申请日2020.07.30
公开（公告）日2021.02.26
IPC分类号C02F9/14; C02F11/121; C02F103/06
摘要
针对MBR工艺的能耗大、占地面积较大的缺点，本实用新型开发了一种全新的焚烧厂渗滤液处理系统，其中采用了膜曝气生物反应池和管网式反渗透装置结合，膜曝气生物反应池进行生化处理，管网式反渗透装置进行深度处理，能耗少，占地面积小。本实用新型整个系统流程中无外排污水，产水回用作为厂区的循环水为循环冷却水补水，产生的浮渣、污泥经脱水后输送至焚烧厂焚烧，系统浓水进浓水池，送至焚烧厂的主厂房消纳。
权利要求书
1.一种垃圾焚烧厂渗滤液的全流程处理系统，包括依次连接的调节池、厌氧单元、膜曝气生物反应池、超滤装置、纳滤装置、管网式反渗透装置；其中，所述的调节池的进水口设置有过滤装置，所述的厌氧单元的出水口连接有分离器，分离器的出水进入膜曝气生物反应池内，所述的超滤装置出口连接纳滤装置，所述纳滤装置连接有回用水池，纳滤装置的浓水进入管网式反渗透装置，纳滤装置的产水进入回用水池。
2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述的膜曝气生物反应池包括膜组件、供气装置、进水装置和循环装置，所述的膜组件置于膜曝气生物反应池内，所述供气装置的出气口连接膜组件的进气端，所述循环装置用于将膜曝气生物反应池底部和上部反应液进行均匀混合。
3.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述膜曝气生物反应池和超滤装置间连接有过滤器。
4.根据权利要求2所述的处理系统，其特征在于，所述的膜曝气生物反应池和超滤装置间的过滤器选自陶瓷膜过滤器。
5.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述管网式反渗透装置还连接有浓水收集单元。
6.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述管网式反渗透装置的产水返回到膜曝气生物反应池。
7.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述分离器为三相分离器。
8.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述调节池进水口设置的过滤装置选自过滤器、格栅机中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，
所述厌氧单元包括生化进水泵和厌氧反应器；和/或，
所述厌氧单元的上方连接气体收集单元，所述的气体收集单元连接有沼气锅炉和火炬单元。
10.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述调节池和厌氧单元设置有污泥出口，并与污泥池连接，所述的污泥池连接有污泥脱水机。
说明书
一种垃圾焚烧厂渗滤液的全流程处理系统
技术领域
本实用新型属于废水处理技术领域，具体地涉及一种垃圾焚烧厂渗滤液的全流程处理系统。
背景技术
现有技术中填埋处理、焚烧发电处理、堆肥处理是现阶段生活垃圾末端处理所采取的主要形式，在这些处理方式中，目前填埋处理所占比例最高。但填埋方式具有占地面积大、渗滤液老龄化严重的缺点，随着时间的推移，许多城市可用于垃圾填埋的场地越来越少，因此许多政府把目光投向了减量化程度更高的焚烧处理方式。生活垃圾在储存坑经5～7d的发酵后，垃圾内的水分沥出，另外垃圾在垃圾储坑环境中堆放，部分有机物分解也会产生部分滤液，二者就形成了焚烧厂渗滤液主要部分。
焚烧厂渗滤液具有有机物浓度高、可生化性较好等特点，常用的处理工艺中都包含MBR工艺，MBR一般是由两级硝化反硝化的生化系统加外置超滤膜系统结合而成。两级硝化反硝化的生化系统中好氧硝化系统需要鼓风曝气，鼓风机属于功率较大的设备，单机运行功率在45KW到90KW之间。另外MBR系统污泥产生量较大，因处理剩余污泥也会消耗一定的能耗及药剂费用。超滤系统中的循环水泵单机功率也大都在45KW以上，所以，MBR工艺的主要缺点是能耗大，且MBR系统往往占地面积较大，省略掉MBR工艺不仅降低建设成本也节约了占地面积。
