CN106242163B - 一种垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理方法 - Google Patents

一种垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理方法，垃圾渗滤液膜法浓缩液依次经过复合软化混凝沉淀池、臭氧氧化反应器、水解池和厌氧MBR池，厌氧MBR池出水进入纳滤***；纳滤***处理得到的透过液经过压力接触氧化反应器处理后，直接排放或经多介质过滤器过滤后排放；纳滤***处理得到的浓缩液与垃圾渗滤液混合，经生化、MBR、膜法浓缩处理后得到的浓缩液再循环进入复合软化混凝沉淀池及后续操作。本发明不仅适用于垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理，同时也适用于其他含较高难降解有机物浓度的膜浓缩液处理。

Description

一种垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理方法
技术领域
本发明涉及垃圾渗滤液处理方法，具体地说，涉及一种针对垃圾渗滤液经过反渗透膜、纳滤膜或其它过滤膜法处理所产生的浓缩液进行处理的方法。
背景技术
2008年国家颁布了《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)，对垃圾渗滤液的处理提出了更高的要求，如今处理垃圾渗滤液多采用NF、RO膜处理工艺。垃圾渗滤液膜滤浓缩液是垃圾渗滤液经过生物降解后经NF膜(或RO膜)截留的残液，一般不具有可生化性，主要成份为腐殖质类物质，呈棕黑色，COD很高，并且含有大量的无机离子，TDS在20000～60000mg/L之间，COD通常在1000～5000mg/L之间，氨氮浓度在100～1000mg/L，电导率为40000～50000us/cm。
膜滤浓缩液的体积占垃圾渗滤液原液体积的20％～30％。由于浓缩液含有各种难降解的有机和无机污染物，直接排放可能会对土壤、地表水、海洋等产生污染；若排入市政污水处理***，过高的总溶解性固体对活性污泥的生长也不利。因此对于减少浓缩液的产量、浓缩液继续处理的研究很有必要。
目前所采用主要的处理方法有：回灌、蒸发烘干、固化、焚烧等。将膜法浓缩液回灌到垃圾填埋场、垃圾储坑或垃圾渗滤液储存池，长期循环会导致渗滤液中盐和有机物的累积，从而导致生化处理***效果变差，增加膜法***运行的负担及费用。蒸发烘干是将膜法浓缩液中可溶性固体与水分离，对蒸发器抗腐蚀性要求高，并且能耗大，运行成本较高。此外，膜法浓缩液中的部分有机物易挥发，蒸发过程处理不当易引起二次污染。固化处理是利用飞灰或污水处理产生的污泥对膜法浓缩液进行固化处理，然后将干化的剩余物运往垃圾填埋场进行无害化填埋。由于固化后的垃圾处理使得处理成本加大，在对膜法浓缩液处理过程中需要结合垃圾场实际情况进行考虑和经济分析。高级氧化技术是目前处理垃圾渗滤液浓缩液比较合适的处理技术，高级氧化技术降解有机物的速度非常快，如O3/UV***和O3/H2O2***氧化降解过程，且氧化过程中的中间产物均可以继续同羟基自由基反应，直至最后完全被氧化成二氧化碳和水。
但是，由于垃圾渗滤液膜浓缩液污染物浓度过高，如果采用单一的化学氧化法，其运行成本太高。如果采用运行费用较低的生物处理工艺，污染物的可生化性又很低。如果采用膜处理工艺，膜污染的问题又难以解决。因此，目前垃圾渗滤液膜法浓缩液急需一种简单有效、能耗低、运行成本低的膜法浓缩液的深度处理方法。
发明内容
为了克服上述垃圾渗滤液膜法浓缩液处理方法的不足，本发明提供一种垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理方法，使膜法浓缩液的处理效果稳定可靠，具有较低的运行成本和较高的去除效率，出水能够实现达标排放。
本发明的核心思路是针对高盐水质，采用多种工艺提升废水的可生化性，并通过膜分离实现二价盐、一价盐和有机物的分离，从而解决盐的积累问题，并极大的改善废水的可生化性，将可生化废水充分利用垃圾渗滤液(不是浓缩液)前道生化处理过程加以处理。同时利用厌氧MBR解决脱氮问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理方法，垃圾渗滤液膜法浓缩液依次经过复合软化混凝沉淀池、臭氧氧化反应器、水解池和厌氧MBR池，厌氧MBR池出水进入纳滤***；
