一種垃圾滲濾液膜法濃縮液的處理方法與流程
2023-05-14 19:34:51 2
本發明涉及垃圾滲濾液處理方法，具體地說，涉及一種針對垃圾滲濾液經過反滲透膜、納濾膜或其它過濾膜法處理所產生的濃縮液進行處理的方法。
背景技術：
2008年國家頒布了《生活垃圾填埋場汙染控制標準》(GB16889-2008)，對垃圾滲濾液的處理提出了更高的要求，如今處理垃圾滲濾液多採用NF、RO膜處理工藝。垃圾滲濾液膜濾濃縮液是垃圾滲濾液經過生物降解後經NF膜(或RO膜)截留的殘液，一般不具有可生化性，主要成份為腐殖質類物質，呈棕黑色，COD很高，並且含有大量的無機離子，TDS在20000～60000mg/L之間，COD通常在1000～5000mg/L之間，氨氮濃度在100～1000mg/L，電導率為40000～50000us/cm。
膜濾濃縮液的體積佔垃圾滲濾液原液體積的20％～30％。由於濃縮液含有各種難降解的有機和無機汙染物，直接排放可能會對土壤、地表水、海洋等產生汙染；若排入市政汙水處理系統，過高的總溶解性固體對活性汙泥的生長也不利。因此對於減少濃縮液的產量、濃縮液繼續處理的研究很有必要。
目前所採用主要的處理方法有：回灌、蒸發烘乾、固化、焚燒等。將膜法濃縮液回灌到垃圾填埋場、垃圾儲坑或垃圾滲濾液儲存池，長期循環會導致滲濾液中鹽和有機物的累積，從而導致生化處理系統效果變差，增加膜法系統運行的負擔及費用。蒸發烘乾是將膜法濃縮液中可溶性固體與水分離，對蒸發器抗腐蝕性要求高，並且能耗大，運行成本較高。此外，膜法濃縮液中的部分有機物易揮發，蒸發過程處理不當易引起二次汙染。固化處理是利用飛灰或汙水處理產生的汙泥對膜法濃縮液進行固化處理，然後將幹化的剩餘物運往垃圾填埋場進行無害化填埋。由於固化後的垃圾處理使得處理成本加大，在對膜法濃縮液處理過程中需要結合垃圾場實際情況進行考慮和經濟分析。高級氧化技術是目前處理垃圾滲濾液濃縮液比較合適的處理技術，高級氧化技術降解有機物的速度非常快，如O3/UV系統和O3/H2O2系統氧化降解過程，且氧化過程中的中間產物均可以繼續同羥基自由基反應，直至最後完全被氧化成二氧化碳和水。
但是，由於垃圾滲濾液膜濃縮液汙染物濃度過高，如果採用單一的化學氧化法，其運行成本太高。如果採用運行費用較低的生物處理工藝，汙染物的可生化性又很低。如果採用膜處理工藝，膜汙染的問題又難以解決。因此，目前垃圾滲濾液膜法濃縮液急需一種簡單有效、能耗低、運行成本低的膜法濃縮液的深度處理方法。
技術實現要素：
為了克服上述垃圾滲濾液膜法濃縮液處理方法的不足，本發明提供一種垃圾滲濾液膜法濃縮液的處理方法，使膜法濃縮液的處理效果穩定可靠，具有較低的運行成本和較高的去除效率，出水能夠實現達標排放。
本發明的核心思路是針對高鹽水質，採用多種工藝提升廢水的可生化性，並通過膜分離實現二價鹽、一價鹽和有機物的分離，從而解決鹽的積累問題，並極大的改善廢水的可生化性，將可生化廢水充分利用垃圾滲濾液(不是濃縮液)前道生化處理過程加以處理。同時利用厭氧MBR解決脫氮問題。
為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案如下：
