CN108911355A - 一种垃圾渗滤液mbr出水处理方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种垃圾渗滤液MBR出水处理方法及***，包括：通过电解方式去除垃圾渗滤液MBR出水中部分COD，并同时将部分难生物降解的大分子有机物转化为可被生化的小分子有机物；将得到的产水的pH值调节至4～6，然后通过曝气方式去除产水内大部分活性氯，再通过添加还原剂去除产水内残存的活性氯和氧化性物质；采用MBR膜生物反应器或活性炭生物滤池实现好氧生化工艺，去除出水中可被生化处理的小分子有机物；采用高级氧化处理工艺去除出水中难以生化处理的有机物；通过活性炭吸附出水中的有机物后达标排放。通过本发明，能够解决现有垃圾渗滤液处理处理路线中存在的膜浓液技术问题，并可达到垃圾渗滤液MBR出水全量化处理的目的。

Description

一种垃圾渗滤液MBR出水处理方法及***

技术领域

本发明涉及垃圾渗滤液处理技术领域，特别是涉及垃圾渗滤液处理工艺的MBR出水处理技术。

背景技术

垃圾渗滤液是垃圾收运和处理过程中产生的一种高浓度有机废水，具有污染物种类多、成分复杂、变化极不稳定的特点。

我国的垃圾渗滤液排放要求十分严格，如在非敏感区域直接排放，执行《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)表2标准，其中COD≤100mg/L、氨氮≤25mg/L、总氮≤40mg/L、总磷≤3mg/L，除此之外，一些重金属指标也需要达到相应的排放标准。

目前我国主流的垃圾渗滤液处理工艺为：预处理+生化处理(MBR)+纳滤+反渗透，该工艺能有效地保证出水氨氮、COD、氨氮等指标稳定达到GB16889-2008表2标准，出水水质较好。但该处理工艺存在主要缺点是：采用膜处理***，运行及***维护成本较高，且纳滤及反渗透工艺将MBR出水内难降解大分子有机物及盐分截留住，产生大量的纳滤膜浓缩液及反渗透膜浓缩液。膜浓液主要由难生物降解有机物及无机盐组成，目前垃圾填埋场较多将膜浓液回灌至前端垃圾填埋场，导致填埋场内盐分及难降解有机物在整个垃圾填埋场内发生累计，严重增加了垃圾渗滤液的后续处理难度。

发明内容

针对现有膜处理***的不足，本发明提供一种垃圾渗滤液MBR出水处理方法及***，能够解决现有垃圾渗滤液处理处理路线中存在的膜浓液技术问题。

本发明的技术方案是：

一种垃圾渗滤液MBR出水处理方法，包括以下步骤：

S1：通过电解方式去除垃圾渗滤液MBR出水中部分COD，并同时将MBR出水中部分难生物降解的大分子有机物转化为可被生化的小分子有机物；

S2：将步骤S1得到的产水的pH值调节至4～6，然后通过曝气方式去除产水内大部分活性氯，再通过添加还原剂去除产水内残存的活性氯和氧化性物质；

S3：采用MBR膜生物反应器或活性炭生物滤池实现好氧生化工艺，以去除步骤S2的出水中可被生化处理的小分子有机物；

S4：采用高级氧化处理工艺进一步去除步骤S3的出水中难以生化处理的有机物；

S5：将步骤S4的出水通过活性炭吸附有机物后达标排放；

所述垃圾渗滤液MBR出水是指垃圾渗滤液经过MBR处理后的产水。

作为一种优选方案，所述步骤S2中，采用硫酸将步骤S1得到的产水的pH值调节至4～6；通过添加亚硫酸钠去除产水内残存的活性氯和氧化性物质。

作为一种优选方案，所述步骤S3中，若步骤S2的出水中COD含量低于300mg/L，采用活性炭生物滤池实现好氧生化工艺。

作为一种优选方案，所述步骤S3中，若采用MBR膜生物反应器，MLSS控制在5～10g/L之间，溶解氧DO＝2～5mg/L，SV30控制在40％～50％之间，运行温度控制在15～35℃之间，pH控制在8～9之间。