纳滤***处理得到的透过液经过压力接触氧化反应器处理后，直接排放或经多介质过滤器过滤后排放；
纳滤***处理得到的浓缩液与垃圾渗滤液混合回到前处理生化段，经生化、MBR、膜法浓缩处理后得到的浓缩液再循环进入复合软化混凝沉淀池及后续操作。
其中，所述的垃圾渗滤液膜法浓缩液是将对垃圾渗滤液经过反渗透膜、或纳滤膜或其它过滤膜法处理后所产生的浓缩液。
其中，所述的垃圾渗滤液膜法浓缩液，主要成份为腐殖质类物质，TDS为20000～60000mg/L，COD为1000～5000mg/L，氨氮浓度为100～1000mg/L，TN浓度为500～2500，电导率为40000～50000us/cm。
其中，所述的复合软化混凝沉淀池，由多级反应池和沉淀池组成；废水首先通过多级反应池，然后再进入沉淀池沉淀，反应池出水进入沉淀池沉淀，降低废水的硬度并去除COD。其中，所述的多级反应池为3～4级，各级反应池均设有动力搅拌装置或进行水力搅拌；在开始的1～2级反应池投加碱性物质；在其后的一级反应池内反应池投加含铝或含铁混凝剂，末级反应池投加聚丙烯酰胺高分子絮凝剂。其中，所述的碱性物质为碳酸钠、氢氧化钠和氢氧化钙中的任意一种或几种的混合物，所述的碱性物质的投加总摩尔数为废水中钙镁离子总摩尔数的0.5～3倍；所述的含铝或含铁混凝剂为硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁、或上述任一物质的聚合物，所述的含铝或含铁混凝剂的投加量为40～2000mg/L；所述的聚丙烯酰胺高分子絮凝剂的投加量按质量比计为1～10mg/L。废水在复合软化混凝沉淀池中的总停留时间为2～10h。
其中，所述的臭氧氧化反应器，包括臭氧发生器和反应器，臭氧发生器置于反应器内，臭氧发生器是空气源臭氧发生器或氧气源臭氧发生器，臭氧投加量与所处理的水的COD之比为0.1～1:1。臭氧氧化反应器中的废水停留时间控制为0.3～2h。臭氧氧化反应器罐体可以为金属或非金属材料制成，也可采用土建结构。
其中，所述的水解池和厌氧MBR池合建或与厌氧MBR池分建。
其中，废水在水解池中的总停留时间为4～20h。
其中，所述的厌氧MBR池，包括厌氧池和MBR组件两部分；厌氧池采用升流式厌氧反应器；MBR组件采用内置式超滤膜组件或外置式超滤膜组件。废水在厌氧MBR池中的总停留时间为10～60h。
其中，所述的压力接触氧化反应器为封闭罐体，进水通过射流曝气方式，携带溶解氧进入罐体，罐体内部填充生物填料，反应器内空气压力为0.2～0.8MPa；其中，所述的生物填料，包括颗粒活性炭、焦炭、无烟煤、陶粒以及软性、半软性填料和悬浮填料的任意一种或几种的混合物。
其中，所述的纳滤***采用的纳滤膜元件具有选择性透过性能，对二价或更高价态金属离子具有良好的截留效果。
本发明方法不仅适用于垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理，同时也适用于其他含较高难降解有机物浓度的膜浓缩液处理。
有益效果：本发明与现有技术相比具有以下优点：
1)有效的将高级氧化处理和厌氧生物处理相结合，最大限度的降低处理成本并提高处理效率。臭氧氧化可显著提高废水的可生化性。同时，由于后续厌氧处理的存在，使得一级臭氧氧化无需彻底氧化垃圾渗滤液浓缩液中的难降解污染物，而只需要破坏污染物结构，提高污染物可生化性即可。因此最大限度的减少臭氧投加量。
2)本发明选用的生化处理工艺为厌氧膜生物反应器。厌氧反应器分为水解段和厌氧段。厌氧和水解过程对难降解有机物处理有着独特的作用，不仅可以直接降低COD，还可以将大分子难降解有机物开环和断链，变成小分子可降解有机物，从而提高处理效果，而好氧处理工艺则不具备这一功能。因此，相比好氧MBR而言，厌氧MBR对于垃圾渗滤液浓缩液的处理效率更高。
3)垃圾渗滤液中的有机氮和氨氮含量很高，在生化预处理后废水中含有大量的硝酸盐，脱氮十分困难，难以达到排放标准。好氧MBR对硝酸盐氮的去除效率低，而本项目采用厌氧MBR具有极好的脱氮效能，不仅能够利用臭氧氧化产生的小分子有机物作为碳源进行脱氮，还可在厌氧条件下和剩余氨氮发生厌氧氨氧化反应脱氮，能够显著降低浓缩液的总氮排放。
