一種垃圾滲濾液濃水的處理方法及裝置的製作方法
2023-09-10 22:03:05 1
專利名稱：一種垃圾滲濾液濃水的處理方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種垃圾滲濾液處理方法及裝置，特別是關於一種在經過納濾、反滲透膜處理產生的垃圾滲濾液濃水的處理方法及裝置。
背景技術：
垃圾滲濾液是高濃度、成分複雜的汙水，對它的處理是國內外水處理界的難題。垃圾滲濾液中主要含有大量的有機汙染物，有機汙染物可分為可生物降解和難以生化的有機物。為適應垃圾滲濾液的特點，垃圾滲濾液的處理一般都採用生化+膜處理的的方式。 生化處理用於將大量的可生化有機物去除；膜處理則用於截留難以生化的有機物及其它無機汙染物。膜處理一般採用納濾膜處理和反滲透膜處理，在納濾、反滲透膜處理的過程中將會產生約20 30%的濃水，濃水中含有大量被膜截留的難生化的有機物、鹽分等，如果直接排放會造成二次汙染，目前的處理方法是將這些濃水回流到垃圾填埋場或是調節池的方式。經過實際驗證，這樣做雖然沒有對前面的生化系統造成不利的影響，但是總有部分水量在處理系統內循環，難降解的有機物、汙水中的鹽分在處理系統中循環，長時間的回流，有不斷積累之慮，使處理系統內廢水含鹽量提高。高含鹽量會降低微生物的活性，影響生化處理的效果；更主要的是鹽量高會導致納濾、反滲透膜結垢，影響膜通量，加速膜清洗頻率，從而降低膜的使用壽命；同時處理系統中鹽分的積累，也容易導致管道結垢。因此這些濃水的處理成為垃圾滲濾液處理中的難題。
發明內容
本發明的目的是提供一種垃圾滲濾液處理中產生的濃水的處理方法及裝置。本發明所提供的濃水處理方法，包括如下步驟將待處理濃水的pH值調至2 8 後，加入由過氧化氫和!^SO4 ·7Η20組成的芬頓試劑進行氧化反應，得到濃水氧化處理後水； 所述芬頓試劑的加入量以所述過氧化氫計為每升所述濃水加入90-250毫摩爾所述過氧化氫；所述芬頓試劑中，所述過氧化氫和I^eSO4 · 7Η20的摩爾比為2 1 10 1 ；所述濃水是垃圾滲濾液依次經過生化處理和膜處理得到的濃水，所述膜處理為納濾膜處理和/或反滲透膜處理。所述濃水可為如下水質的汙水重鉻酸鉀法化學需氧量(C0DJ是2500-6000mg/ L，五日生化需氧量(BOD5)是300-600mg/L，色度是400-700倍；所述濃水具體可為如下水質的汙水C0D 是3000-5500mg/L，BOD5是300_550mg/L，色度是450-650倍；所述濃水進一步還可為下述a)或b)的汙水a) CODcr 是 3200_5;350mg/L，BOD5 是 320_540mg/L，色度是 480-620 倍；b) CODcr 是 4380-5;350mg/L，BOD5 是 410_540mg/L，色度是 500-600 倍。在本發明的實施例中列舉了如下四種水質的垃圾滲濾液處理中產生的濃水1) CODcr 是 3272mg/L，BOD5 是 320mg/L，色度是 500 倍；2) CODcr 是 5350mg/L，BOD5 是 M0mg/L，色度是 600 倍；
