一种处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法和装置与流程

文档序号:21037600发布日期:2020-06-09 20:30阅读:431来源:国知局
一种处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法和装置与流程

本发明涉及污水处理技术领域,尤其涉及一种处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法和装置。



背景技术:

目前,“生化+膜”处理工艺为处理垃圾渗滤液的主流工艺,其产生的膜浓缩液大部分采用回灌或者回流的方法进行处理。随着垃圾填埋场填埋年龄的增长,盐分和难降解有机物不断积累,导致原工艺生化系统逐渐崩溃,膜结垢、污堵现象严重,运营维护难度和成本急剧增加,出水水质不能稳定达标。因此,垃圾渗滤液膜浓缩液的处理十分迫切。

垃圾渗滤液膜浓缩液处理技术主要有高级氧化技术、蒸发浓缩技术、电渗析处理技术、土地处理技术等。高级氧化技术包括电fenton和类电fenton氧化、催化湿式氧化、光化学氧化、声化学氧化、电化学氧化等,可将难降解有机物彻底消除,但重金属等其它污染物未能得到有效去除,且单独使用成本偏高(专利cn107032537a);蒸发浓缩技术可以通过固化污染物获得净水,但产生的残渣和浓液需要进行焚烧处理,而且设备要求高,投资成本高,操作复杂,运行费用高(专利cn102557171a或cn101928094a);电渗析处理技术可将有机物和盐分分离,相当于垃圾渗滤液膜浓缩液的二次浓缩,未能从根本上将有机污染物去除(专利cn207608434u);而土地处理技术见效慢,容易污染地下水。

另有一些利用组合处理工艺处理垃圾渗滤液膜浓缩液的报道,如专利cn106277591a利用“混凝气浮+树脂软化+电催化氧化+膜生物反应器”组合工艺处理垃圾渗滤液纳滤浓缩液,专利cn109626714a利用“软化、混凝联合+二级fenton氧化+膜生物反应处理+生物活性炭处理”组合工艺处理垃圾渗滤液纳滤浓缩液。但是这些组合工艺仍存在能耗高以及运营成本高的问题。

因此,开发一种适用于处理垃圾渗滤液膜浓缩液的高效经济的工艺,是目前亟需解决的问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法和装置,本发明提供的方法能够经济、高效去除垃圾渗滤液膜浓缩液中难降解有机物、总氮和重金属等,实现出水达标排放。

为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:

一种处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法,包括以下步骤:

(1)将垃圾渗滤液膜浓缩液的ph值调节至酸性,并投加阳离子型絮凝剂,进行酸析-沉淀处理,得到腐殖酸料浆和酸析上清液;

(2)将所述步骤(1)中酸析上清液依次进行i级电fenton氧化处理和ii级电fenton氧化处理,之后将所得体系的ph值调节至碱性,并投加阴离子型絮凝剂,进行絮凝处理,得到ii级电fenton氧化处理混合料液;

(3)将所述步骤(2)中ii级电fenton氧化处理混合料液经固液分离,得到ii级电fenton氧化处理污泥和ii级电fenton氧化处理上清液;

(4)根据所述步骤(3)中ii级电fenton氧化处理上清液的氨氮浓度,将所述ii级电fenton氧化处理上清液进行生化处理或脱氮-生化处理,得到ii级生化处理出水,其中,

(41)当所述ii级电fenton氧化处理上清液的氨氮浓度≤1500mg/l时,将所述ii级电fenton氧化处理上清液依次进行i级短程硝化反硝化生化处理和ii级短程硝化反硝化生化处理,得到ii级生化处理出水;

(42)当所述ii级电fenton氧化处理上清液的氨氮浓度>1500mg/l时,对所述ii级电fenton氧化处理上清液进行鸟粪石反应脱氮处理,得到鸟粪石和脱氮处理上清液,将所述脱氮处理上清液依次进行i级短程硝化反硝化生化处理和ii级短程硝化反硝化生化处理,得到ii级生化处理出水;

(5)将所述步骤(4)中ii级生化处理出水进行电催化氧化处理,得到电催化氧化出水,所述电催化氧化出水达标排放。

优选地,所述步骤(1)中酸性为将垃圾渗滤液膜浓缩液的ph值调节至3.0~4.0;所述絮凝剂为阳离子型聚丙烯酰胺,投加量为1~3mg/l;所述酸析-沉淀处理的水力停留时间为10~20min。

