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CN110862182A - 一种垃圾渗滤液处理装置及方法 - Google Patents

一种垃圾渗滤液处理装置及方法 Download PDF

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贺磊
何滔
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Abstract

本发明提供一种垃圾渗滤液处理装置，包括原水池，加药箱，沉淀池，加热装置，膜池，酸吸收箱，臭氧反应池。所述的原水池与沉淀池连接，连接管路上有进水泵，沉淀池与加药箱连接，沉淀池的上清液进入膜池，在膜池中进行加热，酸吸收箱与膜池通过酸吸收泵连接，膜池出水进入臭氧反应器。本发明提供的一种垃圾渗滤液废水处理工艺，体现节能减排和循环经济的原则，在安全环保的前提下提高了垃圾渗滤液的处理效率和经济效益。

Description

一种垃圾渗滤液处理装置及方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，涉及一种高氨氮垃圾渗滤液的处理装置及方法。
背景技术
垃圾渗滤液是垃圾在堆放、填埋处理过程中，由于厌氧发酵、有机物分解、雨水冲淋、地表水及地下水浸泡等作用而滤出的高浓度有机废水，其污染物种类繁多，含有多种有机物、无机离子等。其中无机物主要为氨氮和各种溶解态的阳离子、重金属为主。垃圾渗滤液中高浓度的氨氮含量，不仅加重了受纳水体的污染程度与性质，且过高的N/C比也给其处理工艺的选择带来了困难，因此需先降低垃圾渗滤液中的氨氮浓度至适宜范围。
氨氮脱除方法有多种，如生物脱氮、吹脱法、气提法、化学沉淀法、离子交换等，其中最为常用的生物法，吹脱法和气提法，生物法占地面积大，对进水的要求高，垃圾渗滤液中高浓度的氨氮会降低甚至抑制微生物的活性，从而导致最终处理出水难以达标，吹脱法和气提法亦存在高耗能、二次污染及设备结垢等问题，而其他方法或因成本太高或操作复杂等而限制了其普适化、规模化应用。
随着膜技术的进步，膜处理技术越来越多的应用于废水处理领域，高氨氮废水膜脱氮亦是应用的热点，聚四氟乙烯(PTFE)与水的接触角大，疏水性好，是理想的脱氮材料。中空纤维膜由于制备简单，膜丝填充率高在脱氮工艺中广泛应用，但其更换，清洗困难，易污染等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有工艺的不足，提供一种操作简单，能耗小，高效率的垃圾渗滤液处理装置和方法。
为达到上述目的，本发明提供一种垃圾渗滤液处理装置，其特征在于，包括原水箱，加药箱，沉淀池，膜池，酸吸收箱，臭氧反应池；
所述的原水箱与沉淀池连接，连接管路上设有进水泵，原水箱中的垃圾渗滤液通过进水泵泵入沉淀池中；
所述的沉淀池与加药箱连接，通过加药箱向沉淀池中加入碱调节pH；
所述的沉淀池与膜池连接，沉淀池的上清液进入膜池，沉淀池设有排渣管，沉淀池中的沉淀通过排渣管排出；
所述的膜池设有加热装置，膜池中还设有平板膜，酸吸收箱通过酸吸收泵与平板膜的一端连接，平板膜的另一端与酸吸收箱直接连接，形成循环；
所述的膜池与臭氧反应池连接，臭氧反应池设有排水管，废水经过反应后通过排水管排出。
优选地，所述的膜池中的平板膜为超疏水改性的PTFE平板膜，所述膜的定量0.479～0.503g，厚度0.1738～0.226mm，透气度0.4527～0.5969m3/m2/s。