作为一种优选方案，所述步骤S3中，若采用活性炭生物滤池，溶解氧控制在2～3mg/L，运行温度控制在15～35℃之间，pH控制在6～8之间。

作为一种优选方案，所述步骤S1中，电解方式的工艺条件为：施加电流密度为50～300A/m²，电解槽运行电压3.5～6V，出水氨氮＜50mg/L。

作为一种优选方案，所述步骤S4中，高级氧化处理工艺采用O₃氧化法、电化学氧化法、Fenton氧化法、类Fenton氧化法或催化湿式氧化法实现。

作为一种优选方案，所述步骤S5中，采用柱状活性炭或覆生物膜活性炭吸附消耗出水中的有机物。

作为一种优选方案，所述垃圾渗滤液MBR出水中：COD＜1200mg/L，TDS＜20000mg/L，氨氮＜450mg/L，pH值6～8，硬度＜600mg/L。

本发明还公开一种垃圾渗滤液MBR出水处理***，包括顺序连接的电氧化单元、脱氯单元、好氧生化处理单元、高级氧化单元和活性炭吸附单元，其中：

电氧化单元：包含多组交叉排列的阳极和阴极，阳极为DSA，阴极为不锈钢或DSA；通过电解方式去除垃圾渗滤液MBR出水中部分COD，并同时将出水中部分难生物降解的大分子有机物转化为可被生化的小分子有机物；

脱氯单元：配置有加药装置和曝气装置，将电氧化单元得到的产水的pH值调节至4～6，然后通过曝气装置去除电氧化单元产水内大部分活性氯，再添加还原剂去除产水内残存的活性氯和氧化性物质；

好氧生化处理单元：配置MBR膜生物反应器或活性炭生物滤池实现好氧生化工艺，以去除脱氯单元出水中可被生化处理的小分子有机物；若采用MBR膜生物反应器，MLSS控制在5～10g/L之间，溶解氧DO＝2～5mg/L，SV30控制在40％～50％之间，运行温度控制在15～35℃之间，pH控制在8～9之间；若采用活性炭生物滤池，溶解氧控制在2～3mg/L，运行温度控制在15～35℃之间，pH控制在6～8之间；

高级氧化处理单元：采用O₃氧化、电化学氧化、Fenton深度氧化、类Fenton深度氧化、催化湿式氧化技术中的任意一种实现高级氧化工艺，以进一步去除膜生物反应器出水中难以生化处理的有机物；

活性炭吸附单元：配置有活性炭生物滤池或柱状活性炭填料塔，以吸附消耗高级氧化处理单元出水中的有机物。

其中，达标排放是指达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)表2标准，即：COD≤100mg/L、氨氮≤25mg/L、总氮≤40mg/L、总磷≤3mg/L。

有益效果：

本发明在针对现有常用“预处理+MBR+纳滤+反渗透”工艺，采用电氧化耦合生化处理工艺，取代纳滤及后续的反渗透处理工艺，克服了纳滤及反渗透膜操作过程中膜浓液难以处理的问题。

本发明通过电氧化、脱氯、好氧生化处理、高级氧化和活性炭吸附处理工艺，可达到垃圾渗滤液MBR出水全量化处理的目的，且处理后废水指标达到国家规定的排放指标。

附图说明

图1为实施例中垃圾渗滤液MBR出水处理的工艺流程图；

图2为实施例中电氧化处理示意图；

图3为实施例中脱氯处理示意图；

附图标记：图2中：21.进液管、22.排液管、23.放空管；图3中：31.流量计、32.空气泵、33.放空管。

具体实施方式

结合图1所示，本发明公开一种垃圾渗滤液MBR出水的综合处理***，其包括依次连接的电氧化单元、脱氯单元、好氧生化处理单元、高级氧化处理单元、活性炭吸附单元，其中：

