一种焚烧垃圾发电厂的渗滤液处理系统的制作方法

本发明属于污水处理技术领域，更具体地说是涉及一种焚烧垃圾发电厂的渗滤液处理系统。

背景技术：

焚烧垃圾发电厂的垃圾渗滤液是一种难处理的高浓度有机废水，目前在使用的渗滤液处理装置多为处理过程复杂且现有渗滤液处理系统的产水率低，占地面积大的污水处理装置。2012年11月28日申请的、申请号为cn102795746a的发明专利垃圾焚烧发电厂渗滤液处理方法及其装置公开了一种渗滤液处理方法及其装置，将垃圾渗滤液原液送入原水调节池、混凝反应系统、一级ubf反应器、一级ubf反应器出水中间池、二级ubf反应器、二级ubf反应器出水中间池、反硝化反应池、硝化反应池、内置式mbr系统、纳滤系统进行处理。但是该渗滤液的处理方法步骤繁琐，其装置结构复杂、占据较大场地，产水率低导致浓缩液量大，浓缩液外排会导致环境严重污染问题。

技术实现要素：

本发明的目的旨在提供一种产水率高的焚烧垃圾发电厂的渗滤液处理系统，以克服现有技术中的不足之处。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：一种焚烧垃圾发电厂的渗滤液处理系统，包括调节池、中间温度池、厌氧反应器、两级反硝化/消化系统，其特征在于：还包括沉沙池、过滤系统，沉沙池、调节池、中间温度池、厌氧反应器、两级反硝化/消化系统、过滤系统通过管道依次连接，过滤系统包括外管式超滤膜系统，所述沉沙池、厌氧反应器、外管式超滤膜系统通过管道连接污泥储池，污泥储池连接污泥脱水系统，污泥脱水系统与调节池之间设置回流管道，使污泥脱水系统出来的液体返回调节池。

所述厌氧反应器通过管道连接沼气稳压罐。

所述外管式超滤膜系统、钠滤膜系统、海水淡化反渗透膜系统通过管道依次连接，深度软化膜系统、碟式过滤膜系统通过管道连接；在钠滤膜系统、海水淡化反渗透膜系统与深度软化膜系统之间设置浓缩液管道，使纳滤膜系统和海水淡化反渗透膜系统产生的浓缩液进入深度软化膜系统中。

所述厌氧反应器包括厌氧发酵罐，罐体内有厌氧微生物与废水发生生化反应，所述厌氧发酵罐的罐顶上设置气水分离器，罐体底部设置有排泥装置，排泥装置上方安装有气水分离器离水布水装置，所述气水分离器离水布水装置通过回流管与气水分离器连接，厌氧发酵罐的罐体内上下平行安装有两个三相分离器，所述三相分离器是饼状的，两三相分离器结构相同且安装方向相差90度，两三相分离器通过集气管与气水分离器连通，使在三相分离器中产生的气体沿集气管进入气水分离器内。

所述所述罐体上部设置用于放置三相分离器的支承架，在三相分离器上方设置抗浮装置，所述抗浮装置上方设置溢流装置，所述溢流装置连接排水管道，所述三相分离器包括卡板、三角堰、集气箱，若干长条状的三角堰分三层在集气箱两侧布置、相邻两层三角堰交错布置，所述卡板用于固定每个三角堰。

所述集气箱侧对应每个三角堰均设置有进气口，在进气口上设置挡泥板。

本发明的有益效果是：

本发明提高焚烧垃圾发电厂渗滤液处理系统的产水率，保证剩余浓缩液的量可以在焚烧垃圾发电厂内完全消耗掉，防治浓缩液外排严重污染环境。

本发明的装置布局合理，解决以往三相分离器体积大、厚度高的问题，结合浅层理论与亨利定律，将三相分离器体积减少，从而有效降低升流式厌氧污泥床的高度，提高高浓度有机废水中气-液-固分离的效率。它有效提高升流式厌氧污泥床中的固液分离率，保证有机物负荷能够在后续的处理正常运行，使得整套系统正常运行。

本渗滤液厌氧发酵装置可以保证整个渗滤液处理系统的产水率达到90%。保证出水的化学需氧量去除率，降低后续污水处理阶段的处理负荷。通过本发明可以保证整个焚烧垃圾发电厂的渗滤液零排放。解决了该装置占地面积过大，产水率低导致渗滤液量大，渗滤液外排会导致环境严重污染的问题。

