CN212293238U

CN212293238U - 适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统

Info

Publication number: CN212293238U
Application number: CN202021560928.2U
Authority: CN
Inventors: 郭智; 刘杰; 刘健平; 王元月; 史振宇; 张欣
Original assignee: CECEP Engineering Technology Research Institute Co Ltd
Current assignee: CECEP Engineering Technology Research Institute Co Ltd
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2020-07-31
Publication date: 2021-01-05
Anticipated expiration: 2030-07-31

Abstract

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统。所述适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统包括沿水流方向依次连接的调节池、水解酸化池、UASB厌氧反应罐、气浮池、沉淀池、解析脱氨塔、A/O反应池、MBR膜池、电子束辐照设备、混凝池、曝气生物滤池和活性碳滤池。本实用新型的适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统能使垃圾焚烧厂产生的渗滤液经处理后水质达到《生活垃圾填埋场控制标准》(GB 16889‑2008)的排放限值标准，具有处理效果好、成本较低、运行稳定、无膜后浓相液产生的优点，因而有较好的应用推广前景，能够为垃圾焚烧厂的平稳生产和降本增效保驾护航。

Description

适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统。

背景技术

垃圾渗滤液是一类水质成分复杂，污染物浓度高，水量水质波动变化大，难处理的有机污染废水，其主要来源为城市生活垃圾的卫生填埋和焚烧处理过程。垃圾填埋场和焚烧厂产生的渗滤液污染物特点有所不同：填埋场产生的渗滤液，通常B/C比较低，氨氮浓度很高(中老龄填埋场)，而焚烧厂的渗滤液原液则较为“新鲜”，COD较高，B/C比较好。由于焚烧厂渗滤液中含有大量难降解的大分子有机物，且总氮浓度高，毒性大，使用传统的生化工艺或者单独依靠某一种技术处理垃圾渗滤液，无法使其达到日趋严格的排放要求。因此亟需开发经济合理，技术可行的组合处理工艺，高效且达标处理焚烧厂运行过程中产生的垃圾渗滤液，为焚烧厂的稳定生产及降本增效保驾护航。

中国专利CN110028210A公开了一种基于UASB技术的处理垃圾渗滤液的工艺。渗滤液经预处理后进入UASB厌氧反应器，UASB反应器中设置有加热系统，能够实现厌氧反应过程的自动加热。UASB出水进入两级A/O生化反应池。两级A/O的出水进入超滤+纳滤+反渗透系统使出水达到排放标准或者回用。该方法是较常规的渗滤液组合处理工艺，主要存在膜后浓相液难处理的问题。

中国专利CN110577333A公开了一种渗滤液处理新工艺。垃圾渗滤液经过预处理和UASB反应器处理后，进入反硝化+二级硝化流程，后续通过超滤+DTRO+RO膜工艺处理后，产水回用。该实用新型在高压反渗透后增加低压反渗透，提高了反渗透的出水水质，但仍然无法对反渗透单元产生的膜后浓缩液进行妥善处理。

