申请日2018.04.12
公开(公告)日2018.08.17
IPC分类号C02F9/14; C02F101/30; C02F103/06
摘要
本发明公开了一种高效生化低量富集的垃圾渗滤液处理工艺及其处理系统，其包括调节池、1#MBR膜生物反应器、浓水池、二段NF/RO膜过滤装置、电芬顿设备、2#MBR膜生物反应器、杀菌过滤装置、产水池以及1#一级和二级A/O处理装置、一级和二级RO膜过滤装置、2#一级和二级A/O处理装置，将传统工艺中的NF膜装置更换成为一级RO膜过滤装置，确保二级RO能长期稳定产水达标，另外二段NF/RO膜过滤装置能截留分离难降解的有机物，有效增加进入2#生化反应过程的可生化有机物的占比，二段膜装置的产水通过电芬顿的氧化，提高渗滤液的可生化性，避免了常规系统中溶解性盐的富集，减少了系统浓水的回灌量，水处理效果佳。
权利要求书
1.一种高效生化低量富集的垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)调节池处理：将渗滤液抽到调节池，用于渗滤液的调蓄和均化;
(2)1#一级A/O处理：将经步骤(1)处理后的渗滤液进行一级A/O处理，以去除废水中的BOD5和硝化为主，并补充外加碳源强化反硝化，停留时间控制在4～5天;
(3)1#二级A/O处理：将经步骤(2)处理后的渗滤液进行二级A/O处理，强化反硝化脱氮功能和对有机物进行去除，停留时间控制在3～4天;
(4)1#MBR处理：将经步骤(3)处理后的渗滤液经MBR膜生物反应器进行处理，通过MBR膜富集反硝化细菌的浓度，提高反硝化的效率和提升生化出水水质;
(5)一级RO膜过滤处理：将经步骤(4)处理后的渗滤液流经一级RO膜过滤装置，通过RO膜的选择透过性，分离出大部分被MBR膜截留的胶体病菌及相关物质和未被降解的腐殖质、酚、多氯联苯、胺类及其它难降解物质以及氨基酸、脂肪酸、单糖、醇类、硫化物、氨及相关未被降解的小分子物质;并脱除去水中大部分的溶解性盐;
(6)二级RO膜过滤处理：将经步骤(5)处理后的渗滤液流经二级RO膜过滤装置，通过RO膜的选择透过性，进一步分离未被一级RO膜过滤装置分离的腐殖质、酚、多氯联苯、胺类及相关难降解物质和未被一级RO膜过滤装置分离的氨基酸、脂肪酸、单糖、醇类、硫化物、氨及相关未被降解的小分子物质;并再次脱除中的溶解性盐，使用产水水质达到排放标准;
(4’)回浓水池：步骤(4)中的MBR膜生物反应器产生的污泥流至浓水池;
(5’)二段NF/RO膜过滤处理：步骤(5)中的一级RO膜过滤装置产生的浓水流至二段NF/RO膜过滤装置，通过NF/RO膜的选择透过性，对一级RO膜过滤装置的浓水进行处理，分离一级膜浓水中大部分的腐殖质、酚、多氯联苯、胺类及相关难降解物质，同时将一级RO膜过滤装置浓水中的部分溶解性盐透过至产水中，产水还包含有氨基酸、脂肪酸、单糖、醇类、硫化物、氨及相关未被降解的小分子物质;另二段NF/RO膜过滤装置所产生的浓水流至浓水池;
(6’)电芬顿处理：经步骤(5’)处理后所产生的水进入电芬顿设备，通过电芬顿实现部分腐殖质、环境激素和抗生素破链氧化，提高废水的可生化性;
(7’)2#一级A/O处理：将经步骤(6’)处理后的产水进行一级A/O处理，以去除废水中的BOD5和硝化为主，并补充外加碳源强化反硝化，停留时间控制在1～2天;
(8’)2#二级A/O处理：将经步骤(7’)处理后的产水进行二级A/O处理，强化反硝化脱氮功能和对有机物进行去除，停留时间控制在0.5～1天;
(9’)2#MBR处理：将经步骤(8’)处理后的产水经MBR膜生物反应器进行处理，通过MBR膜富集反硝化细菌的浓度，提高反硝化的效率和排放水质;
(10’)杀菌过滤处理：对经步骤(9’)处理后的产水进行杀菌过滤处理，以强紫外线装置杀死MBR膜生物反应器产水中的细菌，控制出水粪大肠菌群数量小于等于10000个/L，使产水达标排放;
