CN108275849A - 一种纳滤出水综合处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种纳滤出水综合处理方法，基于依次连接的电渗析单元、深度氧化氧化与生化强单元、盐水减量化单元、电氧化单元和分质结晶单元处理设备；采用以下方法：S1：将纳滤出水进入电渗析处理单元，将纳滤产水的有机物和盐分进行分离。S2：将步骤S1得到淡水进入深度氧化串联强化生化处理单元进行氧化和强化生化处理；S3：将步骤S1得到的浓水进入盐水减量化处理单元；S4：将步骤S3得到的浓水进入分质结晶单元，得到氯化钠、氯化钾工业盐；S5：将步骤S4中的蒸馏水与步骤S3产生的淡水混合进入电氧化单元；S6：将S2出水与步骤S5出水混合后达标排放；本发明实现了对渗滤液纳滤出水的全量化处理，资源化利用，为纳滤出水处理提供了新的思路。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾渗滤液处理领域，特别是涉及垃圾渗滤液处理工艺的纳滤出水处理的技术。
背景技术
垃圾渗滤液是垃圾收运和处理过程中产生的一种高浓度有机废水，具有污染物种类多、成分复杂、变化极不稳定的特点。
我国的垃圾渗滤液排放要求十分严格，如在非敏感区域直接排放，执行《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)表2标准，其中COD≤100mg/L、氨氮≤25mg/L、总氮≤40mg/L、总磷≤3mg/L，除此之外，一些重金属指标也需要达到相应的排放标准。
目前我国主流的垃圾渗滤液处理工艺为：预处理+生化处理(MBR)+纳滤+反渗透。该工艺能有效地保证出水氨氮、COD、氨氮等指标稳定达到GB16889-2008表2标准，出水水质较好。
但现有处理工艺主要缺点：反渗透浓水很难处理，盐份很高，目前较多将浓水回灌至前端填埋场，导致盐份长期在渗滤液处理系统中积累，严重增加了渗滤液后续处理的难度；也有部分处理厂，采用蒸发浓缩液的方式实现浓液的减量化，蒸发处理后剩下的浓缩母液仍未找到很好的处理方法、结晶盐纯度较低难以资源化利用。反渗的成本高。
发明内容
针对现有技术不足，本发明主要解决的技术问题是，提供一种纳滤出水综合处理方法。该方法利用电渗析单元、深度氧化与生化强单元、盐水减量化单元、电氧化单元和分质结晶单元，能够解决现有技术中RO浓水难以资源化、全量化处理的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种(垃圾渗滤液处理的)纳滤出水综合处理方法，基于依次连接的电渗析单元、深度氧化与生化强单元、盐水减量化单元、电氧化单元和分质结晶单元处理设备；采用以下技术路线予以实现：
S1：将纳滤出水进入电渗析处理单元，将纳滤产水的有机物和盐分进行分离。
S2：将步骤S1得到淡水进入深度氧化串联强化生化处理单元进行氧化和强化生化处理；
S3：将步骤S1得到的浓水进入盐水减量化处理单元；
S4：将步骤S3得到的浓水进入分质结晶单元，得到氯化钠、氯化钾工业盐；
S5：将步骤S4中的蒸馏水与步骤S3产生的淡水混合进入电氧化单元；
S6：将S2出水与步骤S5出水混合后达标排放；
纳滤出水指的是渗滤液MBR工艺后纳滤产水，纳滤出水指标范围：COD：＜400mg/L，TDS：＜20000mg/L，氨氮：＜300mg/L，pH值：6～8，硬度：＜50mg/L。
电渗析单元是采用一价阳离子交换膜、一价阴离子交换膜交替组合产生的膜堆与阳极、阴极组合所构成。
步骤S1中，所述的电渗析处理单元，将纳滤产水内的氯化钠或氯化钾与二价离子及有机物实现分离。在淡水室，实现纳滤产水内的脱盐过程，离子在水溶液内是以水和离子的形式存在的，离子的迁移导致部分水分的迁移，使淡水室内脱盐后的有机物浓度增加，为后续深度氧化串联强化生化处理单元提供条件。