电氧化单元：采用DSA(钛基贵金属电极)作为阳极，采用不锈钢或DSA电极等材料作为阴极。结合图2所示，一套电氧化单元由多组DSA阳极及DSA或不锈钢等阴极组成，以阳极、阴极、阳极、阴极……的排列方式交叉排列组合在电氧化单元中的电解反应器内。

在电氧化单元中，通过电解方式去除MBR出水内部分有机物，COD去除量在30％～35％之间，同时，在电解过程中阳极反应可将难降解大分子有机物打断，转化为易于生化处理的小分子有机物。垃圾渗滤液MBR出水内含有1000mg/L以上的Cl^-含量，Cl^-在阳极表面放电，可产生·Cl，垃圾渗滤液MBR出水内·Cl的含量随电解时间增加而增加。电解产生的的·Cl可与垃圾渗沥液MBR出水内氨氮反应，从而降低垃圾渗滤液MBR出水内氨氮含量。电氧化过程提高有机物的可生化性，同时降低垃圾渗滤液MBR出水内氨氮含量，为后续生化处理降解垃圾渗滤液内有机物提供条件。

脱氯单元内配置有曝气泵，通过曝气操作脱除垃圾渗滤液内活性氯。通过加药泵将30％浓度硫酸泵入经电氧化处理后的垃圾渗滤液MBR出水内，调节MBR出水的pH值至4～6之间，采用曝气泵在调整过pH值的垃圾渗滤液MBR出水内进行曝气操作，曝气2～4h，去除废水内90％～95％活性氯。再在曝气后的垃圾渗滤液内添加还原剂亚硫酸钠(0.05～0.2g/L)，去除废水内残留的活性氧化物。脱除氧化剂的垃圾渗滤液MBR出水可进入下一步进行生化处理。

结合图3所示，电解后垃圾渗滤液MBR出水内含有100mg/L～500mg/L活性氯，进入脱氯单元，采用硫酸调节垃圾渗滤液MBR出水内pH值至5～6之间，采用曝气泵往脱氯装置内泵送空气，以吹脱去除90％～95％活性氯。

需要说明的是，这里优先选用硫酸调节出水的pH值，形成二价硫酸盐，对后续生化处理影响较小；相应的，优先选用亚硫酸钠作为为还原剂，同样产生硫酸根，形成二价盐，控制其它离子的引入，以减少后续生化处理。

好氧生化处理单元：采用MBR膜生物反应器或活性炭生物滤池，进一步去除经电氧化处理后垃圾渗滤液MBR出水内可生化有机物。

若采用MBR膜生物反应器，MLSS(混合液悬浮固体浓度)控制在5～10g/L之间；MBR膜生物反应器内溶解氧DO＝2～5mg/L；污泥的SV30控制在40％～50％之间，若SV30＞50％，需定时排泥；MBR膜生物反应器运行温度控制在15～35℃之间，pH控制在8～9之间。

若经上述步骤处理后垃圾渗滤液MBR出水内COD含量较低(例如低于300mg/L)，采用优先采用活性炭生物滤池，溶解氧控制在2～3mg/L，运行温度控制在15～35℃之间，pH控制在6～8之间。通过好氧生化过程去除废水内易于生化的有机物。需要说明的是，在活性炭生物滤池中，活性炭空隙多，比表面积大，能够迅速吸附水中的溶解性有机物，同时也能富集水中的微生物，因此，更有利于低含量COD废水的生物处理。

高级氧化处理单元：采用高级氧化技术去除经生化处理单元难生化降解有机物，所采用的高级氧化技术包括：电化学氧化法、O₃氧化法、催化湿式氧化法、Fenton氧化法、类Fenton氧化法等，选择其中一种氧化技术作为生化处理的深度处理手段。

活性炭吸附单元：可采用柱状活性炭填料塔或覆生物膜活性炭生物反应池(即活性炭生物滤池)，其中，柱状活性炭填料塔的内部充柱状活性炭，且柱状活性碳可选用3mm、4mm、5mm、6mm的规格。

