公布日：2023.08.01
申请日：2022.12.28
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F103/06(2006.01)N;C02F1/461(2023.01)N;C02F3/12(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N
摘要
本发明公开了一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理系统，该系统由预处理系统、生化系统和深度氧化处理系统构成；预处理系统由膜浓缩液储罐、电解反应槽、铱钌涂层电极组、稳压直流电源、处理液收集罐等组成；生化系统包括配水槽、厌氧膜生物反应槽、好氧膜生物反应槽、氮源储罐、碳源储罐、氯化钠储罐及其配套加药泵，污泥储槽，处理水储罐等组成。深度氧化处理系统由芬顿反应槽、酸储罐、碱储罐、硫酸亚铁储罐、双氧水储罐及其配套加药泵等组成。本发明具有投资少，稳定性好、处理率高、运行管理方便等优势。
权利要求书
1.一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理系统，包括预处理系统、生化系统和深度氧化处理系统，其特征在于：预处理系统由膜浓缩液储罐、电解反应槽、铱钌涂层电极组、稳压直流电源、处理液收集罐等组成；生化系统包括配水槽、厌氧膜生物反应槽、好氧膜生物反应槽、氮源储罐、碳源储罐、氯化钠储罐及其配套加药泵，污泥储槽，处理水储罐等组成。深度氧化处理系统由芬顿反应槽、酸、碱储罐、硫酸亚铁储罐、双氧水储罐及其配套加药泵等组成。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理系统，其特征在于：垃圾渗滤液膜浓缩液包括纳滤浓缩液与反渗透浓缩液，纳滤浓缩液先经过电解反应槽预处理后，按给定配比送入配水槽与反渗透浓缩液进行混合，混合液通过厌氧膜生物反应槽、好氧膜生物反应槽(接种预驯化耐盐性种污泥)去除浓缩液中的氨氮与硝酸态以及COD成分，处理水再通过芬顿氧化反应器深度处理以去除难生物降解COD，基本满足垃圾填埋场的回灌水质标准。
3.根据权利要求2所述的一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理系统，其特征在于：处理系统在预驯化种污泥运行阶段：以市政垃圾填埋场的垃圾渗滤液生化处理设施的厌氧槽和好氧槽污泥作为种污泥，采用厌氧膜生物反应槽、好氧膜生物反应槽、半连续运行模式，采用阶梯提升盐度(氯化钠为盐度成分)、接近浓缩液总氮浓度与COD浓度(氨氮与硝酸氮为总氮成分、葡萄糖为COD成分)的原水驯化种污泥，以提升其耐盐性能，操作条件及方法如下：步骤S1、厌氧膜生物反应槽、好氧膜生物反应槽的好氧槽安装微滤平板膜组件(膜孔径为2-3微米)，厌氧槽与好氧槽的体积比为1：2，总水力停留时间为5d，厌氧槽的溶解氧浓度为0.2mg/L以下，好氧槽的溶解氧浓度为2mg/L以上，厌氧槽与好氧槽间的循环泵流量为日进水量的2倍(即循环比为2)，污泥浓度为30g/L以内；步骤S2、配水槽加入自来水，日进水量按水力停留时间为5d计算，氮源储罐分别投配硫酸铵(氨氮源)和硝酸钾(硝态氮源)溶液，碳源储罐投配葡萄糖溶液，氯化钠储罐投配氯化钠溶液；每日药剂投配量按日进水量计算，投加的氨氮与硝态氮浓度分别为400mg/L和1000mg/L，葡萄糖浓度为5000mg/L，氯化钠浓度从10g/L，15g/L，20g/L，25g/L，30g/L阶梯增加；药剂投配量计算例：假定厌氧膜生物反应槽、好氧膜生物反应槽总反应体积为50m3，水力停留时间为5d，每日进水量为10m3，则氨氮与硝态氮投加量分别为4kg和10kg，葡萄糖投加量为50kg，氯化钠投加量从100kg、150kg、200kg、250kg和300kg阶梯增加，每增加一个浓度梯度运行周期10-15天。