步骤S2中，所述的深度氧化串联强化生化处理单元具体处理步骤为：电渗析处理单元淡水进入深度氧化处理系统，所述的深度氧化方法指选择O3氧化法、催化湿式氧化法、电化学氧化法、Fenton氧化法、类Fenton氧化法中的一种或几种。深度氧化处理的出水在一体化澄清池中利用絮凝剂絮凝沉淀，絮凝沉淀出水在生化池中进行生化处理，经生化池后的泥水混合物进入二沉池，经二沉池分离后。深度氧化将难降解的有机物转换成易于生物降解的有机物，提高可生化性，随后再通过生化氧化达到降低COD和总N的目的。所述的生化方法主要以好氧生化工艺为主，可以选择A/O工艺、A2/O工艺、MBR工艺、生物流化床工艺、曝气生物滤池中的一种或几种，单级或多级串联。
深度氧化处理的出水使B/C比提高0.05以上。
步骤S3所述盐水减量化单元包括电渗析、MVR降膜蒸发、高压反渗透中的一种或两种，单级或多级串联组成。所述的盐水减量化单元产生的淡水特征：COD：＜100mg/L，氨氮：＜200mg/L，所述盐水减量化单元产生的高盐水特征为：TDS：100000～200000mg/L，COD：≤1000mg/L；水的总硬度：≤100mg/L；pH值：6～10；S3所产生淡水进入电氧化单元，通过电解过程，将淡水内COD及氨氮降解至：COD：＜50mg/L，氨氮：＜20mg/L。
步骤S4所述分质结晶单元包括：蒸发结晶子单元、冷却结晶子单元、晶浆罐子单元、离心分离子单元、干燥和包装子单元；所述蒸发结晶子单元指的是MVR蒸发结晶单元，蒸发器的蒸发温度为85～105℃；所述冷却结晶单元结晶器温度控制在5～25℃；分质结晶产生的工业盐品质：氯化钠结晶盐纯度大于97.5％，并满足国家标准《工业盐》GB/T 5462-2003中精制工业盐二级标准；氯化钾产品纯度大于90％，并满足国家标准《工业氯化钾》GB/T 7118-2008标准。
步骤S6所述的出水达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)表2标准，其中COD≤100mg/L、氨氮≤25mg/L、总氮≤40mg/L、总磷≤3mg/L，一些重金属指标也达到相应的排放标准。
有益效果：本发明的生活垃圾填埋液的通常处理方法的基础上，针对现有通常的“前处理+MBR+纳滤+反渗透”的工艺中，采用承接纳滤出水的处理工艺，提供一种纳滤出水综合处理方法，克服了反渗透带来的成本及浓水及固体难以再处理的问题，本发明方法利用电渗析单元、深度氧化与生化强单元、盐水减量化单元、电氧化单元和分质结晶单元，可以达到资源化、全量化处理的目的，并且废水完全达到国家规定的排放指标。
附图说明：
图1为工艺流程图；
图2为电渗析示意图；
图3为深度氧化与强化生化处理流程图；
图4为电氧化示意图；
图5为分质结晶流程图。
具体实施方式
实施例1：
采用本发明方法处理某垃圾渗滤液处理厂纳滤出水，COD＝250～300mg/L，TDS11000～13000mg/L，NH3-N150～200mg/L，该股废水经电渗析处理单元，控制电流密度200～300A/m2，控制电压在60～70V，淡水室出水COD300～350mg/L，TDS500～800mg/L。浓水室出水COD<50mg/L，TDS50000～60000mg/L。淡水室出水经一段臭氧深度氧化，O3与COD的质量比控制在5:1，反应时间控制在1h左右，B/C比提高0.1～0.2，深度氧化后，进入MBR系统，生化停留时间5～8h，出水COD<100mg/L，NH3-N<25mg/L。浓水室出水进入二级电渗析，控制电流密度400～500A/m2，控制电压在60～70V，浓水室出水TDS达150000～180000mg/L。淡水室出水TDS为10000mg/L～20000mg/L，COD为80～100mg/L，氨氮为50～100mg/L。浓水室出水进过蒸发系统得到纯度大于98％的氯化钠，纯度大于90％的氯化钾。二级电渗析淡水室产水与蒸发系统蒸馏水混合后，进入电氧化装置，电极板阳极为DSA电极，电流密度为30mA/cm2，电压5.5～6V。出水氨氮小于20mg/L。与生化出水混合后排放，出水达到埋场污染控制标准(GB 16889-2008)中表2标准。
实施例2：
