CN217351060U

CN217351060U - 一种垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统

Info

Publication number: CN217351060U
Application number: CN202221131814.5U
Authority: CN
Inventors: 邱明建; 李云玉; 任荣杰; 郭智
Original assignee: CECEP Engineering Technology Research Institute Co Ltd
Current assignee: CECEP Engineering Technology Research Institute Co Ltd
Priority date: 2022-05-11
Filing date: 2022-05-11
Publication date: 2022-09-02
Anticipated expiration: 2032-05-11

Abstract

本实用新型涉及环保技术领域，尤其涉及一种垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统。所述系统包括依次连接的垃圾渗滤液厌氧发酵出水调节池、多介质过滤系统、微滤膜过滤系统、热交换系统、循环罐及加热系统、真空脱气膜系统、氨吸收塔系统和真空泵系统，所述真空脱气膜系统与所述热交换系统连接，所述真空泵系统与所述热交换系统连接。本实用新型的垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统，回收了氨资源，避免大量碱消耗及二次污染，出水氨氮浓度大幅降低，降低后续处理成本，具有很好的经济和环保效益。

Description

一种垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统

技术领域

本实用新型涉及环保技术领域，尤其涉及一种垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统。

背景技术

随着经济的快速发展和城镇化建设，人民生活水平不断提升，产生了大量城镇生活垃圾。卫生填埋是目前生活垃圾的主要处置措施，近年来，随着环保要求的日益严厉，垃圾焚烧发电所占比例呈逐年上升趋势，但这两种处置措施在处置过程中都会产生大量垃圾渗滤液。垃圾渗滤液是一种性质复杂、难以处理的高浓度有机废水，具有高COD、高氨氮、高盐和毒性等特点，若不加处理，这些有毒有害的污染物将会对接收水体的周边环境、动植物和人类造成严重危害，社会影响巨大。

垃圾渗滤液B/C较高，可生化性好，但高氨氮使C/N失调，不能满足C:N:P＝100:5:1的微生物营养条件的需求，导致生化处理需要较大的生化池、较长的停留时间和补充碳源，且尾水氨氮不易稳定达标排放。实际工程中为保证尾水的稳定达标排放，需对尾水进行深度处理如化学氧化、膜过滤、反渗透等，导致垃圾渗滤液整体处理工艺复杂、流程长、工程投资大、占地面积大、运行成本高。因此，强化垃圾渗滤液脱氨预处理，有利于简化工艺流程、缩短废水生化处理停留时间、降低投资和运行成本、简化操作和管理；同时渗滤液中含有的大量氨氮也具有重大的回收利用价值。

目前，工业上垃圾渗滤液常见的脱氨处理技术主要有空气吹脱法、折点氯化法、化学沉淀法(MAP法)、吸附法、脱氨膜法及高级氧化法(臭氧氧化法、Fenton氧化法、电化学氧化法、光催化氧化法、过硫酸盐氧化法、超声波氧化法等)和膜吸收法等。其中，吹脱法工艺简单、易于操作且成熟有效，在工业上应用较广。吹脱法和脱氨膜法的技术原理为：

吹脱法、脱氨膜法和脱气膜法都需在较高的pH值下才能具有较好的氨氮脱除效率，通常pH需控制在11左右，因而需要消耗大量的碱，药剂耗量大，运行成本高；吹脱出水需回调pH又会产生大量的物化污泥危废(用石灰、氢氧化钙等调节pH时)或高含盐废水(用氢氧化钠等调节pH时)，物化污泥危废的处置增加了运行成本；高含盐废水增加了后续生化处理的难度，甚至需进行脱盐处理，进一步增加了运行成本。

因此，研发新型的垃圾渗滤液氨氮脱除新工艺和系统，在高效脱除氨氮的同时，能够显著降低氨氮脱除的运行成本，简化后续生化处理工艺和投资及运行成本，并能对渗滤液中的氨氮进行低成本回收和资源化，是目前众多垃圾填埋场和焚烧厂渗滤液处理迫切需求的关键技术。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统。