4)本发明预处理采用复合混凝沉淀工艺，可以在去除硬度和钙镁离子，对废水中的有机物也有显著的去除效果。可以极大的降低厌氧处理的有机负荷，同时预防厌氧MBR产生无机物膜污染。
5)发明后处理采用纳滤和压力接触氧化反应器组合工艺。纳滤工艺可以进一步降低废水中的有机物，确保出水稳定达标。同时，为了减少***中的含盐量，本项目选用纳滤作为后处理精密过滤。纳滤对一价离子具有较好的透过性，采用纳滤工艺进行精密过滤不会显著提高浓缩液的含盐量，从而使生化***的盐度保持稳定。
6)为了进一步提升出水的效果，处理工艺的末端设置了压力接触氧化反应器，进一步提高出水水质。由于纳滤膜透过液中的有机物均为小分子，可生化性好。在压力接触氧化反应器内，通过进水泵形成高压，在高压下氧的传输阻力减小，混合液空气中氧向微生物转移的效率大大增强，可提高反应器内的活性污泥浓度，使反应器内生物膜性状蓬松，不易结团，活性明显增强。有利于活性污泥微生物的增殖和有机物的降解。从而保证出水浓度很低。压力接触氧化器内部设有过滤层，出水水质稳定有保障。
附图说明
图1为垃圾渗滤液膜法浓缩液获得的工艺路线图。
图2为本发明处理工艺的流程图。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1：
典型的渗滤液处理及纳滤、反渗透浓缩液产生过程见图1。渗滤液经格栅预处理***进入调节池，然后进入UBF厌氧***，厌氧出水进入中间水池，中间水池出水依次进入反硝化池和两段好氧硝化池。硝化池出水进入管式超滤膜***。超滤浓液回流至反硝化池。超滤清液进入清液罐后再打入纳滤***，产生纳滤浓缩液和清液，纳滤清液可直接排放，或者经纳滤清液罐收集后再打入反渗透***，产生反渗透浓缩液和反渗透清液。
在此过程中，纳滤和反渗透产生的浓液均为垃圾渗滤液处理过程中产生的膜浓缩液。
实施例2：
将实施例1得到的垃圾渗滤液膜浓缩液首先经过复合软化混凝沉淀池，复合软化混凝沉淀池由3级反应池和沉淀池组成，第1级反应池投加碳酸钠，碳酸钠的投加总摩尔数为废水中钙镁离子总摩尔数的1倍，第2级反应池投加200mg/L聚合氯化铝，第3级反应池投加2mg/L聚丙烯酰胺高分子絮凝剂PAM，总反应时间为30min，然后进入沉淀池沉淀，降低废水的硬度并去除COD，废水在复合软化混凝沉淀池中的总停留时间为3h。
沉淀池出水进入臭氧氧化反应器进行处理，所述的臭氧氧化反应器，包括臭氧发生器和反应器，臭氧发生器置于反应器内，臭氧发生器采用氧气源臭氧发生器，臭氧投加量与所处理的水的COD之比为0.5:1，反应时间为1.5h。
臭氧氧化反应器出水再进入复合池，复合池分为2级，一级为水解池，二级为厌氧MBR池，废水在水解池中的总停留时间为12h。所述的厌氧MBR池，包括厌氧池和MBR组件两部分；厌氧池采用升流式厌氧反应器；MBR组件采用外置式超滤膜组件。废水在厌氧MBR池中的总停留时间为24h。
厌氧MBR池出水首先进入中间水池收集后，再通过泵打入纳滤***，纳滤透过液由射流泵送至压力接触氧化反应器，压力接触氧化反应器控制压力为0.45MPa，内置塑料悬浮填料和陶粒滤料，压力接触氧化反应器出水直接排放。纳滤浓缩液与垃圾渗滤液混合回到前处理生化段，经生化、MBR、膜法浓缩处理后得到的浓缩液再循环进入复合软化混凝沉淀池及后续操作。整个***的净化效果如表1。
表1实施例1净化效果
实施例3：
将实施例1得到的垃圾渗滤液膜浓缩液首先经过复合软化混凝沉淀池，复合软化混凝沉淀池由4级反应池和沉淀池组成，第1～2级反应池投加氢氧化钠，氢氧化钠的投加总摩尔数为废水中钙镁离子总摩尔数的0.8倍，第2级反应池投加500mg/L聚合硫酸铁，第3级反应池投加2mg/L聚丙烯酰胺高分子絮凝剂PAM，总反应时间为60min，然后进入沉淀池沉淀，降低废水的硬度并去除COD，废水在复合软化混凝沉淀池中的总停留时间为5h。
沉淀池出水进入臭氧氧化反应器进行处理，所述的臭氧氧化反应器，包括臭氧发生器和反应器，臭氧发生器置于反应器内，臭氧发生器采用氧气源臭氧发生器，臭氧投加量与所处理的水的COD之比为1:1，反应时间为1h。