步骤S3、采用间歇进水运行方式，厌氧槽进水，好氧槽出水(经平板膜抽出)，进水泵(包括原水泵、氮源投加计量泵、葡萄糖投加计量泵)以及抽出水泵每日运行5次，每次运行60min，原水泵与抽出水的日累计流量根据总反应体积与5d水力停留时间设定，氨氮、硝态投加计量泵与葡萄糖投加计量泵的日累计流量根据每日的氨氮、硝态及葡萄糖的投加量设定，好氧槽的膜抽出水送入储水箱储存；步骤S4、每隔2d于进出口采样，分析氨氮、总氮、COD和盐度等浓度值，每隔10d测一次污泥浓度，当污泥浓度超过30g/L时，排出20％的好氧槽污泥液。当氯化钠投加浓度增至30g/L，运行至系统出水的总氮去除率稳定在80％以上时，污泥预驯化运行阶段作结束。
4.根据权利要求2所述的一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理系统，其特征在于：4-1纳滤膜浓缩液的电解预处理操作方法如下：步骤S1、纳滤膜浓缩液送入电解反应槽，启动鼓风机将空气从电解反应槽底部送入，通过底部布设的多孔管形成小气泡产生弱搅拌作用；步骤S2、正负电极板交叉放置(板间距为1cm)，电极板表面涂覆铱钌合金膜，具有良好的导电性和防腐性能，极板使用寿命为1000小时以上，打开稳压直流电源，采用恒定电流，电流密度设为10mA/cm2，电解反应时间为2h时；步骤S3、关闭鼓风机，手动启动输液泵泵，电解预处理的纳滤膜浓缩液送入配水槽；电解预处理纳滤浓缩液与反渗透浓缩液的混合液配制方法如下：将4-1电解预处理的纳滤膜浓缩液与反渗透膜浓缩液储槽的反渗透膜浓缩液，按照配水槽中的电解预处理纳滤膜浓缩液的液位高度与反渗透膜浓缩液的液位高度比例，调配混合液中两种浓缩液的含率，当液位高度比分别为1：2与1：1|时，配水槽内混合液的电解预处理纳滤浓缩液与反渗透浓缩液的含率分别为：33％与67％，50％与50％；在电解预处理纳滤浓缩液与反渗透浓缩液的含率均为50％的进水工况，当厌氧好氧总反应体积为50m3、水力停留时间为10d，每日进水量为5m3时，需要2.5m3电解预处理纳滤膜浓缩液和2.5m3反渗透膜浓缩液混合，如电解装置每隔2h处理纳滤浓缩液0.5m3，则每天需要电解5个批次纳滤膜浓缩液，约需要在12h内完成，每日运行进水泵5次，每隔4h运行1次，每次进水1.0m3(含电解预处理纳滤膜浓缩液0.5m3)，合计每日可制备电解预处理纳滤浓缩液为2.5m3。
5.根据权利要求2所述的一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理系统，其特征在于：处理系统在处理纳滤膜浓缩液与反渗透浓缩液的混合液启动运行阶段：配水槽加入经电解预处理的纳滤膜浓缩液与反渗透浓缩液的混合液，按照3.1所述的厌氧膜生物反应槽、好氧膜生物反应槽操作方法与条件，按水力停留时间为10d计算，氮源储罐只投配硫酸铵(氨氮源)溶液，碳源储罐投配葡萄糖溶液，每日药剂投配量按日进水量计算，投加的氨氮浓度为200mg/L，葡萄糖浓度为5000mg/L(假定反应器总反应体积为50m3，水力停留时间为10d，每日进水量为5m3，则