具体的，本实用新型提供的垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统，包括依次连接的垃圾渗滤液厌氧发酵出水调节池、多介质过滤系统、微滤膜过滤系统、热交换系统、循环罐及加热系统、真空脱气膜系统、氨吸收塔系统和真空泵系统，所述真空脱气膜系统与所述热交换系统连接，所述真空泵系统与所述热交换系统连接。本实用新型充分利用了垃圾渗滤液厌氧出水里的氨(NH₃)的存在形态为碳酸氢铵(NH₄HCO₃)以及厌氧出水里的高二氧化碳(CO₂)含量(经检测几家来自于垃圾焚烧厂的典型样品，总无机碳(IC)含量高达2500mg/L)，利用真空脱气膜的原理，在不加任何碱的条件下，实现了真空脱气膜脱氨。本实用新型在真空脱气膜脱氨后pH不但不下降，反而有所上升，真空脱气膜脱氨后出水一般pH为9～10之间。技术原理为：NH₄HCO₃＝△＝NH₃↑+H₂O+CO₂↑，本实用新型在碳酸氢铵分解温度下(碳酸氢铵在36℃以上开始分解，60℃分解完。)，利用真空脱气膜原理在负压下对垃圾渗滤液厌氧出水里的二氧化碳(CO₂)和氨(NH₃)进行了脱除，对氨进行了回收，并对其中的余热进行了回收，实现了在节能条件下的氨的脱除和资源的回收。本实用新型技术充分利用垃圾渗滤液厌氧出水里的化学物质，通过温度和真空度控制，实现了真空脱气膜脱氨，避免了大量碱药剂消耗和二次污染，降低了成本，同时通过热交换回收降低了能耗。

作为优选，还包括生化及回收系统，所述生化及回收系统与所述热交换系统连接。

进一步优选，所述热交换系统由第一热交换系统和第二热交换系统组成，所述真空泵系统与所述第一热交换系统连接，所述真空脱气膜系统与所述第二热交换系统连接，所述生化及回收系统与所述第二热交换系统连接。

进一步优选，所述真空脱气膜系统中的真空脱气膜组件为耐高温真空脱气膜组件，所述真空脱气膜组件为中孔疏水纤维膜。

进一步优选，所述真空脱气膜组件为单级或多级组件。

进一步优选，所述真空脱气膜组件的材料为聚丙烯或聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯。

进一步优选，所述真空脱气膜组件的组件密封材料为耐高温环氧树脂。

进一步优选，所述多介质过滤系统的滤料为石英砂，所述石英砂的直径为0.5～1.5mm。

作为优选，所述氨吸收塔系统中设有酸吸收剂，所述酸吸收剂为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸或有机酸。

进一步优选，所述氨吸收塔系统的酸吸收剂为硫酸。

本实用新型的有益效果至少在于：本实用新型对垃圾渗滤液厌氧发酵出水进行了脱气膜脱氨，回收了氨资源，避免了大量碱消耗及二次污染，出水氨氮浓度大幅降低，降低了后续生化及回收的处理成本及投资，实现了经济效益和环保效益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中需要使用的附图作简单介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的装置结构示意图；

图2为本实用新型提供的脱气膜示意图；

图3为本实用新型提供的装置处理流程图。

附图标记：

1-垃圾渗滤液厌氧发酵出水调节池； 2-多介质过滤系统；

3-微滤膜过滤系统； 4-第一热交换系统； 5-第二热交换系统；

6-循环罐及加热系统； 7-真空脱气膜系统； 8-生化及回收系统；

9-氨吸收塔系统； 10-真空泵系统。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”与“第二”等是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。“上”“下”“内”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1-3描述本实用新型的垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统。

如图1所示为垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统，包括依次连接的垃圾渗滤液厌氧发酵出水调节池1、多介质过滤系统2、微滤膜过滤系统3、热交换系统、循环罐及加热系统6、真空脱气膜系统7、氨吸收塔系统9和真空泵系统10，所述真空脱气膜系统7与所述热交换系统连接，所述真空泵系统10与所述热交换系统连接。

在一些具体示例中，本实用新型提供的反应系统还包括还包括生化及回收系统8，所述生化及回收系统8与所述热交换系统连接。

作为优选实施例，所述热交换系统由第一热交换系统4和第二热交换系统5组成，所述真空泵系统10与所述第一热交换系统4连接，所述真空脱气膜系统7与所述第二热交换系统5连接，所述生化及回收系统8与所述第二热交换系统5连接。本实用新型发现，通过采用热交换系统把真空泵排放废气的余热和通过真空脱气膜脱氨后的废水的余热充分回收，从而降低了热损耗，实现了最大限度的节能。

作为优选实施例，所述真空脱气膜系统7中的真空脱气膜组件为耐高温真空脱气膜组件，所述真空脱气膜组件为中孔疏水纤维膜。所述真空脱气膜组件为单级或多级组件。所述真空脱气膜组件的材料为聚丙烯或聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯。所述真空脱气膜组件的组件密封材料为耐高温环氧树脂。本实用新型中，通过采用上述的耐高温真空脱气膜系统，尤其是系统中耐高温脱气膜组件，采用耐高温环氧树脂材料，从而解决了脱气膜组件高温下的长期使用问题，实现了真空脱气膜组件在高温下的生产稳定性。

进一步优选的实施例中，所述多介质过滤系统2的滤料为石英砂，所述石英砂的直径为0.5～1.5mm。

进一步优选的实施例中，所述氨吸收塔系统9中设有酸吸收剂，所述酸吸收剂为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸或有机酸优选为为硫酸。