附图说明

图1是本发明的渗滤液处理方法流程图。

图2为本发明的渗滤液厌氧发酵装置结构示意图。

图3为本发明的三相分离器结构示意图。

图4为图3的a-a剖视图。

图5为图3的b-b剖视图。

图6为本发明的三角堰安装结构示意图。

图7为本发明的三角堰立体图。

图8为本发明的渗滤液厌氧发酵装置的底部进水结构示意图。

视图各标号表示如下：

排泥装置1，气水分离器离水布水装置2，回流管3，厌氧发酵罐4，循环管路集水器5，支承架6，出水排气管7，溢流装置8，二层集气管9，气水分离器10，集气管11，平台栏杆12，抗浮装置13，二层三相分离器14，一层三相分离器15，集气法兰管16，回流管法兰17，三角堰18，密封板19，卡板20，布水支管21，挡泥板22。

附图中，直线箭头表示渗滤液的处理流程路线，虚线箭头表示污泥的处理流程路线，点划线箭头表示浓缩液的处理流程路线，圆点连线箭头表示蒸汽、沼气或臭气的处理流程路线。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接。也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

如图1-8所示，本发明提供一种焚烧垃圾发电厂的渗滤液处理系统，包括以下步骤：

a.将焚烧垃圾渗滤液通入沉沙池进行预处理，去除污水中大量的沉砂，该部分含水沉砂大概是总水量的10%。

b.将预处理后的焚烧垃圾渗滤液通入调节池进行调质，调节后的ph为5-6之间，因为污水中碱度很高，故ph不用调节，在调节池调节是保证污水的进水浓度在2天左右内的没有太大的变化。

c.将调质后的焚烧垃圾渗滤液自流进入中间温度池，通入蒸汽调节温度为35-39摄氏度之间，在中间温度池内通过搅拌器来使得污水温度均匀。来提供厌氧菌最适合的生存温度；

d.将中间温度池处理后的焚烧垃圾渗滤液通过螺杆提升泵提升进入厌氧反应器进行厌氧分解，将各种复杂有机物分解转化成沼气，使焚烧垃圾渗滤液得到初步净化；

e.厌氧反应器出水进行反硝化/消化处理，去除cod、氨氮、总氮和总磷；（反硝化/消化是现有技术，反硝化内设置潜水搅拌器，硝化内设置不堵塞曝气器，通过射流泵和风机在曝气器汽包内高速碰撞，使得污水具有溶解氧，然后在喷射在水中）

f.反硝化/消化处理后的出水通过外管式超滤膜系统进行过滤，过滤后的清液通过钠滤膜系统过滤，去除渗滤液中的大部分有机物及高价态盐分，钠滤膜系统过滤后的出水清液通过海水淡化反渗透膜系统过滤，通过海水淡化反渗透离子级别分离出清洁的产水供循环冷却水补水用；

g.纳滤膜系统和海水淡化反渗透膜系统产生的浓缩液先经过深度软化膜系统去除浓缩液中大量的重金属，然后进入碟式过滤膜系统，经过高压力作用让污水中的小分子颗粒物、溶解态的离子等被截留在浓水侧，透过的淡水被收集起来成为清洁的过滤液供循环冷却水补水用，剩余的浓缩液进行干灰调湿或飞灰固化或回喷焚烧炉或随垃圾进入焚烧炉。

h.外管式超滤膜系统：外管式超滤膜采用8mm的膜管内径，流道宽，可通过膜表面高速水流（3～5m/s）形成膜表面足够的剪切力，通过正冲来消除膜的滤饼污染，从而有效解决了膜运行过程中的污堵问题，并且通过外管式超滤膜代替传统的二沉池效果、实现泥水分离，来保证出水的稳定性。

i.纳滤膜系统：纳滤系统对离子具有选择性截留，允许单价盐透过膜，具有中等透盐率。由于单价离子可透过膜，所以相比反渗透具有更低的操作压力。可去除150-300分子量的颗粒物、金属离子、有机物等。

j.海水淡化反渗透系统：海水淡化反渗透系统对离子具有选择性截留，去除绝大部分盐份。海水淡化反渗透系统对cod脱除率可以达到95%以上，出水水质稳定达标。另因为焚烧垃圾渗滤液纳滤出水tds在18000mg/l左右，故使用压力等级更高的海水淡化反渗透膜，这样提高压力可以提高产水率，并减少清洗的频率。

k.深度软化膜系统：深度软化膜系统由浓缩水池、管式膜和其他配套设备组成。浓缩水池可接收不断被管式膜浓缩的污水，保持污泥浓度达到最佳状态。软化膜的结构是膜被浇铸在多孔材料管的内部。含被过滤物质（固体）的水流透过膜后，再透过多孔支撑材料，进入产水侧（水被净化）。被膜截留的固体颗粒在水流的推动下，不会停留在膜的表面，而是在膜表面起到一定的冲刷作用，避免污染物在膜表面停留。通过深度软化膜系统可以同时除去钙、镁、钡、锶等所有二价阳离子和二氧化硅，基本完全消除，对于后续碟式过滤膜系统可以起到保护作用。

