一种全处理垃圾渗滤液絮凝方法与流程

文档序号:14725052发布日期:2018-06-19 05:25阅读:374来源:国知局

本发明涉及垃圾渗滤液处理技术领域,具体涉及一种全处理垃圾渗滤液絮凝方法。



背景技术:

城市垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。渗滤液是液体在填埋场重力流动的产物,主要来源于降水和垃圾本身的内含水。由于液体在流动过程中有许多因素可能影响到渗滤液的性质,包括物理因素、化学因素以及生物因素等,所以渗滤液的性质在一个相当大的范围内变动。一般来说,其pH值在4~9之间,COD在2000~62000mg/L的范围内,BOD5从60~45000mg/L,重金属浓度和市政污水中重金属的浓度基本一致。城市垃圾填埋场渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水,若不加处理而直接排入环境,会造成严重的环境污染。以保护环境为目的,对渗滤液进行处理是必不可少的。

垃圾渗滤液具有不同于一般城市污水的特点:BOD5和COD浓度高、金属含量较高、水质水量变化大、氨氮的含量较高,微生物营养元素比例失调等。在渗滤液的处理方法中,将渗滤液与城市污水合并处理是最简便的方法。但是填埋场通常远离城镇,因此其渗滤液与城市污水合并处理有一定的具体困难,往往不得不自己单独处理。

垃圾渗滤液的处理方法包括物理化学法和生物法。物理化学法主要有活性炭吸附、化学沉淀、密度分离、化学氧化、化学还原、离子交换、膜渗析、气提及湿式氧化法等多种方法,在COD为2000~4000mg/L时,物化方法的COD去除率可达50%~87%。和生物处理相比,物化处理不受水质水量变动的影响,出水水质比较稳定,尤其是对BOD5/COD比值较低(0.07~0.20)难以生物处理的垃圾渗滤液,有较好的处理效果。本发明主要推荐一种新型集成处理技术,组团絮凝法。

结团凝聚(Pellet coagulation)工艺从根本上解决了传统絮凝工艺中存在的絮体密度过低、沉泥体积过大及水处理效率难以进一步提高等一系列问题。运用该工艺处理工业废水的研究成果已展示了它的优越性和推广运用于工程实际的前景。而且,大量试验结果已经表明了在难讲解废水处理领域中使用这种技术代替传统工艺的优越性。



技术实现要素:

针对以上问题,本发明特别涉及一种全处理垃圾渗滤液絮凝方法:

一、垃圾填埋场产生的渗滤液原液进入处理系统,在水平搅拌絮凝投加药剂进行一级搅拌混凝,然后导入垂直搅拌絮凝单元进行二级搅拌混凝;

二、对二级混合液进行芬顿氧化,然后导入斜管沉淀固液初步分离,斜管沉淀产生斜管沉淀排出污泥和上清液,斜管沉淀排出污泥根据污泥条件,当污泥密度大于1.2kg/L时,污泥进入旋流浓缩池,否则进入气浮浓缩;斜管沉淀产生的上清液导入平板陶瓷膜滤, 产生浓缩液和清水,清水与二次药剂混合消毒,进入集水池,生成回用水;液位到达平板陶瓷膜滤的四分之三处,导入回用水对平板陶瓷膜滤进行冲洗,冲洗后产生的洗膜水,导入回收池;

三、斜管沉淀排出污泥进入旋流浓缩池和气浮浓缩后,产生低含水率污泥和上清液,上清液和浓缩液混合,根据水质条件,当混合液pH小于4.5时,混合液进入排酸池,否则进入调节池;低含水率污泥进入压滤机,产生泥饼和沥出液,所述的泥饼进行封存处理;

四、从排酸池和调节池排出的溶液与三次药剂混合,导入组团絮凝池,经过絮凝结团后,进入澄清池,然后进入回收池;