产水：经步骤(6)和(10’)处理后的合格水进入产水池进行储存;
其中所述步骤(5)、(6)和(6’)、(7’)、(8’)、(9’)、(10’)无先后顺序。
2.根据权利要求1所述的高效生化低量富集的垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于，所述步骤(2)中的1#二级A/O处理的前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，其中A段的DO不大于0.5mg/L，O段DO=2～4mg/L。
3.根据权利要求1所述的高效生化低量富集的垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于，所述步骤(3)中的1#二级A/O处理采用外加碳源生物脱氮工艺和投加甲醇的方式补充反硝化对碳源的需求，强化反硝化脱氮功能。
4.根据权利要求2或3所述的高效生化低量富集的垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于，在所述步骤(3)中的1#二级A/O处理过程中配备在线DO仪。
5.根据权利要求1所述的高效生化低量富集的垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于，所述步骤(7’)中的2#一级A/O处理的前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，其中A段的DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。
6.根据权利要求1所述的高效生化低量富集的垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于，所述步骤(8’)中的2#二级A/O处理采用外加碳源生物脱氮工艺和投加甲醇的方式补充反硝化对碳源的需求，强化反硝化脱氮功能。
7.根据权利要求5或6所述的高效生化低量富集的垃圾渗滤液处理工艺，其特征在于，在所述步骤(8’)中的2#二级A/O处理过程中配备在线DO仪。
8.一种实施权利要求1-7之一所述高效生化低量富集的垃圾渗滤液处理工艺的处理系统，其特征在于，其包括调节池、1#一级A/O处理装置、1#二级A/O处理装置、1#MBR膜生物反应器、一级RO膜过滤装置、二级RO膜过滤装置、浓水池、二段NF/RO膜过滤装置、电芬顿设备、2#一级A/O处理装置、2#二级A/O处理装置、2#MBR膜生物反应器、杀菌过滤装置和产水池，所述调节池、1#一级A/O处理装置、1#二级A/O处理装置、1#MBR膜生物反应器、一级RO膜过滤装置和二级RO膜过滤装置依次相连接，所述浓水池分别与1#MBR膜生物反应器和二段NF/RO膜过滤装置相连接，所述二段NF/RO膜过滤装置、电芬顿设备、2#一级A/O处理装置、2#二级A/O处理装置、2#MBR膜生物反应器、杀菌过滤装置和产水池依次相连接。
说明书
高效生化低量富集的垃圾渗滤液处理工艺及其处理系统
技术领域
本发明涉及渗滤液处理技术领域，特别涉及一种高效生化低量富集的垃圾渗滤液处理工艺及其处理系统。
背景技术
垃圾在长期填埋所产生的“中老龄”垃圾渗滤液是目前公认的难降解废水。中老龄垃圾渗滤液的水质特点参见以下。
有机物浓度高：渗滤液中的BOD5和CODcr浓度通常在1000mg/l～10000mg/l之间，PH呈弱碱性，BOD5/CODcr在0.1～0.3之间，可生化性较差。
金属含量高：垃圾渗滤液中含有是多种金属离子，如：铜、铁、砷、锌、铅、铬、镉、汞等。含量在几微克至几十毫克之间。
氨氮含量高：随着填埋年限的增加，垃圾中大量的蛋白质、脂肪类物质中的有机氮转化为氨氮，使得渗滤液中的氨氮不断升高，达到500mg/l～2000mg/l。
