专利名称：垃圾渗滤液高效生物及深度处理优化集成装置的制作方法
技术领域：
垃圾渗滤液高效生物及深度处理优化集成装置技术领域[0001]本实用新型涉及一种垃圾渗滤液的处理装置。
技术背景[0002]垃圾渗滤液是一种高浓度、难降解的有机废水，一般含有60% 90%的有机污 染物和3% 18%的难降解物质，主要来源于降水、垃圾本身的内含水及垃圾在分解过 程中产生的水。高浓度难生物降解有机物的处理是垃圾渗滤液处理中的重大难题，单纯 采用物化法或生化法往往难以达到新的国家排放标准。目前国际上对于这类难以生化降 解污染物质的处理主要采用反渗透等新型膜处理技术。尽管这些深度处理技术可有效地 去除这类有机污染物，但由于其设备投资和运行管理费相当昂贵，系统稳定性差，设备 维护频繁，因此并不适合在我国这样的发展中国家普遍推广应用。因此，寻找一种高 效、安全，同时又兼顾经济和社会效益的高浓度难生物降解有机物的处理方法是解决垃 圾渗滤液处理问题的一项重点内容。实用新型内容[0003]本实用新型的目的在于提供一种垃圾渗滤液高效生物及深度处理优化集成的装 置，该装置了集合了传统的生物法、物理法以及先进的膜处理工艺，并引入自来水厂成 熟的工艺，通过有效的组合及对工艺参数的优化调整，有效提高生物处理的效果，且有 效地避免膜污染，提高回收率，同时由于膜系统运行条件的改善，提高其膜通量，从而 减少膜的用量，减少投资和运行的费用。[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是[0005]一种垃圾渗滤液高效生物及深度处理优化集成装置，其特征在于由复合式膜 生物反应器、预处理单元和纳滤系统三部分组成，所述的复合式膜生物反应器、预处理 单元和纳滤系统三部分依次连接。[0006]所述的复合式膜生物反应器包括缺氧区、好氧区和膜区三个部分，所述的缺氧 区连接原水泵，所述的好氧区设置有组合填料，所述的膜区设置有膜系统，膜系统由微 滤膜组件、膜加药清洗箱和化学清洗泵组成，化学清洗泵设置在微滤膜组件与膜加药清 洗箱连接的管路上，微滤膜组件通过产水泵与产水箱连接。[0007]所述的缺氧区内设置有潜水搅拌器，所述的好氧区连接有NaOH加药箱，好氧 区与NaOH加药箱连接的管路上设置有NaOH加药泵，好氧区和膜区之间连接有中间泵， 缺氧区、好氧区和膜区三个部分连接的管路上设置有污泥回流泵，好氧区和膜区内设置 有曝气系统，曝气系统连接有离心风机。[0008]所述的预处理单元包括离子交换器和脱碳塔，产水箱通过预处理系统进水泵与 离子交换器连接，脱碳塔与离子交换器连接。[0009]所述离子交换器采用大孔型氢离子交换树脂。[0010]所述的脱碳塔连接有鼓风机。[0011]所述的纳滤系统由纳滤膜并联或串联组成，纳滤系统与脱碳塔连接，脱碳塔与 纳滤系统连接的管路上依次设置有提升泵、精密过滤器和高压泵。[0012]所述的纳滤系统设置有冲洗/清洗装置，冲洗/清洗装置与清洗泵连接在精密过 滤器和高压泵之间的管路上。[0013]所述的纳滤系统连接有产水池，产水池通过再生泵与离子交换器连接。[0014]本实用新型的工作原理及过程是垃圾渗滤液在原水泵的作用下，进入复合式 膜生物反应器(HMBR)，HMBR分为三个功能区域，缺氧区(A区)、好氧区(O区)和 膜区。其中缺氧区和好氧区通过缺氧/好氧环境的交替实现BOD/COD的去除，同时实 现硝化一反硝化脱氮过程。A区设置潜水搅拌器搅拌，O区采用微孔曝气。