所述的垃圾渗滤液MBR出水指的是垃圾渗滤液经过MBR处理后的产水，该***可用于处理MBR出水的指标范围为：COD＜1200mg/L，TDS＜20000mg/L，氨氮＜450mg/L，硬度＜600mg/L，pH值为6～8。

基于上述***，处理垃圾渗滤液MBR出水的工艺流程如下：

S1：将MBR出水进入电氧化单元，去除MBR产水内的部分COD，同时通过阳极的电氧化操作将MBR产水内的大分子有机物打断成为小分子有机物，为后续的进一步生化处理降解有机物提供条件。在电氧化过程中，在电极两端施加50A/m²～300A/m²之间的电流密度，电解槽运行电压在3.5V～6.0V之间，经电氧化处理后的出水能使B/C比提高0.05以上。

S2：将步骤S1得到的产水，通过脱氯单元中的曝气操作，脱除经S1处理后废水内90％以上活性氯。在进行曝气操作时，首先采用硫酸调整废水内pH≈6，后经曝气操作2h～4h；在曝气操作后，添加亚硫酸钠，去除废水内残存活性氯，使垃圾渗滤液内[·Cl]＝0mg/L，便于进入后续的好氧生化处理单元。

S3：步骤S2的出水进入好氧生化处理单元，在好氧生化处理单元中，主要以好氧生化工艺为主，可选择MBR工艺或活性炭生物滤池。通过好氧生化过程去除垃圾渗滤液MBR出水内经电氧化过程转化的易于生化的小分子有机物。

S4：将步骤S3的出水进入高级氧化处理单元，进一步去除好氧生化处理单元难以生物降解的有机物。采用的高级氧化深度处理技术，可选择：O₃氧化法、电化学氧化法、Fenton氧化法、类Fenton氧化法。通过高级氧化处理单元使高级氧化后出水内COD含量≈100mg/L。

S5：将步骤S4的出水进入活性炭吸附单元，利用活性炭吸附有机物吸附消耗有机物的特性，具体可采用柱状活性炭或覆生物膜活性炭，以进一步去除废水内有机物，处理后的垃圾渗滤液MBR出水达到达标排放要求。

经以上工艺处理后的出水可达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)表2标准，其中COD≤100mg/L、氨氮≤25mg/L、总氮≤40mg/L、总磷≤3mg/L。

下面结合几组具体的实施例对本发明加以说明：

实施例1：采用本发明方法处理某垃圾渗滤液处理厂的MBR出水，COD(化学需氧量)＝800～900mg/L，TDS(溶解性固体总量)＝6000～8000mg/L，NH₃-N＝150～200mg/L，该股废水经电氧化单元，控制电流密度为200～300A/m²，控制电压为4～6V，电解后垃圾渗滤液MBR出水内COD＝500～600mg/L，TDS＝6000～8000mg/L，NH₃-N＝20～50mg/L，垃圾渗滤液MBR出水内[·Cl]≈300mg/L。经脱氯单元调酸曝气后，使垃圾渗滤液MBR出水内[·Cl]＝0mg/L；除氯后的废水进入好氧生化处理单元，使垃圾渗滤液MBR出水内COD降至330～370mg/L，NH₃-N＝10～20mg/L；生化出水经电氧化深度处理，电流密度100A/m²，槽电压3.5～4.0V，使垃圾渗滤液MBR出水内COD降至100～170mg/L，NH₃-N＝5～10mg/L；后进入活性炭吸附单元，除掉部分垃圾渗滤液MBR出水内COD，使出水内COD含量≤100mg/L，NH₃-N含量≤20mg/L，出水达到埋场污染控制标准(GB 16889-2008)中表2标准。

