生化、膜分離法垃圾滲濾液處理工藝的製作方法

2023-05-04 21:19:56

專利名稱：生化、膜分離法垃圾滲濾液處理工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及汙水處理領域，特別是針對高濃度垃圾滲濾液的處理工藝。
背景技術：
滲濾液中有機汙染物濃度很高，要做到達標排放，化學耗氧量的去除率要保證在99%以上，傳統的生化常規處理工藝根本無法達到，目前國內各垃圾場中的滲濾液處理能達到二級排放標準的運行實例極少。要徹底解決垃圾滲濾液的汙染既是一個技術問題，也是一個社會問題，一直困擾著環衛和環保部門，多年來許多人做過不懈努力，但收效甚微。按二級及三級排放標準設計運行的滲濾液處理工程大多達不到設計目標，更不可能穩定達到一級排放標準。 目前我國滲濾液處理技術大致有以下是三種一是沿用傳統生活汙水治理技術，以簡單生化為主，基本不達標，這種工程佔滲濾液工程總量的60%以上。二是近年來許多科研院所考慮到垃圾滲濾液的特點，不斷探索一些新技術，改良了一些老辦法，整合了一些新工藝，並應用於實際工程，但效果並不理想，這類工程佔10%左右。三是一些填埋場苦於沒有良好的處理技術，乾脆自暴自棄，簡單對付，這類工程佔20%以上。 以上工藝技術的核心都是源於生活汙水處理的生化處理技術，事實上這是一條國外早在20年前就走過的彎路。西方發達國家關注並大規模開展滲濾液處理是在20世紀50年代，基本上是在無奈和失敗中探索，直到80年代隨著膜處理技術應用於滲濾液處理，才走出了以反滲透技術為主，高效生物反應器結合反滲透的技術路線。 從國外近十幾年來滲濾液處理技術發展來看，簡單生化法處理滲濾液的技術已被逐漸淘汰，取而代之的是以反滲透為主的膜處理工藝和高效生化處理結合膜法的先進技術。2003年以來，隨著國家加大環保、垃圾及滲濾液處理力度，重慶長生橋、北京南宮堆肥廠、青島小澗西和廣州興豐垃圾填埋場等先後引進國外先進的反滲透處理滲濾液技術的工程相繼建成，使我國的滲濾液處理水平邁上了 一個臺階。
膜分離技術存在的問題 反滲透工藝因其在滲濾液處理方面具有高效性、模塊性和易於自動控制等優點，應用得越來越多，但其如下缺點也要引起重視①小分子量的物質的截留效率還不盡如人意，如氨、小分子的AOX等物質；②高濃度的有機物或無機可沉降物容易造成汙染膜或在膜表面結垢等問題；③由於操作壓力很高造成能耗很高；④反滲透濃液的處理有較大困難，一般二級反滲透總回收率在75 % 80 % ，濃液的總排量為處理量的20 % 25 % ，將其回灌到填埋場中不可取。因為濃液的汙染物濃度很高，屬於危險的垃圾。目前多採用蒸發和乾燥的方法，但費用很高。 膜分離汙染物的效果是顯而易見的，經分離後的出水能夠達到國家相應的排放標準，該法能連續化操作，機械化程度高，易於管理，水質的不穩定性對膜處理效果的影響較小。但該技術在國內遲遲不能被用於實際工程，究其原因為膜材料成本高，且膜在處理這種受汙染較嚴重的水體時，膜極易被汙染，較難清洗，難以再次利用。
為此開發一種適合國情的以高效生物反應器為主結合膜處理為輔的技術對實際工程應用價值的提高具有深遠意義。

發明內容
本發明的目的旨在克服現有技術的不足，提供一種高效經濟的生化、膜分離法垃
圾滲濾液處理工藝。本發明所述的生化、膜分離法垃圾滲濾液處理工藝由以下步驟組成
—、將反應池中待處理的垃圾滲濾液加入氧化鎂調節ra值至11 11. 5 ; 二、步驟一的處理液送入氨吹脫塔，進行脫氨處理； 三、步驟二脫氨處理後的液體再用磷酸調節ra值至8 8. 5 ;出水經沉澱池去除磷酸鎂； 四、步驟三的沉澱池出水入內循環厭氧發生器停留8 9小時； 五、步驟四中由內循環厭氧發生器出來的液體經緩衝池泵入內循環三相生物流化