更优选地，所述超疏水改性的PTFE平板膜的制备具体包括：称取30wt％的聚四氟乙烯乳液(固含量为45wt％)和10wt％的聚二甲基硅氧烷溶解于60wt％的乙酸乙酯，进行搅拌和超声震荡至完全分散，形成均匀的涂料液，用浸涂的方法将上述涂料液均匀涂覆于PTFE膜，105℃下真空干燥箱干燥，得到超疏水改性的PTFE平板膜。
本发明还提供了一种垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，使用上述的垃圾渗滤液处理装置，具体步骤包括：
第一步：将原水箱中的垃圾渗滤液泵入沉淀池中，通过加药箱加入碱调节pH至10.5～11.5，通过充分的搅拌进行反应，将反应过程中产生的沉淀进入污泥处理系统，上清液泵入膜池；
第二步：对进入膜池的的上清液进行加热，将垃圾渗滤液的温度控制在25～40℃，废水中的铵根离子变成了游离氨，将酸吸收池中的酸泵入平板膜中，废水中的游离氨在膜两侧NH3浓度差的推动下，NH3在废水和疏水微孔膜界面处汽化穿过膜孔，在疏水微孔膜和吸收液面上与酸性吸收液中H+发生反应并生成高浓度的铵盐溶液，然后进入酸吸收箱中，当酸吸收箱中的铵盐饱和时进行铵盐回收，然后在酸吸收箱中补充酸；
第三步：将膜池中脱氮后的垃圾渗滤液废水，再通入臭氧反应池中，将臭氧通入臭氧反应池中与脱氮后的垃圾渗滤液进行反应，去除废水中COD，将反应后的废水排出进行下一步工艺。
优选地，所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钙或生石灰的一种。
优选地，所述的酸吸收箱中的酸为硫酸、硝酸、盐酸中的一种，所述的酸浓度1～2％。
优选地，所述的臭氧反应池中加入氧化铝填料。
与现有的脱氮技术相比，本发明采用的新型PTFE平板膜脱氮装置及方法，解决了中空纤维膜更换，清洗困难，易污染等问题，通过酸吸收反应产生铵盐回收利用，实现了资源的循环利用，节约了处理成本，提高了氨氮处理效率，将膜脱氮技术与高级氧化相结合进一步将废水中的有机物氧化降解，降低废水COD，提高了废水的可生化性。因此，本发明提供的一种垃圾渗滤液废水处理工艺，体现节能减排和循环经济的原则，在安全环保的前提下提高了垃圾渗滤液的处理效率和经济效益。
附图说明
图1为垃圾渗滤液处理装置图；
图2为酸吸收箱与膜池的连接示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1～2所示，本发明提供了一种垃圾渗滤液废水处理装置，包括原水箱，加药箱，沉淀池，膜池，酸吸收箱，臭氧反应池；
所述的原水箱与沉淀池连接，连接管路上设有进水泵，原水箱中的垃圾渗滤液通过进水泵泵入沉淀池中；
所述的沉淀池与加药箱连接，通过加药箱向沉淀池中加入碱调节pH；
所述的沉淀池与膜池连接，沉淀池的上清液进入膜池，沉淀池设有排渣管，沉淀池中的沉淀通过排渣管排出；
所述的膜池设有加热装置，膜池中还设有平板膜，酸吸收箱通过酸吸收泵与平板膜的一端连接，平板膜的另一端与酸吸收箱直接连接，形成循环；
所述的膜池与臭氧反应池连接，臭氧反应池设有排水管，废水经过反应后通过排水管排出。
优选地，所述的膜池中的平板膜为超疏水改性的PTFE平板膜(PTFE平板膜购买自东阳金窿化工公司，进行超疏水改性，PTFE平板膜超疏水改性具体步骤为：称取30wt％的聚四氟乙烯乳液(固含量为45wt％)和10wt％的聚二甲基硅氧烷溶解于60wt％的乙酸乙酯，进行搅拌和超声震荡至完全分散，形成均匀的涂料液，用浸涂的方法将上述涂料液均匀涂覆于PTFE膜，105℃下真空干燥箱干燥，改性之后，PTFE膜的接触角从117°提高到152°)，所述膜的定量0.5067g，厚度0.1738mm，透气度0.1823m3/m2/s
