CN215946896U - 具有垃圾渗滤液原液全量软化系统的垃圾渗滤液处理系统 - Google Patents

具有垃圾渗滤液原液全量软化系统的垃圾渗滤液处理系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了具有垃圾渗滤液原液全量软化系统的垃圾渗滤液处理系统,包括依次连接的预处理装置、厌氧生物处理装置、生化处理装置和膜处理装置,其中,所述预处理装置包括调节池和垃圾渗滤液原液全量软化装置,垃圾渗滤液原液全量软化装置包括加药装置、反应装置和过滤装置,所述反应装置与调节池的出水口连接,所述加药装置包括至少三组加药机构,各组加药机构分别包括加药罐和加药泵,加药罐和加药泵经加药管依次连接后与所述反应装置连接,所述反应装置的输出端与所述过滤装置连接。该垃圾渗滤液处理系统可以先预先对垃圾渗滤液原液进行全量软化,降低垃圾渗滤液原液的硬度,有利于后续处理工序的进行,出水水质稳定。

Description

具有垃圾渗滤液原液全量软化系统的垃圾渗滤液处理系统
技术领域
本实用新型涉及垃圾渗滤液系统,尤其涉及具有垃圾渗滤液原液全量软化系统的垃圾渗滤液处理系统。
背景技术
垃圾渗滤液作为一种高浓度有机废水,具有成分复杂、有机物浓度高、硬度较高等特点。现在应用较为成熟的垃圾渗滤液处理工艺通常为“预处理+厌氧生物处理+生化处理+膜处理”,而较高的原水硬度容易造成厌氧系统及膜系统结垢,不仅影响系统产水率,也增加了设备清洗维护和更换的运行成本。因此,对垃圾渗滤液进行软化处理,对于厌氧系统及膜系统的正常运行尤为重要。此外,经膜处理系统处理后产生的浓缩液则具有比原水更高的硬度,在对浓缩液进行高压反渗透减量化处理的过程中,容易造成高压反渗透膜系统结垢,不仅影响系统产水率,也增加了膜组件清洗维护和更换的运行成本。因此,对垃圾渗滤液浓缩液进行软化处理,对于高压反渗透膜系统的正常运行也尤为重要。
水的硬度分为碳酸盐硬度[又称暂时硬度,即水中与重碳酸根(碳酸氢根)和少量碳酸根结合的钙、镁离子所形成的硬度]和非碳酸盐硬度(又称永久硬度,即钙和镁主要以硫酸盐、硝酸盐和氯化物等形式存在的硬度)。结合垃圾渗滤液的水质特点,多采用混凝沉淀方法进入软化。而结合垃圾渗滤液浓缩液的特点,目前常用的垃圾渗滤液浓缩液软化技术为“混凝沉淀+管式微滤膜”。
目前,常用的混凝沉淀方法包括石灰法、氢氧化钠法和石灰-纯碱法。其中,石灰法仅能去除碳酸盐硬度,而不能去除水中的非碳酸盐硬度;氢氧化钠法和石灰-纯碱法对两种硬度都能进行有效的去除,但通常伴随着药剂成本高、处理效果不稳定等问题。
1.石灰软化法
石灰软化法适用于处理碳酸盐硬度高、非碳酸盐硬度低的高碱度水,由于其价格低廉且应用成熟,而较多的工程应用实例。当水中pH大于8.3时,Ca(OH)2与Ca2+、Mg2+形成CaCO3、Mg(OH)2沉淀析出,反应机理见式(1)至式(2):
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2→2CaCO3↓+2H2O (1)
Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O (2)
由于水中Mg2+的非碳酸盐硬度通过Ca(OH)2转化为等量Ca2+的非碳酸盐硬度,反应机理见式(3)至式(4):
MgCl2+Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+CaCl2 (3)
MgSO4+Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+CaSO4 (4)
因此,石灰软化法难以去除非碳酸盐硬度。
