申请日2018.05.25
公开(公告)日2019.03.01
IPC分类号C02F9/10; C02F103/06
摘要
本实用新型提供一种垃圾渗滤液尾水的处理系统，包括混凝单元，复合催化氧化塔和膜蒸馏单元，所述混凝单元包括顺序连接的搅拌釜和沉淀槽，所述搅拌釜设置有渗滤液尾水进水口以及加药口，所述沉淀槽设置有出水口，在沉淀槽底部设置有污泥排出口;所述出水口连接所述复合催化氧化塔底部，通过计量泵将水输送至复合催化氧化塔，所述复合催化氧化塔设置有双氧水进口和臭氧进口;所述复合催化氧化塔顶部通过出水管道连接所述膜蒸馏单元。本实用新型的处理系统可深度去除水中的难降解COD及有机物，提升出水水质，能够有效延长膜蒸馏单元的稳定运行时间，减少设备维护费用，将浓缩液的产生量降至较低水平或实现零排放。
权利要求书
1.一种垃圾渗滤液尾水的处理系统，其特征在于，包括混凝单元，复合催化氧化塔和膜蒸馏单元，
所述混凝单元包括顺序连接的搅拌釜和沉淀槽，所述搅拌釜设置有渗滤液尾水进水口以及加药口，所述沉淀槽设置有出水口，在沉淀槽底部设置有污泥排出口;
所述出水口连接所述复合催化氧化塔底部，通过计量泵将水输送至复合催化氧化塔，所述复合催化氧化塔设置有双氧水进口和臭氧进口;所述复合催化氧化塔顶部通过出水管道连接所述膜蒸馏单元;在所述出水管道上设置有计量泵、第一换热器和第二换热器，第一换热器的热媒管道连接所述膜蒸馏单元的水蒸汽出口，第二换热器的热媒管道连接垃圾焚烧发电厂的低温蒸汽管道。
2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述复合催化氧化塔为填料塔，塔中的填料为活性炭颗粒，活性炭上负载有具有催化活性的金属。
3.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述复合催化氧化塔的臭氧进口连接有臭氧发生机，所述臭氧发生机连接有空气管道和气泵。
4.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，复合催化氧化塔的尾气管道上设置有臭氧尾气吸收装置。
5.根据权利要求1～4任一项所述的处理系统，其特征在于，所述膜蒸馏单元包括平板式膜组件，膜组件使用的膜材料为疏水性聚偏氟乙烯。
说明书
一种垃圾渗滤液尾水的处理系统
技术领域
本实用新型属于废水处理领域，具体涉及一种垃圾渗滤液尾水的处理装置。
背景技术
我国两种城镇垃圾处理措施：卫生填埋和焚烧，都会产生垃圾渗滤液问题。垃圾渗滤液成分复杂，污染物浓度高，通常表现为高COD，高氨氮和高盐。若不经处理直接排放会导致水体及土壤的严重污染，危害居民的身体健康和破坏城镇生态及生活环境。目前主流的垃圾渗滤液处理工艺为“预处理+生化处理(包括厌氧、AO、MBR等)+膜处理组合工艺(超滤、纳滤、反渗透)”。该工艺能够将垃圾渗滤液原水处理到纳管标准，但同时面临处理时间较长，膜后浓缩液难以处理、运行费用较高等诸多难题。
中国专利CN107098531A涉及一种高效垃圾渗滤液处理工艺，主要由臭氧氧化+混凝+膜蒸馏单元构成。这套工艺能够有效降低垃圾渗滤液出水中的COD、BOD5及氨氮浓度。但是其臭氧氧化单元使用臭氧调节池作为反应容器，臭氧直接鼓入池中，可能出现臭氧停留时间过短，传质效果不佳，产生羟基自由基少及臭氧的利用率较低等问题，不能充分将水中的COD和BOD5去除。在混凝单元与膜蒸馏单元之间缺少过滤装置，混凝出水中存在的悬浮物，可能堵塞膜孔，影响膜蒸馏单元的稳定运行。
中国专利CN104211245A公开了一种垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理方法。膜法浓缩液经预处理后，进入多效膜蒸馏单元进行浓缩，出水可达标排放或回用，得到的浓相液通过浓缩结晶分离出固体后，直接进行填埋。该方法针对膜法浓相液进行处理，减少了浓相液的产生量，但是在整体工艺上会出现多次浓缩过程(包括反渗透，纳滤等)，工艺流程过长，系统较复杂。
针对上述技术存在的不足，本申请涉及一种垃圾渗滤液尾水的处理方法和系统，首先通过混凝去除尾水中残余的悬浮物、钙镁离子和部分COD，之后利用塔式复合催化氧化单元，基于双氧水和臭氧之间的协同作用，提高臭氧利用率，对水中的COD及有机物进行深度去除。同时塔中的填料也可以去除混凝单元出水中的部分悬浮物，将显著改善膜蒸馏单元的进水水质。复合催化氧化塔的出水最后进入膜蒸馏单元进行浓缩，产水可以直接排放或者回用，浓缩液可直接焚烧或通过结晶进行固液分离。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对当前主流的垃圾渗滤液处理工艺“预处理+生化处理+膜处理组合工艺”面临的膜后浓相液产生量较大且难处理的问题，提供一种垃圾渗滤液尾水的处理系统，利用膜蒸馏技术将渗滤液尾水进行深度浓缩，替代传统的后期膜处理工艺，使渗滤液尾水经过“混凝+塔式复合催化氧化+膜蒸馏”工艺的处理，提升出水水质，能够达标排放或回用于生产过程。
