公布日：2023.12.22
申请日：2023.10.18
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F103/06(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种垃圾填埋场渗沥浓缩液处理装置及处理方法，处理装置包括原液池、第一絮凝剂添加室、一级絮凝反应室、一级絮凝沉淀池、中间水罐、第二絮凝剂添加室、二级絮凝反应室、碱反应池、碱溶液添加室、沉淀池、碳化硅膜反应池、酸反应池、中间池、排泥泵、第一污泥储罐、第一板框压滤机、第二污泥储罐和第二板框压滤机等，通过对各个装置以及整体装置的连接关系进行具体设置，使得水体COD出水效果稳定，且提高了处理水量，处理水的各项指标符合后续处理要求，大大提升了浓缩液处理效率。
权利要求书
1.一种垃圾填埋场渗沥浓缩液处理装置，其特征在于，包括原液池、第一絮凝剂添加室、一级絮凝反应室、一级絮凝沉淀池、中间水罐、第二絮凝剂添加室、二级絮凝反应室、碱反应池、碱溶液添加室、沉淀池、碳化硅膜反应池、酸反应池、中间池、排泥泵、第一污泥储罐、第一板框压滤机、第二污泥储罐和第二板框压滤机；所述原液池设置有浓缩液入口，通过来液泵将浓缩液排入到原液池内，在原液池内设置有提升泵，所述提升泵用于将原液池内的浓缩液通过管道提升至一级絮凝反应室内；所述第一絮凝剂添加室用于配置和搅拌第一絮凝剂，并通过管道将第一絮凝剂排入到一级絮凝反应室内；所述一级絮凝反应室设置有第一絮凝搅拌桨、第一絮凝剂入口、浓缩液入口以及絮凝液排出口；所述第一絮凝搅拌桨用于将一级絮凝反应室内的液体进行搅拌，第一絮凝剂入口通过管道与第一絮凝剂添加室相连，浓缩液入口通过管道与原液池相连，絮凝液排出口通过絮凝液排出管与一级絮凝沉淀池相连，且絮凝液排出管设置有向上凸起的“几”字形凸起，在“几”字形凸起的顶部开设有排气口；所述一级絮凝沉淀池包括絮凝沉淀壳体、入液口、清液排出口、主体竖管、絮凝斜管、反射板、支撑架和絮凝排泥口；所述絮凝沉淀壳体包括主体壳和下部壳，主体壳设置于下部壳的上方，主体壳为竖直的圆筒结构，下部壳为竖直漏斗结构，在下部壳的底部设置有絮凝排泥口，絮凝排泥口通过管道与所述排泥泵相连，主体壳和下部壳的内壁上均镀覆有防腐层，主体竖管竖直设置于主体壳内，所述絮凝斜管并排设置有多根，且布满于主体壳的中部，每根所述絮凝斜管的倾斜角度均相同，均与水平面的夹角为55～65°；所述反射板设置于絮凝斜管的下方的主体竖管底部，所述反射板和所述絮凝斜管均与所述支撑架相连，所述入液口设置于主体壳的顶部中央，且入液口伸入到主体竖管的内部，所述清液排出口设置于主体壳的侧壁上部，且清液排出口的高度位置距主体壳底部的距离为h1，清液排出口的高度位置距主体壳顶部的距离为h2，其中h1：h2＝(3～3.2)：(1.2～1.35)，所述入液口底端的高度与清液排出口最上端的高度位置相水平；所述中间水罐的入水口通过管道与一级絮凝沉淀池的清液排出口连通，中间水罐的排水口通过管道与碱反应池的第一絮凝液入口相连通；所述第二絮凝剂添加室用于配置和搅拌第二絮凝剂，并通过管道将第二絮凝剂排入到二级絮凝反应室内；所述二级絮凝反应室设置有第二絮凝搅拌桨、第二絮凝剂入口、第一压滤液入口以及第二絮凝液排出口；所述第二絮凝搅拌桨用于将二级絮凝反应室内的液体进行搅拌，第二絮凝剂入口通过管道与第二絮凝剂添加室相连，第一压滤液入口通过管道与第一板框压滤机的压滤液排出口相连，第二絮凝液排出口通过管道与碱反应池的第二絮凝液入口相连通；所述碱溶液添加室用于配置和搅拌碱液，并通过管道将