氨氮与葡萄糖投加量分别为2kg和50kg)，配水槽内混合液的电解预处理纳滤浓缩液与反渗透浓缩液的含率先设定为33％和67％，运行21-42天，至系统出水的总氮去除率稳定在80％左右时，再调整至50％和50％，继续运行至系统出水的总氮去除率再次稳定在80％左右时，认为厌氧膜生物反应槽、好氧膜生物反应槽处理系统进入稳定运行阶段；每隔2d于进出口采样，分析氨氮、总氮、COD和盐度等浓度值，每隔10d测一次污泥浓度，当污泥浓度超过30g/L时，排出20％的好氧槽污泥液；按照3.3所述的操作方法运行原水泵、氮源投加计量泵、葡萄糖投加计量泵以及抽出水泵；抽出水储存于生化出水水箱。
6.根据权利要求2所述的一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理系统，其特征在于：采用芬顿氧化工艺深度处理生化出水水箱中的厌氧膜生物反应槽、好氧膜生物反应槽出水，操作方法如下：生化出水水箱中的生化出水送入芬顿反应槽，启动搅拌器低转速运行，启动酸液储罐计量泵(配制1-2mol/L硫酸溶液)，将硫酸溶液低流量送入芬顿反应槽，当观察pH计的读数逐渐降低至3时，停止酸液罐计量泵；启动硫酸亚铁储罐计量泵(1.3mol/L七水硫酸亚铁溶液)，将硫酸亚铁溶液低流量送入芬顿反应槽，至反应槽中的硫酸亚铁浓度为0.022mol/L时，停止硫酸亚铁储罐计量泵；启动过氧化氢储罐计量泵(30％过氧化氢溶液)将过氧化氢低流量送入芬顿反应槽，至反应槽中的过氧化氢浓度为0.25mol/L时，停止过氧化氢储罐计量泵；开始计时，持续搅拌至芬顿反应至2h时，启动碱液储罐(0.2-0.4mol/L氢氧化钠溶液)计量泵，将碱液低流量送入芬顿反应槽，并观察pH计的读数逐渐升至7左右，停止碱液罐计量泵；启动芬顿反应槽输液泵将槽内处理水全部送入清水储槽。
发明内容
本发明的目的是提供一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理系统，其具有投资少，稳定性好、处理率高、运行管理方便的优点。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理系统，一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理系统，包括预处理系统、生化系统和深度氧化处理系统，其特征在于：预处理系统由膜浓缩液储罐、电解反应槽、铱钌涂层电极组、稳压直流电源、处理液收集罐等组成；生化系统包括配水槽、厌氧膜生物反应槽、好氧膜生物反应槽、氮源储罐、碳源储罐、氯化钠储罐及其配套加药泵，污泥储槽，处理水储罐等组成。深度氧化处理系统由芬顿反应槽、酸、碱储罐、硫酸亚铁储罐、双氧水储罐及其配套加药泵等组成。
本发明进一步设置为：垃圾渗滤液膜浓缩液包括纳滤浓缩液与反渗透浓缩液，纳滤浓缩液先经过电解反应槽预处理后，按给定配比送入配水槽与反渗透浓缩液进行混合，混合液通过厌氧膜生物反应槽、好氧膜生物反应槽(接种预驯化耐盐性种污泥)去除浓缩液中的氨氮与硝酸态以及COD成分，处理水再通过芬顿氧化反应器深度处理以去除难生物降解COD，基本满足垃圾填埋场的回灌水质标准。
本发明进一步设置为：处理系统在预驯化种污泥运行阶段：以市政垃圾填埋场的垃圾渗滤液生化处理设施的厌氧槽和好氧槽污泥作为种污泥，采用厌氧膜生物反应槽、好氧膜生物反应槽、半连续运行模式，采用阶梯提升盐度(氯化钠为盐度成分)、接近浓缩液总氮浓度与COD浓度(氨氮与硝酸氮为总氮成分、葡萄糖为COD成分)的原水驯化种污泥，以提升其耐盐性能，操作条件及方法如下：