碟式过滤膜系统：碟式过滤膜是实现淡水和杂质分离的核心元件，由高分子材料制成，而芳香族聚酰胺具有优异的化学性能被选为碟片式膜片的材质。废水在进水泵增压获得初步压力并经过保安过滤器过滤后即进入高压泵提供压力，而循环泵提供较大流量以满足碟式过滤膜面的流速要求，液体在碟片式流道正/反“s”向流通，液体中的小分子颗粒物、溶解态的离子等被截留在浓水侧，透过的淡水被收集起来成为清洁的过滤液。

碟式过滤膜组件构造与传统的卷式膜着截然不同，该组件构造与传统的卷式膜着截然不同，原液流道：碟管式膜组件具有专有的流道设计形式，采用开放式流道。料液通过入口进入压力容器中，从导流盘与外壳之间的通道流到组件的另一端，在另一端法兰处，料液通过8个通道进入导流盘中，被处理的液体以最短的距离快速流经过滤膜，然后180º逆转到另一膜面，再从导流盘中心的槽口流入到下一个导流盘，从而在膜表面形成由导流盘圆周到圆中心，再到圆周，再到圆中心的双”s”形路线，浓缩液最后从进料端法兰处流出。碟式过滤膜组件两导流盘之间的距离为3mm，导流盘表面有一定方式排列的凸点。这种特殊的水力学设计使处理液在压力作用下流经滤膜表面遇凸点碰撞时形成湍流，增加透过速率和自清洗功能，从而有效地避免了膜堵塞和浓度极化现象，成功地延长了膜片的使用寿命；清洗时也容易将膜片上的积垢洗净，保证碟管式膜组适用于恶劣的进水条件。

在焚烧垃圾发电厂的渗滤液处理零排放工艺中，沉沙池、zc厌氧反应器、外管式超滤膜系统都会产生污泥，这些污泥含水率范围在99%左右，需要通过收集流入污泥储池，然后通过污泥脱水机进行脱水，使得污泥含水率在80%以下后这部分污泥入炉焚烧或者外运。经过污泥脱水机后的滤液回流至调节池。

污水通过zc厌氧反应器后，会产生大量的沼气，理论产气量为0.35m3(沼气)/kgcod（去除），实际产气量为:0.3m³(沼气)/kgcod（去除）-0.35m³(沼气)/kgcod（去除），这部分沼气通过水封罐和稳压罐之后可以进入焚烧炉焚烧，作为焚烧炉的能源，然后当焚烧垃圾发电厂停炉维修时，可以开启临时火炬燃烧沼气，以防止沼气对周围环境污染。

渗滤液处理中臭气主要来源于沉沙池、调节池、污泥储池及污泥脱水系统。这些致臭物质按照其化学成分一般可分为四类。第一类是含硫化合物，如硫化氢、甲硫醇、甲基硫醚以及噻吩等。第二类是含氮化合物，如氮、三甲胺、酰胺等。第三类是烃类化合物，如烷烃、烯烃、炔烃以及芳香烃等。第四类是含氧有机物，如醇、醛、酮以及有机酸等。这些污染物具有易挥发、嗅阈值低等特点，不仅严重污染周边居民的生活环境，危害人体健康，而且对渗滤液处理站的金属材料、设备和管道具有强烈腐蚀性。因此这些臭气需要收集进行处理，臭气收集后通过引风机引入焚烧垃圾发电厂的垃圾坑处理。

