适用于低浓度垃圾渗滤液的无浓缩液处置方法及处置设备

摘要

本发明涉及适用于低浓度垃圾渗滤液的无浓缩液处置方法及处置设备，将多种成熟的纯物化处理技术进行有序组合，主要包括调节池、混凝池、絮凝池、第一沉淀池、氧化反应池、中和沉淀池、第二沉淀池、折点氯化反应池和过滤罐，通过控制pH值、压力值、污染物浓度等参数的在线监测数据及时反馈而不断调节，可实现远程智能控制。本发明可针对不同污染物质进行彻底去除，稳定、高效保证了最终出水达到排放要求，采用纯物化处理技术，无浓缩液产生，实现渗滤液全量化处理的目标；反应迅速，水力停留时间较短，反应容积要求不高，可考虑将各单元集成设计为撬装式低浓度垃圾渗滤液处置装备，具有可移动式、智能控制等优点。

说明书

技术领域

本发明属于水、废水、污水或污泥的处理的技术领域，特别涉及一种适用于低浓度垃圾渗滤液的无浓缩液处置方法及处置设备。

背景技术

随着我国社会经济的快速发展，城镇生活垃圾的产生量与日俱增。早期，我国城市垃圾的处理主要以填埋为主，随着时间的推移，这部分填埋场正逐渐靠近城市建成区，对城市形象和区域经济发展产生了诸多不利影响，浪费土地资源、污染生态环境、破坏城市形象、存在安全隐患。为此，国家通过出台一系列法规政策来加大存量垃圾填埋场的治理力度。

在存量垃圾填埋场的治理过程中难免存在渗滤液处理问题，垃圾渗滤液的成分一般较为复杂，蕴含着大量的有机物、氨氮元素、悬浮物和少量重金属离子等，且营养元素比例失调，处理达标排放难度较大。尤其，一些非正规垃圾填埋场内往往未设置导排沟、雨污分流系统等，这导致垃圾填埋场产生的渗滤液将混入雨水中，造成进一步扩散的污染，虽然渗滤液- 雨水混合液浓度相对于渗滤液原液不高，但成分同样复杂且处理量大，对周边环境和人体健康产生了不利影响，急需开展处置。

现有技术中，常用的垃圾渗滤液处置技术工艺为MBR_NF/RO联合工艺或单级/两级DTRO技术，具有系统稳定、出水水质高、操作灵活、占地面积小等优点，但经过膜高倍浓缩处理产生的25％～45％的浓缩液中的有机物和氨氮更难降解，无法对污染物彻底消除，并且膜组件需要定期清洗或更换。

发明内容

本发明解决了现有技术中存在的问题，提供了一种优化的适用于低浓度垃圾渗滤液的无浓缩液处置方法及处置设备，采用非膜法工艺无浓缩液产生，可适用于低浓度渗滤液中主要污染物的彻底去除。

本发明所采用的技术方案是，一种适用于低浓度垃圾渗滤液的无浓缩液处置方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：将渗滤液导入调节池进行均质和均量处理；

步骤2：将步骤1中处理完毕的渗滤液先后分别导入混凝池和絮凝池进行凝絮处理；

步骤3：将步骤2中处理完毕后的液体导入氧化反应池；

步骤4：将步骤3处理完毕的液体进行pH值调节；

步骤5：将步骤4处理完毕的液体导入折点氯化反应池进行处理；

步骤6：将步骤5处理完毕的液体导入过滤罐；

步骤7：若出水水质达到排放标准则进行排放，否则回流至氧化反应池进一步处理。

优选地，所述步骤1中的渗滤液均质后的出水COD小于1000mg/L，氨氮小于400mg/L。

优选地，所述步骤2包括以下步骤：

步骤2.1：对进入混凝池、絮凝池的渗滤液调节pH值至碱中性；按预设浓度配置聚合氯化铝和聚丙烯酰胺药剂；所述聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的投加质量比为10～40:1；

步骤2.2：在调节pH值后的渗滤液中加入配置的聚合氯化铝药剂，搅拌至絮状胶体团聚；

步骤2.3：投加配置的聚丙烯酰胺药剂，搅拌，静置沉淀至反应结束；

步骤2.4：取上清液至氧化反应池。

优选地，所述步骤3中，氧化反应池为芬顿氧化池。

优选地，所述步骤3包括以下步骤：

步骤3.1：以计量泵向芬顿反应池内投加98％浓度的浓硫酸，调节pH 值至3；

步骤3.2：向步骤3.1的混合液中投加硫酸亚铁药剂，混合搅拌5～10min；

步骤3.3：向步骤3.2混合搅拌后的混合液中投加双氧水，混合搅拌至反应结束。

优选地，所述步骤4包括以下步骤：

步骤4.1：采用计量泵向中和沉淀池内投加氢氧化钠溶液，调节pH值至6～9；

步骤4.2：采用计量泵向池内投加絮凝剂溶液加速沉淀，静置沉淀30min；

步骤4.3：取上清液回流至折点氯化池。

优选地，所述步骤2和步骤4中反应产生的沉淀物分别抽提至污泥池集中处置。

优选地，所述步骤5中，投加预设比例的次氯酸钠溶液，使得渗滤液中氨氮被氧化为N

优选地，所述步骤5中，若pH值下降至酸性或弱酸性时，则投加氢氧化钠或石灰水调节pH至中性。

一种采用所述的适用于低浓度垃圾渗滤液的无浓缩液处置方法的处置设备，所述设备包括顺次连接的调节池、混凝池、絮凝池、第一沉淀池、氧化反应池、中和沉淀池、第二沉淀池、折点氯化反应池和过滤罐；