碱液排入到碱反应池内；所述碱反应池设置有碱反应池搅拌桨、第一絮凝液入口、第二絮凝液入口、碱液入口以及反应液排出口；所述碱反应池搅拌桨用于将碱反应池内的液体进行搅拌；所述沉淀池用于将碱反应池排出的液体进行沉淀处理，所述沉淀池设置有沉淀入液口、清液排出口和排泥口，所述沉淀入液口通过管道与碱反应池的反应液排出口连通，所述排泥口通过管道与第二污泥储罐连通；所述碳化硅膜反应池用于将进入其中的液体进行硅化膜处理，碳化硅膜反应池包括处理液入口、浓液出口和清液出口，所述处理液入口通过管道与沉淀池的清液排出口相连通，所述浓液出口与第二污泥储罐相连，所述清液出口通过管道与酸反应池相连；所述酸反应池设置有酸液添加口、酸反应池搅拌桨、碳化硅处理水入口、第二压滤液入口和酸反应水排出口；所述酸液添加口用于添加酸溶液，所述碳化硅处理水入口通过管道与碳化硅膜反应池的所述清液出口连通，所述第二压滤液入口通过管道与第二板框压滤机的压滤液排出口相连；所述中间池设置有中间池入口、中间池清液排出口和中间池排泥口，所述中间池入口与酸反应池的所述酸反应水排出口连通，中间池清液排出口与后续设置的蒸发及干化装置的入水口连通，所述中间池排泥口通过管道与排泥泵相连；所述排泥泵用于将中间池和一级絮凝沉淀池排出的污泥抽取到第一污泥储罐内；所述第一污泥储罐的污泥排出口与第一板框压滤机连接，所述第二污泥储罐的污泥排出口与第二板框压滤机连接。
2.根据权利要求1所述的垃圾填埋场渗沥浓缩液处理装置，其特征在于，所述第一絮凝剂添加室内设置有搅拌装置。
3.根据权利要求1所述的垃圾填埋场渗沥浓缩液处理装置，其特征在于，所述絮凝斜管的高度为h3，絮凝斜管顶部距支撑架顶端的垂直距离为h4，絮凝斜管底部距主体壳底部的垂直距离为h5，满足h3：h4：h5＝(0.83～0.91)：(0.90～0.96)：(1.35～1.65)。
4.根据权利要求1所述的垃圾填埋场渗沥浓缩液处理装置，其特征在于，所述支撑架顶端的垂直高度高于所述清液排出口垂直高度90～120mm。
5.根据权利要求1所述的垃圾填埋场渗沥浓缩液处理装置，其特征在于，所述原液池也设置有原液池排泥口，原液池排泥口通过排泥泵将污泥排入到第一污泥储罐内。
6.根据权利要求1所述的垃圾填埋场渗沥浓缩液处理装置，其特征在于，所述第二污泥储罐前端设置有第二排泥泵。
7.根据权利要求1所述的垃圾填埋场渗沥浓缩液处理装置，其特征在于，一级絮凝反应室中絮凝液排出管的所述“几”字形凸起的高度与一级絮凝反应室高度之比为(1.0～1.2)：(1.7～1.9)。
8.根据权利要求1所述的垃圾填埋场渗沥浓缩液处理装置，其特征在于，絮凝液排出管的所述“几”字形凸起顶部设置的排气口上设置有排气管，排气管的高度为180～220mm。
9.一种垃圾填埋场渗沥浓缩液处理方法，其特征在于，所述处理方法采用权利要求1～8任一项所述的垃圾填埋场渗沥浓缩液处理装置进行；包括如下步骤：(1)将垃圾填埋场渗沥浓缩液排入到原液池内，通过提升泵将浓缩液提升至一级絮凝反应室内，原液池内沉淀得到的污泥通过管道和排泥泵排入到第一污泥储罐内；(2)将第一絮凝剂在第一絮凝剂添加室内搅拌均匀并通过管道排入到一级絮凝反应室内，开启第一絮凝搅拌桨，对排入到一级絮凝反应室内的第一絮凝剂和浓缩液进行均匀搅拌，然后通过絮凝液排出口排出；(3)絮凝液排出口排出的絮凝液通过絮凝液排出管排入到一级絮凝沉淀池内，通过絮凝斜管强化进行絮凝沉淀，絮凝沉淀得到的上层清液通过管道排入到中间水罐内，絮凝沉淀得到的有机泥通过絮凝排泥口排出，通过管道和排泥泵排入到第一污泥储罐内；(4)碱溶液添加室通过管道将碱液排入到碱反