生化难降解物质多：腐殖质、酚、多氯联苯、胺类等难降解物质较多。
盐类物质：水中氯离子含量高，达到5000mg/l～13000mg/l。
然而常规的水处理系统的处理工艺流程是：调节池→两级A/O-MBR→NF→RO，浓液回灌。在水处理系统运行过程中，容易出现总溶解性盐的富集，以及容易受大量重金属离子，大量难生物降解的有机物、高氨氮的影响，导致生化停留时间长达十多天，从而导致系统工作不稳定，难以实现达标排放，易出现系统最终产水水质不达标的状况。
发明内容
针对上述的不足，本发明目的之一在于，提供一种能解决上述问题，且处理效果好的高效生化低量富集的垃圾渗滤液处理工艺。
本发明的目的还在于，提供一种实施上述高效生化低量富集的垃圾渗滤液处理工艺的处理系统。
本发明为实现上述目的，所提供的技术方案是：
一种高效生化低量富集的垃圾渗滤液处理工艺，其包括以下步骤：
(1)调节池处理：将渗滤液抽到调节池，用于渗滤液的调蓄和均化;
(2)1#一级A/O处理：将经步骤(1)处理后的渗滤液进行一级A/O处理，以去除废水中的BOD5和硝化为主，并补充外加碳源强化反硝化，停留时间控制在4～5天;
(3)1#二级A/O处理：将经步骤(2)处理后的渗滤液进行二级A/O处理，强化反硝化脱氮功能和对有机物进行去除，停留时间控制在3～4天;
(4)1#MBR处理：将经步骤(3)处理后的渗滤液经MBR膜生物反应器进行处理，通过MBR膜富集反硝化细菌的浓度，提高反硝化的效率和提升生化出水水质;
(5)一级RO膜过滤处理：将经步骤(4)处理后的渗滤液流经一级RO膜过滤装置，通过RO膜的选择透过性，分离出大部分被MBR膜截留的胶体病菌及相关物质和未被降解的腐殖质、酚、多氯联苯、胺类及其它难降解物质以及氨基酸、脂肪酸、单糖、醇类、硫化物、氨及相关未被降解的小分子物质;并脱除水中大部分的溶解性盐;
(6)二级RO膜过滤处理：将经步骤(5)处理后的渗滤液流经二级RO膜过滤装置，通过RO膜的选择透过性，进一步分离未被一级RO膜过滤装置分离的腐殖质、酚、多氯联苯、胺类及相关难降解物质和未被一级RO膜过滤装置分离的氨基酸、脂肪酸、单糖、醇类、硫化物、氨及相关未被降解的小分子物质;并再次脱除去水中的溶解性盐，使用产水水质达到排放标准;
(4’)回浓水池：步骤(4)中的MBR膜生物反应器产生的污泥流至浓水池;
(5’)二段NF/RO膜过滤处理：步骤(5)中的一级RO膜过滤装置产生的浓水流至二段NF/RO膜过滤装置，通过NF/RO膜的选择透过性，对一级RO膜过滤装置的浓水进行处理，分离一级膜浓水中大部分的腐殖质、酚、多氯联苯、胺类及相关难降解物质，同时将一级RO膜过滤装置的浓水中的部分溶解性盐透过至产水中，产水还包含有氨基酸、脂肪酸、单糖、醇类、硫化物、氨及相关未被降解的小分子物质;另二段NF/RO膜过滤装置所产生的浓水流至浓水池;
(6’)电芬顿处理：经步骤(5’)处理后所产生的水进入电芬顿设备，通过电芬顿实现部分腐殖质、环境激素和抗生素破链氧化，提高废水的可生化性;
(7’)2#一级A/O处理：将经步骤(6’)处理后的产水进行一级A/O处理，以去除废水中的BOD5和硝化为主，并补充外加碳源强化反硝化，停留时间控制在1～2天;
(8’)2#二级A/O处理：将经步骤(7’)处理后的产水进行二级A/O处理，强化反硝化脱氮功能和对有机物进行去除，停留时间控制在0.5～1天;
(9’)2#MBR处理：将经步骤(8’)处理后的产水经MBR膜生物反应器进行处理，通过MBR膜富集反硝化细菌的浓度，提高反硝化的效率和排放水质;
(10’)杀菌过滤处理：对经步骤(9’)处理后的产水进行杀菌过滤处理，以强紫外线装置杀死MBR膜生物反应器产水中的细菌，控制出水粪大肠菌群数量小于等于10000个/L，使产水达标排放;
产水：经步骤(6)和(10’)处理后的合格水进入产水池进行储存;
其中所述步骤(5)、(6)和(6’)、(7’)、(8’)、(9’)、(10’)无先后顺序。
