公布日：2023.08.25
申請(qǐng)日：2023.06.15
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F103/06(2006.01)N;C02F11/122(2019.01)N;C02F1/04(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/461(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1
/52(2023.01)N;C02F1/08(2023.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F5/02(2023.01)N;C02F7/00(2006.01)N;C02F1/
20(2023.01)N
摘要
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種垃圾填埋場(chǎng)滲濾液全量化分離處理系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括：DTRO系統(tǒng)、晶種預(yù)處理系統(tǒng)、污泥壓濾系統(tǒng)、物料分離膜系統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)、二級(jí)RO系統(tǒng)、母液固化系統(tǒng)和電催化氧化系統(tǒng)。采用DTRO+物料膜+電催化氧化+蒸發(fā)器的主體工藝，可以實(shí)現(xiàn)全量達(dá)標(biāo)排放，特別是針對(duì)氨氮和總氮。本申請(qǐng)的系統(tǒng)為純物化工藝，穩(wěn)定性高，占地小，設(shè)備能耗低。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種垃圾填埋場(chǎng)滲濾液全量化分離處理系統(tǒng)，其特征在于，包括：DTRO系統(tǒng)、晶種預(yù)處理系統(tǒng)、污泥壓濾系統(tǒng)、物料分離膜系統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)、二級(jí)RO系統(tǒng)、母液固化系統(tǒng)和電催化氧化系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾填埋場(chǎng)滲濾液全量化分離處理系統(tǒng)，其特征在于，所述DTRO系統(tǒng)包括：高壓柱塞式進(jìn)水泵、循環(huán)增壓泵、碟管式DTRO膜組件；優(yōu)選地，所述晶種預(yù)處理系統(tǒng)包括：加藥單元、懸停單元、沉淀單元、曝氣單元和多介質(zhì)過(guò)濾器單元；更優(yōu)選地，所述DTRO系統(tǒng)分別與所述晶種預(yù)處理系統(tǒng)和所述二級(jí)RO系統(tǒng)相連；所述晶種預(yù)處理系統(tǒng)分別與所述污泥壓濾系統(tǒng)和所述物料分離膜系統(tǒng)相連；所述物料分離膜系統(tǒng)分別與所述蒸發(fā)系統(tǒng)和所述電催化氧化系統(tǒng)相連；所述蒸發(fā)系統(tǒng)分別與所述二級(jí)RO系統(tǒng)和所述母液固化系統(tǒng)相連；所述二級(jí)RO系統(tǒng)與所述電催化氧化系統(tǒng)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾填埋場(chǎng)滲濾液全量化分離處理系統(tǒng)，其特征在于，所述電催化氧化系統(tǒng)的陽(yáng)極為鈦基釕銥鉭錫涂層極板、鈦基釕銥鉭涂層極板、鈦基釕銥涂層極板中的一種或幾種的組合；陰極為304不銹鋼極板、316L不銹鋼極板、2205雙相不銹鋼極板、2507雙相不銹鋼極板、鈦極板中的一種或幾種的組合；優(yōu)選地，所述陽(yáng)極和所述陰極間距為10-20mm，運(yùn)行電流密度為200-500A/m2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾填埋場(chǎng)滲濾液全量化分離處理系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)系統(tǒng)包括一級(jí)蒸發(fā)和二級(jí)蒸發(fā)；優(yōu)選地，所述一級(jí)蒸發(fā)為降膜蒸發(fā)；所述二級(jí)蒸發(fā)為負(fù)壓強(qiáng)制循環(huán)MVR。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾填埋場(chǎng)滲濾液全量化分離處理系統(tǒng)，其特征在于，所述加藥單元中含有藥劑；優(yōu)選地，所述藥劑包括：硫酸鈣晶種、碳酸鈣晶種、氫氧化鈣、氫氧化鈉、碳酸鈉。