应池内，然后通过管道和第一絮凝液入口将中间水罐的水体排入到碱反应池内；排泥泵将污泥排入到第一污泥储罐内，第一污泥储罐将污泥排入到第一板框压滤机内，通过板框压滤机压滤得到泥饼和第一压滤液，将第一压滤液通过管道排入到二级絮凝反应室内，同时通过第二絮凝剂添加室将第二絮凝剂添加至二级絮凝反应室内，通过第二絮凝搅拌桨搅拌均匀后将第二絮凝剂通过第二絮凝液入口排入到碱反应池内；(5)在碱反应池内，通过碱反应池搅拌桨对排入的液体进行搅拌，然后通过反应液排出口将搅拌均匀后的液体排出；(6)碱反应池排出的液体排入到沉淀池内进行沉淀，沉淀后得到的上清液通过清液排出口，沉淀得到的污泥通过排泥口排出，并通过管道排入到第二污泥储罐内；(7)清液排出口排出的液体通过管道排入到碳化硅膜反应池内进行硅化膜处理，处理后得到的清液通过清液出口排出，得到的浓液通过浓液出口排出并通过管道排入到第二污泥储罐内；第二污泥储罐将污泥排入到第二板框压滤机内，通过板框压滤机压滤得到泥饼和第二压滤液，将第二压滤液通过管道排入到酸反应池内，(8)碳化硅膜反应池的清液出口排出的水体通过管道排入到酸反应池内，通过向酸反应池内加入酸溶液，通过酸反应池搅拌桨对进入的液体进行搅拌，反应均匀，反应之后的液体通过酸反应水排出口排入到中间池内；(9)水体在中间池内沉淀后，上部清液通过中间池清液排出口排入到后续设置的蒸发及干化装置中进行后续的蒸发和干化处理，底部的污泥通过管道与排泥泵相连，后续通过第一污泥储罐排入到第一板框压滤机内。
10.根据权利要求9所述的垃圾填埋场渗沥浓缩液处理方法，其特征在于，所述第一絮凝搅拌桨为立式桨叶搅拌器，转速为100～150r/min。
发明内容
本发明的目的是提供一种垃圾填埋场渗沥浓缩液处理装置及处理方法。
具体通过如下技术方案实现：
一种垃圾填埋场渗沥浓缩液处理装置，包括原液池、第一絮凝剂添加室、一级絮凝反应室、一级絮凝沉淀池、中间水罐、第二絮凝剂添加室、二级絮凝反应室、碱反应池、碱溶液添加室、沉淀池、碳化硅膜反应池、酸反应池、中间池、排泥泵、第一污泥储罐、第一板框压滤机、第二污泥储罐和第二板框压滤机。
所述原液池设置有浓缩液入口，通过来液泵将浓缩液排入到原液池内，在原液池内设置有提升泵，所述提升泵用于将原液池内的浓缩液通过管道提升至一级絮凝反应室内。
所述第一絮凝剂添加室用于配置和搅拌第一絮凝剂，并通过管道将第一絮凝剂排入到一级絮凝反应室内。
所述一级絮凝反应室设置有第一絮凝搅拌桨、第一絮凝剂入口、浓缩液入口以及絮凝液排出口；所述第一絮凝搅拌桨用于将一级絮凝反应室内的液体进行搅拌，第一絮凝剂入口通过管道与第一絮凝剂添加室相连，浓缩液入口通过管道与原液池相连，絮凝液排出口通过絮凝液排出管与一级絮凝沉淀池相连，且絮凝液排出管设置有向上凸起的“几”字形凸起，在“几”字形凸起的顶部开设有排气口。
所述一级絮凝沉淀池包括絮凝沉淀壳体、入液口、清液排出口、主体竖管、絮凝斜管、反射板、支撑架和絮凝排泥口；所述絮凝沉淀壳体包括主体壳和下部壳，主体壳设置于下部壳的上方，主体壳为竖直的圆筒结构，下部壳为竖直漏斗结构，在下部壳的底部设置有絮凝排泥口，絮凝排泥口通过管道与所述排泥泵相连，主体壳和下部壳的内壁上均镀覆有防腐层，主体竖管竖直设置于主体壳内，所述絮凝斜管并排设置有多根，且布满于主体壳的中部，每根所述絮凝斜管的倾斜角度均相同，均与水平面的夹角为55～65°；所述反射板设置于絮凝斜管的下方的主体竖管底部，所述反射板和所述絮凝斜管均与所述支撑架相连，所述入液口设置于主体壳的顶部中央，且入液口伸入到主体竖管的内部，所述清液排出口设置于主体壳的侧壁上部，且清液排出口的高度位置距主体壳底部的距离为h1，清液排出口的高度位置距主体壳顶部的距离为h2，其中h1：h2＝(3～3.2)：(1.2～1.35)，所述入液口底端的高度与清液排出口最上端的高度位置相水平。
