CN207726919U - 一种垃圾渗滤液的多级膜组合处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种垃圾渗滤液的多级膜组合处理系统，该处理系统包括生化处理装置和膜处理机构，所述膜处理机构包括依次连接的一级超滤装置、一级纳滤装置、二级超滤装置、二级纳滤装置和反渗透装置。本实用新型多级膜组合处理系统设置“超滤+纳滤”的多级处理装置对垃圾渗滤液进行处理，并配合反渗透处理装置，不仅能够更有效地降低垃圾渗滤液中的难降解有机物、无机盐和重金属离子及钙镁离子的含量，还能够提高垃圾渗滤液的回收效率，降低运行的成本。

Description

一种垃圾渗滤液的多级膜组合处理系统

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种垃圾渗滤液的多级膜组合处理系统。

背景技术

目前，我国生活垃圾的主要处理方式有卫生填埋和焚烧。其中，垃圾在填埋过程中，由于厌氧发酵、有机物分解、雨水冲淋、地下水浸泡等因素会产生多种代谢物质和水分，形成填埋场垃圾渗滤液。而垃圾在焚烧过程中，由于垃圾运输、堆放，雨水浸入和垃圾本体浸出等因素会形成焚烧场垃圾渗滤液。垃圾渗滤液是一种水质变化大、成分复杂、有机物和无机盐含量高的难处理废水。

垃圾渗滤液的处理方式主要有生化法、膜处理法、化学法、回灌法等。随着生物技术和膜处理技术的进步，“生化法+膜法”组合工艺处理渗滤液技术迅速发展，已成为渗滤液处理的主流技术，主要通过碳化、硝化和反硝化去除大部分有机物，采用纳滤或反渗透实现排放要求。

申请公布号为CN 102060405 A的专利申请文献公开了一种生活垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，包括以下步骤：(1)所述垃圾渗滤液膜浓缩液先通过碟管式过滤膜，得到向垃圾渗滤液浓缩液中加入石灰和碳酸钠，混合搅拌，静置沉淀；(2)采用管式膜对沉淀后的上清液进行过滤，去除浓缩液中的悬浮物和胶体杂质；(3)将管式膜透过液加酸调节pH值至中性，采用脱盐膜对调节pH值后的浓缩液进行处理，达到排放标准的透过液直接排放，浓缩再采用焚烧、蒸发的方法处理；(4)步骤(1)中形成的沉淀经过污泥脱水机脱水，形成泥饼，回填填埋场，透过液回流至步骤(1)继续处理。该处理方法可以实现垃圾渗流液浓缩液的减量化，减少投资，降低处理成本，同时脱除浓缩液中的大部分污染物。

虽然，上述方法在一定程度上减少了垃圾渗滤液膜浓缩液的含量；但是，由于上述方法采用了加药沉淀的方法，人为添加沉淀药剂，运行成本较高，而且化学药剂本身也是一种工业产品需消耗一定的资源。

因此，如何能够进一步减少垃圾渗滤液的浓缩液量，减少运行成本，还有待进一步地探究。

实用新型内容

本实用新型提供了一种垃圾渗滤液的多级膜组合处理系统，该处理系统不仅能够有效降低垃圾渗滤液中的难降解有机物、无机盐和重金属离子及钙镁离子的含量，还能够提高垃圾渗滤液的回收效率，降低系统运行成本。

具体技术方案如下：

一种垃圾渗滤液的多级膜组合处理系统，包括生化处理装置和膜处理机构，所述膜处理机构包括：

一级超滤装置，用于对生化处理后的废液进行一级超滤处理，得到透过液I和浓缩液I；

一级纳滤装置，用于对所述透过液I进行一级纳滤处理，得到透过液II和浓缩液II；

二级超滤装置，用于对所述浓缩液II进行二级超滤处理，得到透过液III和浓缩液III；

二级纳滤装置，用于对所述透过液III进行二级纳滤处理，得到透过液IV和浓缩液IV；

反渗透装置，用于对所述透过液IV进行反渗透处理，得到出水。

本实用新型提供的多级膜组合处理系统采用“超滤+纳滤”的多级处理模式对垃圾渗滤液进行处理，并配合反渗透处理，不仅能够更有效地降低垃圾渗滤液中的难降解有机物、无机盐和重金属离子及钙镁离子的含量，还能够提高垃圾渗滤液的回收效率，降低运行的成本。