焚烧垃圾渗滤液先经过沉沙池去除一部分杂质，然后收集至调节池，经均质均量后自流进入中间温度池，在中间温度池内对污水温度进行调节来提供厌氧菌最适合的生存温度。

中间温度池通过螺杆提升泵提升污水进入zc厌氧反应器。废水首先被引入厌氧反应器的底部，在无分子氧条件下，水流按一定的流速向上流经污泥床、污泥悬浮层至三相分离器及沉淀区，厌氧反应器中的水流呈推流形式，进水与污泥床及污泥悬浮层中的微生物充分混合接触，通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用进行厌氧分解，将废水中的各种复杂有机物分解转化成沼气，使废水得到初步净化，zc厌氧反应器采用两层三相分离器，产生沼气量大，从而去除cod效率高。

zc厌氧反应器出水进入反硝化/消化处理系统，反硝化、硝化工艺将采用污泥培菌对cod、氨氮、总氮和总磷的消除。反硝化/消化处理系统出水进入外管式超滤膜系统。

外管式超滤膜系统对活性污泥和大分子有机物质具有截留作用，使活性污泥浓度在反应池内大大提高，水力停留时间（hrt）和污泥停留时间（srt）可以得到分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。因此，外管式超滤膜系统工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应的功能。外管式超滤膜系统内污泥作循环回流，回流至反硝化/消化处理系统，剩余污泥排至污泥系统做脱水处理。

外管式超滤膜系统清液通过泵升压进入纳滤系统，通过纳滤对有机物及高价态盐分的高选择性截留能力，去除渗滤液中的大部分有机物及高价态盐分，纳滤系统产水率达85%以上。纳滤系统出水清液进入海水淡化反渗透膜系统，通过海水淡化反渗透离子级别分离出清洁的产水供循环冷却水补水用，海水淡化反渗透膜系统产水率达75%以上。纳滤系统和海水淡化反渗透膜系统产生的浓缩液先经过深度软化膜系统去除浓缩液中大量的重金属，然后进入碟式过滤膜系统，经过高压力作用让污水中的小分子颗粒物、溶解态的离子等被截留在浓水侧，透过的淡水被收集起来成为清洁的过滤液供循环冷却水补水用，碟式过滤膜系统产水率达60%以上。这样可以保证整个渗滤液处理系统的产水率达到85%以上。剩余15%的浓缩液的可以考虑干灰调湿，飞灰固化，回喷焚烧炉，随垃圾进入焚烧炉等。通过这种工艺可以保证整个焚烧垃圾发电厂的渗滤液零排放。

本专利技术能够提高整个系统的产水率到85%，保证剩余浓缩液焚烧垃圾发电厂可以自身完全消耗，从而保证渗滤液零排放。

焚烧垃圾渗滤液先经过沉沙池去除一部分杂质，然后收集至调节池，经均质均量后自流进入中间温度池，在中间温度池内对污水温度进行调节来提供厌氧菌最适合的生存温度。

中间温度池通过螺杆提升泵提升污水进入zc厌氧反应器。废水首先被引入厌氧反应器的底部，在无分子氧条件下，水流按一定的流速向上流经污泥床、污泥悬浮层至三相分离器及沉淀区，厌氧反应器中的水流呈推流形式，进水与污泥床及污泥悬浮层中的微生物充分混合接触，通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用进行厌氧分解，将废水中的各种复杂有机物分解转化成沼气，使废水得到初步净化，zc厌氧反应器采用两层三相分离器，产生沼气量大，从而去除cod效率高。

zc厌氧反应器出水进入反硝化/消化处理系统，反硝化、硝化工艺将采用污泥培菌对cod、氨氮、总氮和总磷的消除。反硝化/消化处理系统出水进入外管式超滤膜系统。

外管式超滤膜系统对活性污泥和大分子有机物质具有截留作用，使活性污泥浓度在反应池内大大提高，水力停留时间（hrt）和污泥停留时间（srt）可以得到分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。因此，外管式超滤膜系统工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应的功能。外管式超滤膜系统内污泥作循环回流，回流至反硝化/消化处理系统，剩余污泥排至污泥系统做脱水处理。

外管式超滤膜系统清液通过泵升压进入纳滤系统，通过纳滤对有机物及高价态盐分的高选择性截留能力，去除渗滤液中的大部分有机物及高价态盐分，纳滤系统产水率达85%以上。纳滤系统出水清液进入海水淡化反渗透膜系统，通过海水淡化反渗透离子级别分离出清洁的产水供循环冷却水补水用，海水淡化反渗透膜系统产水率达75%以上。纳滤系统和海水淡化反渗透膜系统产生的浓缩液先经过深度软化膜系统去除浓缩液中大量的重金属，然后进入碟式过滤膜系统，经过高压力作用让污水中的小分子颗粒物、溶解态的离子等被截留在浓水侧，透过的淡水被收集起来成为清洁的过滤液供循环冷却水补水用，碟式过滤膜系统产水率达60%以上。这样可以保证整个渗滤液处理系统的产水率达到85%以上。剩余15%的浓缩液的可以考虑干灰调湿，飞灰固化，回喷焚烧炉，随垃圾进入焚烧炉等。通过这种工艺可以保证整个焚烧垃圾发电厂的渗滤液零排放。