采用本发明方法处理某垃圾渗滤液填埋场厂纳滤出水，COD＝150～220mg/L，TDS11000～13000mg/L，NH3-N 50～100mg/L，该股废水经电渗析处理单元，控制电流密度200～300A/m2，控制电压在60～70V，淡水室出水COD260～300mg/L，TDS500～800mg/L。浓水室出水COD<50mg/L，TDS50000～60000mg/L。淡水室出水用O3进行深度氧化，O3与COD的质量比控制在5:1，反应时间控制在1h左右，B/C比提高0.05～0.1，采用活性炭生物滤池进行强化生化，停留时间0.5h，出水COD<100mg/L，NH3-N<20mg/L。浓水室出水进入DTRO，采用HP-DTRO(90bar)，浓缩液TDS 100000mg/L。浓水室出水进过蒸发系统得到纯度大于98％的氯化钠，纯度大于90％的氯化钾。DTRO产水、蒸发系统蒸馏水、生化出水混合后排放，出水达到埋场污染控制标准(GB 16889-2008)中表2标准。
实施例3：
采用本发明方法处理某垃圾渗滤液处理厂纳滤出水，COD＝150～220mg/L，TDS12000～15000mg/L，NH3-N 150～200mg/L，该股废水经电渗析处理单元，控制电流密度200～300A/m2，控制电压在60～70V，淡水室出水COD260～300mg/L，TDS500～800mg/L。浓水室出水COD<50mg/L，TDS50000～60000mg/L。淡水室出水用Fenton进行深度氧化，H2O2投加量控制在3％，采用生物流化床进行强化生化，出水COD<100mg/L，NH3-N<20mg/L。浓水进入蒸发系统进行蒸发浓缩，盐结晶得到纯度大于98％的氯化钠，纯度大于90％的氯化钾，蒸馏水加入次氯酸钠，出水氨氮小于25mg/L。蒸发系统蒸馏水、生化出水混合后排放，出水达到埋场污染控制标准(GB 16889-2008)中表2标准。
实施例4：
采用本发明方法处理某垃圾渗滤液处理厂纳滤出水，COD＝200～240mg/L，TDS11000～13000mg/L，NH3-N100～150mg/L，废水经电渗析处理单元，控制电流密度200～300A/m2，控制电压在60～70V，淡水室出水COD260～300mg/L，TDS500～800mg/L。浓水室出水COD<50mg/L，TDS50000～60000mg/L。淡水室出水经一段O3/H2O2深度氧化，O3与COD的质量比控制在3:1，双氧水用量0.5～1％，B/C比提高0.1～0.15，深度氧化后，进入A/O系统，曝气时间6～8h，出水COD<100mg/L，NH3-N<25mg/L。浓水室出水进入二级电渗析，控制电流密度400～500A/m2，控制电压在60～70V，浓水室出水TDS达150000～180000mg/L。淡水室出水TDS为10000mg/L～20000mg/L，COD为80～100mg/L，氨氮为50～100mg/L。浓水室出水进过蒸发系统得到纯度大于98％的氯化钠，纯度大于90％的氯化钾。二级电渗析淡水室产水与蒸发系统蒸馏水混合后，进入电氧化装置，电极板阳极为DSA电极，电流密度为30mA/cm2，电压5.5～6V。出水氨氮小于20mg/L。与生化出水混合后排放，出水达到埋场污染控制标准(GB16889-2008)中表2标准。
实施例5：
采用本发明方法处理某垃圾渗滤液填埋场厂纳滤出水，COD＝150～200mg/L，TDS12000～15000mg/L，NH3-N 100～150mg/L，废水经电渗析处理单元，控制电流密度250～270A/m2，控制电压在60～70V，淡水室出水COD220～300mg/L，TDS500～800mg/L。浓水室出水COD<50mg/L，TDS50000～60000mg/L。淡水室出水用O3/H2O2深度氧化，O3与COD的质量比控制在3:1，双氧水用量0.5～1％，B/C比提高0.1～0.15，采用MBR进行强化生化，停留时间6～8h，出水COD<100mg/L，NH3-N<20mg/L。浓水室出水进入DTRO，采用HP-DTRO(90bar)，浓缩液TDS 100000mg/L。浓水室出水进过蒸发结晶系统得到纯度大于98％的氯化钠，纯度大于90％的氯化钾。DTRO产水、蒸发系统蒸馏水、生化出水混合后排放，出水达到埋场污染控制标准(GB 16889-2008)中表2标准。
