，而后排放；
所述步骤S1中，所述杂质分离组件底部沉积的碎渣经排泥管路送至污泥处理装置中处理。
本实施例的仿酶型催化剂采用金属化合物催化剂，所述氧化剂包括双氧水和过硫酸钠。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的所述步骤S2中，所述反硝化反应处理，需保证出水的pH控制在7.5，溶解氧控制在0.2mg/L。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的所述步骤S2中，所述反硝化反应处理，需保证出水的pH控制在8.5，溶解氧控制在0.5mg/L。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的所述步骤S2中，所述反硝化反应处理，需保证出水的pH控制在8.0，溶解氧控制在0.4mg/L。
实施例5
本实施例与实施例4的区别在于，本实施例的所述步骤S2中，所述硝化反应处理，需保证出水的pH控制在8.0，溶解氧控制在2.0mg/L。
实施例6
本实施例与实施例4的区别在于，本实施例的所述步骤S2中，所述硝化反应处理，需保证出水的pH控制在8.3，溶解氧控制在5.0mg/L。
实施例7
本实施例与实施例4的区别在于，本实施例的所述步骤S2中，所述硝化反应处理，需保证出水的pH控制在8.2，溶解氧控制在4.0mg/L。
实施例8
本实施例与实施例7的区别在于，本实施例的所述步骤S2中，所述超滤单元采用MBR超滤组件，包括外置式管式超滤膜和内置式中空纤维膜，所述管式超滤膜的膜通量为60～70L/(m2·h)，所述中空纤维膜的膜通量为8～15L/(m2·h)。
实施例9
本实施例与实施例8的区别在于，本实施例的所述步骤S3中，所述深度处理装置包括pH调节单元和催化反应单元；所述深度处理具体采用先调节pH，而后进行催化氧化处理。
实施例10
本实施例与实施例8的区别在于，本实施例的所述步骤S3中，所述仿酶型催化剂采用纳米磁性四氧化三铁和掺杂的金属化合物构成，所述氧化剂包括双氧水和过硫酸钠。
本实施例的所述深度处理装置包括pH调节单元、磁催化反应单元和磁分离单元；所述步骤S2处理的垃圾渗滤液经pH调节后，送至磁催化反应单元进行氧化反应，再送至磁分离单元中分离、回收仿酶型催化剂，回收的仿酶型催化剂送至磁催化反应单元中循环再利用。
对本申请实施例1～10进行垃圾渗滤液处理测试，检测其处理效果。
处理对象为某垃圾填埋场的垃圾渗滤液，该垃圾渗滤液的CODCr浓度为12348mg/l，BOD5浓度为6876mg/l，总氮浓度为2988mg/l，总磷浓度为92mg/l，重金属浓度在不影响生化的限值内。
以“生化+膜”处理工艺，对上述垃圾渗滤液进行处理，作为对比例1。
以公开号为CN111995176A，发明名称为一种垃圾渗滤液全量化处理工艺的发明专利的最优实施方式，对上述垃圾渗滤液进行处理，作为对比例2。
以公开号为CN110563265A，发明名称为一种垃圾渗滤液处理工艺的的最优实施方式，对上述垃圾渗滤液进行处理，作为对比例3。
采用本发明实施例1～10的工艺处理，以及对比例1～3的工艺处理，具体测试数据见下表1。
表1水质检测表
Figure BDA0004080599730000091
通过表1的数据可以看出，本申请的工艺，用于垃圾渗滤液的处理，对高污染的垃圾渗滤液处理后，出水的水质能够完全满足，甚至于大幅超过GB16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》的排放标准。而且完全无膜浓缩液产生，无二次污染问题，运行成本约为30元/吨左右。相比于对比例1～3的传统和改进的“生化+膜”处理工艺，本申请的工艺不但出水水质要明显优于对比例1～3，而且运行成本降低了一倍以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种垃圾渗滤液全量化非膜法处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将垃圾渗滤液收集后，输送至隔油除渣处理装置中处理，去除杂质和油类物质，所述隔油除渣处理装置包括杂质分离组件和油水分离组件，所述杂质分离组件用于过滤、清理杂质，并使碎渣和污泥在装置底部沉积，所述油水分离组件用于分离出油类物质并收集；
S2、所述步骤S1处理的垃圾渗滤液送至生化处理装置中处理，所述生化处理装置包括反硝化单元、硝化单元和超滤单元，所述步骤S1处理的垃圾渗滤液经过反硝化和硝化反应处理后，再经过超滤处理；
S3、所述步骤S2处理的垃圾渗滤液送至深度处理装置中深度处理，所述深度处理包括在仿酶型催化剂条件下，使用氧化剂对所述步骤S2处理的垃圾渗滤液进行氧化处理，而后排放；
所述步骤S1中，所述杂质分离组件底部沉积的碎渣经排泥管路送至污泥处理装置中处理。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液全量化非膜法处理工艺，其特征在于：所述步骤S1中，所述油水分离组件采用具有非对称性锥形结构的油水分离箱，用于使含油污水中的油类物质上浮。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液全量化非膜法处理工艺，其特征在于：所述步骤S1中，所述油水分离组件中设置有恒温加热组件。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液全量化非膜法处理工艺，其特征在于：所述步骤S2中，所述反硝化反应处理，需保证出水的pH控制在7.5～8.5，溶解氧控制在0.2～0.5mg/L。
5.根据权利要求4所述的一种垃圾渗滤液全量化非膜法处理工艺，其特征在于：所述步骤S2中，所述硝化反应处理，需保证出水的pH控制在8.0～8.3，溶解氧控制在2.0～5.0mg/L。
6.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液全量化非膜法处理工艺，其特征在于：所述步骤S2中，所述超滤单元采用MBR超滤组件，包括外置式管式超滤膜和内置式中空纤维膜，所述管式超滤膜的膜通量为60～70L/(m2·h)，所述中空纤维膜的膜通量为8～15L/(m2·h)。
7.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液全量化非膜法处理工艺，其特征在于：所述步骤S3中，所述深度处理具体包括pH调节和催化氧化处理。
8.根据权利要求7所述的一种垃圾渗滤液全量化非膜法处理工艺，其特征在于：所述步骤S3中，所述仿酶型催化剂采用纳米磁性四氧化三铁和掺杂的金属化合物构成，所述氧化剂包括双氧水和过硫酸钠。
9.根据权利要求8所述的一种垃圾渗滤液全量化非膜法处理工艺，其特征在于：所述步骤S3中，所述深度处理装置包括pH调节单元、磁催化反应单元和磁分离单元；所述步骤S2处理的垃圾渗滤液经pH调节后，送至磁催化反应单元进行氧化反应，再送至磁分离单元中分离、回收仿酶型催化剂，回收的仿酶型催化剂送至磁催化反应单元中循环再利用。
10.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液全量化非膜法处理工艺，其特征在于：所述污泥处理装置包括污泥池和污泥脱水组件，所述沉积的碎渣和污泥经排泥管路送至污泥池中，再送至污泥脱水组件中脱水处理后外运处置。
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