垃圾渗滤液纳滤浓缩液处理系统的制作方法

本实用新型涉及一种垃圾渗滤液纳滤浓缩液处理系统，属于废水处理技术领域。

背景技术：

针对垃圾渗滤液处理，环保部发布的《生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范》推荐采用“预处理+生物处理+深度处理”组合工艺。垃圾渗滤液经生物处理后，需要再经过纳滤膜或反渗透膜深度处理方可达标排放。膜单元产生的浓缩液量较大，约占垃圾渗滤液体积的20％左右，膜滤浓缩液具有有机物浓度高、盐度高、可生化性差等特点。

在垃圾渗滤液处理工程中，纳滤主要用于截留二价或多价离子及分子量在300以上的大分子有机物，主要为腐殖质类物质。目前渗滤液处理的生化段采用生化和超滤膜组合的MBR工艺，由于纳滤浓缩液主要污染特征为COD、总氮和硬度离子浓度高，直接处理至达标排放难度大、成本高，而残留污染物返回膜生物反应器(MBR)降解时，造成处理效果下降。

目前，对于纳滤浓缩液处理主要采用回灌法、膜浓缩法、蒸发-干燥法、混凝沉淀-高级氧化法、电化学氧化法等。回灌法会造成填埋场有机物及盐分的逐渐累积，但高浓高盐渗滤液返回生化系统，会造成膜管压力上升，系统运行极不稳定。专利文献CN1923875A、CN103964609 A和CN 103626314A均采用膜浓缩法来处理纳滤浓缩液，但膜浓缩法存在运行压力高、能耗高、产水率低、膜污染严重等问题，且膜滤浓缩液仍需处理，而增加处理成本。专利文献CN103570157A和CN104211245A是采用蒸发法处理纳滤浓缩液，但该方法投资高、能耗高，且蒸发残留物为危险废弃物，处置成本高。专利文献CN101701025A和CN104478157 A均采用混凝沉淀-高级氧化法处理纳滤浓缩液，该方法针对于腐殖酸类物质去除效果良好，但浓缩液中残留的有机氮物质，会氧化成为硝态氮，出水总氮难以达标。专利文献CN102701515A采用电化学氧化法处理纳滤浓缩液，该方法未去除纳滤浓缩液中的硬度离子，长久运行会造成电解极板、管道及反应器结垢堵塞。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种处理效果好，投资和运行成本较低，可返回原生化系统进行反硝化处置的垃圾渗滤液纳滤浓缩液处理系统。

本实用新型为达到上述目的的技术方案是：一种垃圾渗滤液纳滤浓缩液处理系统，其特征在于：包括储罐、中压纳滤膜元件、混凝气浮装置、树脂软化装置、电解反应槽以及尾气吸收装置和反洗水处理装置，所述的储罐具有进液口和出液口，储罐内设有搅拌器，储罐的出液口经出液管与中压纳滤膜元件的进液口连接相通，且出液管上安装有高压泵；所述的中压纳滤膜元件为至少两段式内循环结构，纳滤膜元件的浓液出口接有浓液管，浓液管通过三通接头与循环管和管路连接相通，装有循环泵的循环管的另一端与高压泵出口后的出液管连接相通，设有控制阀的管路与混凝气浮装置的进液口连接相通，且中压纳滤膜元件的清液口通过清液管接膜生物反应器的进液口；所述的混凝气浮装置的出水口通过进水管与树脂软化装置顶部的进水口连接相通；内设有阳离子树脂交换区的树脂软化装置其出水口通过出水管与电解反应槽的进液口连接相通，且出水管上设有进水泵，树脂软化装置底部接有反洗进水管、顶部的反洗口通过再生废液管与反洗水处理装置连接；所述反洗水处理装置的出水口通过水管接膜生物反应器的进液口；所述电解反应槽为整体封闭结构，电解反应槽具有多个独立且沿液体流动方向相串联相通的电解槽，且前部的电解槽与最后电解槽通过电解循环泵连接相通，各电解槽内具有多个串联的电解极板，电解反应槽的出液口通过水管与膜生物反应器的进液口连接相通，电解反应槽上部通过气管与尾气吸收装置的进气口连接。