3) CODcr 是 3200mg/L，BOD5 是 330mg/L，色度是 480 倍；4) CODcr 是 4380mg/L，BOD5 是 410mg/L，色度是 620 倍。所述芬頓試劑中，所述過氧化氫和!^eSO4WH2O的摩爾比具體可為3 1 6 1。所述芬頓試劑的加入量以所述過氧化氫計為每升所述待處理的垃圾滲濾液處理中產生的濃水可加入90-180毫摩爾所述過氧化氫，如90-144毫摩爾/L所述過氧化氫。上述處理方法中，所述氧化反應時間可為0. 5 2. Oh ；所述氧化反應的溫度為 20- °C。上述處理方法在所述氧化反應結束後，還包括將氧化反應後得到的水的pH值調到6-8. 5的步驟。為實現上述濃水處理方法的裝置是按如下方式布置的設置一濃水儲存池、儲酸池、硫酸亞鐵儲存池、雙氧水儲存池、儲鹼池。納濾或反滲透的濃水出水管連通到濃水儲存池。濃水儲存池和儲酸池的出水管連通到氧化反應器的前端。硫酸亞鐵儲存池和雙氧水儲存池的出水管連通到一混合器，混合器的出水管連通到上述氧化反應器的前部，並且在此出水管上設置計量泵。儲鹼池的出水管連通到氧化反應器的出水管上，儲鹼池的出水管和氧化反應器的出水管匯合後的合併輸送管連通到一沉澱池。沉澱池的出水管上安裝閥門，經檢驗合格後直接排放或按勾兌比例與反滲透處理的出水一起排放。沉澱池的汙泥輸送到汙泥濃縮池。在濃水儲存池、儲酸池、硫酸亞鐵儲存池、 雙氧水儲存池、儲鹼池上也均設置有閥門。上述在氧化反應器的入口端和沉澱池的入口端均設置pH控制儀，在氧化反應器和混合器內均間隔設置有折返板，每一折返板與氧化反應器壁體之間均留有流通口，流通口按上、下、上……，或下、上、下……這樣的間隔次序設置。氧化反應器內間隔設置的折返板，可延長水的流程和汙水與芬頓試劑充分混合時間，以利於其充分反應。本發明由於採取以上技術方案，其具有以下優點1、經多次試驗和實際工程運行數據證明，本發明的濃水C0D&去除率為98%以上，色度去除率>95%，BOD5去除率> 96 %。 本發明處理得到的濃水處理後水達到《生活垃圾填埋場汙染控制標準》(GB16889-2008)的標準，可以直接排放利用。本發明可以廣泛用於各種垃圾滲濾液的納濾、反滲透膜處理產生的濃水。2、本發明的濃水處理方法作為納濾、反滲透膜處理的後續完善工序，使垃圾滲濾處理工藝技術更趨合理，運行更加順暢，延長了處理系統中MBR(超濾膜)、反滲透、納濾膜、 反滲透膜的清洗周期，提高了膜的使用壽命，節約了膜處理的成本。
圖1是本發明濃水處理工藝流程示意圖；圖2是垃圾滲濾液納濾、反滲透膜處理和產生的濃水處理綜合工藝流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。如圖1所示，本發明是採用高級氧化法(利用芬頓試劑)來處理垃圾滲濾液處理過程中納濾、反滲透膜處理後產生的濃水。這種濃水處理的方法是
1)將單獨的納濾或反滲透處理，或納濾和反滲透綜合處理過程中產生的濃水通入濃水儲存池，將酸、硫酸亞鐵、雙氧水、鹼水分別加入到各自相應的儲存池中待用。2)將濃水和鹽酸在氧化反應前充分混合，調整濃水的PH值為2 8，通入氧化反應器，同時從氧化反應器前部加入雙氧水和硫酸亞鐵的摩爾比為2 1 10 1的芬頓試劑，進行氧化反應。3)氧化反應後的濃水經管道送入沉澱池，在送入沉澱池的管道中加入一定量的鹼 (NaOH)，經管道水流和沉澱池布水區的混合使濃水的pH值維持在6 8. 5。4)經沉澱澄清後的出水通過輸送管道排放到反滲透處理後的出水管中直接排放。或通過在輸送管道上設置的控制閥門，在某些需要的情況下與反滲透出水按一定比例勾兌後達標排放。5)沉澱過程中產生的汙泥排入汙泥濃縮池，濃縮的汙泥幹化後返回垃圾填埋場， 填埋處置。這裡，在氧化反應器內設置有折返板，目的是延長水的流程和汙水與芬頓試劑充分混合，以利於其充分反應。這裡，濃水pH值的測量由pH控制儀完成。雙氧水和硫酸亞鐵的配兌是在一混合器中進行，混合器內設置有折返板，加強混合。混合後的芬頓試劑由計量泵控制，加入到反應器的前半部(見圖1)。對本工藝，雙氧水的用量和反應時間的控制是根據待處理濃水的實際情況進行調離