同时在A 区、O区放置固定式生物膜载体填料，提高微生物的挂膜性能，提高系统的COD的处理 能力。垃圾渗滤液经过A区和O区之后，进入膜区，膜区放置中空纤维状的微滤膜，并 在中空纤维膜的底部设置微孔曝气头，其主要是利用气流的不断冲刷膜表面来减少膜污 染。微滤膜的孔径是微米级的，它可以有效将污泥、颗粒物及大分子有机物隔离，而小 分子有机物和水通过，从而对污染物的进一步去除。膜区的出水进入到预处理单元，预 处理单元主要包括离子交换器和脱碳塔，离子交换器主要通过离子交换的方式将原水中 的钙、镁离子置换出来，从而去除水的硬度，离子交换器的出水呈酸性并进入脱碳塔， 在鼓风机的吹脱作用下，水中的CO2被脱除，从而去除水的碱度；脱碳塔出水通过提升 泵进入精密过滤器，可将大于5微米的颗粒截留，精密过滤器出水则通过高压泵泵送入 纳滤系统，纳滤系统主要由纳滤膜并联或串联组成，纳滤系统的浓水回灌垃圾填埋场进 行处理，产水达标排放或回用。当HMBR进行硝化反应时其PH < 8时(硝化反应会产 酸)，通过启动NaOH加药箱调节好氧区的碱度，提高硝化菌的活性(硝化细菌在pH为 8 9的范围内其生物活性最强)；当垃圾渗滤液中存在特殊的污染物在膜表面形成微污 染时，通过冲洗/清洗装置定时冲洗纳滤系统，冲洗/清洗装置在清洗泵的作用下对纳滤 系统进行冲洗以确保在进入纳滤系统前水质不会产生结垢及污染。纳滤系统的产水可用 于离子交换器的再生，在再生泵作用下进行提升，离子交换器通过投加工业酸及碱进行 再生。[0015]本实用新型的有益效果是，在预处理及纳滤运行工艺上有突破，例如增设的离 子交换器去除装置，可去除水中的钙镁离子，消除纳滤膜浓差极化时难溶盐在膜表面的 沉积而导致结垢；同时改善了膜系统运行的环境，可以使膜的通量提高20 40%。在 纳滤系统运行时，增加的定时冲洗程序可消除纳滤浓差极化条件下可能产生的轻微的结 垢和有机物的污染。[0016]通过改进以上工艺，使得垃圾渗滤液高效生物及深度处理装置运行稳定，且由 于膜污染影响较小，可将纳滤的回收率提高至90%以上，甚至97% (主要取决于水质)。 在本装置中，水中胶体、微生物、有机物、油及油脂不会污染纳滤膜，对系统无任何影 响。本实用新型目前已应用于垃圾渗滤液的处理系统中，具有较高的实用性。[0017]
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。
[0018]图1是本实用新型的结构组成及流程示意图[0019]图中1.原水泵，2.缺氧区，3.好氧区，4.膜区，5.污泥回流泵，6.中间泵，7.产 水泵，8.产水箱，9.膜加药清洗箱，lO.NaOH加药箱，11.化学清洗泵，12.NaOH加药 泵，13.离心风机14.曝气系统，15.潜水搅拌器，16.组合填料，17.微滤膜组件，18.预处 理系统进水泵，19.离子交换器，20.脱碳塔，21.鼓风机，22.提升泵，23.精密过滤器， 24.冲洗/清洗装置，25.清洗泵，26.高压泵，27.纳滤系统，28.产水池，29.再生泵具体实施方式