五、回收池收集的溶液,重新进行步骤一。

所述一次药剂为聚丙烯酰胺(PAM)与天然有机高分子改性絮凝剂。PAM的结构是线性的,是一种水溶性聚合物,酰胺基学活性高,和垃圾渗滤液中多种化合物反应而产生聚丙烯酞胺的衍生物,酰胺基的作用在于它能与垃圾渗滤液多种氢键的化合物结合,聚丙烯酰胺不仅产生絮凝作用,还能产生增稠性、表面活性的作用。

所述天然有机高分子改性絮凝剂包括木质素、改性阳离子玉米芯准纳米粉、甲壳素混合物,成份质量配比为50%:40%:10%。

所述二次药剂为二氧化氯。

所述三次药剂为一种无毒微生物絮凝剂,投加质量比例1~2%,1g絮凝剂/100L待处理水;利用其架桥作用、电荷中和及卷扫作用,絮凝剂大分子借助离子键、氢键和范德华力同时吸附多个悬浮颗粒,在它们之间产生吸附架桥,絮凝剂带有电荷,当靠近悬浮颗粒时,会中和悬浮颗粒表面的一部分电荷,降低其表面的毛电位,减少彼此之间的静电斥力,从而发生碰撞而凝聚,当微生物絮凝剂投量一定时,可以在重力作用下迅速网捕,卷扫水中悬浮颗粒而产生沉淀分离。

所述的一种无毒微生物絮凝剂包括生物高分子化合物和絮凝剂产生菌,成份质量配比49:1。

所述的生物高分子化合物包括葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质,成份质量配比为20%、60%、20%;所述的絮凝剂产生菌包括酱油曲霉、拟青霉素属微生物和红平红球菌,成份质量配比为30%、50%、20%。

所述结团絮凝池最核心的装置是造粒流化床设备,是絮凝结团工艺的主体装置,包括:上部进水区、絮凝结团区、分离区、集泥区、澄清区、搅拌器、出水口、取样口、进水口和排泥区,其中,上部进水区、絮凝结团区和集泥区设置在造粒流化床内筒中,从上到下依次设置,澄清区和分离区设置在造粒流化床外筒中,澄清区在分离区的上部;搅拌器设置在结团絮凝池顶部,进水口设置在上部进水区上部,出水口设置在澄清区中部,取样口与分离区和澄清区联通,排泥区设置在集泥区下部;

所述的上部进水区用于在管式混合器将原水中投加高分子混凝剂充分混合,在管式反应器中水中颗粒即将达到微脱维稳条件后,投加助凝剂,从上部进入主体装置。

所述的絮凝结团区在造粒流化床内筒中,用于施加机械搅拌,利用预先形成的高体积高浓度悬浮层,进而实现微小颗粒在结团体表面的逐一附着式结合模式;在下降流中,将那些处于流态化的颗粒在水力剪切、机械作用下从而达到动力学平衡状态,形成稳定的颗粒的流化床。

所述的分离区在造粒流化床外筒中底部的区域,用于将内水流断面变大,上升速率降低,在上升水力流的作用下水与结团体颗粒完成分离的整个过程;水流向上,颗粒一直保持悬浮状态,与进水中固体物量相当的悬浮层增长部分在重力牵引下越过絮凝结团区顶弧落入集泥区内。

所述的集泥区位于设备的下部,用于将污泥浓缩,落入该区的泥粒容易发生的状态,间歇或者连续地从底部排除出去。

所述的澄清区位于造粒流化床外筒最上部,用于收集处理后的水,通过比较合理的控制有机高分子混凝剂和无机盐的剂量及混合条件,使原水、废水、污水中的微小颗粒污染物进行微脱稳流程,继而进入下降流造粒流化床装置,再通过初始反应阶段形成大粒径、高浓度的颗粒流化床,来完成自给自足的造粒过程。絮凝结团体在机械搅拌和下降水力搅拌双重作用下,颗粒的成长粒径已经得到有效的控制,继而保持一种最为密实的状态。这种高密度的颗粒具有良好的沉降性能,通过设备最上部的澄清区后即可完成自行分离过程,其总水力停留时间仅约为传统混凝-沉淀操作的 1/5~1/10。