优选地,所述步骤(2)中i级电fenton氧化处理和ii级电fenton氧化处理的电压独立地为4~8v。

优选地,所述步骤(2)中碱性为将ii级电fenton氧化处理后所得体系的ph值调节至7.5~8.0;所述絮凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺,投加量为2~4mg/l。

优选地,所述步骤(41)中i级短程硝化反硝化生化处理和ii级短程硝化反硝化生化处理的条件包括:ph值独立地为7.5~8.5,溶解氧浓度独立地<1.0mg/l;均在生物填料存在条件下进行,生物填料的填充率独立地为30~50%。

优选地,所述步骤(42)中鸟粪石反应脱氮处理前向所述ii级电fenton氧化处理上清液中投加mgcl2和na2hpo4,使体系中mg2+与nh3的摩尔比为1.0~2.0:1.0,hpo42-与nh3的摩尔比为0.5~1.0:1.0;所述鸟粪石反应脱氮处理包括依次进行的搅拌处理和静置沉淀处理,所述搅拌处理的时间为10~30min,所述静置沉淀处理的时间为5~20min;

所述步骤(42)中i级短程硝化反硝化生化处理和ii级短程硝化反硝化生化处理的条件包括:ph值独立地为7.5~8.5,溶解氧浓度独立地<1.0mg/l;均在生物填料存在条件下进行,生物填料的填充率独立地为30~50%。

优选地,所述步骤(5)中电催化氧化处理的条件包括:电极的析氧电位>1.6v、析氯电位<1.3v,电流密度为100~300a/m2,电压为4~6v,电催化氧化处理的时间为30~45min。

优选地,所述步骤(1)中腐殖酸料浆经浓缩后回收;

所述步骤(42)中鸟粪石经干燥后回收;

所述步骤(41)和步骤(42)中i级短程硝化反硝化生化处理、ii级短程硝化反硝化生化处理以及步骤(5)中电催化氧化处理还分别产生i级短程硝化反硝化生化处理污泥、ii级短程硝化反硝化生化处理污泥和电催化氧化处理污泥,所述i级短程硝化反硝化生化处理污泥、ii级短程硝化反硝化生化处理污泥、电催化氧化处理污泥与步骤(3)中ii级电fenton氧化处理污泥经脱水后进行回填。

本发明提供了一种处理垃圾渗滤液膜浓缩液的装置,包括依次连通的酸析装置1、i级电fenton氧化装置3、ii级电fenton氧化装置4、固液分离装置5、鸟粪石反应装置7、i级短程硝化反硝化生化反应装置9、ii级短程硝化反硝化生化反应装置10、电催化氧化装置11和排放口12,且所述固液分离装置5的出水口与i级短程硝化反硝化生化反应装置9的进水口之间连通有超越管路。

优选地,还包括腐殖酸收集装置2、鸟粪石收集装置8和污泥脱水装置6,所述腐殖酸收集装置2与酸析装置1的排渣口连通,所述鸟粪石收集装置8与鸟粪石反应装置7的排渣口连通,所述污泥脱水装置6与固液分离装置5的排泥口、i级短程硝化反硝化生化反应装置9的排泥口、ii级短程硝化反硝化生化反应装置10的排泥口和电催化氧化装置11的排泥口连通。

本发明提供了一种处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法。本发明提供的方法首先利用酸析-沉淀处理去除垃圾渗滤液膜浓缩液中的大量腐殖酸,接着经过两级电fenton氧化处理氧化去除、分解难降解有机物,再经过固液分离去除铁泥和悬浮物,然后根据所得上清液的氨氮浓度,选择性利用鸟粪石沉淀法对所述上清液进行脱氮处理后再进行两级短程硝化反硝化生化反应处理,或者是直接对所述上清液进行两级短程硝化反硝化生化反应处理,去除大部分有机物和含氮污染物,最后利用电催化氧化处理去除剩余有机物、氨氮和重金属等污染物,最终出水即可达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(gb16889-2008)。本发明以生化处理为主,以电fenton氧化和鸟粪石反应作为生化处理的控制点,联合电催化氧化,能够经济、高效从根本上消除垃圾渗滤液膜浓缩液中的难降解有机物、氨氮等污染物,实现出水达标排放。与蒸发浓缩技术相比,本发明提供的工艺整体投资可降低50%,能耗降低30%以上,解决了常规“生化+nf/ro”处理工艺中垃圾渗滤液膜浓缩液回灌、回流造成的原生化系统崩溃、膜污染堵塞严重的问题,非常适合目前垃圾渗滤液常规的“生化+膜”处理工艺的升级改造和膜浓缩液的应急处理。