[0020]如图1所示，本实用新型垃圾渗滤液高效生物及深度处理优化集成装置，由复 合式膜生物反应器、预处理单元和纳滤系统三部分组成，复合式膜生物反应器、预处理 单元和纳滤系统三部分依次连接。[0021]复合式膜生物反应器包括缺氧区2、好氧区3和膜区4三个部分，所述的缺氧区 2连接原水泵1，所述的好氧区3设置有组合填料16，所述的膜区4设置有膜系统，膜系 统由微滤膜组件17、膜加药清洗箱9和化学清洗泵11组成，化学清洗泵11设置在微滤膜 组件17与膜加药清洗箱9连接的管路上，微滤膜组件17通过产水泵7与产水箱8连接。 缺氧区2内设置有潜水搅拌器15，所述的好氧区3连接有NaOH加药箱10，好氧区3与 NaOH加药箱10连接的管路上设置有NaOH加药泵12，好氧区3和膜区4之间连接有中 间泵6，缺氧区2、好氧区3和膜区4三个部分连接的管路上设置有污泥回流泵5，好氧区 3和膜区4内设置有曝气系统14，曝气系统14连接有离心风机13。[0022]预处理单元包括离子交换器19和脱碳塔20，产水箱8通过预处理系统进水泵18 与离子交换器19连接，脱碳塔20与离子交换器19连接，脱碳塔连接有鼓风机21。离子 交换器19采用大孔型氢离子交换树脂。[0023]纳滤系统27由纳滤膜并联或串联组成，纳滤系统27与脱碳塔20连接，脱碳塔 20与纳滤系统27连接的管路上依次设置有提升泵22、精密过滤器23和高压泵沈。纳滤 系统设置有冲洗/清洗装置对，冲洗/清洗装置M与清洗泵25连接在精密过滤器23和 高压泵沈之间的管路上。纳滤系统连接有产水池观，产水池通过再生泵四与离子交换 器19连接。[0024]本实用新型的工作原理及过程是复合式膜生物反应器是由缺氧区2、好氧区3 和膜区4三个部分组成。待处理的渗滤液与膜区4的回流液一起进入缺氧区2，在潜水搅 拌器15的搅拌作用下与反硝化污泥充分混合。然后缺氧区2中的混合液自流进入放置了 组合填料16的好氧区3，通过高活性的好氧微生物作用，将有机物去除，同时氨氮和有 机氮被氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。在中间泵6的作用下，好氧区3的出水进入膜区4。 垃圾渗滤液经过硝化、反硝化反应后，由微滤膜组件17进行过滤处理，通过微滤膜进行 泥水分离，微滤膜的出水通过HMBR的产水泵7泵送至产水箱8，待进入后续的“预处理 单元+纳滤系统”进行进一步的深化处理。膜区4的泥水混合物部分回流至缺氧区2和 好氧区3，剩余污泥排入污泥浓缩池。膜区4代替了常规生化工艺中的二沉池，使微生物 被迅速、完全截留在复合式膜生物反应器内，保持了反应器的高生物浓度，有效地控制 了泥龄，避免了污泥的流失，确保硝化效果，提高出水质量。复合式膜生物反应器的产 水在预处理系统进水泵18提升进入离子交换器19，通过离子交换将原水中的钙、镁离子 置换出来，从而去除水中的硬度，出水呈现酸性，然后进入脱碳塔20，利用鼓风机21在酸性条件下将原水中的CO2进行吹脱，去除原水的碱度；脱碳塔20出水通过提升泵22进 入精密过滤器23，可将大于5微米的颗粒截留，精密过滤器23出水则通过高压泵沈泵送 入纳滤系统27，纳滤系统27主要由纳滤膜并联或串联组成，纳滤系统27的浓水回灌垃圾 填埋场进行处理，产水达标排放或回用。如原水中存在特殊的污染物，在膜表面形成微 污染，可通过冲洗/清洗装置M定时冲洗纳滤系统27，冲洗/清洗装置M在清洗泵25 的作用下，对纳滤系统27进行冲洗，以确保在进入纳滤系统27前水质不会产生结垢及污 染。纳滤系统27的产水可用于离子交换器19的再生，在再生泵四作用下进行提升，离 子交换器19通过投加工业酸及碱进行再生。
权利要求1.一种垃圾渗滤液高效生物及深度处理优化集成装置，其特征在于由复合式膜生 物反应器、预处理单元和纳滤系统三部分组成，所述的复合式膜生物反应器、预处理单 元和纳滤系统三部分依次连接。