中国专利CN110510825A公开了一种零浓缩液的垃圾渗滤液处理方法和系统。该方法主要通过加碱混凝沉淀去除水中的悬浮物、重金属及部分有机物，同时将水的pH值提高至10以上，而后通过膜脱氨技术将水中的氨氮转化为硫酸铵，降低水中的氨氮浓度，改善出水的C/N比。生化工艺采用多级AO+MBR降低水中的有机物、氨氮及总氮浓度，末端使用逆流吸附和动态过滤技术使出水达标排放，具有无浓缩液产生，处理效果好，处理费用较低的特点。但该方法在膜脱氨前端的预处理工艺不完善，容易造成脱气膜污堵，导致膜清洗频繁，影响系统稳定运行。脱氨工艺段产生的硫酸铵溶液浓度较低(没有商业价值)，需要额外使用蒸发器对溶液进行浓缩和结晶，获得硫酸铵固体，这无疑将增加整体运行成本。末端采用吸附+过滤的方式去除水中的剩余污染物，一方面由于MBR出水的污染物浓度仍然较高，吸附剂容易吸附饱和，需要频繁对吸附剂进行重整再生，并对磨损的吸附剂进行补充和更换；另一方面，滤池较易板结，需要频繁气水反洗，且滤料不易更换。经分摊吸附剂重整再生、滤料更换等费用后，实际处理成本将上升。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统，能使垃圾焚烧厂产生的渗滤液经处理后水质达到《生活垃圾填埋场控制标准》(GB16889-2008)的排放限值标准，具有处理效果好、成本较低、运行稳定、无膜后浓相液产生的优点，因而有较好的应用推广前景，能够为垃圾焚烧厂的平稳运营和降本增效保驾护航。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统，包括沿水流方向依次连接的调节池、水解酸化池、UASB厌氧反应罐、气浮池、沉淀池、解析脱氨塔、A/O反应池、MBR膜池、电子束辐照设备、混凝池、曝气生物滤池和活性碳滤池。

优选的，上述适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统中，还包括污泥脱水装置，所述UASB厌氧反应罐的污泥出口、气浮池的浮渣出口、沉淀池的污泥出口、A/O反应池的污泥出口、MBR膜池的污泥出口、混凝池的污泥出口均与所述污泥脱水装置连接。

优选的，上述适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统中，还包括换热器，所述沉淀池的出水先经过所述换热器再连接至所述解析脱氨塔，所述解析脱氨塔的塔底出水先经过所述换热器再连接至所述A/O反应池。

优选的，上述适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统中，所述解析脱氨塔的下部设有蒸汽入口，所述解析脱氨塔的蒸汽入口与垃圾焚烧厂的余热蒸汽供给管道连接。

优选的，上述适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统中，所述解析脱氨塔的塔顶设置有分凝器，所述解析脱氨塔的顶部出气口连接至所述分凝器的入口。

优选的，上述适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统中，所述MBR膜池为外置式MBR膜池，所述外置式MBR膜池内设置有帘式MBR膜组件。

本实用新型还提供一种采用上述适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统进行渗滤液处理的方法，依次包括如下步骤：

(1)渗滤液进入调节池进行水量和水质的调节；

(2)调节池的出水进入水解酸化池进行水解酸化处理，将大分子有机物分解为小分子有机物；

(3)水解酸化池的出水进入UASB厌氧反应罐进行厌氧处理；

(4)UASB厌氧反应罐的出水进入气浮池进行气浮处理，去除部分悬浮物和表面活性剂；

(5)气浮池的出水进入沉淀池；

(6)沉淀池的出水进入解析脱氨塔，去除氨氮；

(7)解析脱氨塔的出水进入A/O反应池进行生化处理；

(8)A/O反应池的出水进入MBR膜池进行处理；

(9)MBR膜池的出水进入电子束辐照设备进行电子束辐照处理；

(10)电子束辐照设备的出水进入混凝池进行混凝处理；

(11)混凝池的出水进入曝气生物滤池进行处理；

(12)曝气生物滤池的出水进入活性碳吸附罐，经活性碳吸附罐内活性炭的吸附处理后达标排放。

优选的，上述方法中，步骤(7)中，所述解析脱氨塔的蒸汽入口与垃圾焚烧厂的余热蒸汽供给管道连接，利用垃圾焚烧余热锅炉产生的低温低压蒸汽进行负压解析脱氨。

优选的，上述方法中，步骤(10)中，所述电子束辐照设备中，加速器加速电子的能量为0.5～5.0MeV，辐照剂量在2～15kGy。

本实用新型所取得的有益效果：

(1)利用本实用新型提供的处理系统及方法对垃圾焚烧厂的渗滤液进行处理，无膜后浓相液产生，解决现有渗滤液处理工艺存在的膜后浓相液处理难题，同时具备运行稳定、产水水质有保障的优点；