一種垃圾滲濾液膜法濃縮液的處理方法，垃圾滲濾液膜法濃縮液依次經過複合軟化混凝沉澱池、臭氧氧化反應器、水解池和厭氧MBR池，厭氧MBR池出水進入納濾系統；
納濾系統處理得到的透過液經過壓力接觸氧化反應器處理後，直接排放或經多介質過濾器過濾後排放；
納濾系統處理得到的濃縮液與垃圾滲濾液混合回到前處理生化段，經生化、MBR、膜法濃縮處理後得到的濃縮液再循環進入複合軟化混凝沉澱池及後續操作。
其中，所述的垃圾滲濾液膜法濃縮液是將對垃圾滲濾液經過反滲透膜、或納濾膜或其它過濾膜法處理後所產生的濃縮液。
其中，所述的垃圾滲濾液膜法濃縮液，主要成份為腐殖質類物質，TDS為20000～60000mg/L，COD為1000～5000mg/L，氨氮濃度為100～1000mg/L，TN濃度為500～2500，電導率為40000～50000us/cm。
其中，所述的複合軟化混凝沉澱池，由多級反應池和沉澱池組成；廢水首先通過多級反應池，然後再進入沉澱池沉澱，反應池出水進入沉澱池沉澱，降低廢水的硬度並去除COD。其中，所述的多級反應池為3～4級，各級反應池均設有動力攪拌裝置或進行水力攪拌；在開始的1～2級反應池投加鹼性物質；在其後的一級反應池內反應池投加含鋁或含鐵混凝劑，末級反應池投加聚丙烯醯胺高分子絮凝劑。其中，所述的鹼性物質為碳酸鈉、氫氧化鈉和氫氧化鈣中的任意一種或幾種的混合物，所述的鹼性物質的投加總摩爾數為廢水中鈣鎂離子總摩爾數的0.5～3倍；所述的含鋁或含鐵混凝劑為硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鐵、氯化鐵、或上述任一物質的聚合物，所述的含鋁或含鐵混凝劑的投加量為40～2000mg/L；所述的聚丙烯醯胺高分子絮凝劑的投加量按質量比計為1～10mg/L。廢水在複合軟化混凝沉澱池中的總停留時間為2～10h。
其中，所述的臭氧氧化反應器，包括臭氧發生器和反應器，臭氧發生器置於反應器內，臭氧發生器是空氣源臭氧發生器或氧氣源臭氧發生器，臭氧投加量與所處理的水的COD之比為0.1～1:1。臭氧氧化反應器中的廢水停留時間控制為0.3～2h。臭氧氧化反應器罐體可以為金屬或非金屬材料製成，也可採用土建結構。
其中，所述的水解池和厭氧MBR池合建或與厭氧MBR池分建。
其中，廢水在水解池中的總停留時間為4～20h。
其中，所述的厭氧MBR池，包括厭氧池和MBR組件兩部分；厭氧池採用升流式厭氧反應器；MBR組件採用內置式超濾膜組件或外置式超濾膜組件。廢水在厭氧MBR池中的總停留時間為10～60h。
其中，所述的壓力接觸氧化反應器為封閉罐體，進水通過射流曝氣方式，攜帶溶解氧進入罐體，罐體內部填充生物填料，反應器內空氣壓力為0.2～0.8MPa；其中，所述的生物填料，包括顆粒活性炭、焦炭、無煙煤、陶粒以及軟性、半軟性填料和懸浮填料的任意一種或幾種的混合物。
其中，所述的納濾系統採用的納濾膜元件具有選擇性透過性能，對二價或更高價態金屬離子具有良好的截留效果。
本發明方法不僅適用於垃圾滲濾液膜濾濃縮液的處理，同時也適用於其他含較高難降解有機物濃度的膜濃縮液處理。