所述厌氧反应器包括塑料厌氧发酵罐4，塑料厌氧发酵罐底部连接有排泥装置1，排泥装置上方安装有气水分离器离水布水装置2，气水分离器离水布水装置上方通过回流管3与塑料厌氧发酵罐顶部气水分离器10连接，塑料厌氧发酵罐内安装有两个三相分离器（二层三相分离器14、一层三相分离器15），其中一个位于罐体中部、另一个在上部。在中部的三相分离器15通过集气管11与气水分离器10连通，使在三相分离器中产生的气体沿集气管11进入气水分离器10内。集气管贯穿塑料厌氧发酵罐顶部并与安装在塑料厌氧发酵罐顶部外侧的气水分离器连接；回流管在中部的三相分离器中部通过与塑料厌氧发酵罐顶部连接，循环管路集水器5安装在回流管上，通过回流管与下方的三相分离器、气水分离器离水布水装置连接，循环管路集水器上方安装有支承架6，支承架用于承托其上方的三相分离器，抗浮装置13固定于三相分离器上方，防止上部的三相分离器由于水的浮力而向上移动，抗浮装置上方设置溢流装置8；通过三角堰将污泥从污水中分离出，污水上升至溢流装置8并从溢流装置8溢出、经管道离开。塑料厌氧发酵罐顶部左侧安装有平台栏杆12，右侧安装有厌氧发酵罐出水排气管7。二层三相分离器与一层三相分离器结构相同，安装角度旋转90度，通过垂直交错设置，使全部污水都能与三相分离器充分反应。二层集气管9将上部三相分离器的沼气收集到罐体顶部再进入气水分离器10内。

每个三相分离器由顶罩、卡板20、三角堰18、集气箱17、密封板19、集气法兰管16组成，集气箱设置在饼状的三相分离器中间并贯穿整个三相分离器的中分线，使三相分离器的三角堰分为左右结构布局，即在集气箱左右两侧各布置一组三角堰。回流管法兰17焊接固定在分离器顶部，二层三相分离器与一层三相分离器结构相同，安装角度旋转90度，避免一层集气管与二层集气管发生冲突。三角堰18通过焊接安装在卡板上，安装时通过卡板固定将三角堰与水平角度调整到1度左右；集气法兰管16与回流管法兰17安装在三相分离器的上部；密封板19安装在三相分离器的外侧，起到密封的作用；每个三相分离器有三层三角堰，第一、三层的三角堰安装位置相同，第二层的三角堰安装位置与第一、三层的相错开，即相邻两层三角堰交错布置；三角堰两叶片成80度夹角对称制作。集气箱侧对应每个三角堰均设置有进气口，在进气口上设置挡泥板22，挡泥板22长度为140mm，安装角p为30度（p为挡泥板与集气箱侧壁的夹角）。安装时候通过卡板固定将左右两组三角堰远离集气箱一端向下倾斜，使三角堰层与水平角度调整到1°左右。

塑料厌氧发酵罐底部均匀分布安装有8根布水支管21，布水支管伸出塑料厌氧发酵罐外边部分的末端与罐壁的最大距离为190mm，布水支管在塑料厌氧发酵罐里面部分的末端与罐壁的最大距离为945mm；每布水支管的插入方向与圆形罐底的切线夹角是60度且统一按逆时针方向布置，使污水从各布水支管进入塑料厌氧发酵罐后在罐底形成漩涡湍流，防止淤泥的盐分积聚在管口而造成脏堵现象，形成一个防堵结构装置，同时提升流体上升流速，使微生物厌氧发酵反应进行得更加充分。

塑料厌氧发酵罐罐体和三角堰，集气管，密封板，集气法兰管均采用白色pp塑料制成。

高浓度有机废水通过预处理后，废水首先被引入厌氧反应器的底部，在无分子氧条件下，水流按一定的流速向上流经污泥床、污泥悬浮层至三相分离器及沉淀区，厌氧反应器中的水流呈推流形式，进水与污泥床及污泥悬浮层中的微生物充分混合接触，通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用进行厌氧分解，将废水中的各种复杂有机物分解转化成污泥与沼气，使废水得到净化，通过两层的三相分离器，能够去除大量的污泥和沼气，从而去除cod效率高。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同替换所限定，在未经创造性劳动所作的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。