用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備及滲瀝液處理方法與流程
2023-09-11 03:36:10 3
本發明涉及一種用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備及滲瀝液處理方法。
背景技術：
垃圾填埋場滲瀝液是指垃圾在堆放和填埋過程中由於發酵和降水的衝刷、地表水和地下水浸泡而濾出的汙水。滲瀝液中不僅含有大量的有機汙染物。還含有重金屬和高濃度的植物性營養物。垃圾滲瀝液有成分複雜、水質水量變化巨大、有機物和氨氮濃度高、微生物營養元素比例失調等特點。隨著填埋時間延長，滲瀝液的可生化性會急劇下降，極難處理。垃圾滲瀝液若不妥善處理而直接進入環境，將對環境造成嚴重汙染。我國目前有90％以上的生活垃圾採用填埋法處理。因此生活垃圾填埋場滲瀝液處理處置已成為城市建設管理者必須面對和解決的問題。
現有技術公開了垃圾填埋場滲瀝液的處理方案，如圖1所示，圖1為現有技術公開的垃圾填埋場滲瀝液處理流程示意圖，具體為：來自垃圾填埋場中的垃圾滲瀝液自滲瀝液調節池由提升泵提升入厭氧布水系統進入厭氧反應器，滲瀝液經過厭氧反應，厭氧出水經過膜生化反應器MBR進水泵提升，經袋式過濾器過濾後，通過布水系統進入膜生化反應器MBR，生化去除可生化有機物以及進行生物脫氮；後續再進行膜處理。
現有技術公開的這種處理流程，隨著垃圾填埋時間延長，生化處理的超濾出水效果越差，難以生化降解大分子有機物，由於碳氮比失調，總氮仍然超標，為確保汙水達標排放，MBR工藝處理後需設置深度處理，主要依靠物理過濾的方式截留汙染物及總氮類物質，這樣使膜處理壓力非常大，運行費用高，且膜易汙堵。因此現在垃圾填埋場滲瀝液系統普遍存在運行效果差、處理出水不達標的問題。
技術實現要素：
本發明旨在提供一種用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備及處理方法，基於本發明，能夠對滲瀝液中的有機物有較高的去除率，且提高了對總氮的去除效果。
第一方面，本發明一種用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備包括：生化處理部、超濾系統和納濾系統；所述生化處理部的出水口與所述超濾系統的進水口連通；所述納濾系統的進水口與所述超濾系統的出水口連通。
優選地，上述用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備中，所述生化處理部包括：一級生化池；進水口與所述一級生化池的出水口相連通的硝化沉澱池；進水口與所述硝化沉澱池的出水口相連通的反硝化調整池；進水口與所述反硝化調整池的出水口相連通的二級生化池；進水口與所述二級生化池的出水口相連通的反硝化沉澱池。
優選地，上述用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備中，所述一級生化池與所述硝化沉澱池之間還設置有硝化沉澱池預沉區；所述硝化沉澱池預沉區的進水口與所述一級生化池的出水口連通；所述硝化沉澱池預沉區的出水口與所述硝化沉澱池的進水口連通。
優選地，上述用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備中，所述硝化沉澱池設置有汙泥出口；所述處理設備還包括：進口與所述硝化沉澱池汙泥出口相連通的汙泥濃縮池、進口與所述汙泥濃縮池出口相連通的汙泥貯池、進口與所述汙泥貯池出口相連通的汙泥脫水設備。
優選地，上述用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備中，所述汙泥脫水設備為板框壓濾脫水系統。
優選地，上述用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備中，所述硝化沉澱池預沉區設置有硝化液回流出口，所述一級生化池設置有硝化液回流進口，所述硝化液回流出口與所述硝化液回流進口相連通。
優選地，上述用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備中，所述反硝化調整池內設置有攪拌設備；還包括總氮監測設備，用於監測所述反硝化調整池內水樣的總氮濃度。
優選地，上述用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備中，所述反硝化沉澱池設置有回流出水口；所述反硝化調整池設置有回流入水口，所述回流出水口與所述回流入水口相連通。