本发明提供了一种处理垃圾渗滤液膜浓缩液的装置,所述装置各部件设置合理,且占地面积小,设备投资小。

附图说明

图1为本发明中处理垃圾渗滤液膜浓缩液的装置的结构示意图,其中,1为酸析装置,2为腐殖酸收集装置,3为i级电fenton反应装置,4为ii级电fenton反应装置,5为固液分离装置,6为污泥脱水装置,7为鸟粪石反应装置,8为鸟粪石收集装置,9为i级短程硝化反硝化生化反应装置,10为ii级短程硝化反硝化生化反应装置,11为电催化氧化装置,12为排放口。

具体实施方式

本发明提供了一种处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法,包括以下步骤:

(1)将垃圾渗滤液膜浓缩液的ph值调节至酸性,并投加阳离子型絮凝剂,进行酸析-沉淀处理,得到腐殖酸料浆和酸析上清液;

(2)将所述步骤(1)中酸析上清液依次进行i级电fenton氧化处理和ii级电fenton氧化处理,之后将所得体系的ph值调节至碱性,并投加阴离子型絮凝剂,进行絮凝处理,得到ii级电fenton氧化处理混合料液;

(3)将所述步骤(2)中ii级电fenton氧化处理混合料液经固液分离,得到ii级电fenton氧化处理污泥和ii级电fenton氧化处理上清液;

(4)根据所述步骤(3)中ii级电fenton氧化处理上清液的氨氮浓度,将所述ii级电fenton氧化处理上清液进行生化处理或脱氮-生化处理,得到ii级生化处理出水,其中,

(41)当所述ii级电fenton氧化处理上清液的氨氮浓度≤1500mg/l时,将所述ii级电fenton氧化处理上清液依次进行i级短程硝化反硝化生化处理和ii级短程硝化反硝化生化处理,得到ii级生化处理出水;

(42)当所述ii级电fenton氧化处理上清液的氨氮浓度>1500mg/l时,对所述ii级电fenton氧化处理上清液进行鸟粪石反应脱氮处理,得到鸟粪石和脱氮处理上清液,将所述脱氮处理上清液依次进行i级短程硝化反硝化生化处理和ii级短程硝化反硝化生化处理,得到ii级生化处理出水;

(5)将所述步骤(4)中ii级生化处理出水进行电催化氧化处理,得到电催化氧化出水,所述电催化氧化出水达标排放。

本发明将垃圾渗滤液膜浓缩液的ph值调节至酸性,并投加阳离子型絮凝剂,进行酸析-沉淀处理,得到腐殖酸料浆和酸析上清液。在本发明中,所述垃圾渗滤液膜浓缩液优选为垃圾渗滤液纳滤浓缩液和垃圾渗滤液反渗透浓缩液;所述垃圾渗滤液膜浓缩液的cod优选为1000~8000mg/l,氨氮浓度优选为100~3000mg/l,ph值优选为6~9,bod5优选为10~1000mg/l,tn(总氮)优选为100~3500mg/l,tp(总磷)优选为5~20mg/l,色度(稀释倍数)优选为100~2000。在本发明中,所述酸性优选为将垃圾渗滤液膜浓缩液的ph值调节至3.0~4.0;本发明优选采用浓盐酸调节垃圾渗滤液膜浓缩液的ph值,所述浓盐酸的浓度优选≥20wt%,更优选为36~38wt%。

