CN116730554A - 一种垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及污水处理领域，具体公开了一种垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺。一种垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺包括预处理、固液分离、生化处理、膜分离、高级氧化处理、再生水质处理。本申请的垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺具有对有机物、金属离子、溶剂残余等有害物质处理效果更优的优点。
Description
技术领域
本申请涉及污水处理领域，更具体地说，它涉及一种垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺。
背景技术
垃圾焚烧厂是一种能够有效处理大量生活垃圾的设施，但同时也会产生大量沥滤液。沥滤液是指在垃圾焚烧过程中，在烟气冷凝器中冷却、凝结和流出的液体废弃物。它含有高浓度有机物和重金属等污染物质，如COD、BOD、氯离子、铅、镉等。如果不经过处理直接排入环境，将会对土壤、水源等造成严重的污染。
因此，对垃圾焚烧产生的沥滤液进行处理变得非常重要。沥滤液的处理工艺包括化学沉淀法、吸附法、离子交换法、生物处理法等。其中，化学沉淀法是最常用的方法，通常采用铁盐或铝盐作为沉淀剂，通过与沥滤液中的污染物反应生成固体沉淀物，并通过过滤和浓缩等步骤将其分离。吸附法则利用吸附材料对沥滤液中的污染物进行吸附和分离。离子交换法则利用不同离子交换树脂对沥滤液中的污染物进行分离。生物处理法则采用微生物将沥滤液中的有机物分解为无害物质。在实际应用中，通常采用多种工艺联合处理，以达到更好的处理效果。通过对沥滤液的有效处理，可有效减少垃圾焚烧过程中产生的环境污染，提高垃圾焚烧厂的环保水平。
但垃圾焚烧产生的废水中残留有机物质很多，且种类复杂，包括醛类、酮类、酯类、脂肪族化合物和芳香族化合物等，难以完全降解处理，还包含有各种金属离子、重金属离子、溶剂残余等微量难处理的污染物，目前处理工艺中对于这些有害物质的处理效果较差。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提供一种垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺。
本申请提供的一种垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺采用如下的技术方案：
一种垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺，包括以下步骤：
S1、预处理：调整沥滤液pH值并初步过滤；
S2、固液分离：通过压力过滤将固体和液体分离；
S3、生化处理：处理后的沥滤液通过投放菌群进行降解；
S4、膜分离：使用反渗透膜对沥滤液进行膜分离；
S5、高级氧化处理：对膜分离后的沥滤液进行高级氧化处理；
S6、再生水质处理：对处理后的沥滤液进行活性炭吸附、过滤、紫外消毒。
通过采用上述技术方案，采用过滤和反渗透膜分离将大部分固体颗粒和悬浮物去除，并将还原盐、重金属及其他难降解的物质基本去除；接着采用高级氧化处理技术对残余的难降解有机物进行进一步处理，使得废水中的有机物质得到进一步分解和转化，提升废水的处理效果。此外，针对其中包含有各种金属离子、溶剂残余、药品残留等微量难处理的污染物，采用吸附剂技术将这些难处理的污染物吸附移除，并使用紫外消毒等方法进行最终处理，以达到环保标准。
可选的，所述S2步骤中压力过滤的压强为0.5-1.5MPa。
通过采用上述技术方案，在这个压力范围内，可以有效地将废水中的固体颗粒快速分离出来，并保持处理效率高、处理时间短的优点。通过S2步骤的固液分离，可以去除垃圾焚烧产生的废水中的悬浮物和颗粒物等杂质。
可选的，所述S3步骤中的细菌选用假单胞菌、厌氧菌、奇异菌、硫杆菌、硝化细菌和芽孢杆菌中的一种或几种。
通过采用上述技术方案，采用生化处理技术，将细菌投入到废水中，通过其代谢作用将有机物质转化为微量无害物或二氧化碳、水等物质。该技术能够有效地去除废水中含量高的氮、磷等污染物质，提升废水的水质。
可选的，所述调节后的ph值为5-6之间。
通过采用上述技术方案，一方面，在这个pH值范围内，废水中的大多数有机物质都处于易降解状态，可以通过生化处理等方式进行较好的降解和转化，提高废水的处理效果。另一方面，这个pH值范围不会给后续膜分离、高级氧化等环节中使用的各种材料带来太大的腐蚀或损伤，从而保证了后续处理过程的稳定性和可靠性。
可选的，所述反渗透膜采用聚醚砜反渗透膜和聚酰胺反渗透膜叠加使用。