優選地，上述用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備中，所述反硝化沉澱池設置還設置有汙泥回流出口；所述一級生化池設置有汙泥回流入口，所述汙泥回流出口與所述汙泥回流入口相連通。
優選地，上述用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備中，所述納濾系統出水口還連接有反滲透系統，包括第一出水口和第二出水口；經所述第一出水口流出的水可用於中水回用或按需排放；所述第二出水口還連接有反滲透濃縮液處理系統；並且，所述納濾系統的出水口連接有納濾濃縮液處理系統。
第二方面，本發明還提供了一種滲瀝液處理方法，該方法基於上述用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備。
採用本發明提供的用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備，使得滲瀝液依次進行生化處理部、超濾系統和納濾系統後，可高效去除其中的硝酸根離子，因此，不必像傳統工藝那樣在納濾系統後再增加反滲透系統截留硝酸根離子，出水水質可達到GB16889-2008中表二要求的排放標準。
附圖說明
圖1為現有技術中填埋場滲瀝液處理流程示意圖；
圖2為本發明用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備第一實施例的結構框圖；
圖3A為本發明用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備第二實施例的結構示意圖；
圖3B為本發明用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備第二實施例的工作原理圖；
圖4為採用圖3A用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備對垃圾填埋場滲瀝液進行處理的步驟流程圖；
圖5A為本發明用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備第三實施例的結構示意圖；
圖5B為本發明用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備第三實施例的工作原理圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
參照圖2，圖2為本發明用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備一個實施例的結構框圖。
本實施例一種用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備包括：生化處理部100、超濾系統200和納濾系統300；生化處理部100的出水口與超濾系統200的進水口連通；納濾系統200的進水口與超濾系統300的出水口連通。
採用本實施例提供的用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備，使得滲瀝液依次進行生化處理部、超濾系統和納濾系統後，可高效去除其中的硝酸根離子，因此，不必像傳統工藝那樣在納濾系統後再增加反滲透系統截留硝酸根離子，出水水質可達到GB16889-2008中表二要求的排放標準。
參照圖3A和圖3B，圖3A為本發明用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備第二實施例的結構示意圖；圖3B為本發明用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備第二實施例的工作原理圖；圖3B中，實線表示主工藝，虛線是回流、加藥、濃液處理、剩餘汙泥處理等「輔助部分」的處理流程。
本實施例垃圾填埋場滲瀝液的處理設備中，生化處理部包括：一級生化池、進水口與一級生化池的出水口相連通的硝化沉澱池、進水口與硝化沉澱池的出水口相連通的反硝化調整池、進水口與反硝化調整池的出水口相連通的二級生化池；進水口與二級生化池的出水口相連通的反硝化沉澱池。
更加優選地，根據實際情況，一級生化池與硝化沉澱池之間還設置有硝化沉澱池預沉區；硝化沉澱池預沉區的進水口與一級生化池的出水口連通；硝化沉澱池預沉區的出水口與硝化沉澱池的進水口連通。
具體實施時，根據垃圾填埋場滲瀝液來水水質情況，當來水中含有部分無機雜質時，本實施例提供的處理設備還可以在一級生化池設置前處理池，前處理池進水口接納填埋場庫區來水，前處理池攔截粒徑大於1mm的顆粒物。