将垃圾渗滤液膜浓缩液的ph值调节至酸性后,本发明向所得酸性垃圾渗滤液膜浓缩液中投加阳离子型絮凝剂,进行酸析-沉淀处理,得到腐殖酸料浆和酸析上清液。在本发明中,所述阳离子型絮凝剂优选为阳离子型聚丙烯酰胺(pam),投加量优选为1~3mg/l;所述阳离子型聚丙烯酰胺优选以阳离子型聚丙烯酰胺溶液形式使用,所述阳离子型聚丙烯酰胺溶液的浓度优选为1~2wt‰;所述酸析-沉淀处理的水力停留时间优选为10~20min。本发明将垃圾渗滤液膜浓缩液的ph值调节至酸性后,会析出腐殖酸,通过投加阳离子型絮凝剂使腐殖酸沉淀,优选经静置实现腐殖酸与酸析上清液的分离;分离后实际上得到的是腐殖酸料浆,含水率优选为90%以上;本发明优选将所述腐殖酸料浆经浓缩后回收;本发明对所述浓缩的方式没有特殊的限定,能够实现腐殖酸料浆浓缩即可,具体如干燥或压滤等。

得到酸析上清液后,本发明将所述酸析上清液依次进行i级电fenton氧化处理和ii级电fenton氧化处理,之后将所得体系的ph值调节至碱性,并投加阴离子型絮凝剂,进行絮凝处理,得到ii级电fenton氧化处理混合料液。在本发明中,所述i级电fenton氧化处理和ii级电fenton氧化处理的电压独立地优选为4~8v,更优选为4.5~6v。在本发明中,i级电fenton氧化处理和ii级电fenton氧化处理能够将难降解有机物分解成小分子有机物或矿化成二氧化碳和水;i级电fenton氧化处理后所得i级电fenton氧化处理出水无需调节ph值,直接进行ii级电fenton氧化处理。

完成ii级电fenton氧化处理后,本发明将所得体系的ph值调节至碱性,并投加阴离子型絮凝剂,进行絮凝处理,经固液分离得到ii级电fenton氧化处理污泥和ii级电fenton氧化处理上清液。在本发明中,所述碱性优选为将ii级电fenton氧化处理后所得体系的ph值调节至7.5~8.0;本发明优选采用氢氧化钠溶液调节ii级电fenton氧化处理后所得体系的ph值,所述氢氧化钠溶液的浓度优选为10~20wt%。

将ii级电fenton氧化处理后所得体系的ph值调节至碱性后,本发明优选将所得碱性体系进行脱泡处理,之后投加阴离子型絮凝剂,进行絮凝处理,经固液分离得到ii级电fenton氧化处理污泥和ii级电fenton氧化处理上清液。本发明对所述脱泡处理没有特殊的限定,能够脱除碱性体系中的微气泡即可。在本发明中,所述阴离子型絮凝剂优选为阴离子型聚丙烯酰胺,投加量优选为2~4mg/l;所述阴离子型聚丙烯酰胺优选以阴离子型聚丙烯酰胺溶液形式使用,所述阴离子型聚丙烯酰胺溶液的浓度优选为1~2wt‰。本发明将ii级电fenton氧化处理后所得体系的ph值调节至碱性,在去除水中铁离子的同时,可以发挥氢氧化铁的混凝吸附作用,进一步去除水中的悬浮颗粒等污染物,同时为后续鸟粪石的形成提供碱性环境。本发明优选将ii级电fenton氧化处理污泥经脱水后进行回填,本发明对所述脱水的方法没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的方式即可。