所述中间水罐的入水口通过管道与一级絮凝沉淀池的清液排出口连通，中间水罐的排水口通过管道与碱反应池的第一絮凝液入口相连通。
所述第二絮凝剂添加室用于配置和搅拌第二絮凝剂，并通过管道将第二絮凝剂排入到二级絮凝反应室内。
所述二级絮凝反应室设置有第二絮凝搅拌桨、第二絮凝剂入口、第一压滤液入口以及第二絮凝液排出口；所述第二絮凝搅拌桨用于将二级絮凝反应室内的液体进行搅拌，第二絮凝剂入口通过管道与第二絮凝剂添加室相连，第一压滤液入口通过管道与第一板框压滤机的压滤液排出口相连，第二絮凝液排出口通过管道与碱反应池的第二絮凝液入口相连通。
所述碱溶液添加室用于配置和搅拌碱液，并通过管道将碱液排入到碱反应池内。
所述碱反应池设置有碱反应池搅拌桨、第一絮凝液入口、第二絮凝液入口、碱液入口以及反应液排出口；所述碱反应池搅拌桨用于将碱反应池内的液体进行搅拌。
所述沉淀池用于将碱反应池排出的液体进行沉淀处理，所述沉淀池设置有沉淀入液口、清液排出口和排泥口，所述沉淀入液口通过管道与碱反应池的反应液排出口连通，所述排泥口通过管道与第二污泥储罐连通。
所述碳化硅膜反应池用于将进入其中的液体进行硅化膜处理，碳化硅膜反应池包括处理液入口、浓液出口和清液出口，所述处理液入口通过管道与沉淀池的清液排出口相连通，所述浓液出口与第二污泥储罐相连，所述清液出口通过管道与酸反应池相连。
所述酸反应池设置有酸液添加口、酸反应池搅拌桨、碳化硅处理水入口、第二压滤液入口和酸反应水排出口；所述酸液添加口用于添加酸溶液，所述碳化硅处理水入口通过管道与碳化硅膜反应池的所述清液出口连通，所述第二压滤液入口通过管道与第二板框压滤机的压滤液排出口相连。
所述中间池设置有中间池入口、中间池清液排出口和中间池排泥口，所述中间池入口与酸反应池的所述酸反应水排出口连通，中间池清液排出口与后续设置的蒸发及干化装置的入水口连通，所述中间池排泥口通过管道与排泥泵相连。
所述排泥泵用于将中间池和一级絮凝沉淀池排出的污泥抽取到第一污泥储罐内。
所述第一污泥储罐的污泥排出口与第一板框压滤机连接，所述第二污泥储罐的污泥排出口与第二板框压滤机连接。
作为优选，所述第一絮凝剂添加室内设置有搅拌装置。
作为优选，所述絮凝斜管的高度为h3，絮凝斜管顶部距支撑架顶端的垂直距离为h4，絮凝斜管底部距主体壳底部的垂直距离为h5，满足h3：h4：h5＝(0.83～0.91)：(0.90～0.96)：(1.35～1.65)。
作为优选，所述支撑架顶端的垂直高度高于所述清液排出口垂直高度90～120mm。
作为优选，所述原液池也设置有原液池排泥口，原液池排泥口通过排泥泵将污泥排入到第一污泥储罐内。
作为优选，所述第二污泥储罐前端设置有第二排泥泵。
作为优选，一级絮凝反应室中絮凝液排出管的所述“几”字形凸起的高度与一级絮凝反应室高度之比为(1.0～1.2)：(1.7～1.9)。(优选1170:1870)。
作为优选，絮凝液排出管的所述“几”字形凸起顶部设置的排气口上设置有排气管，排气管的高度为180～220mm。
一种垃圾填埋场渗沥浓缩液处理方法，所述处理方法采用权利要求1～8任一项所述的垃圾填埋场渗沥浓缩液处理装置进行；包括如下步骤：
(1)将垃圾填埋场渗沥浓缩液排入到原液池内，通过提升泵将浓缩液提升至一级絮凝反应室内，原液池内沉淀得到的污泥通过管道和排泥泵排入到第一污泥储罐内。