实现本实用新型目的的技术方案为：
一种垃圾渗滤液尾水的处理系统，包括混凝单元，复合催化氧化塔和膜蒸馏单元，
所述混凝单元包括顺序连接的搅拌釜和沉淀槽，所述搅拌釜设置有渗滤液尾水进水口以及加药口，所述沉淀槽设置有出水口，在沉淀槽底部设置有污泥排出口;
所述出水口连接所述复合催化氧化塔底部，通过计量泵将水输送至复合催化氧化塔，所述复合催化氧化塔设置有双氧水进口和臭氧进口;所述复合催化氧化塔顶部通过出水管道连接所述膜蒸馏单元;在所述出水管道上设置有计量泵、第一换热器和第二换热器，第一换热器的热媒管道连接所述膜蒸馏单元的水蒸汽出口，第二换热器的热媒管道连接垃圾焚烧发电厂的低温蒸汽管道。
通过真空泵的抽吸，膜蒸馏单元产生的水蒸汽被带出，并在第一换热器换热冷凝为液态，从第一换热器排出即为冷凝出水(经处理后的最终出水)。由膜蒸馏单元浓缩后的浓缩液从该单元的出水口排出。
空气通过气泵进入臭氧发生机，在臭氧发生机中产生一定浓度的臭氧后，进入复合催化氧化塔。复合催化氧化塔排出的尾气中若含有臭氧，应在其后加上臭氧尾气吸收装置。
优选地，所述复合催化氧化塔为填料塔，塔中的填料为活性炭颗粒，活性炭上负载有具有催化活性的金属;
所述复合催化氧化塔的臭氧进口连接有臭氧发生机，所述臭氧发生机连接有空气管道和气泵;
复合催化氧化塔的尾气管道上设置有臭氧尾气吸收装置。
更优选地，所述膜蒸馏单元包括平板式膜组件，膜组件使用的膜材料为疏水性聚偏氟乙烯。
利用本实用新型的系统，一种垃圾渗滤液尾水的处理方法，包括以下步骤：
(1)向垃圾渗滤液尾水中投加混凝剂，在混凝单元内进行固液分离;所述混凝剂为聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝铁、聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚硅酸絮凝剂、壳聚糖絮凝剂中的一种或多种;
(2)混凝单元产生的上清液投加双氧水，进入复合催化氧化单元，利用臭氧与双氧水的协同作用，使臭氧在催化剂的催化作用下产生强氧化剂分解及去除渗滤液中的难降解有机物;
(3)复合催化氧化单元的出水通过膜蒸馏单元进行深度处理，其中膜蒸馏单元采用浸没式膜蒸馏形式。
其中，步骤(1)中，所述混凝剂的加入量随着所述垃圾渗滤液尾水中的污染物含量增加而增加，当所述垃圾渗滤液尾水中COD为400～600mg/L，则混凝剂的加入量为0.2～1g/L，当所述垃圾渗滤液尾水中COD为1000～1400mg/L，则混凝剂的加入量为1～3g/L。
优选地，步骤(1)中，所述混凝剂为聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺，二者的质量比例为1000：(1～4);先投加聚合硫酸铁搅拌5～15min后，加入聚丙烯酰胺。
其中，步骤(2)中，按30%双氧水计，上清液中投加双氧水的体积分数为0.5～2.0%;臭氧投加量为0.5～5.0g/L;水在所述复合催化氧化单元的停留时间为0.5～4小时。
其中，步骤(3)中，复合催化氧化单元的出水被加热升温至50～70℃后进入膜蒸馏单元，加热的热源包括膜蒸馏单元产生的水蒸汽和垃圾焚烧厂提供的低温蒸汽，所述低温蒸汽的温度为100～130℃，压力为0.1-0.3MPa。
其中，步骤(3)中，膜蒸馏单元的冷却水侧温度维持在10～20℃，膜蒸馏单元平均膜通量为20～28L m-2·h-1。
其中，当膜蒸馏单元的出水电导率高于500μS·cm-1时，则用盐酸溶液、氢氧化钠溶液和水对膜蒸馏单元中的膜组件进行清洗。
本实用新型对比于现有的垃圾渗滤液处理工艺，具有以下优点：
(1)可深度去除水中的难降解COD及有机物，提升出水水质。
(2)显著减少膜后浓相液的产生，并能进一步浓缩浓相液，使浓相液直接进入焚烧炉焚烧或进行盐水分离，实现近零排放或零排放。
(3)可实现对渗滤液出水的深度脱盐，将出水直接回用于生产过程。
(4)保证膜蒸馏单元的进水水质，延长膜蒸馏单元的稳定运行时间。
(5)显著提高臭氧利用效率，改善塔式复合催化氧化单元的处理效果。
本实用新型的系统能够有效延长膜蒸馏单元的稳定运行时间，减少设备维护费用，将浓缩液的产生量降至较低水平或实现零排放。