本实用新型所述的垃圾渗滤液是指填埋场垃圾渗滤液或焚烧厂垃圾渗滤液。

上述垃圾渗滤液先进入生化处理装置内，进行生化处理，去除垃圾渗滤液中部分难降解有机物、氨氮、总氮和SS；再进入一级超滤装置内，进行一级超滤处理，过滤并回收生化处理后的污泥，而将浓缩液I回流至生化处理装置内，可以提高污泥浓度，进而提高生化处理效果；过滤后的透过液I则进入一级纳滤处理中，进行一级纳滤处理，去除绝大部分的COD、大部分二价盐；一级纳滤处理后的透过液II可直接进行排放，而浓缩液II则进入二级超滤处理装置内，进行二级超滤处理，去除浓缩液中部分COD和少量的二价盐；将浓缩液III进行絮凝沉淀处理，去除大部分二价盐和部分COD，出水回流至生化处理装置内，补充了生物处理装置的碳源，进一步用生化法降解有机物；二级超滤处理后的透过液III再进入二级纳滤装置内，进行二级纳滤处理，去除残余的大部分COD和二价盐；二级纳滤处理后的透过液IV再经反渗透膜处理，去除绝大部分有机物、二价盐和总氮，得到合格出水，而浓缩液IV则通过回灌、焚烧或高级氧化的方式进行处理。

上述出水可以达到《生活垃圾填埋场污染物控制标准》(GB16889-2008)中表2的标准。

作为优选，所述一级超滤装置与所述生化处理装置之间设有回流管路I，用于将浓缩液I回流至所述生化处理装置，可以提高生化处理装置内的污泥浓度，进而提高该装置的生化处理效果。

作为优选所述二级超滤装置与所述生化处理装置之间设有通过回流管路II连通的絮凝装置，用于浓缩液III回流至生化处理装置的过程中对浓缩液III进行絮凝沉淀处理，用于降低浓缩液III中难降解有机物和无机钙镁离子的含量。

不同膜类型和膜参数对膜处理效果影响很大。

作为优选，所述一级超滤装置采用的一级超滤膜为管式超滤膜；所述一级纳滤装置采用的一级纳滤膜为卷式纳滤膜。

更优选，所述一级超滤膜的孔径为30nm；所述一级纳滤膜的孔径为0.8-5nm。

作为优选，所述二级超滤装置采用的二级超滤膜为卷式超滤膜；所述二级纳滤装置采用的二级纳滤膜为蝶管式纳滤膜；反渗透装置采用的反渗透膜为卷式反渗透膜。

更优选，所述二级超滤膜的孔径为5-10nm；所述二级纳滤膜的孔径为0.8-5nm；所述反渗透膜的孔径为0.1-0.8nm。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型多级膜组合处理系统设置“超滤+纳滤”的多级处理装置对垃圾渗滤液进行处理，并配合反渗透处理装置，不仅能够更有效地降低垃圾渗滤液中的难降解有机物、无机盐和重金属离子及钙镁离子的含量，还能够提高垃圾渗滤液的回收效率，降低运行的成本。

附图说明

图1为本实用新型垃圾渗滤液的多级膜组合处理系统的示意图；

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，一种垃圾渗滤液的多级膜组合处理系统，包括通过管路依次连接的生化处理装置1、一级超滤装置2、一级纳滤装置3、二级超滤装置5、二级纳滤装置6和反渗透装置7。

其中，生化处理装置1为生化反应池，采用钢制组合水池，通过硝化和反硝化工艺，利用微生物生命活动去除部分的COD、氨氮、总氮等污染物，在生化反应池内并调节进水水量和调匀水质，设曝气设备提供好氧微生物需氧量，并控制适宜的温度范围。生化处理装置1对垃圾渗滤液进行生化处理，作为后续膜系统的前处理系统，去除了部分污染物，稳定了水质。

一级超滤装置2为钢框架集成设备，膜元件、膜壳及其仪表管路均集成在该一体化设备。一级超滤膜采用孔径为30nm的管式超滤膜，用于对生化处理后的废液进行一级超滤处理，拦截生化污泥，去除SS，得到透过液I和浓缩液I。透过液I进入一级纳滤装置3中继续处理，而浓缩液I通过管路回流至生化处理装置内。