得到ii级电fenton氧化处理上清液后,本发明根据所述ii级电fenton氧化处理上清液的氨氮浓度,将所述ii级电fenton氧化处理上清液进行生化处理或脱氮-生化处理,得到ii级生化处理出水;其中,当所述ii级电fenton氧化处理上清液的氨氮浓度≤1500mg/l时,将所述ii级电fenton氧化处理上清液依次进行i级短程硝化反硝化生化处理和ii级短程硝化反硝化生化处理,得到ii级生化处理出水。在本发明中,所述i级短程硝化反硝化生化处理和ii级短程硝化反硝化生化处理的条件包括:ph值独立地优选为7.5~8.5,溶解氧浓度独立地优选<1.0mg/l;均在生物填料存在条件下进行,生物填料的填充率独立地优选为30~50%(所含菌种优选为耐含盐20000mg/l以上的高耐盐亚硝酸盐菌)。在本发明中,所述i级短程硝化反硝化生化处理和ii级短程硝化反硝化生化处理还分别产生i级短程硝化反硝化生化处理污泥和ii级短程硝化反硝化生化处理污泥,所述i级短程硝化反硝化生化处理污泥和ii级短程硝化反硝化生化处理污泥优选经脱水后进行回填,本发明对所述脱水的方法没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的方式即可。在本发明中,所述i级短程硝化反硝化生化处理主要起到脱碳作用,进水cod优选<1500mg/l,氨氮浓度优选<1500mg/l,总氮负荷优选为0.4~0.6kg/(m3·d);ii级短程硝化反硝化生化处理主要起到脱氮作用,进水cod优选<600mg/l,氨氮浓度优选<1000mg/l,总氮负荷优选为0.4~0.8kg/(m3·d)。

当所述ii级电fenton氧化处理上清液的氨氮浓度>1500mg/l时,本发明对所述ii级电fenton氧化处理上清液进行鸟粪石反应脱氮处理,得到鸟粪石和脱氮处理上清液,之后将所述脱氮处理上清液依次进行i级短程硝化反硝化生化处理和ii级短程硝化反硝化生化处理,得到ii级生化处理出水。本发明优选在脱氮处理前向所述ii级电fenton氧化处理上清液中投加mgcl2和na2hpo4(优选投加na2hpo4·12h2o),使体系中mg2+与nh3的摩尔比优选为1.0~2.0:1.0,hpo42-与nh3的摩尔比优选为0.5~1.0:1.0,之后进行脱氮处理。在本发明中,所述鸟粪石反应脱氮处理优选包括依次进行的搅拌处理和静置沉淀处理;所述搅拌处理的时间优选为10~30min,所述静置沉淀处理的时间优选为5~20min。本发明利用鸟粪石沉淀法可以实现ii级电fenton氧化处理上清液中氨氮的高效脱除,所得鸟粪石优选经干燥后回收。完成所述鸟粪石反应脱氮处理后,本发明将所得脱氮处理上清液依次进行i级短程硝化反硝化生化处理和ii级短程硝化反硝化生化处理,得到ii级生化处理出水;在本发明中,所述i级短程硝化反硝化生化处理和ii级短程硝化反硝化生化处理的条件优选参照上述ii级电fenton氧化处理上清液的氨氮浓度≤1500mg/l时进行的i级短程硝化反硝化生化处理和ii级短程硝化反硝化生化处理的条件,在此不再赘述。

得到ii级生化处理出水后,本发明将所述ii级生化处理出水进行电催化氧化处理,得到电催化氧化出水,所述电催化氧化出水达标排放。在本发明中,所述电催化氧化处理的条件包括:电极的析氧电位优选>1.6v、析氯电位优选<1.3v,电流密度优选为100~300a/m2,电压优选为4~6v,电催化氧化处理的时间优选为30~45min。在本发明中,所述电催化氧化处理还产生电催化氧化处理污泥,所述电催化氧化处理污泥优选经脱水后进行回填,本发明对所述脱水的方法没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的方式即可。本发明通过电催化氧化处理除去剩余有机物、氨氮和重金属等污染物。

本发明提供了一种处理垃圾渗滤液膜浓缩液的装置,包括依次连通的酸析装置1、i级电fenton氧化装置3、ii级电fenton氧化装置4、固液分离装置5、鸟粪石反应装置7、i级短程硝化反硝化生化反应装置9、ii级短程硝化反硝化生化反应装置10、电催化氧化装置11和排放口12,且所述固液分离装置5的出水口与i级短程硝化反硝化生化反应装置9的进水口之间连通有超越管路。

本发明提供的处理垃圾渗滤液膜浓缩液的装置包括酸析装置1,用于将垃圾渗滤液膜浓缩液进行酸析-沉淀处理。作为本发明的一个实施例,所述酸析装置1包括匀质单元和沉淀单元,即实现搅拌池和沉淀池一体化,且设置有浮渣刮除器,所述浮渣刮除器能够刮除调节ph值时产生的浮渣。