除此之外,石灰软化法还存在一些局限性:第一,石灰溶解度低,需要消耗大量的清水来配制石灰乳,且石灰纯度低,石灰乳有效利用率低,导致投药量增加,尚未得到利用的成分导致排泥量增加,而残留在上清液的部分将引入新的Ca2+;第二,石灰乳碱性较弱,对pH变化的影响效果缓慢,难以通过精确控制pH来控制投加量。
2.石灰-纯碱软化法
石灰-纯碱软化法中,石灰的作用机理同式(1)、式(2),纯碱的作用机理见式(5)至式(6):
CaCl2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaCl (5)
MgSO4+Na2CO3→MgCO3↓+Na2SO4 (6)
石灰-纯碱软化法中,石灰用于去除碳酸盐硬度,而非碳酸盐硬度则由纯碱去除。但是,纯碱价格较高,且投药量难以准确控制,过量投加将增加药剂成本,而投加量不足,则软化不充分,影响后续处理单元的正常运行。
3.氢氧化钠软化法
氢氧化钠软化法的反应机理详见式(7)至式(10):
Ca(HCO3)2+2NaOH=CaCO3↓+2Na2CO3+2H2O (7)
Mg(HCO3)2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaHCO3+2H2O (8)
Ca(HCO3)2+2NaOH+CaCl2=2CaCO3↓+2H2O+2NaCl (9)
MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl+2H2O (10)
可见,氢氧化钠完全可以代替石灰去除碳酸盐硬度,同时还可以去除等摩尔量的非碳酸盐硬度;且氢氧化钠能实现对pH的精确控制,因此能通过控制pH精确控制投药量,实现对硬度的有效去除。但垃圾渗滤液中含有大量的碳酸氢根,要使沉淀反应发生,必须消耗大量的氢氧化钠,而氢氧化钠价格较高,药剂成本已经很高;同时,氢氧化钠为强碱,反应后的垃圾渗滤液pH高达12左右,而厌氧系统的适宜pH约为8,膜系统的适宜pH约为6,为了后续处理单元的正常运行,则需要消耗大量的酸来调节pH,这又进一步增加了运行费用;除此之外,投加氢氧化钠导致的电导率上升将为膜系统的运行带来不利影响。
综上所述,现有针对垃圾渗滤液处理仍存在运行成本高及处理效果不稳定的问题。因此,亟待开发出一种成本更低廉、性能更优化的适于垃圾渗滤液的处理系统。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种具有垃圾渗滤液原液全量软化系统的垃圾渗滤液处理系统。该垃圾渗滤液处理系统可以先预先对垃圾渗滤液原液进行全量软化,降低垃圾渗滤液原液的硬度,有利于后续处理工序的进行,出水水质稳定。
为实现本实用新型目的,本实用新型提供以下技术方案:一种具有垃圾渗滤液原液全量软化装置的垃圾渗滤液处理系统,包括依次连接的预处理装置、厌氧生物处理装置、生化处理装置和膜处理装置,其中,所述预处理装置包括调节池和垃圾渗滤液原液全量软化装置,垃圾渗滤液原液全量软化装置包括加药装置、反应装置和过滤装置,所述反应装置与调节池的出水口连接,所述加药装置包括至少三组加药机构,各组加药机构分别包括加药罐和加药泵,加药罐和加药泵经加药管依次连接后与所述反应装置连接,所述反应装置的输出端与所述过滤装置连接。加药装置设置至少三组加药机构,可以至少分别设置石灰加药机构、烧碱加药机构和纯碱加药机构,从而在一套系统内同时使用石灰、烧碱和纯碱对垃圾渗滤液原液进行软化,即构建石灰-烧碱-纯碱软化法软化垃圾渗滤液原液,从而有效降低垃圾渗滤液原液的硬度,避免造成厌氧系统结垢,提高系统产水率,降低设备清洗维护和更换的运行成本。