其中，应用较多的处理方法为厌氧+MBR(膜生物反应器)+膜系统，最具代表性的工艺有厌氧+MBR+NF(卷式纳滤)+RO(卷式反渗透)和厌氧+MBR+DTRO(单级碟管式反渗透)。反渗透清液回用于生产，而纳滤及反渗透浓水经卷式超滤物料膜及碟式反渗透高压膜减量后，用于石灰制浆及飞灰固化。
上述焚烧厂渗滤液处理系统中，MBR工艺能耗大、占地大的缺点，因此，研发能耗少、占地面积小的全流程处理系统及处理方法势在必行。
发明内容
为解决现有技术中MBR工艺的能耗大、占地面积较大的缺点，本实用新型开发了一种全新的焚烧厂渗滤液处理系统，采用膜曝气生物反应池(MABR)进行生化处理并结合管网式反渗透装置进行深度处理。
本实用新型整个系统流程中无外排污水，产水回用作为厂区的循环水为循环冷却水补水，产生的浮渣、污泥经脱水后输送至焚烧厂焚烧，系统浓水进浓水池，送至焚烧厂的主厂房消纳。
本实用新型的目的在于提供一种垃圾渗透液的全流程处理系统。
本实用新型所述的一种垃圾渗透液的全流程处理系统，包括依次连接的调节池、厌氧单元、膜曝气生物反应池、超滤装置、纳滤装置、管网式反渗透装置；其中，所述调节池的进水口设置有过滤装置，所述厌氧单元的的出水口连接有分离器，分离器的出水进入膜曝气生物反应池内，所述超滤装置出口连接纳滤装置，所述纳滤装置连接回用水池，纳滤装置的浓水进入管网式反渗透装置，纳滤装置的产水进入回用水池。
本实用新型所述的一种垃圾焚烧厂渗透液的全处理系统，所述各单元中采用的具体设备和装置，例如但不限于调节池、厌氧单元、膜曝气生物反应池、超滤装置、纳滤装置、管网式反渗透装置，均可采用现有技术中已有的相关设备和装置。
其中，膜曝气生物反应池(MABR)是一种膜－生物处理耦合反应器，具有无泡曝气、处理功能活性层化、氧利用率高、污泥发生量少、挥发性污染物气提损失小以及运行管理方便等特点。该装置中的曝气膜主要发挥两个作用：一是提供无泡供氧，二是提供微生物附着和生长的载体。曝气膜将废水系统分为气相和液相两个部分，氧气在膜内部，污染物在膜外部，它们可以进行异向扩散，氧可以穿过曝气膜壁进入到生长在膜液相侧的生物膜内，同时，液相中废水从生物膜外侧进入内侧，污染物在单一生物膜上微生物的作用下被有效去除。
具体地，膜曝气生物反应池优选包括膜组件、供气装置、进水装置和循环装置，其中，膜组件是置于膜曝气生物反应池内，供气装置的出气口连接膜组件的进气端，循环装置用于将膜曝气生物反应池底部和上部反应液进行均匀混合；优选地，膜曝气生物反应池内溶解氧的浓度为0.2～1mg/L；MABR出水中的氮含量非常低；同时MABR工艺兼作部分二沉池的功能，再次减少了土建投资和占地面积。
上述处理系统中，上述处理系统中，所述膜曝气生物反应池和超滤装置间设置有过滤器；膜曝气生物反应池和超滤装置间的过滤器选自陶瓷膜过滤器，所述的陶瓷膜过滤器优选过滤间隙为1～5mm的陶瓷膜过滤器，用于去除剩余悬浮物质，降低后续膜系统污染的风险；所述陶瓷膜过滤器出水进入超滤装置，该装置能将悬浮物、胶体、微生物等几乎全部去除；超滤装置的出水经过滤器进一步去除悬浮物和胶体等污染物后进入纳滤装置，进一步强化有机物的去除率，使得产水达标；
上述处理系统中，所述管网式反渗透装置还连接有浓水收集单元，管网式反渗透装置的产水返回到膜曝气生物反应池；
上述处理系统中，所述厌氧单元的出水口连接的分离器为三相分离器，实现沼气、污泥和出水三相分离；分离器和膜曝气生物反应池之间还可以设置有过滤装置，进一步过滤分离器的出水；
上述处理系统中，所述调节池进水口设置的过滤装置可以为现有技术中通常的过滤装置，优选过滤器、格栅机中的至少一种；经过过滤装置过滤处理去除渗滤液中的固体悬浮物以及较大毛发等杂质；优选地，采用格栅机过滤处理时，过滤栅隙然后出水进入调节池进行水质水量的调节，满足厌氧单元水质水量的均衡；
上述处理系统中，厌氧单元上方连接有气体收集单元，进一步地，气体收集单元连接有沼气锅炉和火炬单元；经厌氧单元发酵产生的沼气经气体收集系统，进入沼气锅炉，产生的热量供给厌氧单元所需的热量，实现能源自给，剩余的沼气进入火炬单元燃烧；
上述处理系统中，所述厌氧单元包括生化进水泵和厌氧反应器；优选地，厌氧单元为中温厌氧单元，优选反应温度为30～35℃，在厌氧微生物的作用下实现有机物的液化，将蛋白质、纤维等大分子物质转变为小分子物质，同时伴有甲烷和CO2等气体的产生；
