申请日2017.12.25
公开(公告)日2019.01.08
IPC分类号C02F9/04
摘要
本实用新型提供一种垃圾渗滤液软化处理系统，包括：垃圾渗滤液调节池、酸碱调节器、反应池、絮凝池、沉淀池和上清液储存池，所述垃圾渗滤液调节池通过管路与反应池连通，所述反应池通过溢流管道与絮凝池连通，所述絮凝池通过溢流管道与沉淀池连通，所述沉淀池通过管道与上清液储存池连通;所述酸碱调节器设置在垃圾渗滤液调节池和反应池间的管路上;所述沉淀池底部通过管路与污泥脱水机连通，所述污泥脱水机的出水口通过管路与垃圾渗滤液调节池连通。该系统能彻底去除钙离子和镁离子，同时可达到去除CODcr、氨氮、色度和悬浮物的目的，采用该系统处理垃圾渗滤液的运行费用低、工艺流程短，占地小。
权利要求书
1.一种垃圾渗滤液软化处理系统，其特征在于，包括：垃圾渗滤液调节池、酸碱调节器、反应池、絮凝池、沉淀池和上清液储存池，所述垃圾渗滤液调节池通过管路与反应池连通，所述反应池通过溢流管道与絮凝池连通，所述絮凝池通过溢流管道与沉淀池连通，所述沉淀池通过管道与上清液储存池连通;
所述酸碱调节器设置在垃圾渗滤液调节池和反应池间的管路上;所述沉淀池底部通过管路与污泥脱水机连通，所述污泥脱水机的出水口通过管路与垃圾渗滤液调节池连通。
2.根据权利要求1所述垃圾渗滤液软化处理系统，其特征在于，所述酸碱调节器为管道式混合器。
3.根据权利要求1所述垃圾渗滤液软化处理系统，其特征在于，包括pH值检测仪和氢氧化钠存储罐，所述氢氧化钠存储罐通过氢氧化钠计量泵与酸碱调节器连通，所述pH值检测仪设置在所述酸碱调节器出水端，所述pH值检测仪与氢氧化钠计量泵电连。
4.根据权利要求1所述垃圾渗滤液软化处理系统，其特征在于，所述反应池上方设置有化学软化药剂计量泵。
5.根据权利要求1所述垃圾渗滤液软化处理系统，其特征在于，所述絮凝池上方设置有无机絮凝剂计量泵。
6.根据权利要求1所述垃圾渗滤液软化处理系统，其特征在于，所述沉淀池采用竖流沉淀池或斜板沉淀池，所述竖流沉淀池的表面负荷为1.2～1.5m3/(m2·h)。
说明书
一种垃圾渗滤液软化处理系统
技术领域
本实用新型涉及垃圾渗滤液技术，尤其涉及一种垃圾渗滤液软化处理系统。
背景技术
垃圾渗滤液作为一种高浓度有机废水，由于其具有成分复杂、有机物浓度高、重金属含量高以及水质波动大等特点，如何高效处理垃圾渗滤液一直是世界上较为棘手的科学难题。自GB16889-2008《生活垃圾填埋场污染物控制标准》颁布后，我国对垃圾渗滤液处理提出了更高的要求。传统的直接回灌技术虽然操作简便，成本低廉，但无法从根本上解决垃圾渗滤液 的污染问题。随着垃圾渗滤液处理技术研究的深入，以及各种处理技术在垃圾填埋场渗滤液处理工程应用效果的综合对比分析，生物+膜处理工艺和蒸发工艺处理效果好，适用范围广，是目前比较主流的处理工艺。
然而，在生物+膜处理系统中，膜系统会20-30%的浓缩液，想比于垃圾渗滤液，其浓缩液成分更加复杂，处理难度更大，现今多数填埋场采用回灌的方式处理。由于纳滤膜对二价离子具有良好的拦截效果，使垃圾渗滤液中含有的大量硬度离子(包括Ca2+、Mg2+等)被截留下来，并不断累积。纳滤浓缩液直接回灌会使硬度离子浓度不断升高，导致膜结垢严重，影响膜通量，增加膜清洗频率，大幅度降低膜使用寿命。对于蒸发工艺而言，垃圾渗滤液中的硬度离子大大增加了蒸发器结垢的风险，若硬度离子在前端工艺链中无法去除，Ca2+、Mg2+与OH-、SO42-、CO32-等离子生成CaCO3、CaSO4和Mg(OH)2等沉淀会附着在换热管表面，降低传热系数，影响产水率，使得蒸发系统无法正常运行。因此，采用高效的预处理工艺对垃圾渗滤液进行软化处理，去除硬度离子，对于膜系统和蒸发器的正常运行尤为重要。