本实用新型针对垃圾渗滤液纳滤浓缩液其COD、总氮和硬度离子浓度过高的问题，采用了储罐、中压纳滤膜元件、混凝气浮装置、树脂软化装置、电解反应槽、尾气吸收装置以及反洗水处理装置组合的处理系统，通过储罐对收集的纳滤浓缩液进行调节，而中压纳滤膜元件采用分段式内循环结构，能使浓液错流过滤，以增加浓液在膜表面的流速，冲刷和避免污染物在膜表面的累积，使中压纳滤膜元件能较为稳定地运行，降低膜污染程度，经中压纳滤膜处理后的纳液浓缩液能减量到40～60％，由于先通过中压纳滤膜元件实现减量化处理，故能降低后续工艺处理水量，降低处理成本。本实用新型中压纳滤膜元件浓液出口上的浓液管通过三通接头一路与循环管连接相通、另一端与管路连接，使部分浓液通过循环管回流至中压纳滤膜元件内进行过滤，而另一路则通过管路接入混凝气浮装置内，通过混凝气浮装置对中压纳滤后的浓液进行处理，去除浓液中45～60％的有机物，解决目前混凝沉淀法处理膜滤浓缩液中，因混凝剂与大分子腐殖质形成的絮体沉淀性较差，且在混凝搅拌强度控制不当时，易使金属盐类絮体会夹杂气泡并在沉淀池中上浮，造成出水SS偏高和处理效果下降的问题。本实用新型通过连接在管路上的控制阀，能方便控制循环量及进入混凝气浮装置的水量。本实用新型采用树脂软化处理装置对混凝气浮处理后的浓液进行处理，能解决后续浓液在电解氧化处理时电解极板容易结垢的问题，使处理后的浓液返回膜生物反应器内不会造成硬度离子累积，使膜生物反应器运行稳定。本实用新型采用电解反应槽，可通过电解氧化法处理去除硬度离子后的纳滤浓缩液，通过电解极板的阳极催化氧化反应降解剩余有机污染物为小分子有机物，同时电解过程中浓液中的氯离子对小分子有机物氧化降解并形成二氧化碳和水，在常温常压下进行电解反应，并能利用原水中的氯离子进行反应，不需要投加氧化剂和絮凝剂，不产生二次污染，处理效果好。经本实用新型处理系统对纳滤浓缩液进行处理后，出水有机物浓度和总硬度浓度均低于超滤清液中的出水有机物及总硬度浓度，有效的避免腐殖质和硬度离子在膜生物反应器内的累积，由于氮类污染物经氧化转化为硝氮，可返回膜生物反应器内进行反硝化处置。本实用新型能将纳滤浓缩液处置到膜生物反应器可接受的程度，并将中压纳滤的清液、树脂反洗水以及对反洗水处理后的出水以及电解氧化后的出水送回原渗滤液处理膜生物反应器处置，组合工艺处理效果好，投资和运行成本较低。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步的描述。

图1是本实用新型垃圾渗滤液纳滤浓缩液处理系统的结构示意图。

图2是本实用新型电解反应槽的结构示意图。

图3是图2的剖面图。

图4是垃圾渗滤液纳滤浓缩液处理的流程图。

其中：1—储罐，2—出液管，3—高压泵，4—循环泵，5—中压纳滤膜元件，6—控制阀，7—混凝气浮装置，8—进水管，9—树脂软化装置，10—反洗进水管，11—出水管，12—电解反应槽，12-1—电解槽，12-2—电解循环泵，12-3—隔板，12-4—阳极板，12-5—阴极板，13—膜生物反应器，14—尾气吸收装置，15—气管，16—进水泵，17—再生废液管，18—反洗水处理装置，19—管路，20—浓液管，21—循环管。

具体实施方式

见图1所示，本实用新型的垃圾渗滤液纳滤浓缩液处理系统，包括储罐1、中压纳滤膜元件5、混凝气浮装置7、树脂软化装置9、电解反应槽12以及尾气吸收装置14和反洗水处理装置18。