一级纳滤装置3也为钢框架集成设备，膜元件、膜壳及其仪表管路均集成在该一体化设备。一级纳滤膜采用孔径为0.8-5nm范围内，截留分子量为270da的卷式纳滤膜，用于对一级超滤装置2产生的透过液I进行一级纳滤处理，去除绝大部分COD、二价盐，得到透过液II和浓缩液II，透过液II可以直接排放，浓缩液II进入二级超滤装置5中继续处理。一级纳滤装置3的上游还与一级加酸装置8和一级阻垢剂投加装置9连通，用于向一级纳滤装置3中投加酸和阻垢剂。

二级超滤装置5为钢框架集成设备，膜元件、膜壳及其仪表管路均集成在该一体化设备。二级超滤膜采用孔径为5-10nm范围内，截留分子量为2000da的卷式超滤膜，用于对一级纳滤装置3得到的浓缩液II进行二级超滤处理，去除部分有机物和少量随有机物吸附的二价盐，得到透过液III和浓缩液III。

絮凝装置4为絮凝沉淀池，采用钢制水池，用于对二级超滤装置5产生的浓缩液III进行絮凝沉淀反应，通过加药产生矾花进而将大部分钙镁离子和部分COD沉淀出来，降低浓缩液III中钙镁离子的含量，去除部分难降解有机物，得到处理液返回生化处理装置1，沉淀的污泥排出系统。絮凝装置4的上游还设有絮凝剂投加装置10，用于投加絮凝剂。

二级纳滤装置6为钢框架集成设备，膜元件、膜壳及其仪表管路均集成在该一体化设备。二级纳滤膜采用孔径为0.8-5nm范围内，截留分子量为150da的碟管式纳滤膜，用于对二级超滤装置得到的透过液III进行二级纳滤处理，去除大部分有机物和二价盐，得到透过液IV和浓缩液IV。二级纳滤装置6的上游还与二级加酸装置11和二级阻垢剂12投加装置连通，用于向二级纳滤装置6中投加酸和阻垢剂。

反渗透装置7钢框架集成设备，膜元件、膜壳及其仪表管路均集成在该一体化设备。反渗透膜采用孔径为0.1-0.8nm范围内，测试条件下稳定脱盐率99.80％的卷式反渗透膜，用于对二级纳滤装置得到的透过液IV进行反渗透处理，去除绝大部分有机物、二价盐和总氮，得到合格出水，而浓缩液IV则通过回灌、焚烧或高级氧化的方式进行处理。

上述垃圾渗滤液的多级膜组合处理系统的运行模式如下：

将垃圾渗滤液先进入生化处理装置内，进行生化处理，去除部分垃圾渗滤液中的难降解有机物、氨氮、总氮和SS；再进入一级超滤装置内，进行一级超滤处理，过滤生化处理后废液中的污泥，而将浓缩液I回流至生化处理装置内，可以提高污泥浓度，进而提高生化处理效果；过滤后的透过液I则进入一级纳滤处理中，进行一级纳滤处理，去除绝大部分COD、二价盐；一级纳滤处理后的透过液II可直接进行排放，而浓缩液II则进入二级超滤处理装置内，进行二级超滤处理，去除部分COD和少量二价盐；将浓缩液III进行絮凝沉淀处理，去除大部分二价盐和部分COD，得到的处理液出水返回生化处理装置内，补充生化处理装置的碳源；而沉淀出的污泥排出多级膜组合处理系统；二级超滤处理后的透过液III再进入二级纳滤装置内，进行二级纳滤处理，去除残余的大部分COD和二价盐；二级纳滤处理后的透过液IV再经反渗透膜处理，去除绝大部分有机物、二价盐、氨氮和总氮，得到出水，而反渗透浓缩液和浓缩液IV则通过回灌、焚烧或高级氧化的方式进行处理。

应用实例1

采用上述多级膜组合处理系统，对填埋场生活垃圾的垃圾渗滤液进行处理，测定该垃圾渗滤液中的COD：9040mg/L、NH₃-N：983mg/L、总氮：1120mg/L，SS：1109mg/L。

具体步骤如下：

(1)生化处理：将垃圾渗滤液通入生化处理装置内进行生化处理，生化处理共分反硝化单元和硝化单元。反硝化单元pH控制条件为7.5，DO≤0.3mg/L，温度控制范围为28℃，为宜；硝化单元pH控制条件为8.0左右，出水DO应不小于2mg/L，温度不得高于35℃。