(2)本实用新型利用垃圾焚烧厂的低温低压蒸汽进行负压解析脱氨，脱氨效率高，速度快，可以有效降低能耗及处理成本。同时，相比传统氨吹脱法和蒸氨法，一方面解析脱氨过程无需加碱调节pH，减少药剂使用量及污泥产生量，进一步降低脱氨单元处理成本；另一方面，脱出氨气浓度更高，容易收集制备氨水，可进一步用于焚烧厂的烟气脱硝单元，能够有效降低渗滤液处理费用和垃圾焚烧厂的整体运行成本。对渗滤液进行脱氨亦可显著改善水中的C/N比，为后续生化工艺创造有利条件，降低在生化工艺段的水力停留时间、曝气能耗，从而降低处理成本。

(3)利用电子束与水分子作用产生强氧化剂，破坏渗滤液的难降解有机物，有效改善尾水中的B/C比，提高深度处理效率，且具有无二次污染、处理速度快的优势。

附图说明

图1示出根据本实用新型的适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型所述的适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统作进一步的说明，但不用来限制本实用新型的范围。

图1示出根据本实用新型的适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统的示意图，包括依次连接的：

(1)调节池：渗滤液进入调节池调节水量和水质，减少渗滤液产生量和水质受季节变化引起的波动，保证渗滤液处理设施水量、水质的均衡和稳定；

(2)水解酸化池：调节池出水进入水解酸化池，在水解酸化池中破坏降解水中的长链高分子聚合物，提高水中的B/C比。经水解酸化后，水的pH下降至5左右，使用碳酸钠调节pH值至6.5～7.0，使其满足UASB厌氧反应罐内产甲烷化的条件；

(3)UASB厌氧反应罐：水解酸化池的出水进入UASB厌氧反应罐去除水中的大部分有机物；

(4)气浮池：UASB厌氧反应罐的出水进入气浮池，去除其中可能存在的表面活性剂、浮油和部分悬浮物，同时实现泡沫分离。气水比控制在10:1～30:1，上升流速控制在1.2～3m/h；

(5)沉淀池：气浮池的出水进入沉淀池进行固液分离，降低上清液中的SS含量；

(6)解析脱氨塔：沉淀池的上清液经过与解析脱氨塔的出水在冷凝器中进行换热后，提升温度，进入解析脱氨塔。利用垃圾焚烧厂产生的低温低压蒸汽(温度100～130℃，压力0.3～0.5MPa)，在负压的条件下(0.04～0.08MPa)，无需加碱调节水的pH，将水中的大部分氨氮脱除，C/N比提升至6～9:1，利于后续的生化过程进行。经脱氨后的水与解析脱氨塔的进水在冷凝器中换热降温后，进入后续生化单元。解析脱氨塔顶部排出的含氨蒸汽在塔顶分凝器中冷凝生成氨水，通过控制氨水回流量和塔顶分凝器的温度，制成浓度为8～16％的氨水，用于焚烧厂的烟气脱硝单元；

本实用新型实施例中所用解析脱氨塔请参见郭智等人于2019年07月19日申请的，于2019年10月08日公开的第CN110304779A号中国公开专利申请“一种垃圾渗滤液厌氧出水的物化脱氨方法和处理系统”中负压脱氨塔，申请人：中节能工程技术研究院有限公司。为节省篇幅，仅引用于此，但上述申请所有技术揭露也应视为本实用新型申请技术揭露的一部分。

(7)A/O+MBR生化处理单元：解析脱氨塔的出水进入A/O+MBR生化处理单元。A/O反应池中污泥浓度为4～6g/L，缺氧区主要对水中的硝酸盐进行反硝化，缺氧区溶解氧控制在0.2～0.5mg/L，好氧区去除水中的有机物和发生硝化反应，好氧区溶解氧控制在3～5mg/L。MBR膜池为外置式，膜池中设有帘式MBR超滤膜，膜通量为0.1～0.2m³/(m²·d)；