具體地，在本實施例中，一級生化池可以包括一級厭氧池和一級好氧池，一級厭氧池的進水口與高效厭氧反應器出水口相連通，一級厭氧池的出水口與一級好氧池的進水口相連通，一級好氧池的出水口與硝化沉澱池預沉區的進水口相連通。
滲瀝液中的碳(C)、氮(N)等汙染物在微生物的作用下得到去除。在本實施例中，一級生化池設置有硝化液回流入口，與硝化沉澱池預沉區的硝化液回流出口相連通，硝化沉澱池中的部分汙泥會回流到一級生化池中，部分汙泥中的活性物生物提高了滲瀝液中C、N汙染物的去除率，硝化沉澱池預沉區和硝化沉澱池串聯，可加強泥水分離效果。在本實施例中，硝化沉澱池預沉區的水力停留時間優選為1.5小時～2.5小時。
在本實施例中，硝化沉澱池中還設置有汙泥回流出口，一級生化池中設置有汙泥回流入口，硝化沉澱池中的汙泥回流出口與一級生化池中的汙泥回流入口相連通。
為了便於對汙泥的處理，本實施例提供的處理設備優選還包括汙泥濃縮池、汙泥貯池和板框壓濾系統；硝化沉澱池設置有汙泥出口，汙泥出口與汙泥濃縮池中的汙泥入口相連通，汙泥濃縮池中的汙泥出口與汙泥貯池中的汙泥入口相連通，汙泥貯池中的汙泥出口與板框壓濾系統的汙泥進口相連通。經板框壓濾系統脫水後的泥餅可採用回填至垃圾填埋場的方式處理。在本實施例中，採用板框壓濾系統脫水經濟、操作簡單，且最終汙泥含水率可以降至60％，含水率遠遠低於現有技術公開的離心脫水機或疊螺脫水機處理汙泥80％的含水率。
從圖3A和圖3B可以看出，本實施例所設置的處理設備中包括進水口與硝化沉澱池出水口相連通的反硝化調整池。反硝化調整池具有調節pH值的作用；且在本實施例中，還包括總氮監測設備，用以監測反硝化調整池的總氮的濃度，根據測定的總氮濃度控制後續處理構築物中需要加多少碳源，從而調整微生物的生長環境，提高兩級生化池的脫氮效果。在本實施例中，總氮監測設備可以是設置在反硝化調整池上方的總氮計室，也可以為總氮監測行動裝置。在本實施例中，反硝化調整池的設置使得經二級生化處理後的滲瀝液只經反硝化沉澱池即可，投資低，能耗少，而無需現有技術MBR系統中的外置或內置式超濾膜作為泥水分離的設備，無汙堵問題。
在本實施例中，反硝化調整池設置有碳源入口，用以加入外加碳源，以調整微生物的生長環境。
本實施例提供的處理設備包括進水口與反硝化調整池出水口相連通的二級生化池，在二級生化池中，對滲瀝液進行二次生化處理，進一步脫除滲瀝液中的C、N等汙染物。在本實施例中，二級生化池包括二級厭氧池和二級好氧池，二級厭氧池的進水口與反硝化調整池的出水口相連通，二級厭氧池的出水口與二級好氧池的進水口相連通，二級好氧池的出水口與反硝化沉澱池的進水口相連通。
本實施例提供的處理設備包括進水口與二級生化池出水口相連通的反硝化沉澱池。在本實施例中，反硝化沉澱池為豎流沉澱池，也可選用斜板沉澱池或其他形式沉澱池。
在本實施例中，反硝化沉澱池設置有汙泥回流出口，反硝化調整池設置有汙泥回流入口，一級生化池也設置有汙泥回流入口，反硝化沉澱池的汙泥回流出口與反硝化調整池的汙泥回流入口以及一級生化池中的汙泥回流入口相連通。
在本實施例另外的實施例中，反硝化沉澱池還設置有反硝化液回流出口，反硝化調整池還設置有反硝化液回流入口，反硝化液回流出口與反硝化液回流入口相連通。
在本實施例中，還包括進水口與反硝化沉澱池出水口相連通的砂濾系統、進水口與砂濾系統出水口相連通的UF超濾系統、進水口與UF超濾系統出水口相連通的NF納濾系統。需要說明的是，濾砂系統是對超濾系統的一個保護措施，不是必要的組成部分。
砂濾系統中設置有石英砂，UF超濾系統中設置有超濾膜，NF納濾系統中設置有納濾膜。在本實施例中，砂濾系統和UF超濾系統是NF的保安措施。在本實施例中，當排水需要達到GB16889-2008中表2標準時，可開啟中水回用膜系統中的UF超濾系統和NF納濾系統，經砂濾、超濾和納濾後出水，排水直接進入環境中的水體。
經NF納濾系統處理後，產生較大量的納濾濃縮液，為了不增加對納濾濃縮液外運處理的成本，本實施例提供的處理設備優選還包括納濾濃縮液處理系統，納濾濃縮液處理系統與NF納濾系統的濃縮液出口相連通，納濾濃縮液進入到納濾濃縮液處理系統中進行處理，處理後的濃液會減量。納濾濃縮液經過納濾濃縮液處理系統處理為腐殖酸，佔納濾濃縮液總量的0.5％，腐殖酸的熱值較高，可作為燃料使用、製成肥料或外運處理。
參見圖4，示出了滲瀝液處理流程示意圖。包括如下步驟：