实施例1
本实施例提供了利用上述装置进行垃圾渗滤液废水处理的方法，具体步骤包括：
第一步：将原水箱中COD:4000mg/L，氨氮：1070mg/L的垃圾渗滤液泵入沉淀池中，加入氢氧化钠调节pH至11，通过充分的搅拌进行反应，将反应过程中产生的沉淀进入污泥处理系统，上清液泵入膜池；
第二步：对进入膜池的的上清液进行加热，将垃圾渗滤液的温度控制在30℃，废水中的铵根离子变成了游离氨，将2％的硫酸溶液泵入平板膜中，废水中的游离氨在膜两侧NH3浓度差的推动下，NH3在废水和微孔膜界面处汽化穿过孔膜，在微孔膜和吸收液面上与酸性吸收液中H+发生反应并生成硫酸铵溶液，进入酸吸收箱中，系统运行6h，垃圾渗滤液的氨氮浓度降低到228mg/L；酸吸收箱中的硫酸可循环使用，当酸吸收箱中的H+降低，酸箱中的溶液pH升到3时，进行硫酸铵回收，酸吸收箱中加入新的稀硫酸，对回收的硫酸铵进行蒸发得到硫酸铵固体；
第三步：将膜池中脱氮后的垃圾渗滤液废水，再通入臭氧反应池中进行反应，通过臭氧反应器通进行反应后，垃圾渗滤液的UV254去除了85％，提高了废水的可生化性，同时具有脱色效果，垃圾渗滤液由最初的黑色变透明。
实施例2
本实施例提供了利用上述装置进行垃圾渗滤液废水处理的方法，具体步骤包括：
第一步：将原水箱中COD:3190mg/L，氨氮：1118mg/L的垃圾渗滤液泵入沉淀池中，加入氢氧化钙调节pH至11，通过充分的搅拌进行反应，将反应过程中产生的沉淀进入污泥处理系统，上清液泵入膜池，在氢氧化钙调节pH的过程中，垃圾渗滤液的颜色由黑色变为近乎透明的黄褐色，COD的去除率降至为原液的65％；
第二步：对进入膜池的的上清液进行加热，将垃圾渗滤液的温度控制在30℃，废水中的铵根离子变成了游离氨，将2％的硫酸溶液泵入平板膜中，废水中的游离氨在膜两侧NH3浓度差的推动下，NH3在废水和微孔膜界面处汽化穿过孔膜，在微孔膜和吸收液面上与酸性吸收液中H+发生反应并生成硫酸铵溶液，进入酸吸收箱中，系统运行6h，垃圾渗滤液的氨氮浓度降低到273mg/L；酸吸收箱中的硫酸可循环使用，当酸吸收箱中的H+降低，酸箱中的溶液pH升到3时，进行硫酸铵回收，酸吸收箱中加入新的稀硫酸，对回收的硫酸铵进行蒸发得到硫酸铵固体；
第三步：将膜池中脱氮后的垃圾渗滤液废水，再通入臭氧反应池中进行反应，通过臭氧反应器通进行反应后，垃圾渗滤液的UV254去除了78％，提高了废水的可生化性，垃圾渗滤液变透明。
实施例3
本实施例提供了利用上述装置进行垃圾渗滤液废水处理的方法，具体步骤包括：
第一步：将原水箱中COD：4570mg/L，氨氮：1476mg/L的垃圾渗滤液泵入沉淀池中，加入氢氧化钠调节pH至11，通过充分的搅拌进行反应，将反应过程中产生的沉淀进入污泥处理系统，上清液泵入膜池；
第二步：对进入膜池的的上清液进行加热，将垃圾渗滤液的温度控制在30℃，废水中的铵根离子变成了游离氨，将2％的硝酸溶液泵入平板膜中，废水中的游离氨在膜两侧NH3浓度差的推动下，NH3在废水和微孔膜界面处汽化穿过孔膜，在微孔膜和吸收液面上与酸性吸收液中H+发生反应并生成硝酸铵溶液，进入酸吸收箱中，系统运行6h，垃圾渗滤液的氨氮浓度降低到215mg/L；酸吸收箱中的硝酸可循环使用，当酸吸收箱中的H+降低，酸箱中的溶液pH升到2.5时，进行硝酸铵回收，酸吸收箱中加入新的稀硝酸，对回收的硫酸铵进行蒸发得到硝酸铵固体；
第三步：将膜池中脱氮后的垃圾渗滤液废水，再通入臭氧反应池中进行反应，通过臭氧反应器通进行反应后，垃圾渗滤液的UV254去除了87％，提高了废水的可生化性，垃圾渗滤液由最初的黑色变透明。