结合垃圾渗滤液的水质特点，目前利用化学絮凝沉淀法对其进行软化处理较为普遍常用的药剂包括石灰、纯碱和氢氧化钠等。常见的处理方法包括石灰-纯碱软化法和氢氧化钠软化法。
石灰-纯碱软化法的反应机理如下：
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2→2CaCO3↓+2H2O (1)
Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O (2)
CaCl2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaCl (3)
该方法使用的石灰价格低廉，软化处理成本低，且对于钙离子和镁离子的去除效果较好，具有一定的技术可行性。然而，实际工程中遇到了如下问题：第一，石灰溶解度低，配置石灰乳需要消耗大量的清水，而多数填埋场没有自来水，若采用干粉投加，石灰投加量无法准确控制;第二，由于石灰乳的碱性较弱，投加后pH变化缓慢，很难通过pH在线控制石灰投加量;第三，碳酸钠投加量控制困难，过量投加会增加运行成本，投加量不足，过量的钙离子进入后续处理系统中。
氢氧化钠软化法的反应机理如下：
HCO3-+OH-=CO32-+H2O (4)
Ca2++CO32-=CaCO3↓ (5)
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ (6)
上述三个反应式中，优先发生反应(4)，随后发生反应(5)，当pH增加到一定数值后，最后发生反应(6)，垃圾渗滤液中含有大量的碳酸氢根(HCO3-)，使得氢氧化钠消耗量大大增加。该方法软化效果好，但氢氧化钠药剂费用高，消耗量大，且反应后pH高达12左右，后续工艺段需要消耗大量的酸来调节pH，进一步增加运行费用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，针对现有垃圾渗滤液软化技术存在的运行成本高、处理效果不稳定的问题，提出一种垃圾渗滤液软化处理系统，该系统能彻底去除钙离子和镁离子，同时可达到去除CODcr、氨氮、色度和悬浮物的目的，采用该系统处理垃圾渗滤液的运行费用低、工艺流程短，占地小。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种垃圾渗滤液软化处理系统，包括：垃圾渗滤液调节池、酸碱调节器、反应池、絮凝池、沉淀池和上清液储存池，所述垃圾渗滤液调节池通过管路与反应池连通，所述反应池通过溢流管道与絮凝池连通，所述絮凝池通过溢流管道与沉淀池连通，所述沉淀池通过管道与上清液储存池连通;
所述酸碱调节器设置在垃圾渗滤液调节池和反应池间的管路上;所述沉淀池底部通过管路与污泥脱水机连通，所述污泥脱水机的出水口通过管路与垃圾渗滤液调节池连通。
进一步地，所述酸碱调节器为管道式混合器。
进一步地，所述圾渗滤液软化处理系统包括pH值检测仪和氢氧化钠存储罐，所述氢氧化钠存储罐通过氢氧化钠计量泵与酸碱调节器连通，所述pH值检测仪设置在所述酸碱调节器出水端，所述pH值检测仪与氢氧化钠计量泵电连。
进一步地，所述反应池上方设置有化学软化药剂计量泵，所述化学软化药剂为十二水合磷酸氢二钠。
进一步地，所述絮凝池上方设置有无机絮凝剂计量泵，所述机絮凝剂为硫酸铝。
进一步地，所述沉淀池采用竖流沉淀池或斜板沉淀池，所述竖流沉淀池的表面负荷为1.2～1.5m3/(m2·h)。
本实用新型垃圾渗滤液软化处理系统的工作原理，包括以下步骤：