所述反应装置为一体化混凝沉淀反应器,其出口通过管路与过滤装置连通。具体地该一体化混凝沉淀反应器包括至少一个反应槽、沉淀槽和pH调节槽,各个槽内设有搅拌器;反应槽、沉淀槽和pH调节槽沿水流向依次连接,沉淀槽的上部具有溢水口,该溢水口与pH调节槽连接,沉淀槽中的上清液从该溢水口溢流进入pH调节槽;pH调节槽的出水口则作为一体化混凝沉淀反应器的出口与过滤装置连接。
进一步地,所述加药装置包括至少五组加药机构,即可至少构建石灰加药机构、烧碱加药机构、纯碱加药机构、絮凝剂加药机构和pH调节剂加药机构,其中石灰加药机构、烧碱加药机构、纯碱加药机构、絮凝剂加药机构分别与反应槽连接,pH调节剂加药机构则与pH调节槽连接。
所述一体化混凝沉淀反应器包括两个以上反应槽,所述反应槽串联后,最后一个反应槽的出水口与沉淀槽连接,而所述絮凝剂加药机构与最后一个反应槽连接;石灰加药机构、烧碱加药机构和纯碱加药机构可以分别连接除最后一个反应槽外的其他反应槽,也可以石灰加药机构、烧碱加药机构连接于同一个反应槽,而纯碱加药机构则连接下一个反应槽。作为本实用新型的一个实施例,所述反应槽为三个,其中石灰加药机构、烧碱加药机构与第一个反应槽连接,纯碱加药机构第二个反应槽连接,絮凝剂加药机构则与最后一个反应槽连接。
所述过滤装置至少包括过滤器。作为本实用新型的实施例,过滤器可以选择多介质过滤器,具体根据实际需求进行选择。
本实用新型的过滤装置在具备过滤器的基础上,还包括清液罐,所述清液罐与过滤器清液出口连接,进一步地,所述清液罐设有反洗装置,该反洗装置包括反洗泵,其输入端经反洗管与清液罐的出水口连接,而输出端则经反洗管与过滤器的输入端连接,将清洗清液罐后的液体送回过滤器进行过滤。
进一步地,当过滤器为管式微滤膜组件时需要及时清洗以保证过滤效果,因而过滤装置还包括气洗装置,包括气洗管和空压机,气洗管的两端分别与空压机和管式微滤膜组件的气洗入口连通。
进一步地,本实用新型的垃圾渗滤液原液全量软化装置还包括污泥处理装置,包括排泥管与排泥泵,排泥泵的输入端经排泥管与一体化混凝沉淀反应器的沉淀槽的排泥口连接。
相比现有技术,本实用新型具有如下有益效果:
1.本实用新型提供的垃圾渗滤液处理系统,在预处理装置中设置了垃圾渗滤液原液全量软化装置,对垃圾渗滤液原液进行软化,降低硬度,避免造成厌氧系统结垢,提高系统产水率,降低设备清洗维护和更换的运行成本。
2.本实用新型提供的垃圾渗滤液处理系统的垃圾渗滤液原液全量软化装置基于石灰-烧碱-纯碱软化法而设置,其加药装置包括至少三组加药机构,可以至少分别设置石灰加药机构、烧碱加药机构和纯碱加药机构,从而在一套系统内同时使用石灰、烧碱和纯碱对垃圾渗滤液原液进行软化,最大程度发挥了各药剂的优势,而规避了各药剂可能存在的成本高或处理效果不稳定等局限性,在有效控制合理运行成本的前提下,优化了软化系统的处理效果,出水水质稳定,可以避免因垃圾渗滤液原液硬度过高而导致的厌氧系统结垢、膜系统通量下降等一系列问题,保证垃圾渗滤液处理系统整体产水率达标,并有效延长了设备清洗维护周期及使用寿命,进一步降低了运行维护成本。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的具有垃圾渗滤液原液全量软化系统的垃圾渗滤液处理系统的结构示意图(厌氧生物处理装置、生化处理装置和膜处理装置未示出)。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。应当说明的是,下文所描述的实施例仅为本实用新型实施例之一,而并非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下对本实用新型的技术方案所作出的任何变形和改进,均属于本实用新型保护的范围。