6.一種采用權(quán)利要求1-5任一所述全量化分離處理系統(tǒng)的垃圾填埋場(chǎng)滲濾液全量化分離處理方法，其特征在于，包括：將垃圾滲濾液送入所述DTRO系統(tǒng)進(jìn)行濃縮處理，獲得第一產(chǎn)水和第一濃水；將所述第一濃水送入所述晶種預(yù)處理系統(tǒng)中，與所述加藥單元的所述藥劑在所述懸停單元進(jìn)行混合、懸停，充分反應(yīng)后進(jìn)入所述沉淀單元分離得到沉泥和液體；所述沉泥進(jìn)入所述污泥壓濾系統(tǒng)，所述液體依次送入所述曝氣單元和所述多介質(zhì)過(guò)濾器單元進(jìn)行處理，獲得第二產(chǎn)水；將所述第二產(chǎn)水送入所述物料分離膜系統(tǒng)，獲得第三產(chǎn)水和第二濃水；將所述第二濃水送入所述蒸發(fā)系統(tǒng)，獲得母液和第四產(chǎn)水；將所述母液送入母液固化系統(tǒng)；將所述第一產(chǎn)水與所述第四產(chǎn)水混合，送入所述二級(jí)RO系統(tǒng)，獲得第五產(chǎn)水和第三濃水；以及將所述第三濃水與所述第三產(chǎn)水混合，送入所述電催化氧化系統(tǒng)，獲得第六產(chǎn)水與所述第五產(chǎn)水合并排放。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全量化分離處理方法，其特征在于，所述藥劑包括：硫酸鈣晶種、碳酸鈣晶種、氫氧化鈣、氫氧化鈉、碳酸鈉；優(yōu)選地，以所述第一濃水體積計(jì)，所述硫酸鈣晶種的加藥量為50～100mg/L，所述碳酸鈣晶種加藥量為50～100mg/L，所述碳酸鈉的加藥量為2～5g/L；所述氫氧化鈉的加藥量為將所述第一濃水的pH調(diào)至11.2～11.5；優(yōu)選地，所述氫氧化鈣的加藥量與所述第一濃水中重碳酸鹽的質(zhì)量比為1～0.8：1；更優(yōu)選地，所述藥劑還包括PAM1～5mg/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全量化分離處理方法，其特征在于，所述第一濃水與所述藥劑在懸停單元的混合懸停時(shí)間為10～20min；所述沉淀單元中所述第一濃水的上升流速為3～5m/h；所述曝氣單元?dú)馑葹?/span>5～10：1，停留時(shí)間為30～60min。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全量化分離處理方法，其特征在于，所述物料分離膜系統(tǒng)的運(yùn)行壓力為0.5-1.5MPa。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全量化分離處理方法，其特征在于，所述母液固化系統(tǒng)中加入固化劑；優(yōu)選地，所述固化劑組分包括以下重量份：重金屬穩(wěn)定劑組分0.15～0.20份，增稠劑組分0.10～0.17份，堿性激發(fā)劑組分0.008～0.05份，強(qiáng)化固化劑0.08～0.10份。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決本領(lǐng)域存在的上述不足，本申請(qǐng)旨在提供垃圾填埋場(chǎng)滲濾液全量化分離處理系統(tǒng)及方法。
根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供一種垃圾填埋場(chǎng)滲濾液全量化分離處理系統(tǒng)，其特征在于，包括：DTRO系統(tǒng)、晶種預(yù)處理系統(tǒng)、污泥壓濾系統(tǒng)、物料分離膜系統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)、二級(jí)RO系統(tǒng)、母液固化系統(tǒng)和電催化氧化系統(tǒng)；
其中，所述DTRO系統(tǒng)分別與所述晶種預(yù)處理系統(tǒng)和所述二級(jí)RO系統(tǒng)相連；所述晶種預(yù)處理系統(tǒng)分別與所述污泥壓濾系統(tǒng)和所述物料分離膜系統(tǒng)相連；所述物料分離膜系統(tǒng)分別與所述蒸發(fā)系統(tǒng)和所述電催化氧化系統(tǒng)相連；所述蒸發(fā)系統(tǒng)分別與所述二級(jí)RO系統(tǒng)和所述母液固化系統(tǒng)相連；所述二級(jí)RO系統(tǒng)與所述電催化氧化系統(tǒng)相連；
所述晶種預(yù)處理系統(tǒng)包括：加藥單元、懸停單元、沉淀單元、曝氣單元和多介質(zhì)過(guò)濾器單元。
根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，所述DTRO系統(tǒng)包括：高壓柱塞式進(jìn)水泵、循環(huán)增壓泵、碟管式DTRO膜組件。