作为本发明的一个实施例,所述处理垃圾渗滤液膜浓缩液的装置包括腐殖酸收集装置2,所述腐殖酸收集装置2与酸析装置1的排渣口连通,用于收集酸析装置1排出的腐殖酸并对其进行浓缩。

本发明提供的处理垃圾渗滤液膜浓缩液的装置包括顺次连通的i级电fenton氧化装置3和ii级电fenton氧化装置4,分别用于进行i级电fenton氧化处理和ii级电fenton氧化处理;所述i级电fenton氧化装置3的进水口与酸析装置1的出水口连通,所述i级电fenton氧化装置3的出水口直接与ii级电fenton氧化装置4的进水口连通。作为本发明的一个实施例,所述i级电fenton氧化装置3和ii级电fenton氧化装置4均包括电fenton氧化反应器、加药设备和应急设备;所述ii级电fenton氧化装置4末端还设置有脱泡单元,用于进行脱泡处理。作为本发明的一个实施例,所述电fenton氧化反应器可以是塔式,也可以是池式,并使用循环泵或者曝气器辅助传质。

本发明提供的处理垃圾渗滤液膜浓缩液的装置包括固液分离装置5,所述固液分离装置5的进料口与ii级电fenton氧化装置4的出料口连通,用于将ii级电fenton氧化装置4排出的泥水混合物(即ii级电fenton氧化处理混合料液)进行固液分离。

本发明提供的处理垃圾渗滤液膜浓缩液的装置包括顺次连通的鸟粪石反应装置7、i级短程硝化反硝化生化反应装置9和ii级短程硝化反硝化生化反应装置10,所述鸟粪石反应装置7的进料口与固液分离装置5的出水口连通,且所述固液分离装置5的出水口与i级短程硝化反硝化生化反应装置9的进水口之间连通有超越管路,可以根据固液分离装置5的出水(即ii级电fenton氧化处理上清液)的氨氮浓度,选择性将其在鸟粪石反应装置7中进行脱氮处理后再于i级短程硝化反硝化生化反应装置9和ii级短程硝化反硝化生化反应装置10中进行i级短程硝化反硝化生化处理和ii级短程硝化反硝化生化处理,或者是直接将所述ii级电fenton氧化处理上清液于i级短程硝化反硝化生化反应装置9和ii级短程硝化反硝化生化反应装置10中进行i级短程硝化反硝化生化处理和ii级短程硝化反硝化生化处理。

作为本发明的一个实施例,所述鸟粪石反应装置7包括搅拌和加药设备,并设置有排渣斗。

作为本发明的一个实施例,所述处理垃圾渗滤液膜浓缩液的装置包括鸟粪石收集装置8,用于收集鸟粪石反应装置7排出的鸟粪石并对其进行干燥。

作为本发明的一个实施例,所述i级短程硝化反硝化生化反应装置9和ii级短程硝化反硝化生化反应装置10均装填有生物填料,所含菌种为耐含盐20000mg/l以上的高耐盐亚硝酸盐菌。

本发明提供的处理垃圾渗滤液膜浓缩液的装置包括顺次连通的电催化氧化装置11和排放口12,所述电催化氧化装置11的进水口与ii级短程硝化反硝化生化反应装置10的出水口连通;所述电催化氧化装置11用于将ii级短程硝化反硝化生化反应装置10的出水进行电催化氧化处理,之后通过排放口12将电催化氧化装置11的达标出水排放。

作为本发明的一个实施例,所述电催化氧化装置11的电极的析氧电位高于1.6v、析氯电位低于1.3v,阴极和阳极的距离(极板间距)为1~2cm,且所述电催化氧化装置11设置有排渣斗和极板清洗设备。

作为本发明的一个实施例,所述排放口12配套设置有巴氏计量槽,以便于记录污水处理工程设施的处理水量。

作为本发明的一个实施例,所述处理垃圾渗滤液膜浓缩液的装置包括污泥脱水装置6,所述污泥脱水装置6与固液分离装置5的排泥口、i级短程硝化反硝化生化反应装置9的排泥口、ii级短程硝化反硝化生化反应装置10的排泥口和电催化氧化装置11的排泥口连通,用于将固液分离装置5、i级短程硝化反硝化生化反应装置9、ii级短程硝化反硝化生化反应装置10和电催化氧化装置11排出的污泥进行脱水。