iF. ο從垃圾滲濾液處理的全流程來看，濃水處理是設在滲濾液處理系統的末端，膜處理(納濾、反滲透)之後(如圖2所示)。申請人先後申請過專利號為ZL200810056984.X的 「一種垃圾滲濾液處理工藝」，申請號為200910084744. 5的「一種垃圾滲濾液的處理工藝及裝置」發明專利。隨著北京市科委資助的「科技型中小企業創新基金無償資助項目」，「垃圾滲濾液總氮MBR脫除工藝」在試驗中取得明顯的進展，於2010年4月，又申請了「一種垃圾滲濾液生物脫氮工藝及裝置」(申請號2010101511311)，該項技術和研發的裝置已用於多項實際垃圾滲濾液處理工程中，並取得了很好的脫氮效果，使處理後的垃圾滲濾液的總氮、 氨氮都達到排放標準。前述各專利申請涉及了垃圾滲濾液的納濾處理、反滲透處理，以及脫氮處理。本次申請是在前述各專利的基礎上，為消除原工藝流程中濃水返回調節池可能造成的難生物降解有機物和鹽分在處理系統中累積的問題而提出的。下面是一個具體的完整垃圾滲濾液處理流程實施例，如圖2所示1)將填埋場滲濾液匯入調節池。2)由泵將填埋場滲濾液打入厭氧罐，在厭氧罐經水解酸化使填埋場滲濾液中大分子有機物分解成小分子有機物並產生酸，利於甲烷菌使水中較小分子有機汙染物轉化成沼氣。3)厭氧反應產生的沼氣，經設在厭氧罐上部的沼氣排放管排放；排放的沼氣先經管道送入沼氣淨化器，淨化後回收利用或是直接點燃放空。4)厭氧反應後的出水進入缺氧一級反硝化罐，一級反硝化罐同時接受來自好氧一級硝化罐和MBR回流汙水。厭氧出水基本不含溶解氧，而來自一級好氧硝化罐和MBR回流汙水因經過充分的曝氣，其溶解氧> 2.0mg/L。控制三股水的流入比列，可以維持汙水中溶解氧在0. 2-0. 5mg/L的缺氧狀態。5)缺氧一級反硝化的出水進入好氧一級硝化罐；好氧一級硝化的汙水進入缺氧二級反硝化罐；缺氧二級反硝化的出水進入好氧二級硝化罐，好氧二級硝化的出水進入 MBR處理器；好氧二級硝化罐的汙水同時回流進行缺氧二級反硝化。在一級好氧罐和MBR反應器設曝氣設備，可充分向汙水曝氣，使汙水中溶解氧> 2. Omg/L，在溶解氧充分的條件下汙水中的氨氮轉化成硝酸鹽氮(-Ν03、-Ν02)。一級硝化、 反硝化和二級硝化、反硝化都是前置反硝化，所不同的是，二級反硝化汙水經過前面生化作用，有可能有機碳含量不足，所以二級反硝化連接有補碳裝置。好氧一級硝化、二級硝化產生的汙泥通過管道排入汙泥濃縮池。6)MBR處理後的出水進入膜處理流程，膜處理流程是MBR出水進入中間水箱，經泵增壓先經過保安過濾器再進入納濾機組處理；納濾出水進入級間水箱，再經高壓泵增壓打入反滲透機組進行處理。7)反滲透機組處理後出水，達標直接排放或是回用。納濾機組出水設有超越管道與反滲透出水管連接，以便使納濾出水達標時，可超越反滲透機組直接排放；或是納濾出水與反滲透出水按一定比列勾兌可達標時，可將納濾、 反滲透機組出水勾兌排放。