步骤S1、厌氧膜生物反应槽、好氧膜生物反应槽的好氧槽安装微滤平板膜组件(膜孔径为2-3微米)，厌氧槽与好氧槽的体积比为1：2，总水力停留时间为5d，厌氧槽的溶解氧浓度为0.2mg/L以下，好氧槽的溶解氧浓度为2mg/L以上，厌氧槽与好氧槽间的循环泵流量为日进水量的2倍(即循环比为2)，污泥浓度为30g/L以内；
步骤S2、配水槽加入自来水，日进水量按水力停留时间为5d计算，氮源储罐分别投配硫酸铵(氨氮源)和硝酸钾(硝态氮源)溶液，碳源储罐投配葡萄糖溶液，氯化钠储罐投配氯化钠溶液；每日药剂投配量按日进水量计算，投加的氨氮与硝态氮浓度分别为400mg/L和1000mg/L，葡萄糖浓度为5000mg/L，氯化钠浓度从10g/L，15g/L，20g/L，25g/L，30g/L阶梯增加；药剂投配量计算例：假定厌氧膜生物反应槽、好氧膜生物反应槽总反应体积为50m3，水力停留时间为5d，每日进水量为10m3，则氨氮与硝态氮投加量分别为4kg和10kg，葡萄糖投加量为50kg，氯化钠投加量从100kg、150kg、200kg、250kg和300kg阶梯增加，每增加一个浓度梯度运行周期10-15天；
步骤S3、采用间歇进水运行方式，厌氧槽进水，好氧槽出水(经平板膜抽出)，进水泵(包括原水泵、氮源投加计量泵、葡萄糖投加计量泵)以及抽出水泵每日运行5次，每次运行60min，原水泵与抽出水的日累计流量根据总反应体积与5d水力停留时间设定，氨氮、硝态投加计量泵与葡萄糖投加计量泵的日累计流量根据每日的氨氮、硝态及葡萄糖的投加量设定，好氧槽的膜抽出水送入储水箱储存；
步骤S4、每隔2d于进出口采样，分析氨氮、总氮、COD和盐度等浓度值，每隔10d测一次污泥浓度，当污泥浓度超过30g/L时，排出20％的好氧槽污泥液。当氯化钠投加浓度增至30g/L，运行至系统出水的总氮去除率稳定在80％以上时，污泥预驯化运行阶段作结束。
本发明进一步设置为：4-1纳滤膜浓缩液的电解预处理操作方法如下：
步骤S1、纳滤膜浓缩液送入电解反应槽，启动鼓风机将空气从电解反应槽底部送入，通过底部布设的多孔管形成小气泡产生弱搅拌作用；
步骤S2、正负电极板交叉放置(板间距为1cm)，电极板表面涂覆铱钌合金膜，具有良好的导电性和防腐性能，极板使用寿命为1000小时以上，打开稳压直流电源，采用恒定电流，电流密度设为10mA/cm2，电解反应时间为2h时；
步骤S3、关闭鼓风机，手动启动输液泵泵，电解预处理的纳滤膜浓缩液送入配水槽；
电解预处理纳滤浓缩液与反渗透浓缩液的混合液配制方法如下：
将4-1电解预处理的纳滤膜浓缩液与反渗透膜浓缩液储槽的反渗透膜浓缩液，按照配水槽中的电解预处理纳滤膜浓缩液的液位高度与反渗透膜浓缩液的液位高度比例，调配混合液中两种浓缩液的含率，当液位高度比分别为1：2、1：1|时，配水槽内混合液的电解预处理纳滤浓缩液与反渗透浓缩液的含率分别为：33％和67％，50％和50％。
在电解预处理纳滤浓缩液与反渗透浓缩液的含率均为50％的进水工况，当厌氧好氧总反应体积为50m3、水力停留时间为10d，每日进水量为5m3时，需要2.5m3电解预处理纳滤膜浓缩液和2.5m3反渗透膜浓缩液混合，如电解装置每隔2h处理纳滤浓缩液0.5m3，则每天需要电解5个批次纳滤膜浓缩液，约需要在12h内完成，每日运行进水泵5次，每隔4h运行1次，每次进水1.0m3(含电解预处理纳滤膜浓缩液0.5m3)，合计每日可制备电解预处理纳滤浓缩液为2.5m3。