Claims (10)
1.一种纳滤出水综合处理方法，其特征在于：基于依次连接的电渗析单元、深度氧化氧化与生化强单元、盐水减量化单元、电氧化单元和分质结晶单元处理设备；采用以下方法：
S1：将纳滤出水进入电渗析处理单元，将纳滤产水的有机物和盐分进行分离。
S2：将步骤S1得到淡水进入深度氧化串联强化生化处理单元进行氧化和强化生化处理；
S3：将步骤S1得到的浓水进入盐水减量化处理单元；
S4：将步骤S3得到的浓水进入分质结晶单元，得到氯化钠、氯化钾工业盐；
S5：将步骤S4中的蒸馏水与步骤S3产生的淡水混合进入电氧化单元；
S6：将S2出水与步骤S5出水混合后达标排放；
所述纳滤出水指的是渗滤液MBR工艺后纳滤产水，纳滤出水指标范围：COD：＜400mg/L，TDS：＜20000mg/L，氨氮：＜300mg/L，pH值：6～8，硬度：＜50mg/L。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电渗析单元采用一价阳离子交换膜、一价阴离子交换膜交替组合产生的膜堆与阳极、阴极组合构成；步骤S1中，所述的电渗析处理单元，将纳滤产水内的氯化钠或氯化钾与二价离子及有机物实现分离；在淡水室，实现纳滤产水内的脱盐，离子在水溶液内是以水和离子的形式存在的，离子的迁移导致部分水分的迁移，使淡水室内脱盐后的有机物浓度增加，为后续深度氧化串联强化生化处理单元提供条件。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于：步骤S2中，所述的深度氧化串联强化生化处理单元具体处理步骤为：电渗析处理单元淡水进入深度氧化处理系统，所述的深度氧化方法指选择O3氧化法、催化湿式氧化法、电化学氧化法、Fenton氧化法、类Fenton氧化法中的一种或几种；深度氧化处理的出水经一体化澄清池中利用絮凝剂絮凝沉淀，絮凝沉淀出水在生化池中进行生化处理，经生化池后的泥水混合物进入二沉池，经二沉池分离后；深度氧化将难降解的有机物转换成易于生物降解的有机物，提高可生化性，随后再通过生化氧化达到降低COD和总N的目的。
4.如权利要求1所述方法，其特征在于：所述的生化方法主要以好氧生化工艺，选择A/O工艺、A2/O工艺、MBR工艺、生物流化床工艺、曝气生物滤池中的一种或几种，单级或多级串联。
5.如权利要求1所述方法，其特征在于：步骤S3所述盐水减量化单元包括电渗析、MVR降膜蒸发、高压反渗透中的一种或两种，单级或多级串联组成；所述的盐水减量化单元产生的淡水特征：COD：＜100mg/L，氨氮：＜200mg/L，所述盐水减量化单元产生的高盐水特征为：TDS：100000～200000mg/L，COD：≤1000mg/L；水的总硬度：≤100mg/L；pH值：6～10；S3所产生淡水进入电氧化单元，通过电解过程，将淡水内COD及氨氮降解至：COD：＜50mg/L，氨氮：＜20mg/L。
6.如权利要求1所述方法，其特征在于：分质结晶单元包括：蒸发结晶子单元、冷却结晶子单元、晶浆罐子单元、离心分离子单元、干燥和包装子单元；分质结晶产生的工业盐品质：氯化钠结晶盐纯度大于97.5％，并满足国家标准《工业盐》GB/T 5462-2003中精制工业盐二级标准；氯化钾产品纯度大于90％，并满足国家标准《工业氯化钾》GB/T 7118-2008标准。
7.如权利要求1所述方法，其特征在于：电氧化装置由阴阳电极交替组合所构成。
8.如权利要求1所述方法，其特征在于：步骤S6所述的出水达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)表2标准，其中COD≤100mg/L、氨氮≤25mg/L、总氮≤40mg/L、总磷≤3mg/L。
9.如权利要求1所述方法，其特征在于：电氧化装置，电极板阳极为DSA电极，电流密度为30mA/cm2，电压5.5～6V。出水氨氮小于20mg/L。
10.如权利要求1所述方法，其特征在于：深度氧化处理的出水使B/C比提高0.05以上。
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