见图1所示，本实用新型储罐1具有进液口和出液口，储罐1内设有搅拌器，通过向储罐1内投加盐酸或硫酸，充分搅拌将纳滤浓缩液pH值调节至6～6.5，以便于后序处理。膜生物反应器13处理后的纳滤浓缩液通过回流管加入储罐1内能进行水质水量调节。储罐1的出液口经出液管2与中压纳滤膜元件5的进液口连接相通，且出液管2上安装有高压泵3，纳滤浓缩液经高压泵3送入中压纳滤膜元件5内。本实用新型的中压纳滤膜元件5为至少两段式内循环结构，纳滤膜元件的浓液出口接有浓液管20，浓液管20通过三通接头与循环管21和管路19连接，装有循环泵4的循环管21的另一端与高压泵3出口后的出液管2连接相通可进行浓水的回流，设有控制阀6的管路19与混凝气浮装置7的进液口连接相通，且纳滤膜元件5的清液口通过清液管接膜生物反应器13的进液口。本实用新型中压纳滤膜元件5采用现有的卷式纳滤膜，经中压纳滤膜元件5分段式内循环的膜管进行过滤处理，可将中压纳滤膜元件5的操作压力控制在10～20bar，中压纳滤膜元件可采用现有的浓水内两段式结构或浓水内三段式结构，按质量百分比，将处理后10％～20％浓液通过循环泵4进行循环，并通过控制阀6方便控制液体循环量，本实用新型当采用8寸纳滤膜时，浓液循环量高达15～20m³/h，将过滤处理后的浓液送至混凝气浮装置7内，因此能对纳滤浓缩液进行减量化处理，并处理后的清液返回膜生物反应器13用于稀释渗滤液原水。

见图1所示，本实用新型混凝气浮装置7的出水口通过进水管8与树脂软化装置9顶部的进水口连接相通，混凝气浮装置7可采用溶气气浮装置或散气气浮装置，工作时将混凝剂和絮凝剂加入混凝气浮装置7并进行充分搅拌，使浓液产生分散的气泡粘附在金属盐上并形成腐殖质絮体漂浮在池体液面，再通过刮渣机刮除液面上的腐殖质絮体并回收利用，将浓液内大量腐殖质去除，而出水通过水管加入在树脂软化装置9中，浓液经混凝气浮装置7气浮处理，能去除45～60％的有机物(COD)，经刮除后的腐殖质污泥进行收集，实现资源化利用。

见图1所示，本实用新型内设有阳离子交换区的树脂软化装置9其出水口通过出水管11与电解反应槽12的进液口连接相通，且出水管11上设有进水泵16，树脂软化装置9底部接有反洗进水管10、顶部的反洗口通过再生废液管17与反洗水处理装置18连接，通过树脂软化装置9中的阳离子交换区内的强酸性阳离子交换树脂对浓液进行软化，将浓液中的钙镁离子在交换区内与树脂活性基团中可交换离子发生离子交换反应，以树脂中的氢离子、钠离子为交换产物，经树脂软化后，浓液中的总硬度去除率＞60％，软化处理后的出水经出水管11和进水泵16送至电解反应槽12内。

见图1所示，本实用新型反洗水处理装置18内设有搅拌器，反洗水处理装置18底部设有污泥出口，反洗水处理装置18的出水口通过水管接膜生物反应器13的进液口，当树脂软化装置9的强酸性阳离子交换树脂饱和后，用3wt％～5wt％的稀盐酸对强酸性阳离子交换树进行反洗再生，该稀盐酸通过反洗进水管10从树脂软化装置9的底部进入，对强酸性阳离子交换树进行反洗再生，反洗产生的再生废液从树脂软化装置9顶部排出，反洗产生的再生废液通过再生废液管17进入反洗水处理装置18中，在反洗水处理装置18内进行加碱沉淀对再生废液进行处理，加碱沉淀处理后的出水返回膜生物反应器13用于稀释渗滤液原水，而经反洗水处理装置18沉淀后的污泥进行脱水处理。

见图1～3所示，本实用新型电解反应槽12为整体封闭结构，电解反应槽12具有多个独立且沿液体流动方向相串联相通的电解槽12-1，前部的电解槽12-1与最后的电解槽12-1通过电解循环泵12-2连接相通，各电解槽12-1内具有多个串联的电解极板，电解反应槽12的出液口通过水管与膜生物反应器13的进液口连接相通，经电解反应槽12电解氧化处理后的出水返回膜生物反应器13用于稀释渗滤液原水，且电解反应槽12上部通过气管15与尾气吸收装置14的进气口连接。由于电解反应槽12为整体封闭，仅保留通气孔，将电解时氧化产生的氢气、氯气和二氧化碳通过尾气吸收装置14吸出。本实用新型的尾气吸收装置14可采用防爆式水喷射真空机组，从电解反应槽12顶部抽出，能保持电解槽12-1内微真空状态，尾气吸收装置14对尾气中的氯气进行吸收后达标排放。