作为本发明的一种改进，所述步骤(2)中的1#二级A/O处理的前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，其中A段的DO不大于0.5mg/L，O段DO=2～4mg/L。
作为本发明的一种改进，所述步骤(3)中的1#二级A/O处理采用外加碳源生物脱氮工艺和投加甲醇的方式补充反硝化对碳源的需求，强化反硝化脱氮功能。在所述步骤(3)中的1#二级A/O处理过程中配备在线DO仪。
作为本发明的一种改进，所述步骤(7’)中的2#一级A/O处理的前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，其中A段的DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。
作为本发明的一种改进，所述步骤(8’)中的2#二级A/O处理采用外加碳源生物脱氮工艺和投加甲醇的方式补充反硝化对碳源的需求，强化反硝化脱氮功能。在所述步骤(8’)中的2#二级A/O处理过程中配备在线DO仪。
一种实施上述高效生化低量富集的垃圾渗滤液处理工艺的处理系统，其包括调节池、1#一级A/O处理装置、1#二级A/O处理装置、1#MBR膜生物反应器、一级RO膜过滤装置、二级RO膜过滤装置、浓水池、二段NF/RO膜过滤装置、电芬顿设备、2#一级A/O处理装置、2#二级A/O处理装置、2#MBR膜生物反应器、杀菌过滤装置和产水池，所述调节池、1#一级A/O处理装置、1#二级A/O处理装置、1#MBR膜生物反应器、一级RO膜过滤装置和二级RO膜过滤装置依次相连接，所述浓水池分别与1#MBR膜生物反应器和二段NF/RO膜过滤装置相连接，所述二段NF/RO膜过滤装置、电芬顿设备、2#一级A/O处理装置、2#二级A/O处理装置、2#MBR膜生物反应器、杀菌过滤装置和产水池依次相连接。所述二段NF/RO膜过滤装置、电芬顿设备、2#一级A/O处理装置、2#二级A/O处理装置、2#MBR膜生物反应器和杀菌过滤装置依次相连接后称为2#生化处理。
本发明的有益效果为：本发明提供的方法工艺合理，将传统工艺中的NF膜装置更换成为一级RO膜过滤装置，提高一级膜的产水水质，一级RO膜产水中钙镁离子的含量比NF产水中降低30～40%、一级RO膜产水中有机物含量比NF产水中降低50～60%，降低二级RO结垢可能性和有机物堵膜的速率，在降低二级RO膜运行负荷的基础上提升二级RO的产水水质，确保二级RO能长期稳定产水达标。
通过二段NF/RO膜过滤装置截留分离难降解的有机物，增加进入2#生化反应过程的可生化有机物的占比，降低对生物活性有抑制作用的有毒的有机物的量;截留70%-90%的重金属离子，降低对微生物活性的抑制;截留40%-70%的氯离子降低对生物活性的抑制。将以上污染物的部分去除提升渗滤液的可生化性;
2#生化处理的水中含有3000mg/l～7000mg/l的溶解性盐，在出水水质处理达标的情况下，系统排出部分的盐，避免了常规系统中常出现的因浓液全部回灌而导致渗滤液中溶解性盐不断富集。溶解性盐的不断富集会逐渐降低微生物的活性，增加生化处理的难度;同时增加膜处理系统的负荷，增加运行成本。
系统中回灌的浓水主要为二段NF/RO膜过滤装置的浓水，渗滤液经过一级RO膜过滤装置的浓缩之后再经二段NF/RO膜过滤装置的浓缩分离，最终浓水量大幅度减少，占系统总处理量的10%～15%之间，相比于传统工艺的30%～40%的浓水回灌量而言，具有明显优势。高倍浓缩的浓缩液在回灌至垃圾填埋场后再经填埋的垃圾层层过滤，使得部分盐被析出分离。
本发明处理系统便于利旧改建。随着环保要求的不断提高，部分早期建设的垃圾渗滤液处理系统出水已经无法满足排放要求但又无合适的条件重建，此处理系统可以在原有基础上增设撬装设备对原有系统补充完善，达到优化系统，达标产水的目的，利于广泛推广应用。
