垃圾滲濾液全量無害化處理方法

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  • 來源:中國汙水處理工程網

垃圾滲濾液是指垃圾廢物在堆放、填埋和焚燒過程中通過壓實、發酵作用產生的二次汙染物,為有機或無機有害成分的液體形態,通常具有成分複雜、氨氮(NH4-N)和有機汙染物質(CODcr)濃度高、可生化性差、總溶解性固體含量(TDS)高、重金屬物質含量高,且伴有劇毒,惡臭等主要特性,是國內外公認最難處理的廢水之一。

垃圾滲濾液的物質成分和濃度波動很大,取決於填埋廢棄物的種類、性質、填埋方式、汙染物的溶出速度和化學作用、降雨狀況、填埋場場齡以及填埋場結構等,但其主要影響因素為填埋場的使用年限和設計構造。目前根據填埋年限的長短,我國垃圾填埋場主要分為初期垃圾填埋場(≤5年),成熟垃圾填埋場(5-10年)和老齡垃圾填埋場(≥10年)。不同時期填埋場的垃圾滲濾液水質情況均有較大變化,其處理難度隨填埋年限增加逐年遞增。

目前,國內絕大多數垃圾填埋場滲濾液處理站采用由國家環保部頒布執行《生活垃圾填埋場滲濾液處理工程技術規範(試行)》(HJ564-2010)提出的“預處理+生化處理+膜深度處理”的主流處理工藝,主要包括:(1)預處理,常采用固液分離,格柵,混凝沉澱等物理方法將滲濾液中的渣質和懸浮物質初步去除;(2)生化處理,即利用硝化菌和反硝化菌的協同作用將滲濾液中的汙染物質進行生物降解,常采用A/O+UF的膜生物反應器(MBR)模塊;(3)膜深度處理,針對滲濾液中生化無法處理的汙染物利用膜分離裝置對汙染物質進行截留,處理後產水可合格達標排放,常采用納濾+华体会hth登录入口組合膜分離工藝。

長期以來采用主流滲濾液處理工藝的幾個主要問題是:

(1)抗水質水量波動能力弱。垃圾滲濾液水質和水量隨季節,氣候,填埋年限等因素經常發生波動,尤其對於填埋年限超過10年的老齡填埋場而言,垃圾滲濾液普遍存在水量減少,有機汙染物濃度降低,氨氮汙染物濃度升高等特點,如繼續采用主流處理工藝,生化處理階段需大量投加碳源,驟增運行費用,且膜深度處理產水率低,隨時麵臨產水質水量不達標的風險;

(2)產生對環境危害的二次汙染物。膜深度處理技術從本質上僅僅將滲濾液中的汙染物通過物理截留的方式從液相中分離,產生的膜濃縮液各汙染物質濃度更高,處理更加困難。目前大部分在運行的滲濾液處理站都將膜濃縮液回灌至庫區後循環流入調節池,使原水水質持續惡化,最終造成整個處理模塊崩潰;

(3)可控製調節能力較弱。通常垃圾滲濾液主流處理工藝在運行過程中很難通過調節單個或多個獨立工藝單元而實現汙染物去除效率的改變,組合處理工藝可操控調節能力弱,無法適應像滲濾液這樣複雜水質變化,很難在保證產水指標合格的前提下滿足處理規模的要求。

在汙水處理技術領域,具體提供了一種垃圾滲濾液全量無害化處理方法及係統,通過依次對垃圾填埋場調節池滲濾液原液進行預曝氣及預混凝沉澱的處理、催化濕式氧化處理、膜生物反應器處理、膜芬頓反應器處理及脫氣膜脫氨處理後得到標準水質。該方法及係統在保證最終產水合格達標的基本前提下,產水率接近95%,無膜濃縮液等二次汙染物產生,實現滲濾液處理零排放,綠色環保;多個獨立處理模塊可根據待處理廢水水質水量變化即時作出應對,可以增減核心設備元件,調整投藥量等措施控製汙染物去除效率;整體工藝控製調節能力強,抗衝擊負荷能力強,可滿足垃圾滲濾液在不同時期水質水量波動的處理要求;且工藝運行成本低。

垃圾滲濾液全量無害化處理工藝流程

1.一種垃圾滲濾液全量無害化處理方法,其特征在於,包括以下步驟:

S1:預處理,具體包括對垃圾填埋場調節池滲濾液原液進行預曝氣及預混凝沉澱的處理;

S2:催化濕式氧化(CWAO)處理,具體包括對預處理後的出水通過高溫高壓濕式催化氧化作用將滲濾液中有機物及含氮物質,使其轉化為CO2,H2O及N2等無害物質;

S3:膜生物反應器(MBR)處理,具體包括通過兩級硝化-反硝化作用去除經過CWAO處理後滲濾液中可生物降解的有機物和氨氮汙染物;

S4:膜芬頓反應器(MFR)處理,具體包括對MBR處理後滲濾液中不可生化降解的有機汙染物通過類芬頓催化氧化體係進行深度處理,達到COD指標排放要求;

S5:脫氣膜脫氨處理,具體包括對MBR和MFR處理後滲濾液中殘餘氨氮汙染物利用強酸和氣態膜聯合作用將氨氮提取,使尾水得到深度處理達到NH4-N和TN指標排放要求。

2.所述預處理包括向所述垃圾滲濾液原液中首先通入壓縮空氣,在預設停留時間和曝氣量條件下,改變液相緩衝體係,之後通過投加碳酸鈉(Na2CO3)、氫氧化鈉(NaOH)調節廢水pH至8~9.5,使廢水中鈣鎂離子形成沉澱,加入聚合氯化鋁(PAC)及聚丙烯酰胺(PAM),攪拌均勻,通過混凝沉澱作用沉降鈣鎂絮狀物以及廢水中的懸浮物質,改善滲濾液水質。

3.所述催化濕式氧化(CWAO)包括將所述預處理後垃圾滲濾液通入特定CWAO催化氧化模塊,通過換熱器將廢水升溫,通過汽水混合器將壓縮空氣與升溫後廢水混合均勻後通入間歇式攪拌釜主反應塔,在預設溫度、壓力和催化劑的作用下,經空氣和氧化藥劑聯合氧化,使滲濾液中有機物及含氮物質分別氧化分解成包含CO2,H2O及N2的物質。

4.所述膜生物反應器(MBR)包括生化處理模塊和外置管式膜超濾模塊;生化處理模塊包含一級反硝化池,一級硝化池,二級反硝化池和二級硝化池,一級和二級反硝化池內安裝有潛水攪拌機連續攪拌,保證池內汙泥濃度均勻;一級和二級硝化池內安裝有射流曝氣裝置進行鼓風曝氣,保證池內溶解氧濃度維持在2~5mg/L;CWAO出水泵入一級反硝化池後,隨溢流方向分別流入一級硝化池,二級反硝化池,二級硝化池,二級硝化池出水經水泵提升至外置管式超濾膜模塊,超濾濃縮液回流至一級反硝化池;同時,一級反硝化池與一級硝化池間設置有混合液回流泵將一級硝化池硝化液回流至一級反硝化池。

5.所述膜芬頓反應器(MFR)包括類芬頓催化氧化模塊和內置微濾膜模塊;

MBR出水後進入MFR反應器,通過調節pH至4~4.5,在類芬頓複合催化劑和氧化藥劑的聯合作用下進一步將不可生化降解的有機汙染物徹底礦化分解為CO2和H2O;同時利用內置式微濾膜代替傳統二沉池截留廢水中懸浮物質。

6.步驟S5具體包括:將所述MFR出水通過調節pH至9~11,調節溫度至35℃,在疏水性中空纖維膜作用下將廢水中遊離氨氮汙染物轉換成氨氣,通過強酸側吸收後轉換成銨鹽排出。

7.步驟S1與步驟S4所產生的化學汙泥與步驟S3產生的生化汙泥共同收集至汙泥調理池,由汙泥壓濾模塊脫水處理後送至指定填埋地點填埋。

8.步驟S4還包括:將MBR處理後殘餘的有機氮轉換為氨氮形式。

9.所述模塊用於根據權利要求1至8任一項所述的垃圾滲濾液全量無害化處理方法對垃圾填埋場調節池滲濾液原液進行處理。

10.所述係統包括通過管道依次連接的預處理模塊、CWAO催化濕式氧化模塊、MBR膜生物反應器模塊、MFR膜芬頓反應器模塊、脫氣膜脫氨模塊、清水池、汙泥濃縮池及汙泥處理模塊。

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