床停留2 3小時，流化床內充填陶粒載體； 六、步驟五的液體進入膜生物反應器停留6 7小時進行濾膜處理產生中水；將處理後產生的多餘汙泥定期泵入豎沉式汙泥濃縮池； 七、步驟六的濾膜中水送入精密過濾器，出水加入市售的阻垢劑，加入量以後續濾膜不結垢為度;然後入納濾處理系統;納濾膜產生的濃液因不含重金屬可進入豎沉式汙泥濃縮池；
八、步驟七納濾的出水在送入反滲透裝置前補充加入市售的阻垢劑，加入量以後續濾膜不結垢為度，反滲透出水可達標排放；
九、步驟八反滲透所產生的濃液通過焚燒處理； 十、步驟三、步驟六產生的汙泥和步驟七產生的濃液入豎沉式汙泥濃縮池後回填埋場； ^^—、步驟十的汙泥濃縮池上清液回流入步驟一 的反應池。步驟一中加入氧化鎂主要是調節ra值至11 11. 5，使垃圾滲濾液中的氨離子以
游離氨的形式存在。步驟二中所述的氨吹脫塔為現有設備，以湍球填料塔為優選，主要的作用是吹脫除去垃圾滲濾液中的游離氨。步驟四內循環厭氧發生器在雲貴及以南地區一般採用常溫厭氧，雲貴以北可以用自產沼氣對厭氧進水加熱來提高處理效果。步驟二、四、五、六、七、八所述的氨吹脫塔、內循環厭氧發生器、內循環三相生物流化床、膜生物反應器、精濾、納濾和反滲透裝置可以選用現有設備。 本發明所述工藝由於有機地採用了物化、生化、膜分離法處理工藝，使得工程造價和運行成本大為降低；提高了膜生物反應器濾膜、納濾膜和反滲透膜的使用年限；本發明所採用工藝與已有技術相比，處理負荷高；操作簡便，可實現自動化操作。


圖1為本發明實施例的工藝流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明做更進一步的具體說明，本發明的上述和
4其他方面的優點將會變得更加清楚，但並不限制本發明。 本實施例所述的垃圾滲濾液為昆明某垃圾填埋場滲濾液，滲濾液從調節池自流或泵入反應池，用粉狀氧化鎂調整ra值至11 11.5，使垃圾滲濾液中的氨離子以游離氨的形式存在，然後用泵提升入湍球填料型氨吹脫塔，湍球塔可使布液更均勻同時防止填料球表面積垢。塔內裝置一定高度的填料層。垃圾滲濾液從塔頂噴下，沿填料表面呈薄膜狀向下流動。空氣通過風機從塔底鼓入，呈連續相由下而上同水逆流接觸。填料為聚丙烯空心球。除氨後的處理液用磷酸調節K1值至8 8.5以彌補滲濾液磷源的不足，然後入沉澱池分離磷酸鎂，出水自流入內循環厭氧發生器。該裝置靠沼氣的提升產生循環，使滲濾液與厭氧菌充分接觸從而提高處理效果。而後經緩衝池泵入內循環三相生物流化床，流化床內充填陶粒載體，使進水與微生物充分接觸，微生物粘附在載體表面形成生物膜，使活性汙泥有良好的沉降性能，不易被出水帶離反應器而在系統內循環，筒體的上部為帽狀，氣、水和汙泥的混合液進入反應器上部帽狀的三相分離區分離；氣體從上面離開反應器，澄清水從出水口流出，載體和部份汙泥經過沉降區返回到反應器底部，出水自流入膜生物反應器進行好氧曝氣和生物處理。處理後的水由泵通過浸沒式濾膜組件過濾後抽出；微生物被濾膜截留在生物反應器中，使反應器有巨大生物量，消除了傳統活性汙泥法中汙泥膨脹問題；實現了水力停留時間與汙泥泥齡的徹底分離，可同時進行硝化、反硝化；產生的多餘汙泥定期泵入豎沉式汙泥濃縮池，汙泥濃縮池上清液回流入首級反應池。膜生物反應器取代了傳統生化工藝中二沉池和三級處理工藝，所出中水入精濾、鈉濾工藝。精濾是後續鈉濾、反滲透的預處理工藝可以確保鈉濾裝置的進水水質及後續反滲透高壓進水泵的正常運轉，同時起到保護鈉濾膜和反滲透膜的作用。