有益效果：本發明與現有技術相比具有以下優點：
1)有效的將高級氧化處理和厭氧生物處理相結合，最大限度的降低處理成本並提高處理效率。臭氧氧化可顯著提高廢水的可生化性。同時，由於後續厭氧處理的存在，使得一級臭氧氧化無需徹底氧化垃圾滲濾液濃縮液中的難降解汙染物，而只需要破壞汙染物結構，提高汙染物可生化性即可。因此最大限度的減少臭氧投加量。
2)本發明選用的生化處理工藝為厭氧膜生物反應器。厭氧反應器分為水解段和厭氧段。厭氧和水解過程對難降解有機物處理有著獨特的作用，不僅可以直接降低COD，還可以將大分子難降解有機物開環和斷鏈，變成小分子可降解有機物，從而提高處理效果，而好氧處理工藝則不具備這一功能。因此，相比好氧MBR而言，厭氧MBR對於垃圾滲濾液濃縮液的處理效率更高。
3)垃圾滲濾液中的有機氮和氨氮含量很高，在生化預處理後廢水中含有大量的硝酸鹽，脫氮十分困難，難以達到排放標準。好氧MBR對硝酸鹽氮的去除效率低，而本項目採用厭氧MBR具有極好的脫氮效能，不僅能夠利用臭氧氧化產生的小分子有機物作為碳源進行脫氮，還可在厭氧條件下和剩餘氨氮發生厭氧氨氧化反應脫氮，能夠顯著降低濃縮液的總氮排放。
4)本發明預處理採用複合混凝沉澱工藝，可以在去除硬度和鈣鎂離子，對廢水中的有機物也有顯著的去除效果。可以極大的降低厭氧處理的有機負荷，同時預防厭氧MBR產生無機物膜汙染。
5)發明後處理採用納濾和壓力接觸氧化反應器組合工藝。納濾工藝可以進一步降低廢水中的有機物，確保出水穩定達標。同時，為了減少系統中的含鹽量，本項目選用納濾作為後處理精密過濾。納濾對一價離子具有較好的透過性，採用納濾工藝進行精密過濾不會顯著提高濃縮液的含鹽量，從而使生化系統的鹽度保持穩定。
6)為了進一步提升出水的效果，處理工藝的末端設置了壓力接觸氧化反應器，進一步提高出水水質。由於納濾膜透過液中的有機物均為小分子，可生化性好。在壓力接觸氧化反應器內，通過進水泵形成高壓，在高壓下氧的傳輸阻力減小，混合液空氣中氧向微生物轉移的效率大大增強，可提高反應器內的活性汙泥濃度，使反應器內生物膜性狀蓬鬆，不易結團，活性明顯增強。有利於活性汙泥微生物的增殖和有機物的降解。從而保證出水濃度很低。壓力接觸氧化器內部設有過濾層，出水水質穩定有保障。
附圖說明
圖1為垃圾滲濾液膜法濃縮液獲得的工藝路線圖。
圖2為本發明處理工藝的流程圖。
具體實施方式
根據下述實施例，可以更好地理解本發明。然而，本領域的技術人員容易理解，實施例所描述的內容僅用於說明本發明，而不應當也不會限制權利要求書中所詳細描述的本發明。
實施例1：
典型的滲濾液處理及納濾、反滲透濃縮液產生過程見圖1。滲濾液經格柵預處理系統進入調節池，然後進入UBF厭氧系統，厭氧出水進入中間水池，中間水池出水依次進入反硝化池和兩段好氧硝化池。硝化池出水進入管式超濾膜系統。超濾濃液回流至反硝化池。超濾清液進入清液罐後再打入納濾系統，產生納濾濃縮液和清液，納濾清液可直接排放，或者經納濾清液罐收集後再打入反滲透系統，產生反滲透濃縮液和反滲透清液。
在此過程中，納濾和反滲透產生的濃液均為垃圾滲濾液處理過程中產生的膜濃縮液。