本发明具有以下优点:

试验室规模的结团凝聚处理装置的运行资料表明:

1.该集成工艺具有相当高的处理效率,且沉淀污泥脱水性能好。

2.与传统絮凝工艺相比,该工艺提高水处理效率6 -10倍,絮体有效密度提高20-30倍。

3.沉泥含水率低,排泥消耗水量相应减少。泥渣脱水性能好,无须专门的浓缩设备,污泥处置也较容易。

4.该工艺水力负荷高,技术非常成熟,而且还具有设备化,小型化,经济实用,环境保护的特点,又能够形成成套化的工艺,处理水达到环保要求,不造成二次污染。

本发明目的是利用絮凝结团工艺对垃圾渗滤液进行处理,解决生化性较差废水排放标准的问题,具有设备化,小型化,经济实用,环境保护的特点,又能够形成成套化的工艺,处理水达到环保要求,不造成二次污染。

附图说明

图1为本发明工艺连接示意图;

图2为本发明组团絮凝池示意图;

1为垃圾渗滤液原液;2为水平搅拌絮凝;3为垂直搅拌絮凝; 4为斜管沉淀;5为平板陶瓷膜滤;6为集水池;7为浓缩液;8为斜管沉淀污泥;9为旋流浓缩;10为气浮浓缩;11为压滤机;12为沥出液 ;13为上清液;14为调节池;15为排酸池;16为组团絮凝池;17为澄清池;18为回收池;19为洗膜水;20为回用水;21为低含水率污泥;22为芬顿氧化;I为一次药剂;II为二次药剂;III为三次药剂。

图2中16-1为上部进水区;16-2为絮凝结团区;16-3为集泥区;16-4为分离区;16-5为澄清区;a为搅拌器;b为出水口;c为取样口;d为进水口;e为排泥区。

具体实施方式

下面结合附图对本发明更进一步的详细说明。

一种全处理垃圾渗滤液絮凝方法,其特征在于:

一、将垃圾渗滤液原液1和一次药剂23倒入水平搅拌絮凝2搅拌混合,然后导入垂直搅拌絮凝3搅拌混合;

二、对一次混合液进行芬顿氧化22,然后导入斜管沉淀4,斜管沉淀4产生斜管沉淀排出污泥8和上升液,斜管沉淀排出污泥8根据污泥条件,当污泥密度大于1.2kg/L时,污泥进入旋流浓缩池9,否则进入气浮浓缩10;斜管沉淀4产生的上升液导入平板陶瓷膜滤5, 产生浓缩液7和清水,清水与二次药剂混合消毒,进入集水池6,生成回用水20;液位到达平板陶瓷膜滤5的四分之三处,导入回用水20对平板陶瓷膜滤5进行冲洗,冲洗后产生的洗膜水19,导入回收池18;

三、斜管沉淀排出污泥8进入旋流浓缩池9和气浮浓缩10后,产生低含水率污泥21和上清液13,上清液13和浓缩液7混合,根据水质条件,当混合液pH小于4.5时,混合液进入排酸池15,否则进入调节池14;低含水率污泥21进入压滤机11,产生泥饼和沥出液12,所述的泥饼进行封存处理;

四、从排酸池15和调节池14排出的溶液与三次药剂混合,导入组团絮凝池16,经过絮凝结团后,进入澄清池17,然后进入回收池18,;

五、回收池18收集的溶液,重新进行步骤一。

所述一次药剂I为聚丙烯酰胺(PAM)与天然有机高分子改性絮凝剂。PAM的结构是线性的,是一种水溶性聚合物,酰胺基学活性高,和垃圾渗滤液中多种化合物反应而产生聚丙烯酞胺的衍生物,酰胺基的作用在于它能与垃圾渗滤液多种氢键的化合物结合,聚丙烯酰胺不仅产生絮凝作用,还能产生增稠性、表面活性的作用。