Claims (7)

1.一种垃圾渗滤液处理装置，其特征在于，包括原水箱，加药箱，沉淀池，膜池，酸吸收箱，臭氧反应池；
所述的原水箱与沉淀池连接，连接管路上设有进水泵，原水箱中的垃圾渗滤液通过进水泵泵入沉淀池中；
所述的沉淀池与加药箱连接，通过加药箱向沉淀池中加入碱调节pH；
所述的沉淀池与膜池连接，沉淀池的上清液进入膜池，沉淀池设有排渣管，沉淀池中的沉淀通过排渣管排出；
所述的膜池设有加热装置，膜池中还设有平板膜，酸吸收箱通过酸吸收泵与平板膜的一端连接，平板膜的另一端与酸吸收箱直接连接，形成循环；
所述的膜池与臭氧反应池连接，臭氧反应池设有排水管，废水经过反应后通过排水管排出。
2.如权利要求1所述的垃圾渗滤液处理装置，其特征在于，所述的膜池中膜为超疏水改性的PTFE平板膜，所述膜的定量0.479～0.503g，厚度0.1738～0.226mm，透气度0.4527～0.5969m3/m2/s。
3.如权利要求2所述的垃圾渗滤液处理装置，其特征在于，所述超疏水改性的PTFE平板膜的制备具体包括：称取30wt％的聚四氟乙烯乳液和10wt％的聚二甲基硅氧烷溶解于60wt％的乙酸乙酯，进行搅拌和超声震荡至完全分散，形成均匀的涂料液，用浸涂的方法将上述涂料液均匀涂覆于PTFE膜，105℃下真空干燥箱干燥，得到超疏水改性的PTFE平板膜。
4.一种垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，使用权利要求1～3任一项所述的垃圾渗滤液处理装置，具体步骤包括：
第一步：将原水箱中的垃圾渗滤液泵入沉淀池中，通过加药箱加入碱调节pH至10.5～11.5，通过充分的搅拌进行反应，将反应过程中产生的沉淀进入污泥处理系统，上清液泵入膜池；
第二步：对进入膜池的的上清液进行加热，将垃圾渗滤液的温度控制在25℃～40℃，废水中的铵根离子变成了游离氨，将酸吸收池中的酸泵入平板膜中，废水中的游离氨在膜两侧NH3浓度差的推动下，NH3在废水和疏水微孔膜界面处汽化穿过膜孔，在疏水微孔膜和吸收液面上与酸性吸收液中H+发生反应并生成高浓度的铵盐溶液，然后进入酸吸收箱中，当酸吸收箱中的铵盐饱和时进行铵盐回收，然后在酸吸收箱中补充酸；
第三步：将膜池中脱氮后的垃圾渗滤液废水，通入臭氧反应池，将臭氧通入臭氧反应池中，与脱氮后的垃圾渗滤液进行反应，去除废水中COD，将反应后的废水排出进行下一步工艺。
5.如权利要求4所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钙或生石灰的一种。
6.如权利要求4所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，所述的酸吸收箱中的酸为硫酸、硝酸、盐酸中的一种，所述的酸浓度1～2％。
7.如权利要求4所述的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于，所述的臭氧反应池中加入氧化铝填料。
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