8)對納濾機組和反滲透機組處理時產生的濃水進行處理，對這部分濃水的處理， 就是前面所述的濃水處理方法，在此不重複敘述。下面以實施例1-4為例，詳細闡明利用上述裝置處理垃圾滲濾液處理過程中產生濃水的技術方案。下述實施例1-4中的CODtt按照GB 11914-89中的方法檢測，BOD5按照GB 7488-87 中的方法檢測。色度用稀釋倍數法測定。根據公式[C0D&去除率=(處理前0 &值_處理後0 &值)/處理前CODtt值； BOD5去除率=(處理前BOD5值-處理後BOD5值)/處理前BOD5值計算CODtt和BOD5去除率；色度去除率=(處理前色度值-處理後色度值)/處理前色度值。實施例1、處理垃圾滲濾液處理過程中產生的濃水本實施例待處理的垃圾滲濾液處理中產生的濃水是垃圾滲濾液納濾膜和反滲透膜處理過程中產生的濃水分別通入到濃水儲存池的綜合濃水，該濃水的水質如下C0D 是 3272mg/L, BOD5 是 320mg/L，色度為 500 倍，pH 值為 6. 5。本實施例是實際滲濾液處理工程中進行的採用的芬頓試劑由H2A和!^eSO4 ·7Η20 組成，H2O2和FeSO4 · 7Η20的摩爾比為3:1。將上述濃水以每小時625L的速度從濃水儲存池中抽出，向濃水儲存池通入氧化反應器的管道中通入鹽酸，經管道和氧化反應器前部的水流折返，調節待處理濃水的PH值為4，向該氧化反應器前部加入芬頓試劑，並與調節pH後的濃水相遇、混合，使芬頓試劑中的H2O2在待處理濃水中的濃度為108mM(108mmOl/L)。使通入芬頓試劑的氧化反應器的溫度維持在20-25°C 1小時。氧化反應結束，濃水氧化處理後水經管道送入沉澱池，在送入沉澱池的管道中加入一定量的鹼(NaOH)，經管道水流和沉澱池布水區的混合使濃水的pH值維持在6 8。經沉澱澄清後的出水經檢測，其CODct是63. 6mg/L, BOD5是Umg/L，色度為20倍。本實施例的CODra的去除率為98. 1%, BOD5的去除率為96. 3%，色度的去除率為 96%。實施例2、處理垃圾滲濾液處理過程中產生的濃水本實施例待處理的垃圾滲濾液處理中產生的濃水是垃圾滲濾液納濾膜和反滲透膜處理過程中產生的濃水分別通入到濃水儲存池的綜合濃水，該濃水的水質如下C0D 是 5350mg/L, BOD5 是 540mg/L，色度為 600 倍，pH 值為 7。本實施例是實際滲濾液處理工程中進行的採用的芬頓試劑由H2A和!^eSO4. 7H20 組成，H2O2和FeSO4. 7H20的摩爾比為5 1。將上述濃水以每小時625L的速度從濃水儲存池中抽出，向濃水儲存池通入氧化反應器的管道中通入鹽酸，經管道和氧化反應器前部的水流折返，調節待處理濃水的PH值為6。向該氧化反應器前部加入芬頓試劑，並與調節pH後的濃水相遇、混合，使芬頓試劑中的H2O2在待處理濃水中的濃度為144mM。使通入芬頓試劑的氧化反應器的溫度維持在 20-250C 1小時。氧化反應結束，濃水氧化處理後水經管道送入沉澱池，在送入沉澱池的管道中加入一定量的鹼(NaOH)，經管道水流和沉澱池布水區的混合使濃水的pH值維持在6 8。經沉澱澄清後的出水經檢測，其CODct是72. 5mg/L, BOD5是8mg/L，色度為25倍。本實施例的COD。，的去除率為98. 6%，BOD5的去除率為98. 5%，色度的去除率為 95. 8%。