上述处理系统中，所述调节池和厌氧单元均设置有污泥出口，并与污泥池连接，污泥池连接有污泥脱水机；
上述处理系统中，管网式反渗透装置(STRO)拥有开放式流道和无阻碍、无湍流的进水系统，克服了传统反渗透装置的污堵和结垢。管网式反渗透装置(STRO)能够降低废水中无机盐浓度，同时去除残留的有机物，保证出水水质满足回用水水质要求；
具体地，管网式反渗透装置包括膜组件、高压泵等，可以进一步提高水质以及系统产水回收率。
采用上述垃圾焚烧厂渗滤液的全流程处理系统的处理方法，包括先将渗滤液进行过滤预处理，然后进行生化处理，再进行深度处理。具体包括以下步骤：
步骤一、过滤预处理：将垃圾焚烧厂渗滤液经过过滤处理，然后将出水进入调节池进行水质水量的调节，满足厌氧单元水质水量的均衡；
步骤二、生化处理：步骤一中调节池的出水经进水泵提升至厌氧单元，经厌氧发酵后的出水经分离器后流至膜曝气生物反应池，在膜曝气生物反应池中实现硝化反硝化过程；
步骤三：深度处理：步骤二中膜曝气生物反应池的出水经过滤后进入超滤装置，然后进入纳滤装置，纳滤装置的浓水进入管网式反渗透装置，纳滤装置的产水进入回用水池。
上述处理方法的步骤一中，过滤处理采用格栅机或者过滤器进行处理，用以去除渗滤液中的固体悬浮物以及较大毛发等杂质；采用格栅机过滤处理时，优选过滤栅隙的格栅机；
上述处理方法的步骤二中，厌氧单元为中温厌氧单元，优选反应温度为30～35℃，在厌氧微生物的作用下实现有机物的液化，将蛋白质、纤维等大分子物质转变为小分子物质，同时伴有甲烷和CO2等气体的产生；
上述处理方法的步骤二中，分离器选自三相分离器，实现沼气、污泥和出水三相分离；厌氧发酵后的出水经三相分离器后自流至膜曝气生物反应池(MABR)，在MABR池内同步实现硝化反硝化过程，出水中的氮含量非常低；同时MABR工艺兼作部分二沉池的功能，再次减少了土建投资和占地面积；
步骤二中，经厌氧单元发酵产生的沼气经气体收集系统，进入沼气锅炉，产生的热量供给厌氧单元所需的热量，实现能源自给，剩余的沼气进入火炬单元燃烧；
步骤二中，调节池、厌氧单元产出的污泥排至污泥池，经污泥脱水机脱水后进入焚烧厂焚烧；
上述处理方法中，所述膜曝气生物反应池和超滤装置间设置有过滤器，所述过滤器选自陶瓷膜过滤器，优选过滤间隙为1～5mm的陶瓷膜过滤器，用于去除剩余悬浮物质，降低后续膜系统污染的风险；
上述处理方法中，所述陶瓷膜过滤器出水进入超滤装置，该装置能将悬浮物、胶体、微生物等几乎全部去除；超滤装置的出水经过滤器进一步去除悬浮物和胶体等污染物后进入纳滤装置，进一步强化有机物的去除率，使得产水达标；
上述处理方法中，所述纳滤装置的产水进入回用水池，作为产品水回用；纳滤装置的浓水进入管网式反渗透装置(STRO)进一步处理，提高整个系统产水率，该装置拥有开放式流道和无阻碍、无湍流的进水系统，克服了传统反渗透装置的污堵和结垢；管网式反渗透装置(STRO)能够降低废水中无机盐浓度，同时进一步去除浓水中有机物的浓度，管网式反渗透装置(STRO)的产水回到MABR池中，浓水进浓水池，送至焚烧厂的主厂房消纳。
本实用新型提出了一种垃圾焚烧厂渗滤液的全流程处理系统，具有以下有益效果：
(1)本实用新型提供的垃圾焚烧厂渗滤液的全流程处理系统，针对焚烧厂渗滤液开发，研发了能耗少、占地面积小的全流程处理系统；
(2)本实用新型垃圾焚烧厂渗滤液的全流程处理系统中的膜曝气生物反应池(MABR)，对比传统的MBR工艺具有无泡曝气、处理功能活性层化、氧利用率高、污泥发生量少、挥发性污染物气提损失小以及运行管理方便等特点；与传统处理工艺相比，曝气能耗最多可降低90％；
(3)本实用新型垃圾焚烧厂渗滤液的全流程处理系统中，管网式反渗透装置(STRO)替代了传统的反渗透装置，该装置拥有开放式流道和无阻碍、无湍流的进水系统，克服了传统反渗透装置的污堵和结垢；
(4)本实用新型提供的垃圾焚烧厂渗滤液的全流程处理系统，具有耐负荷冲击性强的特点，能够适应来水水量及水质的波动；
(5)本实用新型提供的垃圾焚烧厂渗滤液的全流程处理系统，产生的沼气用于系统自身的加热，能够实现能源自给，降低系统运行成本。
（发明人：叶正平;曹海燕;伍伟;徐瑞银）