實施例2：
將實施例1得到的垃圾滲濾液膜濃縮液首先經過複合軟化混凝沉澱池，複合軟化混凝沉澱池由3級反應池和沉澱池組成，第1級反應池投加碳酸鈉，碳酸鈉的投加總摩爾數為廢水中鈣鎂離子總摩爾數的1倍，第2級反應池投加200mg/L聚合氯化鋁，第3級反應池投加2mg/L聚丙烯醯胺高分子絮凝劑PAM，總反應時間為30min，然後進入沉澱池沉澱，降低廢水的硬度並去除COD，廢水在複合軟化混凝沉澱池中的總停留時間為3h。
沉澱池出水進入臭氧氧化反應器進行處理，所述的臭氧氧化反應器，包括臭氧發生器和反應器，臭氧發生器置於反應器內，臭氧發生器採用氧氣源臭氧發生器，臭氧投加量與所處理的水的COD之比為0.5:1，反應時間為1.5h。
臭氧氧化反應器出水再進入複合池，複合池分為2級，一級為水解池，二級為厭氧MBR池，廢水在水解池中的總停留時間為12h。所述的厭氧MBR池，包括厭氧池和MBR組件兩部分；厭氧池採用升流式厭氧反應器；MBR組件採用外置式超濾膜組件。廢水在厭氧MBR池中的總停留時間為24h。
厭氧MBR池出水首先進入中間水池收集後，再通過泵打入納濾系統，納濾透過液由射流泵送至壓力接觸氧化反應器，壓力接觸氧化反應器控制壓力為0.45MPa，內置塑料懸浮填料和陶粒濾料，壓力接觸氧化反應器出水直接排放。納濾濃縮液與垃圾滲濾液混合回到前處理生化段，經生化、MBR、膜法濃縮處理後得到的濃縮液再循環進入複合軟化混凝沉澱池及後續操作。整個系統的淨化效果如表1。
表1實施例1淨化效果
實施例3：
將實施例1得到的垃圾滲濾液膜濃縮液首先經過複合軟化混凝沉澱池，複合軟化混凝沉澱池由4級反應池和沉澱池組成，第1～2級反應池投加氫氧化鈉，氫氧化鈉的投加總摩爾數為廢水中鈣鎂離子總摩爾數的0.8倍，第2級反應池投加500mg/L聚合硫酸鐵，第3級反應池投加2mg/L聚丙烯醯胺高分子絮凝劑PAM，總反應時間為60min，然後進入沉澱池沉澱，降低廢水的硬度並去除COD，廢水在複合軟化混凝沉澱池中的總停留時間為5h。
沉澱池出水進入臭氧氧化反應器進行處理，所述的臭氧氧化反應器，包括臭氧發生器和反應器，臭氧發生器置於反應器內，臭氧發生器採用氧氣源臭氧發生器，臭氧投加量與所處理的水的COD之比為1:1，反應時間為1h。
臭氧氧化反應器出水再進入複合池，複合池分為2級，一級為水解池，二級為厭氧MBR池，廢水在水解池中的總停留時間為8h。所述的厭氧MBR池，包括厭氧池和MBR組件兩部分；厭氧池採用升流式厭氧反應器；MBR組件採用內置式平板式超濾膜組件，並利用厭氧產氣內循環曝氣攪拌，風機採用不鏽鋼風機。廢水在厭氧MBR池中的總停留時間為16h。
厭氧MBR池出水首先進入中間水池收集後，再通過泵打入納濾系統，納濾透過液由射流泵送至壓力接觸氧化反應器進行生物淨化，壓力接觸氧化反應器控制壓力為0.8MPa，內置塑料懸浮填料和活性炭，壓力接觸氧化反應器出水再經過多介質過濾器過濾後排放。納濾濃縮液與垃圾滲濾液混合回到前處理生化段，經生化、MBR、膜法濃縮處理後得到的濃縮液再循環進入複合軟化混凝沉澱池及後續操作。整個系統的淨化效果如表2。
表2實施例2淨化效果