实施例2：采用本发明方法处理某垃圾填埋场的MBR出水，COD＝750～850mg/L，TDS＝10000～15000mg/L，NH₃-N＝150～200mg/L，该股废水经过电氧化单元，控制电解电流密度150～250A/m²，电解槽运行槽电压在3.5～5.5V，电解操作完成后，垃圾渗滤液MBR出水内的COD＝500～600mg/L，TDS＝10000～15000mg/L，NH₃-N＝20～50mg/L，垃圾渗滤液MBR出水内[·Cl]≈400mg/L。经调酸曝气后去除垃圾渗滤液MBR出水内大量活性氯，后按0.5kg/m³的比例关系加入亚硫酸钠，使垃圾渗滤液MBR出水内[·Cl]＝0mg/L。脱氯后垃圾渗滤液MBR出水进入MBR好氧生化处理***，停留时间4～24h，除去垃圾渗滤液MBR出水内可被生化有机物，使垃圾渗滤液MBR出水内COD下降至300～350mg/L；后进入臭氧氧化深度处理单元，使垃圾渗滤液MBR出水内COD下降至90～150mg/L；然后进入活性炭生物滤池(BAC)，使垃圾渗滤液MBR出水内COD含量降至100mg/L，NH₃-N含量≤20mg/L，出水达到埋场污染控制标准(GB16889-2008)中表2标准。

实施例3：采用本发明方法处理垃圾发电厂MBR出水，废水内COD＝920～1100mg/L，TDS＝13000～18000mg/L，NH₃-N＝300～400mg/L，该股废水经电氧化单元，调整电解电流密度至300～450A/m²，控制槽电压在4.5-6.0V，电解完成后，垃圾渗滤液MBR出水内COD＝550～650mg/L，NH₃-N＝20～50mg/L，垃圾渗滤液MBR出水内[·Cl]≈350mg/L。经调酸曝气去除废水大量活性氯，后加入少量亚硫酸钠，使垃圾渗滤液MBR出水内[·Cl]＝0mg/L。脱活性氯垃圾渗滤液MBR出水进入好氧生化单元的MBR处理***，停留时间8～24h，去除经电氧化处理垃圾渗滤液MBR出水内可生化有机物，使垃圾渗滤液MBR出水内COD降至350～400mg/L；好氧生化单元MBR处理***出液进入Fenton氧化处理单元，控制H₂O₂/垃圾渗滤液＝1/100～4/100，停留15h，使垃圾渗滤液内COD降至120～160mg/L，后进入柱状活性炭吸附单元，吸附处理30min，垃圾渗滤液内COD含量＜100mg/L，NH₃-N≤20mg/L，出水达到埋场污染控制标准(GB 16889-2008)中表2标准。

实施例4：采用本发明方法处理某城镇垃圾填埋场MBR出水，废水内COD＝500～700mg/L，TDS＝7000～8000mg/L，NH₃-N＝100～220mg/L，该股废水经电氧化单元进行预处理，控制电解电流密度100～200A/m²，电解槽运行电压在4.0～5.0V，电解完成后，垃圾渗滤液MBR出水内COD降至200～300mg/L，NH₃-N＝10～30mg/L，垃圾渗滤液MBR出水内[·Cl]≈300mg/L。对电解后垃圾渗滤液MBR出水进行调酸曝气处理及添加亚硫酸钠处理，使垃圾渗滤液MBR出水内[·Cl]＝0mg/L；脱氯后垃圾渗滤液MBR出水进入活性炭生物滤池(BAC)，停留时间3～6h，使垃圾渗滤液MBR出水内COD降至150～230mg/L；BAC出水进入电氧化深度处理单元，调节电流密度为50～100A/m²，使电解后出水COD含量≤100mg/L，NH₃-N≤20mg/L，出水达到埋场污染控制标准(GB 16889-2008)中表2标准。

实施例5：采用本发明方法处理某垃圾坑塘MBR出水，废水内COD＝400～500mg/L，TDS＝15000～20000mg/L，NH₃-N＝100～180mg/L，该股废水经电氧化单元，控制电解电流密度至100～150A/m²，电解槽运行电压在3.5～4.5V，电解完成后，垃圾渗滤液MBR出水内COD含量降至170～210mg/L，NH₃-N＝10～30mg/L；电解后垃圾渗滤液MBR出水进行曝气及添加还原剂处理，脱除垃圾渗滤液MBR出水内活性氯；后进入活性炭生物滤池，出水内COD≤100mg/L，NH₃-N≤20mg/L，出水达到埋场污染控制标准(GB 16889-2008)中表2标准。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种垃圾渗滤液MBR出水处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：通过电解方式去除垃圾渗滤液MBR出水中部分COD，并同时将MBR出水中部分难生物降解的大分子有机物转化为可被生化的小分子有机物；