根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，所述電催化氧化系統(tǒng)的陽(yáng)極為鈦基釕銥鉭錫涂層極板、鈦基釕銥鉭涂層極板、鈦基釕銥涂層極板中的一種或幾種的組合；陰極為304不銹鋼極板、316L不銹鋼極板、2205雙相不銹鋼極板、2507雙相不銹鋼極板、鈦極板中的一種或幾種的組合；
根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，所述陽(yáng)極和所述陰極間距為10-20mm，運(yùn)行電流密度為200-500A/m2。
根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，所述蒸發(fā)系統(tǒng)包括一級(jí)蒸發(fā)和二級(jí)蒸發(fā)；
根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，所述一級(jí)蒸發(fā)為降膜蒸發(fā)；所述二級(jí)蒸發(fā)為負(fù)壓強(qiáng)制循環(huán)MVR。
根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，所述加藥單元中含有藥劑；
根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，所述藥劑包括：硫酸鈣晶種、碳酸鈣晶種、氫氧化鈣、氫氧化鈉、碳酸鈉。
根據(jù)本申請(qǐng)的另一方面，還提供一種采用上述全量化分離處理系統(tǒng)的垃圾填埋場(chǎng)滲濾液全量化分離處理方法，包括：
將垃圾滲濾液送入所述DTRO系統(tǒng)進(jìn)行濃縮處理，獲得第一產(chǎn)水和第一濃水；
將所述第一濃水送入所述晶種預(yù)處理系統(tǒng)中，與所述加藥單元的所述藥劑在所述懸停單元進(jìn)行混合、懸停，充分反應(yīng)后進(jìn)入所述沉淀單元分離得到沉泥和液體；所述沉泥進(jìn)入所述污泥壓濾系統(tǒng)，所述液體依次送入所述曝氣單元和所述多介質(zhì)過(guò)濾器單元進(jìn)行處理，獲得第二產(chǎn)水；
將所述第二產(chǎn)水送入所述物料分離膜系統(tǒng)，獲得第三產(chǎn)水和第二濃水；
將所述第二濃水送入所述蒸發(fā)系統(tǒng)，獲得母液和第四產(chǎn)水；
將所述母液送入母液固化系統(tǒng)；
將所述第一產(chǎn)水與所述第四產(chǎn)水混合，送入所述二級(jí)RO系統(tǒng)，獲得第五產(chǎn)水和第三濃水；
將所述第三濃水與所述第三產(chǎn)水混合，送入所述電催化氧化系統(tǒng)，獲得第六產(chǎn)水與所述第五產(chǎn)水合并排放。
根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，所述藥劑包括：硫酸鈣晶種、碳酸鈣晶種、氫氧化鈣、氫氧化鈉、碳酸鈉；
根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，以所述第一濃水體積計(jì)，所述硫酸鈣晶種的加藥量為50～100mg/L，所述碳酸鈣晶種加藥量為50～100mg/L，所述碳酸鈉的加藥量為2～5g/L；所述氫氧化鈉的加藥量為將所述第一濃水的pH調(diào)至11.2～11.5。
根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，所述氫氧化鈣的加藥量與所述第一濃水中重碳酸鹽的質(zhì)量比為1～0.8：1。
根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，所述藥劑還包括PAM1～5mg/L。
根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，所述第一濃水與所述藥劑在懸停單元的混合懸停時(shí)間為10～20min；
所述沉淀單元中所述第一濃水的上升流速為3～5m/h；
所述曝氣單元?dú)馑葹?/span>5～10：1，停留時(shí)間為30～60min。
根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，所述物料分離膜系統(tǒng)的運(yùn)行壓力為0.5-1.5MPa。
根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，所述母液固化系統(tǒng)中加入固化劑；
根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，所述固化劑組分包括以下重量份：重金屬穩(wěn)定劑組分0.15～0.20份，增稠劑組分0.10～0.17份，堿性激發(fā)劑組分0.008～0.05份，強(qiáng)化固化劑0.08～0.10份。
根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，母液固化后的固化物與污泥壓濾系統(tǒng)的污泥采用噸袋打包處理。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)至少包括如下有益效果：