(1)对垃圾渗滤液进行酸碱调节，以保证后续化学反应的最佳反应条件;酸碱调节的具体步骤为：垃圾渗滤液通过水泵由调节池输送至酸碱调节器，所述酸碱调节器将进水与氢氧化钠计量泵投加的20%wt氢氧化钠溶液快速混合。
所述进水pH值调节至8.5～9，所述pH由进水pH值检测仪进行实时监测，同时所述进水pH值检测仪反馈电信号自动控制氢氧化钠计量泵的转速，自动调节20%wt氢氧化钠溶液的投加量。
(2)向调节pH后的垃圾渗滤液中投加化学软化药剂，去除钙离子和镁离子;所述化学软化药剂为磷酸氢二钠，按照[Mg2+]/[PO43-]的摩尔比为1:1.1～1:1.5，通过磷酸氢二钠计量泵向反应池中加入10%wt磷酸氢二钠溶液，反应时间为15-20min。所述的反应池和步骤(3)中的絮凝池通过溢流管道连接。
(3)向软化后的垃圾渗滤液中投加无机絮凝剂，进行絮凝沉淀反应，去除CODcr、悬浮物和色度等沉淀后出水，完成垃圾渗滤液的软化处理。所述无机絮凝剂为硫酸铝，按照硫酸铝投加量为4～6kg/吨水，通过硫酸铝计量泵向絮凝池中加入20%wt硫酸铝溶液，反应时间为20～25min。所述的絮凝池和沉降池通过溢流管道连接。絮凝池与沉淀池通过溢流管道连接，所述污沉淀中的污泥通过污泥泵输送至污泥脱水机进行脱水，脱水后污泥回填至填埋场，脱水产生的清液回流至垃圾渗滤液调节池。
本实用新型垃圾渗滤液软化处理系统结构简单，与现有技术相比较具有以下优点：
1)本实用新型垃圾渗滤液软化处理系统能将磷酸氢二钠-硫酸铝法应用到垃圾渗滤液软化处理技术中;
2.所述进水与氢氧化钠溶液通过管道混合器进行快速混合，无需反应水池。所述进水pH值检测仪安装在管道混合器出水端垃圾渗滤液输送管道上，且有利于pH值检测仪实时反馈准确pH数值，避免了pH值检测仪安装在反应水池内存在的信号延迟问题。
3.采用本实用新型系统对垃圾渗滤液软化处理工艺中，pH值控制范围为8.5～9，一般垃圾渗滤液的pH为7～8，因此氢氧化钠消耗量很少，处理成本大幅度下降。
4.采用本实用新型系统对垃圾渗滤液软化处理工艺中，能利用磷酸氢二钠与垃圾渗滤液含有的氨氮、镁离子和钙离子的之间发生化学反应，同时达到去除氨氮和软化处理的目的。软化处理过程中生成的MgNH4PO4·6H2O、CaHPO4和CaCO3等沉淀物沉降速度快，沉淀量少，且易于分离。
5.采用本实用新型系统对垃圾渗滤液软化处理工艺中，能利用无机絮凝剂硫酸铝对垃圾渗滤液进行絮凝反应，可同时实现去除CODcr、色度和悬浮物的目的，不仅絮凝效果好，且价格低廉。相比于普遍使用的高分子絮凝剂聚丙烯酰胺，硫酸铝避免了过量投加带来的水污染问题。相比于无机絮凝剂氯化铁，硫酸铝不存在氯离子对于蒸发器的腐蚀问题。
综上，采用本实用新型垃圾渗滤液软化处理系统对垃圾渗滤液软化处理，可以克服传统的软化处理工艺存在的操作复杂、运行成本高、处理效果不稳定等问题。本实用新型垃圾渗滤液软化处理系统能采用磷酸氢二钠-硫酸铝法作为软化处理药剂，同时实现了去除硬度、色度、氨氮、悬浮物和CODcr的目的，具有反应条件温和、处理效果好、占地小和运行费用低等优势。
本实用新型提供一种垃圾渗滤液软化处理工艺，包括以下步骤：(1)对垃圾渗滤液进行酸碱调节，保证后续化学反应的最佳反应条件;(2)向调节pH后的垃圾渗滤液中投加化学软化药剂，去除钙离子和镁离子;(3)向软化后的垃圾渗滤液中投加无机絮凝剂，进行絮凝沉淀反应，去除CODcr、悬浮物和色度等沉淀后出水，完成垃圾渗滤液的软化处理。该软化处理工艺具有反应条件温和、处理效果好、占地小和运行费用低等优势，高效去除垃圾渗滤液中的硬度，降低后续处理系统结垢风险。