S2：将步骤S1得到的产水的pH值调节至4～6，然后通过曝气方式去除产水内大部分活性氯，再通过添加还原剂去除产水内残存的活性氯和氧化性物质；

S3：采用MBR膜生物反应器或活性炭生物滤池实现好氧生化工艺，以去除步骤S2的出水中可被生化处理的小分子有机物；

S4：采用高级氧化处理工艺进一步去除步骤S3的出水中难以生化处理的有机物；

S5：将步骤S4的出水通过活性炭吸附有机物后达标排放；

所述垃圾渗滤液MBR出水是指垃圾渗滤液经过MBR处理后的产水。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S2中，采用硫酸将步骤S1得到的产水的pH值调节至4～6；通过添加亚硫酸钠去除产水内残存的活性氯和氧化性物质。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S3中，若步骤S2的出水中COD含量低于300mg/L，采用活性炭生物滤池实现好氧生化工艺。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S3中，若采用MBR膜生物反应器，MLSS控制在5～10g/L之间，溶解氧DO＝2～5mg/L，SV30控制在40％～50％之间，运行温度控制在15～35℃之间，pH控制在8～9之间。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S3中，若采用活性炭生物滤池，溶解氧控制在2～3mg/L，运行温度控制在15～35℃之间，pH控制在6～8之间。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S1中，电解方式的工艺条件为：施加电流密度为50～300A/m²，电解槽运行电压3.5～6V，出水氨氮＜50mg/L。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S4中，高级氧化处理工艺采用O₃氧化法、电化学氧化法、Fenton氧化法、类Fenton氧化法或催化湿式氧化法实现。

8.如权利要求1所述方法，其特征在于：所述步骤S5中，采用柱状活性炭或覆生物膜活性炭吸附消耗出水中的有机物。

9.如权利要求1至8任意一项所述方法，其特征在于：所述垃圾渗滤液MBR出水中：COD＜1200mg/L，TDS＜20000mg/L，氨氮＜450mg/L，pH值6～8，硬度＜600mg/L。

10.一种垃圾渗滤液MBR出水处理***，其特征在于，包括顺序连接的电氧化单元、脱氯单元、好氧生化处理单元、高级氧化单元和活性炭吸附单元，其中：

电氧化单元：包含多组交叉排列的阳极和阴极，阳极为DSA，阴极为不锈钢或DSA；通过电解方式去除垃圾渗滤液MBR出水中部分COD，并同时将出水中部分难生物降解的大分子有机物转化为可被生化的小分子有机物；

脱氯单元：配置有加药装置和曝气装置，将电氧化单元得到的产水的pH值调节至4～6，然后通过曝气装置去除电氧化单元产水内大部分活性氯，再添加还原剂去除产水内残存的活性氯和氧化性物质；

好氧生化处理单元：配置MBR膜生物反应器或活性炭生物滤池实现好氧生化工艺，以去除脱氯单元出水中可被生化处理的小分子有机物；若采用MBR膜生物反应器，MLSS控制在5～10g/L之间，溶解氧DO＝2～5mg/L，SV30控制在40％～50％之间，运行温度控制在15～35℃之间，pH控制在8～9之间；若采用活性炭生物滤池，溶解氧控制在2～3mg/L，运行温度控制在15～35℃之间，pH控制在6～8之间；

高级氧化处理单元：采用O₃氧化、电化学氧化、Fenton深度氧化、类Fenton深度氧化、催化湿式氧化技术中的任意一种实现高级氧化工艺，以进一步去除膜生物反应器出水中难以生化处理的有机物；

活性炭吸附单元：配置有活性炭生物滤池或柱状活性炭填料塔，以吸附消耗高级氧化处理单元出水中的有机物。