通过采用上述技术方案，。
本发明进一步设置为：处理系统在处理纳滤膜浓缩液与反渗透浓缩液的混合液启动运行阶段：配水槽加入经电解预处理的纳滤膜浓缩液与反渗透浓缩液的混合液，按照3.1所述的厌氧膜生物反应槽、好氧膜生物反应槽操作方法与条件，按水力停留时间为10d计算，氮源储罐只投配硫酸铵(氨氮源)溶液，碳源储罐投配葡萄糖溶液，每日药剂投配量按日进水量计算，投加的氨氮浓度为200mg/L，葡萄糖浓度为5000mg/L(假定反应器总反应体积为50m3，水力停留时间为10d，每日进水量为5m3，则氨氮与葡萄糖投加量分别为2kg和50kg)，配水槽内混合液的电解预处理纳滤浓缩液与反渗透浓缩液的含率先设定为33％和67％，运行21-42天，至系统出水的总氮去除率稳定在80％左右时，再调整至50％和50％，继续运行至系统出水的总氮去除率再次稳定在80％左右时，认为厌氧膜生物反应槽、好氧膜生物反应槽处理系统进入稳定运行阶段。
每隔2d于进出口采样，分析氨氮、总氮、COD和盐度等浓度值，每隔10d测一次污泥浓度，当污泥浓度超过30g/L时，排出20％的好氧槽污泥液。
按照3.3所述的操作方法运行原水泵、氮源投加计量泵、葡萄糖投加计量泵以及抽出水泵；抽出水储存于生化出水水箱。
本发明进一步设置为：采用芬顿氧化工艺深度处理生化出水水箱中的厌氧膜生物反应槽、好氧膜生物反应槽出水，操作方法如下：
生化出水水箱中的生化出水送入芬顿反应槽，启动搅拌器低转速运行，启动酸液储罐计量泵(配制1-2mol/L硫酸溶液)，将硫酸溶液低流量送入芬顿反应槽，当观察pH计的读数逐渐降低至3时，停止酸液罐计量泵；启动硫酸亚铁储罐计量泵(1.3mol/L七水硫酸亚铁溶液)，将硫酸亚铁溶液低流量送入芬顿反应槽，至反应槽中的硫酸亚铁浓度为0.022mol/L时，停止硫酸亚铁储罐计量泵；启动过氧化氢储罐计量泵(30％过氧化氢溶液)将过氧化氢低流量送入芬顿反应槽，至反应槽中的过氧化氢浓度为0.25mol/L时，停止过氧化氢储罐计量泵；开始计时，持续搅拌至芬顿反应至2h时，启动碱液储罐(0.2-0.4mol/L氢氧化钠溶液)计量泵，将碱液低流量送入芬顿反应槽，并观察pH计的读数逐渐升至7左右，停止碱液罐计量泵；启动芬顿反应槽输液泵将槽内处理水全部送入清水储槽。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
本发明项目涉及一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理系统。该系统由预处理系统、生化系统和深度氧化处理系统构成；预处理系统由膜浓缩液储罐、电解反应槽、铱钌涂层电极组、稳压直流电源、处理液收集罐等组成；生化系统包括配水槽、厌氧膜生物反应槽、好氧膜生物反应槽、氮源/碳源/氯化钠储罐及其配套加药泵，污泥储槽，处理水储罐等组成。深度氧化处理系统由芬顿反应槽、酸/碱/硫酸亚铁/双氧水储罐及其配套加药泵等组成。垃圾渗滤液膜浓缩液包括纳滤膜与反渗透膜浓缩液，纳滤浓缩液先经过电解反应装置预处理高浓度COD和盐度以降低其生物毒性，与反渗透膜浓缩液按给定配比混合，通过厌氧膜生物反应槽、好氧膜生物反应槽(含有预培养的耐盐度与浓缩液抑制的驯化污泥)，去除浓缩液中的氨氮与硝酸态以及COD成分，处理水再通过芬顿氧化反应器深度处理以去除难生物降解COD和色度，基本满足垃圾填埋场的回灌水质标准，具有投资少，稳定性好、处理率高、运行管理方便等优势。
（发明人：李晓;王小铎;李林曦;郭亚娇;付饶;王星发;熊小京;尹胜涛）