(8)电子束辐照单元：AO+MBR生化处理单元出水进入电子束辐照设备，进行电子束辐照处理，产生大量强氧化剂，去除水中的部分COD、大部分色度、异味以及对部分大分子有机物进行破坏/改性。电子束辐照设备的辐照源加速器选择中能段(0.5～5.0MeV)，辐照剂量为2～15kGy；

(9)混凝池：电子束辐照设备出水进入混凝池，通过投加一定量的混凝剂，在混凝池实现固液分离，去除水中的悬浮物和部分COD。所述混凝剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺中的一种或几种，投加量为0.1～2g/L；

(10)曝气生物滤池：混凝池出水进入曝气生物滤池进行深度处理，水力负荷为0.3～0.5m³/(m²·h)；

(11)活性炭吸附罐：曝气生物滤池出水进入活性炭吸附罐，通过活性炭吸附处理后达标排放。

进一步地，由UASB厌氧罐、沉淀池、AO+MBR单元、混凝池和气浮池产生的污泥和浮渣经收集脱水至含水率60％以下后，投入垃圾焚烧发电厂的焚烧炉焚烧处理。

实施例1

河北某垃圾焚烧厂的渗滤液基本水质情况如下：pH为6.6～6.8；COD浓度为55000～75000mg/L；氨氮浓度为660～750mg/L；总氮浓度约为1000～1280mg/L。利用本实用新型的渗滤液处理系统进行渗滤液处理，具体方法步骤如下：

1、渗滤液进入调节池调节水量和水质；

2、调节池出水进入水解酸化池，经水解酸化后，水的pH下降至5.3，使用碳酸钠调节pH值至6.9～7.2，使其满足UASB厌氧反应罐内产甲烷化的条件；

3、水解酸化池的出水进入UASB厌氧反应罐去除水中的大部分有机物。出水pH为7.8～8.0，COD浓度为9000～10400mg/L，氨氮浓度为2350～2700mg/L，SS为11～14g/L；

4、UASB厌氧反应罐的出水进入气浮池，气水比控制在20:1，上升流速控制在2.2m/h；

5、气浮池的出水进入沉淀池；

6、沉淀池的出水经过与解析脱氨塔的出水进行换热后，提升温度至45℃，进入解析脱氨塔。利用垃圾焚烧厂产生的低温低压蒸汽(温度100～135℃，压力0.3～0.6MPa)提供热量，在压力0.068Mpa，水温78℃的条件下进行脱氨。经脱氨后的水氨氮浓度降至750mg/L以下，与解析脱氨塔的进水换热降温至约34℃，进入后续生化单元。解析脱氨塔顶部排出的含氨蒸汽在塔顶分凝器中冷凝，制成浓度为12％的氨水；

7、解析脱氨塔的出水进入A/O+MBR生化处理单元。A/O反应池中污泥浓度为4.5g/L，缺氧区溶解氧控制在0.3～0.4mg/L，好氧区溶解氧控制在4.2～4.6mg/L。MBR膜池的膜通量为0.2m³/(m²·d)，出水COD为550～610mg/L，氨氮浓度25～40mg/L，总氮浓度65～75mg/L，总磷1～2mg/L，pH6.6～6.8；

8、A/O+MBR生化单元出水进入电子束辐照设备。电子束辐照设备的辐照源加速器为中能段(0.5～5.0MeV)，辐照剂量控制为8.7kGy；

9、电子束辐照设备出水进入混凝池，先后投加聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺，投加量分别为1g/L和1.5mg/L；

10、混凝池上清液进入曝气生物滤池，滤池水力负荷0.4m³/(m²·h)；

11、曝气生物滤池出水进入活性炭吸附罐，最终出水水质主要指标如下：pH为7左右，COD浓度为40～48mg/L，BOD浓度为8～12mg/L，氨氮浓度为3～6mg/L，总氮浓度约为12～17mg/L，总磷浓度约为0.5～0.9mg/L，SS为16～22mg/L，色度20～25，均满足《生活垃圾填埋场控制标准》(GB 16889-2008)表3中的排放限值标准。