設置鈉濾是為了去除重金屬。 一般在精密過濾器、鈉濾的出水中需加入阻垢劑，所述的阻垢劑品種很多，常用有美國產PTP0100八倍濃縮液或美國產MDC220原液，配製濃度為含原液10% 20% (重量百分比，下同)，加入量以後續濾膜不結垢為度， 一般為lmg/L 3mg/L阻垢劑原液。當滲濾液C0Dcr > 15000mg/L時，滲濾液中有400mg/L 500mg/L的COD無法用生化法去除，出水要達到《城市生活垃圾填埋場汙染控制標準》GB16889-2008的新要求，用鈉濾、反滲透作終結把關處理是必要的，鈉濾、反滲透處理後的水可優於排放標準。由於鈉濾前採用了高效的內循環厭氧發生器、內循環三相生物流化床、膜生物反應器工藝，使處理液出水優於傳統生物法工藝。從而減輕了鈉濾、反滲透負載，提高了鈉濾膜與反滲透膜的使用年限。使反滲透的排放濃液下降到1.5%以下，僅為超濾、二級反滲透工藝濃液排放量的7. 5%，並可用自產沼氣通過焚燒爐處理不需用外來能源。工藝產生的汙泥經豎沉式汙泥濃縮池後回填埋場有利於垃圾的厭氧發酵。當滲濾液CODcr < 15000mg/L時，本工藝後續反滲透可省略，鈉濾出水即可達標排放。
經過實驗比較，市場上如重慶長生橋滲濾液處理廠採用二級反滲透處理工藝，處理規模500mVd，工程投資約3700萬元，理論處理成本報10元/m3，實際運行成本要高得多，處理液回收率80%，有20%的反滲透濃液只能儲存處理。市場上也有用傳統厭氧、好氧工藝作反滲透工藝的前處理，由於傳統厭氧、好氧處理負荷低，停留時間長，佔地面積大，故工程投資大。如廣州新豐滲濾液處理廠採用的是區58+581 +反滲透處理工藝，處理規模500m3/d，工程投資約6000萬元，處理成本約25元/m3。 內循環厭氧反應器、內循環三相生物流化床反應器首先由荷蘭帕克公司開發應用。內循環厭氧反應器是根據UASB的原理開發成功的。它由混合區、汙泥膨脹床、精處理區和循環系統四個部分組成。它與其它厭氧處理工藝相比有以下特點 1、因反應器為立式結構，高度一般為14 25m，故佔地面積小，同時沼氣收集也方便。 2、有機負荷高，水力停留時間短。它與其它厭氧處理工藝的有機負荷和水力停留
時間比較見下表。
工藝有機負荷KgC0D/(m、d)水力停留時間h
普通消化池0. 5 2> 90
接觸消化池2 410 15
厭氧過濾器3 10> 20
UASB10 301 12
內循環厭氧反應器18 702 6 3、剩餘汙泥少，約為進水C0D的1 % ，且容易脫水。 4、靠沼氣的提升產生循環，不需要外部動力進行攪拌混合和使汙泥回流，節省動 力消耗。 本發明所述高效節能處理垃圾滲濾液工藝由於採用了內循環三相生物流化床反 應器，當滲濾液厭氧處理後C0Dcr :1500mg/L時，負荷可達10 15KgC0D/(m3 d)。處理率 可達70%以上。內循環三相生物流化床反應器的開發成功同樣在好氧生化處理領域實現了 質與量的突破。 內循環三相生物流化床反應器與其它好氧處理工藝相比，有以下特點
1、高度與直徑比大，故佔地面積小。