所述调节池的前端配合设有进水提升泵；

所述第一沉淀池和氧化反应池间设有清水池和pH调节池，所述第二沉淀池和折点氯化反应池间、折点氯化反应池和过滤罐间设有清水池；

配合所述混凝池、絮凝池、pH调节池和折点氯化反应池设有搅拌装置；

配合所述调节池、混凝池、絮凝池、pH调节池、氧化反应池、中和沉淀池和折点氯化反应池分别设有1个或多个加药装置；

配合所述调节池、氧化反应池和中和沉淀池设有回转风机；

所述处置设备配合设有控制器。

本发明提供了一种优化的适用于低浓度垃圾渗滤液的无浓缩液处置方法及处置设备，将多种成熟的纯物化处理技术进行有序组合，主要包括调节池、混凝池、絮凝池、第一沉淀池、氧化反应池、中和沉淀池、第二沉淀池、折点氯化反应池和过滤罐，通过控制pH值、压力值、污染物浓度等参数的在线监测数据及时反馈而不断调节，可实现远程智能控制。

本发明的有益效果包括：

(1)将混絮凝、芬顿氧化、折点氯化、活性炭过滤几种成熟的技术有序组合而形成处置装置，在整个渗滤液处理系统中可针对不同污染物质进行彻底去除，最大限度地发挥了该系统稳定、高效的特点，有利地保证了最终出水达到排放要求；

(2)过程中采用纯物化处理技术，无浓缩液产生，真正实现了渗滤液全量化处理的目标；

(3)渗滤液各处置单元反应迅速，水力停留时间较短，反应容积要求不高，后续可考虑将各单元集成设计为撬装式低浓度垃圾渗滤液处置装备，具有可移动式、智能控制等优点。

附图说明

图1为本发明的处置设备的结构示意图，其中，实线箭头为渗滤液及污泥的输送方向，虚线箭头为回转风机的工作方向。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但本发明设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

本发明涉及一种适用于低浓度垃圾渗滤液的无浓缩液处置方法，针对低浓度垃圾渗滤液(COD≤1000mg/L、氨氮≤400mg/L)设置，工艺流程简单易操作，占地面积小，运行稳定、操作简便、反应迅速，纯物化法处理，无膜浓缩液产生，处理彻底，可有效去除渗滤液中COD、BOD、氨氮、总氮等多种污染物，在生活垃圾填埋场渗滤液全量化处置方面表现出较大的潜力，可满足垃圾填埋场低浓度垃圾渗滤液全量化处置达标排放的要求。

所述方法包括以下步骤。

步骤1：将渗滤液导入调节池1进行均质和均量处理。

所述步骤1中的渗滤液均质后的出水COD小于1000mg/L，氨氮小于 400mg/L。

本发明中，渗滤液经过抽提进入调节池1进行均质和均量，进而可以保证后续处理设备连续稳定运行。

步骤2：将步骤1中处理完毕的渗滤液先后分别导入混凝池3和絮凝池 4进行凝絮处理。

所述步骤2包括以下步骤：

步骤2.1：对进入混凝池3、絮凝池4的渗滤液调节pH值至碱中性；按预设浓度配置聚合氯化铝和聚丙烯酰胺药剂；所述聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的投加质量比为10～40:1；

步骤2.2：在调节pH值后的渗滤液中加入配置的聚合氯化铝药剂，搅拌至絮状胶体团聚；

步骤2.3：投加配置的聚丙烯酰胺药剂，搅拌，静置沉淀至反应结束；

步骤2.4：取上清液至氧化反应池5。

本发明中，步骤2通过投加碱液调节渗滤液pH值至碱中性，保证后续混絮凝反应发挥最佳效果，具体来说，通过投加一定比例的PAC(聚合氯化铝)和PAM(聚丙烯酰胺)药剂，使得渗滤液中的悬浮物、不溶性COD以及少量重金属得以去除，同时色度得到一定降低。

本发明中，具体来说，配置的PAC药剂浓度为10g/L，配置的PAM药剂浓度为1g/L，设置加药计量泵参数，保证药剂投加浓度为设计浓度，一般来说，PAC药剂的投加量为200g/m