此外，由UASB厌氧罐、沉淀池、AO+MBR单元、混凝池和气浮池产生的污泥和浮渣经收集脱水至含水率60％以下后，投入焚烧炉焚烧处理。

实施例2

安徽某垃圾焚烧厂的渗滤液基本水质情况如下：pH为6.1～6.5；COD浓度为50000～65000mg/L；氨氮浓度为480～630mg/L；总氮浓度约为910～1200mg/L。

采用实施例1的方法对该渗滤液进行处理，区别在于:

调节池出水pH下降至5.4，使用碳酸钠调节pH值至6.8～7.0；

气浮池气水比控制在16:1，上升流速控制在3m/h；

沉淀池的出水经过与解析脱氨塔的出水进行换热后，提升温度至42℃，进入解析脱氨塔；

利用垃圾焚烧厂产生的低温低压蒸汽(温度100～110℃，压力0.3～0.4MPa)提供热量，在压力0.07Mpa，水温78℃的条件下进行脱氨；

A/O系统中污泥浓度为4.6g/L，缺氧区溶解氧控制在0.25～0.35mg/L，好氧区溶解氧控制在3.8～4.4mg/L；MBR膜池的膜通量为0.18m³/(m²·d)；

电子束辐照剂量控制为9kGy；

混凝池投加聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺，投加量分别为1.6g/L和2mg/L；

曝气生物滤池中水力负荷为0.44m³/(m²·h)。

渗滤液经处理后，最终出水水质主要指标如下：pH为7.0左右，COD浓度为42～50mg/L，BOD浓度为7.2～14mg/L，氨氮浓度为3～6mg/L，总氮浓度约为14～17mg/L，总磷浓度约为0.5～0.9mg/L，SS为10～20mg/L，色度17～24，均满足《生活垃圾填埋场控制标准》(GB16889-2008)表3中的排放限值标准。

对比例1

与实施例1相比，其区别仅在于：UASB厌氧反应罐的出水直接进入解析脱氨塔。由于水中SS浓度偏高，使得脱氨单元运行一段时间后，发生堵塞和污泥沉积，处理效果下降，需要停止进水，清除装置中的水垢和污泥。

对比例2

与实施例1相比，其区别仅在于：电子束辐照设备出水直接进入曝气生物滤池。由于没有混凝做预处理，会使后端曝气生物滤池和活性炭吸附罐处理负荷变大，水在曝气生物滤池和活性炭吸附罐中停留时间延长，活性炭吸附罐中的活性炭再生时间间隔缩短。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对其作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims

1.一种适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统，其特征在于，包括沿水流方向依次连接的调节池、水解酸化池、UASB厌氧反应罐、气浮池、沉淀池、解析脱氨塔、A/O反应池、MBR膜池、电子束辐照设备、混凝池、曝气生物滤池和活性碳滤池。

2.根据权利要求1所述的适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统，其中，还包括污泥脱水装置，所述UASB厌氧反应罐的污泥出口、气浮池的浮渣出口、沉淀池的污泥出口、A/O反应池的污泥出口、MBR膜池的污泥出口、混凝池的污泥出口均与所述污泥脱水装置连接。

3.根据权利要求1所述的适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统，其中，还包括换热器，所述沉淀池的出水先经过所述换热器再连接至所述解析脱氨塔，所述解析脱氨塔的塔底出水先经过所述换热器再连接至所述A/O反应池。

4.根据权利要求1所述的适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统，其中，所述解析脱氨塔的下部设有蒸汽入口，所述解析脱氨塔的蒸汽入口与垃圾焚烧厂的余热蒸汽供给管道连接。

5.根据权利要求1所述的适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统，其中，所述解析脱氨塔的塔顶设置有分凝器，所述解析脱氨塔的顶部出气口连接至所述分凝器的入口。

6.根据权利要求1所述的适用于垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统，其中，所述MBR膜池为外置式MBR膜池，所述外置式MBR膜池内设置有帘式MBR膜组件。