2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液高效生物及深度处理优化集成装置，其特征在 于所述的复合式膜生物反应器包括缺氧区O)、好氧区C3)和膜区(4)三个部分，所述 的缺氧区⑵连接原水泵⑴，所述的好氧区⑶设置有组合填料(16)，所述的膜区⑷ 设置有膜系统，膜系统由微滤膜组件(17)、膜加药清洗箱(9)和化学清洗泵(11)组成， 化学清洗泵(11)设置在微滤膜组件(17)与膜加药清洗箱(9)连接的管路上，微滤膜组件 (17)通过产水泵(7)与产水箱⑶连接。
3.根据权利要求2所述的垃圾渗滤液高效生物及深度处理优化集成装置，其特征在 于所述的缺氧区O)内设置有潜水搅拌器(1 ，所述的好氧区C3)连接有NaOH加药 箱(10)，好氧区(3)与NaOH加药箱(10)连接的管路上设置有NaOH加药泵(12)，好氧 区⑶和膜区⑷之间连接有中间泵(6)，缺氧区O)、好氧区(3)和膜区⑷三个部分 连接的管路上设置有污泥回流泵(5)，好氧区C3)和膜区内设置有曝气系统(14)，曝 气系统(14)连接有离心风机(13)。
4.根据权利要求2所述的垃圾渗滤液高效生物及深度处理优化集成装置，其特征在 于所述的预处理单元包括离子交换器(19)和脱碳塔OO)，产水箱(8)通过预处理系统 进水泵(18)与离子交换器(19)连接，脱碳塔OO)与离子交换器(19)连接。
5.根据权利要求4所述的垃圾渗滤液高效生物及深度处理优化集成装置，其特征在 于所述离子交换器(19)采用大孔型氢离子交换树脂。
6.根据权利要求4所述的垃圾渗滤液高效生物及深度处理优化集成装置，其特征在 于所述的脱碳塔连接有鼓风机01)。
7.根据权利要求4所述的垃圾渗滤液高效生物及深度处理优化集成装置，其特征在 于所述的纳滤系统(XT)由纳滤膜并联或串联组成，纳滤系统(XT)与脱碳塔OO)连 接，脱碳塔OO)与纳滤系统(XT)连接的管路上依次设置有提升泵0幻、精密过滤器 (23)和高压泵(26)。
8.根据权利要求7所述的垃圾渗滤液高效生物及深度处理优化集成装置，其特征在 于所述的纳滤系统设置有冲洗/清洗装置04)，冲洗/清洗装置04)与清洗泵05)连 接在精密过滤器和高压泵06)之间的管路上。
9.根据权利要求7或8所述的垃圾渗滤液高效生物及深度处理优化集成装置，其特征 在于所述的纳滤系统连接有产水池08)，产水池通过再生泵09)与离子交换器(19) 连接。
专利摘要本实用新型公开了一种垃圾渗滤液高效生物及深度处理优化集成装置，由复合式膜生物反应器、预处理单元和纳滤系统三部分组成，所述的复合式膜生物反应器、预处理单元和纳滤系统三部分依次连接实现对垃圾渗滤液进行高效生物及深度处理。该装置集合了传统的生物法、物理法、化学法以及先进的膜过滤处理工艺，并引入自来水厂成熟的工艺，通过有效的组合及对工艺参数的优化调整，大大提高了生物处理的效果，且有效地避免膜污染，提高回收率，同时由于膜系统运行条件的改善，提高其膜通量，从而减少膜的用量，降低投资和运行的费用。
文档编号C02F3/30GK201809262SQ201020547480
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月28日 优先权日2010年9月28日
发明者张旭, 李飞, 杨华, 王薇, 蔡宏超, 邱飞, 郑理慎, 陈志平 申请人:广东省南方环保生物科技有限公司, 广州市均博环保工程有限公司