所述天然有机高分子改性絮凝剂包括木质素、改性阳离子玉米芯准纳米粉、甲壳素混合物,成份质量配比为50%:40%:10%。

所述二次药剂II为二氧化氯。

所述三次药剂III为一种无毒微生物絮凝剂,投加质量比例1~2%,1g絮凝剂/100L待处理水;利用其架桥作用、电荷中和及卷扫作用,絮凝剂大分子借助离子键、氢键和范德华力同时吸附多个悬浮颗粒,在它们之间产生吸附架桥,絮凝剂带有电荷,当靠近悬浮颗粒时,会中和悬浮颗粒表面的一部分电荷,降低其表面的毛电位,减少彼此之间的静电斥力,从而发生碰撞而凝聚,当微生物絮凝剂投量一定时,可以在重力作用下迅速网捕,卷扫水中悬浮颗粒而产生沉淀分离。

所述的一种无毒微生物絮凝剂包括生物高分子化合物和絮凝剂产生菌,成份质量配比49:1。

所述的生物高分子化合物包括葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质,成份质量配比为20%、60%、20%;所述的絮凝剂产生菌包括酱油曲霉、拟青霉素属微生物和红平红球菌,成份质量配比为30%、50%、20%。

所述结团絮凝池16最核心的装置是造粒流化床设备,是絮凝结团工艺的主体装置,包括:上部进水区16-1、絮凝结团区16-2、分离区16-4、集泥区16-3、澄清区16-5、搅拌器a、出水口b、取样口c、进水口d和排泥区e,其中,上部进水区16-1、絮凝结团区16-2和集泥区16-3设置在造粒流化床内筒中,从上到下依次设置,澄清区16-5和分离区16-4设置在造粒流化床外筒中,澄清区16-5在分离区16-4的上部;搅拌器a设置在结团絮凝池顶部,进水口d设置在上部进水区16-1上部,出水口b设置在澄清区16-5中部,取样口c与分离区16-4和澄清区16-5联通,排泥区e设置在集泥区16-3下部;

所述的上部进水区16-1用于在管式混合器将原水中投加高分子混凝剂充分混合,在管式反应器中水中颗粒即将达到微脱维稳条件后,投加助凝剂,从上部进入主体装置。

所述的絮凝结团区16-2在造粒流化床内筒中,用于施加机械搅拌,利用预先形成的高体积高浓度悬浮层,进而实现微小颗粒在结团体表面的逐一附着式结合模式;在下降流中,将那些处于流态化的颗粒在水力剪切、机械作用下从而达到动力学平衡状态,形成稳定的颗粒的流化床。

所述的分离区16-4在造粒流化床外筒中底部的区域,用于将内水流断面变大,上升速率降低,在上升水力流的作用下水与结团体颗粒完成分离的整个过程;水流向上,颗粒一直保持悬浮状态,与进水中固体物量相当的悬浮层增长部分在重力牵引下越过絮凝结团区顶弧落入集泥区内。

所述的集泥区16-3位于设备的下部,用于将污泥浓缩,落入该区的泥粒容易发生的状态,间歇或者连续地从底部排除出去。

所述的澄清区16-5位于造粒流化床外筒最上部,用于收集处理后的水,通过比较合理的控制有机高分子混凝剂和无机盐的剂量及混合条件,使原水、废水、污水中的微小颗粒污染物进行微脱稳流程,继而进入下降流造粒流化床装置,再通过初始反应阶段形成大粒径、高浓度的颗粒流化床,来完成自给自足的造粒过程。絮凝结团体在机械搅拌和下降水力搅拌双重作用下,颗粒的成长粒径已经得到有效的控制,继而保持一种最为密实的状态。这种高密度的颗粒具有良好的沉降性能,通过设备最上部的澄清区后即可完成自行分离过程,其总水力停留时间仅约为传统混凝-沉淀操作的 1/5~1/10。

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