實施例3、處理垃圾滲濾液處理過程中產生的濃水本實施例待處理的垃圾滲濾液處理中產生的濃水是垃圾滲濾液納濾膜和反滲透膜處理過程中產生的濃水分別通入到濃水儲存池的綜合濃水，該濃水的水質如下C0D 是 3200mg/L, BOD5 是 330mg/L，色度為 480 倍，pH 值為 6. 5。本實施例是實際滲濾液處理工程中進行的採用的芬頓試劑由H2O2和!^必04. 7H20 組成，H2O2和FeSO4. 7H20的摩爾比為4 1。將上述濃水以每小時625L的速度從濃水儲存池中抽出，向濃水儲存池通入氧化反應器的管道中通入鹽酸，經管道和氧化反應器前部的水流折返，調節待處理濃水的PH值為5。向該氧化反應器前部加入芬頓試劑，並與調節pH後的濃水相遇、混合，使芬頓試劑中的H2O2在待處理濃水中的濃度為90mM。使通入芬頓試劑的氧化反應器的溫度維持在 20-250C 1小時。氧化反應結束，濃水氧化處理後水經管道送入沉澱池，在送入沉澱池的管道中加入一定量的鹼(NaOH)，經管道水流和沉澱池布水區的混合使濃水的pH值維持在6 8。經沉澱澄清後的出水經檢測，其CODct是5%ig/L，BOD5是7mg/L，色度為10倍。本實施例的COD。，的去除率為98. 3%, BOD5的去除率為97. 9%，色度的去除率為 97. 9%。實施例4、處理垃圾滲濾液處理過程中產生的濃水本實施例待處理的垃圾滲濾液處理中產生的濃水是垃圾滲濾液納濾膜和反滲透膜處理過程中產生的濃水分別通入到濃水儲存池的綜合濃水，該濃水的水質如下C0D 是 4380mg/L, BOD5 是 410mg/L，色度為 620 倍，pH 值為 6. 8。本實施例是實際滲濾液處理工程中進行的採用的芬頓試劑由H2A和!^eSO4. 7H20 組成，H2O2和FeSO4. 7H20的摩爾比為6 1。
將上述濃水以每小時625L的速度從濃水儲存池中抽出，向濃水儲存池通入氧化反應器的管道中通入鹽酸，經管道和氧化反應器前部的水流折返，調節待處理濃水的PH值為6。向該氧化反應器前部加入芬頓試劑，並與調節pH後的濃水相遇、混合，使芬頓試劑中的H2O2在待處理濃水中的終濃度為117mM。使通入芬頓試劑的氧化反應器的溫度維持在 20-250C 1.5小時。氧化反應結束，濃水氧化處理後水經管道送入沉澱池，在送入沉澱池的管道中加入一定量的鹼(NaOH)，經管道水流和沉澱池布水區的混合使濃水的pH值維持在 6 8。經沉澱澄清後的出水經檢測，其CODcr是81. 6mg/L, BOD5是10mg/L,色度為15倍。本實施例的CODra的去除率為98. 1%, BOD5的去除率為97. 6%，色度的去除率為 97. 6%。上述實施例1-4的濃水處理結果如表1所示，表明經處理後濃水的CODcr可以達到排放要求(《生活垃圾填埋場汙染控制標準》(GB16889-2008))，處理中控制得當也完全可達到敏感地區的要求；色度完全可以達到敏感地區的要求；B0D5也可達到敏感地區的要求。表1、實施例1-4的濃水處理情況
權利要求
1.一種濃水處理方法，其特徵在於包括如下步驟將待處理濃水的PH值調至2 8 後，加入由過氧化氫和!^SO4 ·7Η20組成的芬頓試劑進行氧化反應，得到濃水氧化處理後水； 所述芬頓試劑的加入量以所述過氧化氫計為每升所述濃水加入90-250毫摩爾所述過氧化氫；所述芬頓試劑中，所述過氧化氫和I^eSO4 · 7Η20的摩爾比為2 1 10 1 ；所述濃水是垃圾滲濾液依次經過生化處理和膜處理得到的濃水，所述膜處理為納濾膜處理和/或反滲透膜處理。