2、水力停留時間短，一般為0. 5 4h。 3、剩餘汙泥少，小於進水C0D的5% ;汙泥回流在同一反應器內完成，不需要外加 動力。 4、流化性能好，反應器大部分載體參與循環流動，因此不存在床中載體分層現象。 各載體在床中所受到的磨擦、剪切基本相同，載體流化具有良好的均勻性，這為均勻的生物 膜形成提供了條件。 5、氧的轉移率高。由於反應器在中心筒曝氣的截面積小於在整個床曝氣時的截面 積(傳統流化床)、同時大量液體循環會夾帶一些細小的氣泡，這樣使氣-液接觸時間延長， 從而提高了氧的轉移效率。實測表明，空氣利用率可達30 % 50%，動力效率可達2Kg02/ (KW. h) 5Kg02 (KW. h)。 6、載體流失量少，不需專門的脫膜設備。由於整個反應器內載體受到的剪切與磨 擦基本上均勻一致，因此不會出現因生物膜增厚，載體變輕而在床內分層現象(這是傳統 流化床的基本現象)，所以既能在不增加脫膜設備的情況下，保證反應器中生物載體的膜不會過度增長，同時又不會流失載體，這樣就大大簡化了原來的流化床處理汙水所需的輔助 設備。 7、流化床內生物量高、反應器體積小，生物量一般可達20g/L 40g/L，是傳統活 性汙泥法的5 8倍。因活性汙泥在反應器內循環，泥齡很高( 一般為20d)，汙泥產率低， 而且可產生一些生長速度很慢的硝化菌等，故內循環三相生物流化床適合於處理含氮化合 物及其它難降解的化合物。 8、由於內循環三相生物流化床反應器具有巨大的生物量，並且是典型的完全混合 型生物反應器。因此對衝擊負荷(水力負荷衝擊和有機負荷衝擊)抵抗能力強，能很快恢 復到衝擊前的狀態，處理效率高。 內循環厭氧反應器、內循環三相生物流化床工藝其汙泥產量僅為傳統厭氧_好氧 法的10%，佔地面積僅為傳統厭氧-好氧法的20%。
權利要求
一種生化、膜分離法垃圾滲濾液處理工藝，其特徵在於由以下步驟組成一、將反應池中待處理的垃圾滲濾液加入氧化鎂調節PH值至11～11.5；二、步驟一的處理液送入氨吹脫塔，進行脫氨處理；三、步驟二脫氨處理後的液體再用磷酸調節PH值至8～8.5；出水經沉澱池去除磷酸鎂；四、步驟三的沉澱池出水入內循環厭氧發生器停留8～9小時；五、步驟四中由內循環厭氧發生器出來的液體經緩衝池泵入內循環三相生物流化床停留2～3小時，流化床內充填陶粒載體；六、步驟五的液體進入膜生物反應器停留6～7小時進行濾膜處理產生中水；將處理後產生的多餘汙泥定期泵入豎沉式汙泥濃縮池；七、步驟六的濾膜中水送入精密過濾器，出水加入市售的阻垢劑，加入量以後續濾膜不結垢為度；然後入納濾處理系統；納濾膜產生的濃液因不含重金屬可進入豎沉式汙泥濃縮池；八、步驟七納濾的出水在送入反滲透裝置前補充加入市售的阻垢劑，加入量以後續濾膜不結垢為度，反滲透出水可達標排放；九、步驟八反滲透所產生的濃液通過焚燒處理；十、步驟三、步驟六產生的汙泥和步驟七產生的濃液入豎沉式汙泥濃縮池後回填埋場；十一、步驟十的汙泥濃縮池上清液回流入步驟一的反應池。
全文摘要
本發明涉及汙水處理領域，特別是針對高濃度垃圾滲濾液的處理工藝。由以下步驟組成一、將反應池中待處理的垃圾滲濾液加入氧化鎂調節pH值至11～11.5；二、脫氨處理；三、再用磷酸調節pH值至8～8.5；四、入內循環厭氧發生器停留8～9小時；五、入內循環三相生物流化床停留2～3小時，流化床內充填陶粒載體；六、進入膜生物反應器停留6～7小時進行濾膜處理產生中水；七、中水送入精密過濾器，出水加入市售的阻垢劑，加入量以後續濾膜不結垢為度，然後入納濾處理系統；八、出水在送入反滲透裝置前再補充加入市售的阻垢劑，加入量同樣以後續濾膜不結垢為度，反滲透出水可達標排放；九、反滲透所產生的濃液通過焚燒處理；十、產生的汙泥和濃液入豎沉式汙泥濃縮池後回填埋場；十一、步驟十的汙泥濃縮池上清液回流入步驟一的反應池。
文檔編號C02F9/14GK101723564SQ20101003920
公開日2010年6月9日 申請日期2010年1月22日 優先權日2010年1月22日
發明者周建偉 申請人:周建偉