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N垃圾填埋場(chǎng)滲濾液全量化分離處理系統(tǒng)，包括：DTRO系統(tǒng)、晶種預(yù)處理系統(tǒng)、污泥壓濾系統(tǒng)、物料分離膜系統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)、二級(jí)RO系統(tǒng)、母液固化系統(tǒng)和電催化氧化系統(tǒng)。
其中，本申請(qǐng)的DTRO系統(tǒng)具有特殊的開(kāi)放式流道和充分的紊流設(shè)計(jì)，對(duì)進(jìn)水SS和COD比普通RO膜耐受能力強(qiáng)，能極大大降低反滲透膜組件中常見(jiàn)的污堵和結(jié)垢。DTRO系統(tǒng)可承受12MPA的壓力，因此DTRO可直接處理高濃度、高鹽份的老齡垃圾填埋場(chǎng)滲濾液。
本申請(qǐng)的全量化分離處理系統(tǒng)含有晶種預(yù)處理系統(tǒng)，可利用晶種結(jié)構(gòu)與垢物相同，晶體表面對(duì)垢物的親和力較大，使DTRO膜濃縮液(即濃水)中的硫酸根離子、碳酸根離子、鈣離子等，優(yōu)先以硫酸鈣分子和碳酸鈣分子的形式析出，附著在懸浮的晶種表面，反應(yīng)時(shí)間較無(wú)晶種條件下少約40％，因水力停留時(shí)間縮減，設(shè)備尺寸也可相應(yīng)縮減40％左右。本申請(qǐng)的晶種預(yù)處理系統(tǒng)可將產(chǎn)水的總硬度降至100mg/L以下，極大減少后端特種物料分離膜系統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)及電催化氧化系統(tǒng)的的結(jié)垢。本申請(qǐng)的晶種預(yù)處理系統(tǒng)對(duì)COD的去除率可達(dá)到45％左右，曝氣單元同時(shí)將膠體去除，緩解了后端物料分離膜系統(tǒng)因膠體而污堵情況，同時(shí)可吹脫去除部分VOCs和氨氮；在曝氣單元去除部分氨氮，減輕后端系統(tǒng)處理壓力，為最終產(chǎn)水的水質(zhì)提供一定保障，曝氣單元產(chǎn)水進(jìn)入多介質(zhì)過(guò)濾器，去除沉淀單元未去除的懸浮微粒。
本申請(qǐng)的晶種預(yù)處理系統(tǒng)的沉淀單元的泥水混合進(jìn)入污泥壓濾系統(tǒng)，所壓得的濾餅含水率<65％，壓濾液回流至晶種預(yù)處理系統(tǒng)。
晶種預(yù)處理產(chǎn)水進(jìn)入特種物料分離膜系統(tǒng)，特種物料分離膜運(yùn)行壓力為0.5-1.5MPa，回收率為50％-75％，本申請(qǐng)的物料分離膜對(duì)COD的截留率>70％。
本申請(qǐng)的物料分離膜系統(tǒng)的產(chǎn)水進(jìn)入電催化氧化系統(tǒng)，濃水進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)。物料分離膜能夠有效地將晶種預(yù)處理產(chǎn)水中的有機(jī)物和鹽分分離。由于物料分離膜產(chǎn)水中總有機(jī)物含量大幅降低，尤其是大部分大分子難降解有機(jī)物被物料分離膜截留，且保持了原有的無(wú)機(jī)鹽濃度，后端電催化氧化系統(tǒng)的處理效率可以大幅提高，因此大幅降低了電催化系統(tǒng)的能耗。而少量的濃水進(jìn)入高效節(jié)能蒸發(fā)器處理，由于處理水量極大降低，節(jié)省了蒸發(fā)器的投資成本，也有效降低了蒸發(fā)系統(tǒng)的能耗。加上物料分離膜系統(tǒng)本身能耗很低，組合工藝的能耗遠(yuǎn)低于使用電催化氧化或者蒸發(fā)器單一工藝。
本申請(qǐng)的電催化氧化系統(tǒng)可以降解氨氮，這是其它高級(jí)氧化不具備的。由于陰極的還原作用可以降解硝態(tài)氮，可將水體總氮處理至達(dá)標(biāo)排放的水平。同時(shí)，本申請(qǐng)的電催化氧化系統(tǒng)可處理二級(jí)RO膜系統(tǒng)的濃水，避免常規(guī)工藝RO濃水回流導(dǎo)致的低沸點(diǎn)VOCs和氨氮富集問(wèn)題。
本申請(qǐng)的蒸發(fā)系統(tǒng)由兩級(jí)蒸發(fā)器組成，一級(jí)蒸發(fā)采用降膜蒸發(fā)，可以節(jié)省能耗，二級(jí)蒸發(fā)采用負(fù)壓強(qiáng)制循環(huán)MVR，低溫閃蒸的運(yùn)行方式避免母液硬度過(guò)高造成的結(jié)垢問(wèn)題。若處理水量較小時(shí)，單級(jí)蒸發(fā)也可滿足整體系統(tǒng)需求。
（發(fā)明人：遲軍永;李方越;謝軍英;陳晨）