具有垃圾渗滤液原液全量软化装置的垃圾渗滤液处理系统,包括依次连接的预处理装置、厌氧生物处理装置、生化处理装置和膜处理装置。厌氧生物处理装置为厌氧生物反应器。生化处理装置包括依次连接的一级反硝化装置、一级硝化装置、二级反硝化装置、二级硝化装置等。膜处理装置为高压反渗透膜装置。
如图1所示,预处理装置包括调节池10和垃圾渗滤液原液全量软化装置,垃圾渗滤液原液全量软化装置包括加药装置、反应装置、过滤装置和污泥处理装置。反应装置与调节池10的出水口连接。
加药装置具备五组并联设置的加药机构,每一组加药机构均包括加药罐和加药泵。这五组加药机构分别为由Ca(OH)2加药罐5和加药泵E构成的Ca(OH)2加药机构(即石灰加药机构);由NaOH加药罐6和加药泵F构成的NaOH加药机构(即烧碱加药机构);Na2CO3加药罐7和加药泵G构成的Na2CO3加药机构(即纯碱加药机构);PAC加药罐8和加药泵H构成的PAC加药机构(即絮凝剂加药机构);H2SO4加药罐9和加药泵I构成的H2SO4加药机构(即pH调节剂加药机构)。各组加药机构的加药泵输出端经输出管与反应装置连接。
反应装置为一体化混凝沉淀反应器1,其出口通过管路与过滤装置连通。具体地,包括三个反应槽、沉淀槽14和pH调节槽4,反应槽、沉淀槽14和pH调节槽4沿水流向依次连接。其中,三个反应槽串联后,自水流方向分别为第一反应槽11、第二反应槽12和第三反应槽13,第三反应槽13出水口与沉淀槽14的进水口连接,沉淀槽14的上部具有溢水口,该溢水口与pH调节槽4连接,沉淀槽14中的上清液从该溢水口溢流进入pH调节槽4;pH调节槽4的出水口则作为一体化混凝沉淀反应器的出口通过水泵B与过滤装置连接。Ca(OH)2加药机构和NaOH加药机构连接第一反应槽11,Na2CO3加药机构连接第二反应槽12,PAC加药机构连接第三反应槽13。
过滤装置包括多介质过滤器2、清液罐34,清液罐3与多介质过滤器清液出口连接,软化清液自清液罐3出水口输送至厌氧生物处理装置。清液罐3设有反洗装置,该反洗装置包括反洗泵C,其输入端经反洗管与清液罐3的出水口连接,而输出端则经反洗管与多介质过滤器2的进水口连接,将清洗清液罐3后的液体回送多介质过滤器2进行反洗。
污泥处理装置包括排泥管与排泥泵D,排泥泵D的输入端经排泥管与一体化混凝沉淀反应器的沉淀槽14的排泥口连接,软化污泥自沉淀槽14排泥口通过排泥泵D输送至污泥处理系统。
下面具体说明本实用新型的垃圾渗滤液浓缩液软化系统处理过程的步骤:
(1)垃圾渗滤液原液进入调节池10,经调节后,再自调节池10通过管路和水泵A输送至一体化混凝沉淀反应器1的第一反应槽11。
(2)向第一反应槽11投加Ca(OH)2(药剂浓度根据计算和实验确定),药剂自Ca(OH)2加药罐5通过加药管和加药泵E输送至第一反应槽11进水口5b,粗调pH至8~9,此时开始析出CaCO3、Mg(OH)2沉淀。
(3)向第一反应槽11投加NaOH(药剂浓度根据计算和实验确定),药剂自NaOH加药罐6通过加药管和加药泵F输送至第一反应槽11进水口6b,调节pH至11.5左右,此时垃圾渗滤液原液中碳酸盐硬度得到大量去除。
(4)石灰和氢氧化钠软化后的垃圾渗滤液原液进入第二反应槽12,向第二反应槽12投加Na2CO3(药剂浓度和投药量根据计算和实验确定),药剂自Na2CO3加药罐7通过加药管和加药泵G输送至第二反应槽12进水口7b,此步骤用于去除垃圾渗滤液原液中剩余的非碳酸盐硬度。
(5)软化后的垃圾渗滤液原液进入第三反应槽13,向第三反应槽13投加PAC(药剂浓度和投药量根据计算和实验确定),药剂自PAC加药罐8通过加药管和加药泵H输送至第三反应槽13进水口8b,此步骤用于絮凝,加快反应效率。
(6)第三反应槽13中的水进入沉淀槽14进行沉淀,上清液溢流至pH调节槽4,液固混合物留存于沉淀槽14继续浓缩沉淀。