在进一步具体示例中，本实用新型提供的反应系统的处理方法包括：从垃圾渗滤液厌氧发酵出水调节池1出水进入多介质过滤系统2，从多介质过滤系统2出水进入微滤膜过滤系统3，从微滤膜过滤系统3出水进入第一热交换系统4和/或第二热交换系统5，从第一热交换系统4和/或第二热交换系统5出水混合后进入循环罐及加热系统6，从循环罐及加热系统6出水进入真空脱气膜系统7，以真空脱气膜系统7进行真空脱氨，真空抽气脱除的氨、二氧化碳和水蒸气进入氨吸收塔系统9，从氨吸收塔系统9排出的二氧化碳和水蒸气经过真空泵系统10后进入第一热交换系统4进行废气余热回收。废气余热回收后的废气进入废气系统处理，冷凝废水进入生化及回收系统8处理。当真空脱气膜系统7真空脱氨后氨氮达到处理要求时，废水进入第二热交换系统5进行余热回收，当真空脱气膜系统7真空脱氨后氨氮没有达到处理要求时，废水返回循环罐及加热系统6，从第二热交换系统5余热回收后的废水进入生化及回收系统8。经所述循环罐及加热系统6出水，进入真空脱气膜系统7的废水的温度为50～95℃。将循环罐及加热系统6中的废水通过膜循环泵进入真空脱气膜系统7，进行脱氨1～3h；当废水中氨氮值高于200mg/L时，所述废水返回到循环罐再通过膜循环泵进入真空脱气膜膜组件脱氨,当废水中氨氮值小于200mg/L后，将所述废水通过第二热交换系统5进行热回收，再进入后续生化及回收处理。从所述垃圾渗滤液厌氧发酵出水调节池1的出水是指垃圾渗滤液厌氧发酵后经过调节池沉淀后的出水，其pH为8～9之间，不需经过任何加碱和其他任何药剂调节。出水氨氮大于1000mg/L。

实施例1

如图1-3所示，本实施例提供的垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统，包括依次连接的垃圾渗滤液厌氧发酵出水调节池1、多介质过滤系统2、微滤膜过滤系统3、热交换系统、循环罐及加热系统6、真空脱气膜系统7、氨吸收塔系统9和真空泵系统10，所述真空脱气膜系统7与所述热交换系统连接，所述真空泵系统10与所述热交换系统连接，还包括还包括生化及回收系统8，所述生化及回收系统8与所述热交换系统连接。所述热交换系统由第一热交换系统4和第二热交换系统5组成，所述真空泵系统10与所述第一热交换系统4连接，所述真空脱气膜系统7与所述第二热交换系统5连接，所述生化及回收系统8与所述第二热交换系统5连接。

本实施例提供的该垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统，从垃圾渗滤液厌氧发酵出水调节池1取水进入多介质过滤系统2，从多介质过滤系统2出水进入微滤膜过滤系统3，从微滤膜过滤系统3出水分成两股水，进入第一热交换系统4和第二热交换系统5，从第一热交换系统4和第二热交换系统5出水混合后进入循环罐及加热系统6，从循环罐及加热系统6出水进入真空脱气膜系统7，从真空脱气膜系统7真空脱氨后氨氮达到后续处理要求的废水进入第二热交换系统5进行余热回收，如脱氨后出水氨氮没有达到处理要求返回到循环罐及加热系统6，从第二热交换系统5余热回收后进入后续的生化及回收系统8，以真空脱气膜系统7进行真空脱氨，以真空抽气脱除的氨、二氧化碳及水蒸气进入氨吸收塔系统9，从氨吸收塔系统9排出的二氧化碳及水蒸气经过真空泵系统10后进入第一热交换系统4进行废气余热回收，回收余热后的废气进入废气系统处理，冷凝废水进入生化及回收系统8处理。其中，所述的从垃圾渗滤液厌氧发酵出水调节池1的出水pH为8.6，不经过任何加碱和其他任何药剂调节；经循环罐及加热系统6的出水，进入真空脱气膜系统7的温度为80℃；所述的真空脱气膜系统7脱氨真空度为0.02MPa。所述的多介质过滤系统2为砂滤，滤料为石英砂，石英砂直径为1mm，进砂滤过滤后悬浮物去除率为95％。所述的真空脱气膜组件脱氨方法如下：将循环罐及加热系统6中的废水通过膜循环泵进入真空脱气膜系统7，进行脱氨1～3h，当废水中氨氮值高于200mg/L时，该废水返回到循环罐再通过膜循环泵进入真空脱气膜膜组件脱氨,当废水中氨氮值小于200mg/L后，将废水通过第二热交换系统5进行热回收，再进入后续生化及回收处理。所述的真空脱气膜系统7的膜组件为：1真空脱气膜组件耐高温真空脱气膜组件，组件密封材料为耐高温环氧树脂；2真空脱气膜组件为中孔疏水纤维膜，材料为聚偏氟乙烯PVDF；3真空脱气膜组件为二级组件。所述的氨吸收塔系统9酸吸收剂为硫酸。所述的垃圾渗滤液厌氧发酵出水氨氮大于2000mg/L。