作为本发明的一个实施例,所述处理垃圾渗滤液膜浓缩液的装置使用前进行防腐处理,如各部件的内壁均设置防腐涂层。

下面将结合本发明中的实施例,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例1

利用图1所示装置对某垃圾填埋场垃圾渗滤液纳滤(nf)膜浓缩液进行处理,处理水量为12t/d,其中,所述垃圾渗滤液纳滤膜浓缩液的cod为4710.54mg/l,氨氮浓度为1697.14mg/l,ph值为8.44,bod5为376.84mg/l,tn为1830.25mg/l,tp为7.52mg/l,色度为1500(稀释倍数);处理方法包括以下步骤:

(1)利用浓度为36wt%的浓盐酸将垃圾渗滤液nf浓缩液的ph值调节至3.0,之后进入酸析装置1中,并加入浓度为1.5wt‰的阳离子型pam溶液(阳离子型pam的投加量为3mg/l),水力停留时间15min,得到腐殖酸料浆和酸析上清液,所述腐殖酸料浆进入腐殖酸收集装置2中进行浓缩处理后回收,所述酸析上清液的cod为4120.74mg/l,氨氮浓度为1628.57mg/l,去除率分别为12.53%和4.04%;

(2)将所述酸析上清液在i级电fenton氧化装置3中进行i级电fenton氧化处理(电压为4.5v),得到i级电fenton氧化处理出水,所述i级电fenton氧化处理出水的cod为1977.96mg/l,氨氮浓度为1617.84mg/l,去除率分别为52.00%和0.66%;

将所述i级电fenton氧化处理出水在ii级电fenton氧化装置4中进行ii级电fenton氧化处理(电压为4.5v),之后利用浓度为20wt%的氢氧化钠溶液将体系的ph值调节至8.0,经ii级电fenton氧化装置4末端的脱泡单元进行脱泡处理,并加入浓度为1.5wt‰的阴离子型pam溶液进行絮凝(阴离子型pam的投加量为4mg/l),得到ii级电fenton氧化处理混合料液;

(3)所述ii级电fenton氧化处理混合料液进入固液分离装置5中进行固液分离,得到ii级电fenton氧化处理污泥和ii级电fenton氧化处理上清液,所述ii级电fenton氧化处理污泥进入污泥脱水装置6进行脱水后回填,所述ii级电fenton氧化处理上清液的cod为731.85mg/l,氨氮浓度为1603.25mg/l,去除率分别为62.99%和0.90%;

(4)所述ii级电fenton氧化处理上清液进入鸟粪石反应装置7中,投加mgcl2和na2hpo4·12h2o,使体系中mg2+与nh3的摩尔比为1.5:1,hpo42-与nh3的摩尔比为1:1,进行脱氮处理,具体是搅拌处理15min,之后静置10min,得到鸟粪石和脱氮处理上清液,所述鸟粪石进入鸟粪石收集装置8中进行干燥处理后回收,所述脱氮处理上清液的cod为723.22mg/l,氨氮浓度为503.92mg/l,去除率分别为1.18%和68.57%;

所述脱氮处理上清液进入i级短程硝化反硝化生化反应装置9中进行i级短程硝化反硝化生化处理,之后进入ii级短程硝化装置生化反应装置10中进行ii级短程硝化反硝化生化处理,得到ii级生化处理出水;其中,i级短程硝化反硝化生化处理和ii级短程硝化反硝化生化处理过程中,生物填料(菌种为耐含盐20000mg/l以上的高耐盐亚硝酸盐菌)填充率为40%,溶解氧浓度控制在0.2mg/l,ph值为7.5,产生的污泥进入污泥脱水装置6进行脱水后回填;所述ii级生化处理出水的cod为437.18mg/l,氨氮浓度为98.41mg/l,去除率分别为39.55%和80.47%;

(5)所述ii级生化处理出水进入电催化氧化装置11中进行电催化氧化处理,得到电催化氧化出水;其中,所述电催化氧化处理的电流密度为200a/m2,电极的析氧电位>1.6v、析氯电位<1.3v,极板间距为1cm,电流为16.0a,电压为3.8v,电催化氧化处理时间为45min,产生的污泥进入污泥脱水装置6进行脱水后回填;所述电催化氧化出水的cod为21.44mg/l,氨氮为0.00mg/l,去除率分别达95.10%和100%;