见图1～3所示，本实用新型电解反应槽12设有至少两排电解槽12-1，且前部的电解槽12-1与最后的电解槽12-1位于同一端并通过电解循环泵12-2连接相通，以减小占地空间，各电解槽12-1内沿液体流动方向设有上下错位间隔的隔板12-3，在各电解槽12-1内形成液体通过的上下翻越式流道，而增加浓液通过电解槽12-1的流道长度，能充分进行电解氧化处理。本实用新型各电解槽12-1内的电解极板包括20～50片阳极板12-4和对应的20～50片阴极板12-5，且阳极板12-4具有钛基氧化钌—氧化铱涂层，阴极板12-5采用不锈钢板，如采用316L不锈钢板，阳极板12-4和阴极板12-5之间的间距在1～2cm。本实用新型阳极板12-4和阴极板12-5的规格均为0.3m×0.8m，厚度为1.5mm，通过直流稳压脉冲电源作为供电电源，工作时的电解电压为10～30V，电解电流为50～200A，而第一个电解槽12-1与最后一个电解槽12-1通过电解循环泵12-2连接，其循环流量为进水流量的20～50倍，以保证电解生成的氧化物充分混合利用。本实用新型电解反应槽12对浓液进行电解氧化处理是在常温常压下进行，并利用原水中的氯离子进行反应，不需要投加氧化剂和絮凝剂，不会产生二次污染。本实用新型在电解运行8～12h后进行倒极，电解后的出水通过回水管返回膜生物反应器13。

本实用新型通过电解极板的阳极催化氧化降解剩余有机污染物为小分子有机物，电解过程中，浓液中的氯离子对小分子有机物氧化降解并形成二氧化碳和水，由于经混凝气浮和树脂软化后的浓液含有分子量较低的难降解有机物，阳极直接催化降解污染物，并利用浓液中氯离子电解产物——氯气的氧化性，将难降解有机物直接氧化为二氧化碳和水，能提高废水的可生化性，将纳滤浓缩液处置至膜生物反应器13可接受的程度，避免了腐殖质和硬度离子在生化系统内的累积，处理效果好，投资和运行成本较低。

见图4所示，当垃圾渗滤液送至膜生物反应器13内进行生化反应处理后的清液达标排放，而浓液经输送泵提升输至纳滤膜组件进行泥水分离，清液送膜生物反应器13以稀释渗滤液原水，产生的垃圾渗滤液纳滤浓缩液则送储罐1内，向储罐1内的纳滤浓缩液投加盐酸或硫酸，充分搅拌将纳滤浓缩液pH值调节至6～6.5，通过高压泵3将纳滤浓缩液送入中压纳滤膜元件5内，通过中压纳液处理对纳滤浓缩液进行减量化处理，处理后的清液返回膜生物反应器13内，浓液送到混凝气浮装置7内，向混凝气浮装置7投加混凝剂和絮凝剂进行充分搅拌，使浓液产生分散的气泡粘附在金属盐上而形成腐殖质絮体漂浮在池体液面，通过刮渣机刮除池体液面上的腐殖质絮体并回收利用，去除浓液中的有机物。将混凝气浮处理后的浓液送入树脂软化装置9内，使浓液中的钙镁离子在其交换区内与树脂活性基团中的可交换离子发生离子交换反应，除去浓液中的总硬度离子，经树脂软化处理后的出水通过出水管11和进水泵16加入电解反应槽12内进行电解氧化处理。而在树脂软化装置9阳离子交换区内的强酸性阳离子交换树脂饱和后，用3wt％～5wt％的稀盐酸通过反洗进水管10从树脂软化装置9底部进入，对强酸性阳离子交换树进行反洗再生，反洗产生的再生废液从树脂软化装置9顶部排出，进入反洗水处理装置18中，在反洗水处理装置18内用加碱沉淀法对再生废液进行处理，经反液水处理后的再生废液出水通过回水管返回膜生物反应器13内，而树脂反洗水处理后沉淀后的污泥进行脱水处理。软化后的浓液流入电解反应槽12的多个电解槽12-1内，通过各电解槽12-1内多个电解极板的阳极催化氧化降解剩余有机污染物为小分子有机物，同时电解过程中浓液中的氯离子对小分子有机物氧化降解并形成二氧化碳和水，而电解时氧化产生的氢气、氯气和二氧化碳通过尾气吸收装置14吸出从电解反应槽12内抽出，对尾气中的氯气进行吸收后达标排放，而电解处理后的出水送到膜生物反应器13内，经处理后能降低有机物浓度和总硬度浓度，避免了腐殖质和硬度离子在生化系统内的累积，使膜生物反应器13可靠稳定运行，解决了现有垃圾渗滤液纳滤浓缩液处理难题，能适用于处理垃圾渗滤液“MBR+纳滤”处理过程产生的纳滤浓缩液。