通过采用上述技术方案，采用双层反渗透膜进行膜分离，在保证过滤速度的前提下，能够更好地过滤掉废水中的悬浮颗粒、胶体等杂质。同时，聚醚砜反渗透膜对于一些难以去除的溶解性离子、有机物质等也具有较好的去除效果，而聚酰胺反渗透膜则具有较高的抗污染能力和较长的使用寿命，因此两种膜层的结合使用可以相互补充有利于提高膜分离的效率和稳定性。
可选的，所述高级氧化处理采用紫外线对沥滤液持续照射并加入二氧化钛粉末。
通过采用上述技术方案，紫外线照射时会产生一定量的自由基，自由基在与水接触后能够快速反应生成氢氧自由基和羟基自由基等强氧化剂，使得废水中难以分解的有机物质被迅速氧化分解，形成易于降解的物质，从而达到净化水质的目的。同时，加入二氧化钛粉末能大幅度增加自由基的产生量，并且还能提高反应速率和光照度，进一步提高处理效果。此外，该方法无需添加任何药剂，不会增加废水的化学需氧量，避免了传统化学法造成的二次污染问题，并且操作简单，具有可持续性。
优选的，所述二氧化钛粉末的颗粒度为10-100nm。
通过采用上述技术方案，在高级氧化处理中，将低浓度的二氧化钛粉末引入反应体系，在紫外线照射下，它可以吸收一部分UV能量并产生电子空穴对，从而形成带隙内电荷，这些带隙内电荷在吸附到二氧化钛表面后就会引发一系列复杂的氧化还原反应，从而迅速氧化分解残留的有机物质和微量污染物。由于其颗粒度较小，比表面积较大，因此在光催化反应中容易被激活，从而提高了催化效率；同时，颗粒度小也意味着更加均匀地分散在反应体系中，提高了反应均匀性和稳定性。采用二氧化钛粉末进行高级氧化处理，不仅可有效去除水中有机物质和微量污染物，还可实现无毒、低成本、高效率的废水处理方式。而且，在使用过程中，该技术不会产生任何二次污染，具有良好的环境友好性和可持续性。
优选的，所述二氧化钛粉末的使用量为0.5-1g/L。
通过采用上述技术方案，通过合理的控制二氧化钛粉末的添加量，可以在一定程度上提高光催化反应的速率和效果。在使用过程中，如果添加量不足，则可能无法快速氧化分解样品中的有机物质和微量污染物。而如果添加过多，则可能会抑制光催化作用，影响废水的处理效果。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用过滤和反渗透膜分离将大部分固体颗粒和悬浮物去除，并将还原盐、重金属及其他难降解的物质基本去除；接着采用高级氧化处理技术对残余的难降解有机物进行进一步处理，使得废水中的有机物质得到进一步分解和转化，提升废水的处理效果。此外，针对其中包含有各种金属离子、溶剂残余、药品残留等微量难处理的污染物，可以采用吸附剂技术，如活性炭、离子交换树脂等材料，将这些难处理的污染物吸附移除，并使用紫外消毒等方法进行最终处理，以达到环保标准。
2、本申请中优选采用紫外线照射时会产生一定量的自由基，自由基在与水接触后能够快速反应生成氢氧自由基和羟基自由基等强氧化剂，使得废水中难以分解的有机物质被迅速氧化分解，形成易于降解的物质，从而达到净化水质的目的。同时，加入二氧化钛粉末能大幅度增加自由基的产生量，并且还能提高反应速率和光照度，进一步提高处理效果。此外，该方法无需添加任何药剂，不会增加废水的化学需氧量，避免了传统化学法造成的二次污染问题，并且操作简单，具有可持续性。
3、本申请通过在高级氧化处理中，将低浓度的二氧化钛粉末引入反应体系，在紫外线照射下，它可以吸收一部分UV能量并产生电子空穴对，从而形成带隙内电荷，这些带隙内电荷在吸附到二氧化钛表面后就会引发一系列复杂的氧化还原反应，从而迅速氧化分解残留的有机物质和微量污染物。由于其颗粒度较小，比表面积较大，因此在光催化反应中容易被激活，从而提高了催化效率；同时，颗粒度小也意味着更加均匀地分散在反应体系中，提高了反应均匀性和稳定性。采用二氧化钛粉末进行高级氧化处理，不仅可有效去除水中有机物质和微量污染物，还可实现无毒、低成本、高效率的废水处理方式。而且，在使用过程中，该技术不会产生任何二次污染，具有良好的环境友好性和可持续性。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1
一种垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺如下：
S1、预处理：在预处理阶段，废水会被送到PH调节池中，调整pH值为5-6之间并使用滤网去除一些大颗粒杂质。
S2、固液分离：通过压力过滤机将固体和液体分离，压强为0.5-1.5MPa。
S3、生化处理：处理后的沥滤液被引入生化反应器内，通过投加细菌进行有机物质降解，本实施例中选用假单胞菌。
S4、膜分离：由于生化处理后仍然存在一些难以降解的有机物及小颗粒物，使用反渗透膜进行膜分离，反渗透膜采用聚醚砜反渗透膜和聚酰胺反渗透膜叠加使用。