臭氧氧化反应器出水再进入复合池，复合池分为2级，一级为水解池，二级为厌氧MBR池，废水在水解池中的总停留时间为8h。所述的厌氧MBR池，包括厌氧池和MBR组件两部分；厌氧池采用升流式厌氧反应器；MBR组件采用内置式平板式超滤膜组件，并利用厌氧产气内循环曝气搅拌，风机采用不锈钢风机。废水在厌氧MBR池中的总停留时间为16h。
厌氧MBR池出水首先进入中间水池收集后，再通过泵打入纳滤***，纳滤透过液由射流泵送至压力接触氧化反应器进行生物净化，压力接触氧化反应器控制压力为0.8MPa，内置塑料悬浮填料和活性炭，压力接触氧化反应器出水再经过多介质过滤器过滤后排放。纳滤浓缩液与垃圾渗滤液混合回到前处理生化段，经生化、MBR、膜法浓缩处理后得到的浓缩液再循环进入复合软化混凝沉淀池及后续操作。整个***的净化效果如表2。
表2实施例2净化效果

Claims (6)

1.一种垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理方法，其特征在于，垃圾渗滤液膜法浓缩液依次经过复合软化混凝沉淀池、臭氧氧化反应器、水解池和厌氧MBR池，厌氧MBR池出水进入纳滤***；
纳滤***处理得到的透过液经过压力接触氧化反应器处理后，直接排放或经多介质过滤器过滤后排放；
纳滤***处理得到的浓缩液与垃圾渗滤液混合，经生化、MBR、膜法浓缩处理后得到的浓缩液再循环进入复合软化混凝沉淀池及后续操作；
所述的压力接触氧化反应器为封闭罐体，进水通过射流曝气方式，携带溶解氧进入罐体，罐体内部填充生物填料，反应器内空气压力为0.2～0.8MPa；其中，所述的生物填料，包括颗粒活性炭、焦炭、无烟煤、陶粒以及软性、半软性填料和悬浮填料的任意一种或几种的混合物；
所述的复合软化混凝沉淀池，由多级反应池和沉淀池组成；废水首先通过多级反应池，然后再进入沉淀池沉淀；
所述的多级反应池为3～4级，各级反应池均设有动力搅拌装置或进行水力搅拌；在开始的1～2级反应池投加碱性物质；在其后的一级反应池内反应池投加含铝或含铁混凝剂，末级反应池投加聚丙烯酰胺高分子絮凝剂；
所述的碱性物质为碳酸钠，所述的碱性物质的投加总摩尔数为废水中钙镁离子总摩尔数的0.5～3倍；所述的含铝或含铁混凝剂为硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁、或上述任一物质的聚合物，所述的含铝或含铁混凝剂的投加量为40～2000mg/L；所述的聚丙烯酰胺高分子絮凝剂的投加量为1～10mg/L。
2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理方法，其特征在于，所述的垃圾渗滤液膜法浓缩液是将对垃圾渗滤液经过反渗透膜、或纳滤膜或其它过滤膜法处理后所产生的浓缩液。
3.根据权利要求1或2所述的垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理方法，其特征在于，所述的垃圾渗滤液膜法浓缩液，主要成份为腐殖质类物质，TDS为20000～60000mg/L，COD为1000～5000mg/L，氨氮浓度为100～1000mg/L，TN浓度为500～2500，电导率为40000～50000us/cm。
4.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理方法，其特征在于，所述的臭氧氧化反应器，包括臭氧发生器和反应器，臭氧发生器置于反应器内，臭氧发生器是空气源臭氧发生器或氧气源臭氧发生器，臭氧投加量与所处理的水的COD之比为0.1～1∶1。
5.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理方法，其特征在于，所述的水解池和厌氧MBR池合建或与厌氧MBR池分建。
6.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理方法，其特征在于，所述的厌氧MBR池，包括厌氧池和MBR组件两部分；厌氧池采用升流式厌氧反应器；MBR组件采用内置式超滤膜组件或外置式超滤膜组件。
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