本发明中，反应后的絮状沉淀物由污泥抽提泵11自动抽提至污泥池12 内集中处置，同时上清液回流至第一清水池7。

步骤3：将步骤2中处理完毕后的液体导入氧化反应池5。

所述步骤3中，氧化反应池5为芬顿氧化池。

所述步骤3包括以下步骤：

步骤3.1：以计量泵向芬顿氧化池内投加98％浓度的浓硫酸，调节pH 值至3；

步骤3.2：向步骤3.1的混合液中投加硫酸亚铁药剂，混合搅拌5～10min；

步骤3.3：向步骤3.2混合搅拌后的混合液中投加双氧水，混合搅拌至反应结束。

本发明中，步骤3以浓硫酸调节混合液的pH值至3，通过先后分别投加一定比例的硫酸亚铁和双氧水药剂，使得反应过程中产生的羟基自由基，对有机污染物、色度等进行氧化降解；具体来说，投加硫酸亚铁药剂后，混合搅拌5～10min，随后投加双氧水，混合搅拌30min至反应结束，其中，硫酸亚铁的投加比例为0.4％，双氧水的浓度为30％、投加比例为2％。

步骤4：将步骤3处理完毕的液体进行pH值调节。

所述步骤4包括以下步骤：

步骤4.1：采用计量泵向中和沉淀池13内投加氢氧化钠溶液，调节pH 值至6～9；

步骤4.2：采用计量泵向池内投加絮凝剂溶液加速沉淀，静置沉淀30min；

步骤4.3：取上清液回流至折点氯化反应池14。

所述步骤2和步骤4中反应产生的沉淀物分别抽提至污泥池12集中处置。

本发明中，步骤4在芬顿反应结束后，通过投加碱液回调pH值至6～9，保证后续工艺高效运行、为后端氯化反应创造良好的反应环境；实验表明，废水的pH值影响氯化反应的速度及产物，当pH值为中性条件时进行废水的氯化处理效果最佳，同时要准确控制氯的投加量，若氯化反应过程中产生的酸性物质使得pH值下降明显，则需要投加氢氧化钠或石灰水补充碱度。

本发明中，具体来说，首先采用计量泵向中和沉淀池13内投加浓度为 2mol/L的氢氧化钠溶液，通过pH控制器反馈调节pH值至6～9，一般取7.5。

本发明中，在调节pH值后，投加PAM絮凝剂加速沉淀，如1g/L的PAM 溶液，投加比例为10g/m

本发明中，步骤4反应产生的氢氧化物沉淀由污泥抽提泵11自动抽提至污泥池12内集中处置，上清液则回流至调节池。

步骤5：将步骤4处理完毕的液体导入折点氯化反应池14进行处理。

所述步骤5中，投加预设比例的次氯酸钠溶液，使得渗滤液中氨氮被氧化为N

所述步骤5中，若pH值下降至酸性或弱酸性时，则投加氢氧化钠或石灰水调节pH至中性。

本发明中，步骤5的总反应方程式为：

即，通过投加一定计算比例的次氯酸钠溶液，使得渗滤液中的氨氮被氧化为N

本发明中，通常情况下，当Cl/N(质量比)等于7.6：1时，化合余氯值最小，此点也即折点，在此点，几乎全部氧化性氯都被还原，全部氨氮都被氧化；然而，为保证氨氮氯化反应的完全进行，实际投氯量应大于理论计算值，根据小试试验，Cl/N(质量比)设计值一般为9：1，在投入后充分混合搅拌，反应时间为60min。

步骤6：将步骤5处理完毕的液体导入过滤罐17。

本发明中，过滤罐17一般为活性炭过滤罐17，通过活性炭孔隙结构发达、比表面积大等优点对前段反应废水中的余氯进行吸附去除，还可以进一步去除水中的氨氮、总氮等物质，保证最终出水水质达标排放，在具体实施过程中，废水应与活性炭充分接触，水力停留时间为10min，出水经过检验达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)表2中限值后直接排放，总氮浓度随之降低至标准值以下。

步骤7：若出水水质达到排放标准则进行排放，否则回流至氧化反应池 5进一步处理。

本发明还涉及一种采用所述的适用于低浓度垃圾渗滤液的无浓缩液处置方法的处置设备，所述设备包括顺次连接的调节池1、混凝池3、絮凝池 4、第一沉淀池6、氧化反应池5、中和沉淀池13、第二沉淀池15、折点氯化反应池14和过滤罐17；其中的调节池1为酸碱调节池；

所述调节池1的前端配合设有进水提升泵2；

所述第一沉淀池6和氧化反应池5间设有清水池7和pH调节池8，所述第二沉淀池15和折点氯化反应池14间、折点氯化反应池14和过滤罐17 间设有清水池16、18，以回流泵或提升泵进行上清液抽提；

配合所述混凝池3、絮凝池4、pH调节池8和折点氯化反应池14设有搅拌装置10；

配合所述调节池1、混凝池3、絮凝池4、pH调节池8、氧化反应池5、中和沉淀池13和折点氯化反应池14分别设有1个或多个加药装置9；

配合所述调节池1、氧化反应池5和中和沉淀池13设有回转风机19，用于空气搅拌；

所述处置设备配合设有控制器。

本发明中，配合所述第一沉淀池6和第二沉淀池15设有污泥抽提泵11，所述污泥抽提泵11与控制器配合设置；反应后的絮状沉淀物由污泥抽提泵 11自动抽提至污泥池12内集中处置。