步驟S1，本實施例將填埋場滲瀝液進行前處理。在本實施例中，由填埋場的滲瀝液優選先進行過濾和重力沉澱，過濾除去滲瀝液中的漂浮物、懸浮物等雜質，重力沉澱分離比重較大的砂礫。重力沉澱的出水進行均質均量，均質均量在前處理池中進行，在本實施例中，前處理池的表面負荷優選為0.4m3/(m2×h)±0.1m3/(m2×h)，名義停留時間優選至少為8h；在本實施例中，上述停留時間越長處理效果越好，但考慮到建設費用，本申請給出的是最小值。
步驟S2，進行前處理除砂後，本實施例將得到的填埋場滲瀝液出水依次進行一級生化處理、硝化沉澱、反硝化調整、二級生化處理和反硝化沉澱。
在本實施例中，一級生化處理優選包括一級缺氧處理和一級好氧處理。一級缺氧處理的水力停留時間優選不小於8h，更優選為8h～10h，一級缺氧處理優選在攪拌條件下進行；一級好氧處理的水力停留時間優選不小於5d，更優選為5d～8d；在本實施例中，上述兩項停留時間越長處理效果越好，但考慮到建設費用，本申請實施例提供的技術方案為水利停留時間的最小值。一級好氧處理過程中，硝化液回流，硝化液的回流比優選為2。
在本實施例中，反硝化調整處理的水力停留時間優選為8h±2h，更優選為8h±1h，在反硝化調整過程中，本實施例根據反硝化調整池中的硝酸鹽氮濃度控制後續甲醇的加藥量。
在本實施例中，二級生化處理包括二級缺氧處理和二級好氧處理。二級缺氧處理優選在攪拌條件下進行，二級缺氧處理的水力停留時間優選為8h±1h；二級好氧處理優選在曝氣條件下進行，二級好氧處理的水力停留時間優選為8h±1h。
在本實施例中，硝化沉澱得到沉澱汙泥，本實施例優選將沉澱汙泥進行板框壓濾，對沉澱汙泥進行脫水處理。本實施例優選將沉澱汙泥進行濃縮後貯存，貯存的汙泥進行板框壓濾處理，板框壓濾處理後得到的泥餅進行焚燒處理。
步驟S3，在本實施例中，反硝化沉澱得到上清液，依次進行砂濾處理、超濾處理和納濾處理。上清液經過上述後續處理後，去除了上清液中大部分二價離子和分子量在200～1000的有機物，同時可去除少量一價離子，達到排放標準。
步驟S4，在本實施例中，納濾處理會產生濃縮液，濃縮液優選進行濃縮液處理，分離去除濃縮液中的腐殖質及多價金屬離子，納濾濃縮液處理系統出水達到排放標準，只有0.5％的腐殖酸濃液，可外運處理或製成肥料。
參照圖5A和圖5B，圖5A為本發明用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備第三實施例的結構示意圖；圖5B為本發明用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備第三實施例的工作原理圖。該實施例是對圖3A和圖3B實施例的進一步優化。圖5B中，實線表示主工藝，虛線是回流、加藥、濃液處理、剩餘汙泥處理等「輔助部分」的處理流程。
從圖5A和圖5B可以看出，在本實施例中，還包括進水口與NF納濾系統出水口相連通的RO反滲透系統。RO反滲透系統中設置有反滲透膜。
在本實施例中，砂濾系統、UF超濾系統、NF納濾系統組成了膜系統，可以單獨開啟中水回用膜系統中的UF超濾系統和NF納濾系統，還可以開啟UF超濾系統、NF納濾系統和RO反滲透系統(根據不同出水要求)。在本實施例中，當排水需要達到GB16889-2008中表2標準時，可開啟中水回用膜系統中的UF超濾系統和NF納濾系統，經砂濾、超濾和納濾後出水，排水直接進入環境中的水體；當排水要求比上述表2標準更嚴格時開啟砂濾、超濾、納濾和反滲透後再出水。
並且，本實施例提供的處理設備優選還包括反滲透濃縮液處理系統，反滲透濃縮液處理系統與RO反滲透系統的濃縮液出口相連通，RO反滲透系統產生的濃縮液進入到反滲透濃縮液處理系統中進行處理，經處理後的濃縮液只佔原濃縮液總量的10％(普通的工藝RO濃液有30％)，處理的反滲透濃縮液可以外運處理。達到比GB16889-2008中表二要求的排放標準更加嚴格的標準。
採用本發明提供的用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備，使得滲瀝液依次進行一級生化處理、硝化沉澱、反硝化調整、二級生化處理和反硝化沉澱，高效去除滲瀝液中的有機物，並實現高效脫氮。實驗結果表明，本發明提供的處理設備對滲瀝液進行處理，生化系統出水總氮含量可降至20mg/L，遠遠低於現有技術公開的幾百乃至上千毫克每升。
另一方面，本發明還提供了一種滲瀝液處理方法，該方法基於上述用於垃圾填埋場滲瀝液的處理設備。並且，該方法在上述對處理設備進行說明時，已經做了說明。在此不再贅述。參照上述說明即可。
以上僅是本實施例的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實施例原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實施例的保護範圍。