此外，为保证反硝化的营养条件，需适当补充碳源，并控制硝化液回流比为500～1000％。

(2)一级超滤处理：对生化处理后的废液进行一级超滤处理，得到透过液I和浓缩液I；其中，采用的超滤膜为管式超滤膜，膜孔径为30nm，运行压力为0.45MPa；浓缩液I回流至步骤(1)。

(3)一级纳滤处理：添加酸控制pH在7.0，添加阻垢剂4ppm，对透过液I进行一级纳滤处理，得到透过液II和浓缩液II；其中，采用的纳滤膜为卷式纳滤膜，膜孔径为0.8-5nm范围内，截留分子量为270da，运行压力为0.6MPa；透过液II直接排放。

(4)二级超滤处理：对浓缩液II进行二级超滤处理，得到透过液III和浓缩液III；其中，采用的超滤膜为卷式超滤膜，膜孔径为5-10nm范围内，截留分子量为2000da，运行压力为1.0MPa。

(5)絮凝沉淀处理：添加无机絮凝剂，聚合氯化铝200ppm，对浓缩液III进行絮凝沉淀，絮凝沉淀时间为30min，得到处理液I，回流至生化处理装置内，沉淀出的污泥排出多级膜组合处理系统。

(6)二级纳滤处理：添加酸控制pH在6.5，添加阻垢剂4ppm，对透过液III进行二级纳滤处理，得到透过液IV和浓缩液IV；其中，采用的纳滤膜为碟管式纳滤膜，膜孔径为0.8-5nm范围内，截留分子量为150da，运行压力为1.2MPa；浓缩液IV直接进行回灌、焚烧或高级氧化等方式进行后处理。

(7)反渗透处理：采用的反渗透膜为卷式反渗透膜，膜孔径为0.1-0.8nm范围内，测试条件下稳定脱盐率99.80％，运行压力4.0MPa。对透过液IV进行反渗透处理，得到合格出水。浓缩液直接进行回灌、焚烧或高级氧化等方式进行后处理。

经过上述工艺处理后得到产水水质：COD：85mg/L、NH₃-N：21mg/L、总氮：38mg/L，SS：0mg/L。

Claims (7)

1.一种垃圾渗滤液的多级膜组合处理系统，包括生化处理装置和膜处理机构，其特征在于，所述膜处理机构包括：

一级超滤装置，用于对生化处理后的废液进行一级超滤处理，得到透过液I和浓缩液I；

一级纳滤装置，用于对所述透过液I进行一级纳滤处理，得到透过液II和浓缩液II；

二级超滤装置，用于对所述浓缩液II进行二级超滤处理，得到透过液III和浓缩液III；

二级纳滤装置，用于对所述透过液III进行二级纳滤处理，得到透过液IV和浓缩液IV；

反渗透装置，用于对所述透过液IV进行反渗透处理，得到出水。

2.如权利要求1所述的多级膜组合处理系统，其特征在于，所述一级超滤装置与所述生化处理装置之间设有回流管路I，用于将浓缩液I回流至所述生化处理装置。

3.如权利要求1所述的多级膜组合处理系统，其特征在于，所述二级超滤装置与所述生化处理装置之间设有通过回流管路II连通的絮凝装置，用于浓缩液III回流至生化处理装置的过程中对浓缩液III进行絮凝沉淀处理。

4.如权利要求1所述的多级膜组合处理系统，其特征在于，所述一级超滤装置采用的一级超滤膜为管式超滤膜；所述一级纳滤装置采用的一级纳滤膜为卷式纳滤膜。

5.如权利要求4所述的多级膜组合处理系统，其特征在于，所述一级超滤膜的孔径为30nm；所述一级纳滤膜的孔径为0.8-5nm。

6.如权利要求1所述的多级膜组合处理系统，其特征在于，所述二级超滤装置采用的二级超滤膜为卷式超滤膜；所述二级纳滤装置采用的二级纳滤膜为蝶管式纳滤膜；反渗透装置采用的反渗透膜为卷式反渗透膜。

7.如权利要求6所述的多级膜组合处理系统，其特征在于，所述二级超滤膜的孔径为5-10nm；所述二级纳滤膜的孔径为0.8-5nm；所述反渗透膜的孔径为0.1-0.8nm。