(7)向pH调节槽4投加H2SO4(H2SO4浓度根据计算和实验确定),H2SO4自H2SO4加药罐9通过加药管和加药泵I输送至pH调节槽4,调节pH至6.5左右,此步骤用于中和软化药剂引入的过剩的碱,保证下一处理单元(通常是厌氧生物处理装置)的正常运行。
(8)pH调节槽4的清液通过水泵B自pH调节槽4输送至多介质过滤器2。
(9)经多介质过滤器2过滤后,清液自多介质过滤器2清液出水口进入清液罐3。
(10)经多介质过滤器2过滤后的清液自清液罐3输送至送至下一处理单元(通常为厌氧生物处理装置)。
(11)定期通过反洗泵C自清液罐3抽吸部分清液对多介质过滤器2进行反洗。
(12)软化污泥通过排泥泵D自沉淀槽14排泥口定期输送至污泥处理装置。

Claims (10)

1.具有垃圾渗滤液原液全量软化系统的垃圾渗滤液处理系统,包括依次连接的预处理装置、厌氧生物处理装置、生化处理装置和膜处理装置,其特征是,所述预处理装置包括调节池和垃圾渗滤液原液全量软化装置,垃圾渗滤液原液全量软化装置包括加药装置、反应装置和过滤装置,所述反应装置与调节池的出水口连接,所述加药装置包括至少三组加药机构,各组加药机构分别包括加药罐和加药泵,加药罐和加药泵经加药管依次连接后与所述反应装置连接,所述反应装置的输出端与所述过滤装置连接。
2.根据权利要求1所述的具有垃圾渗滤液原液全量软化系统的垃圾渗滤液处理系统,其特征是,所述反应装置为一体化混凝沉淀反应器,其出口通过管路与过滤装置连通。
3.根据权利要求2所述的具有垃圾渗滤液原液全量软化系统的垃圾渗滤液处理系统,其特征是,所述一体化混凝沉淀反应器包括至少一个反应槽、沉淀槽和pH调节槽,各个槽内设有搅拌器;所述反应槽、沉淀槽和pH调节槽沿水流向依次连接,所述沉淀槽的上部具有溢水口,该溢水口与pH调节槽连接,所述沉淀槽中的上清液从该溢水口溢流进入所述pH调节槽;所述pH调节槽的出水口则作为一体化混凝沉淀反应器的出口与所述过滤装置连接。
4.根据权利要求3所述的具有垃圾渗滤液原液全量软化系统的垃圾渗滤液处理系统,其特征是,所述一体化混凝沉淀反应器包括两个以上反应槽,所述反应槽串联后,最后一个反应槽的出水口与沉淀槽连接。
5.根据权利要求4所述的具有垃圾渗滤液原液全量软化系统的垃圾渗滤液处理系统,其特征是,所述加药装置包括至少五组加药机构,即至少包括石灰加药机构、烧碱加药机构、纯碱加药机构、絮凝剂加药机构和pH调节剂加药机构;所述絮凝剂加药机构与最后一个反应槽连接;所述石灰加药机构、烧碱加药机构和纯碱加药机构分别连接除最后一个反应槽外的其他反应槽,或者所述石灰加药机构和烧碱加药机构连接于同一个反应槽,而所述纯碱加药机构则连接下一个反应槽。
6.根据权利要求1所述的具有垃圾渗滤液原液全量软化系统的垃圾渗滤液处理系统,其特征是,所述加药装置包括至少五组加药机构。
7.根据权利要求1-6任一项所述的具有垃圾渗滤液原液全量软化系统的垃圾渗滤液处理系统,其特征是,所述过滤装置至少包括过滤器。
8.根据权利要求7所述的具有垃圾渗滤液原液全量软化系统的垃圾渗滤液处理系统,其特征是,所述过滤装置还包括清液罐,所述清液罐与过滤器清液出口连接。
9.根据权利要求8所述的具有垃圾渗滤液原液全量软化系统的垃圾渗滤液处理系统,其特征是,所述清液罐设有反洗装置,该反洗装置包括反洗泵,其输入端经反洗管与清液罐的出水口连接,而输出端则经所述反洗管与过滤器的输入端连接,将清洗所述清液罐后的液体送回所述过滤器进行过滤。
10.根据权利要求2所述的具有垃圾渗滤液原液全量软化系统的垃圾渗滤液处理系统,其特征是,还包括污泥处理装置,包括排泥管与排泥泵,所述排泥泵的输入端经排泥管与所述一体化混凝沉淀反应器的排泥口连接。
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