2.如權利要求1所述的處理方法，其特徵在於所述濃水的水質如下=CODra是 2500-6000mg/L, BOD5 是 300_600mg/L，色度是 400-700 倍；所述氧化反應時間為0. 5 2. Oh ；所述氧化反應的溫度為20-25°C。
3.如權利要求1或2所述的處理方法，其特徵在於所述處理方法還包括將所述濃水氧化處理後水的PH值調到6-8. 5，並進行沉澱的步驟。
4.權利要求1或2或3所述的濃水處理方法在垃圾滲濾液處理中的應用。
5.一種實現如權利要求1 4之一所述濃水處理方法的裝置，其特徵在於它包括一濃水儲存池、儲酸池、儲鹼池、硫酸亞鐵儲存池、雙氧水儲存池、混合器、氧化反應器、沉澱池；垃圾滲濾液處理中納濾膜處理和/或反滲透膜處理產生的濃水的出水管連通到所述濃水儲存池；所述硫酸亞鐵儲存池和雙氧水儲存池的出水管連通到混合器，混合器的出水管連通到氧化反應器，並且在混合器的出水管上設置計量泵；所述濃水儲存池和儲酸池的出水管也連通到所述氧化反應器；所述儲鹼池的出水管連通到所述氧化反應器的出水管上，儲鹼池的出水管和氧化反應器的出水管匯合後形成的合併輸送管連通到一沉澱池；所述沉澱池的出水管連接到反滲透處理的出水管上；所述沉澱池產生的汙泥通過輸送管輸送到汙泥濃縮池。
6.如權利要求5所述的垃圾滲濾液處理中納濾、反滲透膜產生的濃水的處理裝置，其特徵在於在所述濃水儲存池、儲酸池、硫酸亞鐵儲存池、雙氧水儲存池、儲鹼池的出水管上均設置有閥門。
7.如權利要求5所述的垃圾滲濾液處理中納濾、反滲透膜產生的濃水的處理裝置，其特徵在於在所述氧化反應器的入口端和沉澱池的入口端均設置PH控制儀。
8.如權利要求6所述的垃圾滲濾液處理中納濾、反滲透膜產生的濃水的處理裝置，其特徵在於在所述氧化反應器的入口端和沉澱池的入口端均設置PH控制儀。
9.如權利要求5或6或7或8所述的垃圾滲濾液處理中納濾、反滲透膜產生的濃水的處理裝置，其特徵在於在所述氧化反應器和混合器內均間隔設置有折返板，每一折返板與氧化反應器壁體之間均留有流通口，流通口按上、下、上……的次序設置。
10.如權利要求5或6或7或8所述的垃圾滲濾液處理中納濾、反滲透膜產生的濃水的處理裝置，其特徵在於在所述氧化反應器和混合器內均間隔設置有折返板，每一折返板與氧化反應器壁體之間均留有流通口，流通口按下、上、下……的次序設置。
全文摘要
本發明公開了一種垃圾滲濾液濃水的處理方法及裝置。該濃水處理方法，包括如下步驟將待處理濃水的pH值調至2～8後，加入由過氧化氫和FeSO4·7H2O組成的芬頓試劑進行氧化反應，得到濃水氧化處理後水；所述芬頓試劑的加入量以所述過氧化氫計為每升所述濃水加入90-250毫摩爾所述過氧化氫；所述芬頓試劑中，所述過氧化氫和FeSO4·7H2O的摩爾比為2∶1～10∶1；所述濃水是垃圾滲濾液依次經過生化處理和膜處理得到的濃水，所述膜處理為納濾膜處理和/或反滲透膜處理。本發明的濃水CODCr去除率為98％以上，色度去除率＞95％，BOD5去除率＞96％。本發明可以廣泛用於各種垃圾滲濾液的處理過程中。
文檔編號C02F9/04GK102336483SQ20111022046
公開日2012年2月1日 申請日期2011年8月2日 優先權日2011年8月2日
發明者趙鳳秋 申請人:北京潔綠科技發展有限公司