(2)将第一絮凝剂在第一絮凝剂添加室内搅拌均匀并通过管道排入到一级絮凝反应室内，开启第一絮凝搅拌桨，对排入到一级絮凝反应室内的第一絮凝剂和浓缩液进行均匀搅拌，然后通过絮凝液排出口排出。
(3)絮凝液排出口排出的絮凝液通过絮凝液排出管排入到一级絮凝沉淀池内，通过絮凝斜管进行絮凝沉淀，絮凝沉淀得到的上层清液通过管道排入到中间水罐内，絮凝沉淀得到的有机泥通过絮凝排泥口排出，通过管道和排泥泵排入到第一污泥储罐内。
(4)碱溶液添加室通过管道将碱液排入到碱反应池内，然后通过管道和第一絮凝液入口将中间水罐的水体排入到碱反应池内；排泥泵将污泥排入到第一污泥储罐内，第一污泥储罐将污泥排入到第一板框压滤机内，通过板框压滤机压滤得到泥饼和第一压滤液，将第一压滤液通过管道排入到二级絮凝反应室内，将第二絮凝剂添加至二级絮凝反应室内，通过第二絮凝搅拌桨搅拌均匀后将第二絮凝剂通过第二絮凝液入口排入到碱反应池内。
(5)在碱反应池内，通过碱反应池搅拌桨对排入的液体进行搅拌，然后通过反应液排出口将搅拌均匀后的液体排出。
(6)碱反应池排出的液体排入到沉淀池内进行沉淀，沉淀后得到的上清液通过清液排出口，沉淀得到的污泥通过排泥口排出，并通过管道排入到第二污泥储罐内。
(7)清液排出口排出的液体通过管道排入到碳化硅膜反应池内进行硅化膜处理，处理后得到的清液通过清液出口排出，得到的浓液通过浓液出口排出并通过管道排入到第二污泥储罐内；第二污泥储罐将污泥排入到第二板框压滤机内，通过板框压滤机压滤得到泥饼和第二压滤液，将第二压滤液通过管道排入到酸反应池内。
(8)碳化硅膜反应池的清液出口排出的水体通过管道排入到酸反应池内，通过向酸反应池内加入酸溶液，通过酸反应池搅拌桨对进入的液体进行搅拌，反应均匀，反应之后的液体通过酸反应水排出口排入到中间池内。
(9)水体在中间池内沉淀后，上部清液通过中间池清液排出口排入到后续设置的蒸发及干化装置中进行后续的蒸发和干化处理，底部的污泥通过管道与排泥泵相连，后续通过第一污泥储罐排入到第一板框压滤机内。
作为优选，所述第一絮凝搅拌桨为立式桨叶搅拌器，转速为100～150r/min。
本发明的技术效果在于：
(1)本发明通过设置两级絮凝，先在原液池后部即设置一级絮凝反应室和以及絮凝沉淀池，使得浓缩液能够进行相对深的絮凝，然后再对碱处理之前的污泥进行压滤得到的压滤液进行二次絮凝，从而实现了水体的深度絮凝，实现通过调节絮凝剂行为，提高了絮凝剂结构的稳定性，实现了溶解性有机物絮凝去除的效果。
(2)本发明通过将碱处理之前的污泥和碳化硅膜处理之后的污泥进行分开压滤，从而实现了不同酸碱度污泥实现了分开压滤，从而避免了絮凝污泥pH的不稳定而导致COD重新逸出的后果。本发明通过对各个阶段不同污泥均通过两个不同的板框压滤机进行分开压滤，在不大幅增加成本的前提下，大大提高了泥饼的质量，避免泥饼硬度的大幅降低。
(3)通过将一级絮凝反应室的絮凝液排出管设置为特定比例结构(与一级絮凝反应室整体高度成比例设置)的“几”字形凸起，可以合理延长一级絮凝反应室中的停留时间(如果延长过多，则会造成效率降低且均匀性并未提高，如果延长过少，则会造成均匀性欠缺)，且通过比例设置，使得延长的时间与一级絮凝沉淀池的各高度比例数据相匹配优化了在一级絮凝沉淀池中进行絮凝沉淀的效率与效果的匹配度；通过在一级絮凝沉淀池中设置具体高度位置以及具体倾斜角度的絮凝斜管，使得在絮凝沉淀过程(区别于一般沉淀)提高了对水体的充分整流，使得水流态为层流和涡流配合的方式，提高了絮凝沉淀的效能，通过上述设置，使得溢流口处的总固体悬浮物的密度小于3mg/L。
（发明人：张国栋;孙治国;刘克琼;张立宇;吕宝鹏;薛圆圆;赵颂;张文俊）