实施例2

本实施例提供的该垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统，从垃圾渗滤液厌氧发酵出水调节池1取水进入多介质过滤系统2，从多介质过滤系统2出水进入微滤膜过滤系统3，从微滤膜过滤系统3出水分成两股水，进入第一热交换系统4和第二热交换系统5，从第一热交换系统4和第二热交换系统5出水混合后进入循环罐及加热系统6，从循环罐及加热系统6出水进入真空脱气膜系统7，从真空脱气膜系统7真空脱氨后氨氮达到后续处理要求的废水进入第二热交换系统5进行余热回收，如脱氨后出水氨氮没有达到处理要求返回到循环罐及加热系统6，从第二热交换系统5余热回收后进入后续的生化及回收系统8，以真空脱气膜系统7进行真空脱氨，以真空抽气脱除的氨、二氧化碳及水蒸气进入氨吸收塔系统9，从氨吸收塔系统9排出的二氧化碳及水蒸气经过真空泵系统10后进入第一热交换系统4进行废气余热回收，回收余热后的废气进入废气系统处理，冷凝废水进入生化及回收系统8处理。所述的从垃圾渗滤液厌氧发酵出水调节池1的出水pH为9，不经过任何加碱和其他任何药剂调节；所述的经循环罐及加热系统6出水，进入真空脱气膜系统7的温度为70℃；所述的真空脱气膜系统7脱氨真空度为0.03MPa。所述的多介质过滤系统2为砂滤，滤料为石英砂，石英砂直径为1mm，进砂滤过滤后悬浮物去除率为95％。所述的真空脱气膜组件脱氨方法如下：将循环罐及加热系统6中的废水通过膜循环泵进入真空脱气膜系统7，进行脱氨1～3h，当废水中氨氮值高于200mg/L时，该废水返回到循环罐再通过膜循环泵进入真空脱气膜膜组件脱氨,当废水中氨氮值小于200mg/L后，将废水通过第二热交换系统5进行热回收，再进入后续生化及回收处理。所述的真空脱气膜系统7的膜组件为：1真空脱气膜组件耐高温真空脱气膜组件，组件密封材料为耐高温环氧树脂；2真空脱气膜组件为中孔疏水纤维膜，材料为聚四氟乙烯PTFE；3真空脱气膜组件为二级膜组件。所述的氨吸收塔系统9酸吸收剂为硫酸。所述的垃圾渗滤液厌氧发酵出水氨氮大于2500mg/L。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统，其特征在于，包括依次连接的垃圾渗滤液厌氧发酵出水调节池、多介质过滤系统、微滤膜过滤系统、热交换系统、循环罐及加热系统、真空脱气膜系统、氨吸收塔系统和真空泵系统，所述真空脱气膜系统与所述热交换系统连接，所述真空泵系统与所述热交换系统连接。

2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统，其特征在于，还包括生化及回收系统，所述生化及回收系统与所述热交换系统连接。

3.根据权利要求2所述的垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统，其特征在于，所述热交换系统由第一热交换系统和第二热交换系统组成，所述真空泵系统与所述第一热交换系统连接，所述真空脱气膜系统与所述第二热交换系统连接，所述生化及回收系统与所述第二热交换系统连接。

4.根据权利要求3所述的垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统，其特征在于，所述真空脱气膜系统中的真空脱气膜组件为耐高温真空脱气膜组件，所述真空脱气膜组件为中孔疏水纤维膜。

5.根据权利要求4所述的垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统，其特征在于，所述真空脱气膜组件为单级或多级组件。

6.根据权利要求5所述的垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统，其特征在于，所述真空脱气膜组件的材料为聚丙烯或聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯。

7.根据权利要求1-6任一项所述的垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统，其特征在于，所述真空脱气膜组件的组件密封材料为耐高温环氧树脂。

8.根据权利要求1-6任一项所述的垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统，其特征在于，所述多介质过滤系统的滤料为石英砂，所述石英砂的直径为0.5～1.5mm。

9.根据权利要求1-6任一项所述的垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统，其特征在于，所述氨吸收塔系统中设有酸吸收剂，所述酸吸收剂为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸或有机酸。

10.根据权利要求9所述的垃圾渗滤液厌氧发酵出水脱气膜脱氨系统，其特征在于，所述氨吸收塔系统的酸吸收剂为硫酸。