所述电催化氧化出水品质优于《生活垃圾填埋场污染控制标准》(gb16889-2008),经排放口12排放。

实施例1中垃圾渗滤液纳滤膜浓缩液(即进水)以及各处理装置出水水质指标具体见表1。

表1实施例1中进水以及各处理装置出水水质指标

由以上实施例可知,本发明利用酸析回收腐殖酸后,接着经过两级电fenton氧化处理氧化去除、分解难降解有机物,再经过固液分离去除铁泥和悬浮物,省去二次调节ph值的工序,且i级电fenton氧化处理和ii级电fenton氧化处理之间省去加碱和絮凝剂沉淀工序,节约投药量且减少设备占地面积。两级电fenton氧化处理打开了部分复杂有机污染物的链环,鸟粪石反应则将部分氨氮资源化利用,同时进一步提高了废水的可生化性;电fenton氧化装置和鸟粪石反应装置作为后续短程硝化反硝化生化反应的控制点,提高可生化性的同时减小氨氮冲击负荷,将生化处理效果最大化。短程硝化反硝化生化处理后,利用电催化氧化处理把关,剩余有机污染物、氨氮和重金属等污染物得到有效去除。尤其在总氮(tn)去除方面,本发明以生化处理为主,鸟粪石沉淀法为辅,电催化氧化处理把关,三级递进,实现了经济高效脱氮,解决了垃圾渗滤液浓液脱氮难题。

同时,本发明还具有以下有益效果:

1、本发明提供的工艺不产生二次浓缩液或废渣,电fenton氧化氧化与鸟粪石沉淀法脱氮处理均为生化处理进水的控制点,整个系统以高效生化处理为主,能以较低的成本将垃圾渗滤液膜浓缩液处理达标。

2、加酸沉淀回收腐殖酸后,对酸性上清液直接进行电fenton氧化处理,与传统fenton氧化相比,无硫酸根离子引入,减少了投药量和盐分的积累,利于提高废液的可生化性;且两级电fenton氧化处理之间,不设沉淀处理,直接串联反应,保证处理效果的前提下,操作简便,节省氢氧化钠和絮凝剂等药剂的使用,节约成本,如按照本发明实施例1中方法运行,处理每吨垃圾渗滤液纳滤膜浓缩液节省氢氧化钠约4kg,节省絮凝剂约0.06kg,即节省药剂成本约16.3元/吨。

3、生化处理利用两级短程硝化反硝化生化反应装置,占地面积小,且能适应高氨氮浓度和低c/n的废水水质,减少碳源的投加,节约成本,如按照本发明实施例1中方法运行,可减少约40%碳源的投加,即节约碳源成本约3.6元/吨;其菌种为耐含盐20000mg/l以上的高耐盐亚硝酸盐菌,对cod和氨氮的去除效率较高。

4、两级电fenton氧化处理和电催化氧化处理的高级氧化组合,可适应应急处理,且全套处理工艺操作灵活,能耗低,与氨吹脱或膜脱氨+电催化工艺相比,设备投资费用低,电耗大幅下降,运营成本低;具体的,处理垃圾渗滤液纳滤膜浓缩液时,氨吹脱工艺和膜脱氨工艺的电耗约分别为5元/吨和1元/吨,而本发明中鸟粪石脱氮工艺的电耗不足0.7元/吨,整体而言,本发明提供的方法能够节省运营成本30%以上,投资费用为氨吹脱/膜脱氨+电催化氧化工艺投资费用的50%以下。

综上所述,本发明提供的方法无二次浓液和废渣产生、能耗较低,可回收腐殖酸和鸟粪石,兼具生态和经济效益,适应目前垃圾渗滤液“生化+膜”组合工艺生产和存量浓液的处理。最佳情况下,在垃圾渗滤液膜浓缩液cod和氨氮的初始浓度分别为4710.54mg/l和1697.14mg/l情况下,出水cod和氨氮浓度分别为21.44mg/l和0.00mg/l,去除率分别达99.54%和100%。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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