S5、高级氧化处理：高级氧化处理采用紫外线对沥滤液持续照射并加入二氧化钛粉末，二氧化钛粉末的颗粒度为50nm，二氧化钛粉末的使用量为0.8g/L。
S6、再生水质处理：对处理后的沥滤液进行活性炭吸附、过滤、紫外消毒工艺处理，使得水质更加纯净，并符合再利用要求。
实施例2
一种垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺：与实施例1不同之处在于S3步骤中的细菌选用厌氧菌。
实施例3
一种垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺：与实施例1不同之处在于S3步骤中的细菌选用奇异菌。
实施例4
一种垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺：与实施例1不同之处在于S3步骤中的细菌选用硫杆菌。
实施例5
一种垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺：与实施例1不同之处在于S3步骤中的细菌选用硝化细菌。
实施例6
一种垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺：与实施例1不同之处在于S3步骤中的细菌选用龅牙杆菌。
实施例7
一种垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺：与实施例1不同之处在于二氧化钛粉末的颗粒度为10nm。
实施例8
一种垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺：与实施例1不同之处在于二氧化钛粉末的颗粒度为100nm。
实施例9
一种垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺：与实施例1不同之处在于二氧化钛粉末的使用量为0.5g/L。
实施例10
一种垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺：与实施例1不同之处在于二氧化钛粉末的使用量为1g/L。
对比例
对比例1
一种垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺如下：
S1、预处理：在预处理阶段，废水会被送到PH调节池中，调整pH值为5-6之间并使用滤网去除一些大颗粒杂质。
S2、固液分离：通过压力过滤机将固体和液体分离，压强为0.5-1.5MPa。
S3、膜分离：由于生化处理后仍然存在一些难以降解的有机物及小颗粒物，使用反渗透膜进行膜分离，反渗透膜采用聚醚砜反渗透膜和聚酰胺反渗透膜叠加使用。
S4、高级氧化处理：高级氧化处理采用紫外线对沥滤液持续照射并加入二氧化钛粉末，二氧化钛粉末的颗粒度为50nm，二氧化钛粉末的使用量为0.8g/L。
S5、再生水质处理：对处理后的沥滤液进行活性炭吸附、过滤、紫外消毒工艺处理，使得水质更加纯净，并符合再利用要求。
对比例2
一种垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺如下：
S1、预处理：在预处理阶段，废水会被送到PH调节池中，调整pH值为5-6之间并使用滤网去除一些大颗粒杂质。
S2、固液分离：通过压力过滤机将固体和液体分离，压强为0.5-1.5MPa。
S3、生化处理：处理后的沥滤液被引入生化反应器内，通过投加细菌进行有机物质降解，本实施例中选用假单胞菌。
S4、高级氧化处理：高级氧化处理采用紫外线对沥滤液持续照射并加入二氧化钛粉末，二氧化钛粉末的颗粒度为50nm，二氧化钛粉末的使用量为0.8g/L。
S5、再生水质处理：对处理后的沥滤液进行活性炭吸附、过滤、紫外消毒工艺处理，使得水质更加纯净，并符合再利用要求。
对比例3
一种垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺如下：
S1、预处理：在预处理阶段，废水会被送到PH调节池中，调整pH值为5-6之间并使用滤网去除一些大颗粒杂质。
S2、固液分离：通过压力过滤机将固体和液体分离，压强为0.5-1.5MPa。
S3、生化处理：处理后的沥滤液被引入生化反应器内，通过投加细菌进行有机物质降解，本实施例中选用假单胞菌。
S4、膜分离：由于生化处理后仍然存在一些难以降解的有机物及小颗粒物，使用反渗透膜进行膜分离，反渗透膜采用聚醚砜反渗透膜和聚酰胺反渗透膜叠加使用。
S5、再生水质处理：对处理后的沥滤液进行活性炭吸附、过滤、紫外消毒工艺处理，使得水质更加纯净，并符合再利用要求。
性能检测试验
检测方法
根据GB 18920-2002中的规定，对实施例1-10及对比例1-3进行测试，垃圾焚烧厂沥滤液经过净化处理之后，其水质指标应该符合以下要求：
pH值：6-9
总悬浮物(TSS)：≤50mg/L
溶解性总固体(TDS)：≤1000mg/L
化学需氧量(COD)：≤300mg/L
生化需氧量(BOD)：≤30mg/L
氨氮(NH3-N)：≤15mg/L
总磷(TP)：≤0.5mg/L
总氮(TN)：≤15mg/L
表1
结合实施例1和对比例1并结合表1可以看出，垃圾焚烧产生的沥滤液中含有大量的有机物，这些有机物会被添加的细菌利用为自身的营养来源，从而促进其生长和繁殖。同时，细菌通过分泌酶类等物质，可以加速有机物分解，使废水中的有机物降解得更快、更彻底。细菌能够积极参与氮、磷等元素的循环过程，有效地减少了废水中的氨氮、总磷等营养物质的含量，减缓了水体富营养化的趋势，从而改善水质。
结合实施例1和对比例2并结合表1可以看出，聚醚砜反渗透膜和聚酰胺反渗透膜的不同孔径大小可实现对沥滤液废水的深层次过滤。聚酰胺反渗透膜的孔径较小，可以过滤掉沥滤液中的大分子物质，如悬浮颗粒、胶体物质等。而聚醚砜反渗透膜的孔径则更细，可过滤掉更微小的离子、分子量较小的有机和无机物质，达到高效净化的效果。聚酰胺反渗透膜和聚醚砜反渗透膜采用叠加方式可以提高废水处理的效率，可将反渗透膜分成不同结构、不同孔径的多层，自下而上进行过滤，从而最大限度地实现沥滤液废水的净化和深度处理。
结合实施例1和对比例3并结合表1可以看出，二氧化钛粉末能引发紫外线反应，产生活性自由基，对沥滤液中的有机物、重金属等污染物进行氧化分解。这种高级氧化处理技术可以有效降解废水中难降解的有机物和毒性较强的有机污染物，从而实现水质净化。
结合实施例1-6并结合表1可以看出，假单胞菌能够利用沥滤液中的有机物为营养源进行生长繁殖，从而有效地分解有机物质，减少污水中有机物和悬浮颗粒等的数量，提高废水的透明度。此外，它们还可以产生一定的酶类物质，促进污水的分解和降解过程。厌氧菌能够降解和氧化污水中的有机物质,奇异菌对于废水中的硫化物等有机物质具有生物降解能力，能够将有机硫酸盐转化为硫酸氢根离子，从而达到减少污水中硫含量的效果。通过对不同成分的沥滤液使用多种细菌进行组合使用可以发挥出更好的处理效果。
结合实施例1及实施例7-10并结合表1可以看出，通过改变二氧化钛粉末的颗粒度及用量可以使高级氧化处理达到更优的效果，二氧化钛颗粒度过小会导致分散性不佳，颗粒度过大会导致催化效率降低；二氧化钛粉末用量过少无法快速氧化分解样品中的有机物质和微量污染物，用量过大会抑制光催化作用，影响废水的处理效果。因此，实施例1为本申请最优方案。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、预处理：调整沥滤液pH值并初步过滤；
S2、固液分离：通过压力过滤将固体和液体分离；
S3、生化处理：处理后的沥滤液通过投放菌群进行降解；
S4、膜分离：使用反渗透膜对沥滤液进行膜分离；
S5、高级氧化处理：对膜分离后的沥滤液进行高级氧化处理；
S6、再生水质处理：对处理后的沥滤液进行活性炭吸附、过滤、紫外消毒。
2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺，其特征在于：所述S2步骤中压力过滤的压强为0.5-1.5MPa。
3.根据权利要求1所述的垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺，其特征在于：所述S3步骤中的细菌选用假单胞菌、厌氧菌、奇异菌、硫杆菌、硝化细菌和芽孢杆菌中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺，其特征在于：所述调节后的ph值为5-6之间。
5.根据权利要求1所述的垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺，其特征在于：所述反渗透膜采用聚醚砜反渗透膜和聚酰胺反渗透膜叠加使用。
6.根据权利要求1所述的垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺，其特征在于：所述高级氧化处理采用紫外线对沥滤液持续照射并加入二氧化钛粉末。
7.根据权利要求6所述的垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺，其特征在于：所述二氧化钛粉末的颗粒度为10-100nm。
8.根据权利要求7所述的垃圾焚烧厂沥滤液深度处理工艺，其特征在于：所述二氧化钛粉末的使用量为0.5-1g/L。
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2023
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