公布日：2023.08.01
申請日：2022.12.28
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F103/06(2006.01)N;C02F1/461(2023.01)N;C02F3/12(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N
摘要
本發明公開了一種垃圾滲濾液膜濃縮液處理系統，該系統由預處理系統、生化系統和深度氧化處理系統構成；預處理系統由膜濃縮液儲罐、電解反應槽、銥釕涂層電極組、穩壓直流電源、處理液收集罐等組成；生化系統包括配水槽、厭氧膜生物反應槽、好氧膜生物反應槽、氮源儲罐、碳源儲罐、氯化鈉儲罐及其配套加藥泵，污泥儲槽，處理水儲罐等組成。深度氧化處理系統由芬頓反應槽、酸儲罐、堿儲罐、硫酸亞鐵儲罐、雙氧水儲罐及其配套加藥泵等組成。本發明具有投資少，穩定性好、處理率高、運行管理方便等優勢。
權利要求書
1.一種垃圾滲濾液膜濃縮液處理系統，包括預處理系統、生化系統和深度氧化處理系統，其特征在于：預處理系統由膜濃縮液儲罐、電解反應槽、銥釕涂層電極組、穩壓直流電源、處理液收集罐等組成；生化系統包括配水槽、厭氧膜生物反應槽、好氧膜生物反應槽、氮源儲罐、碳源儲罐、氯化鈉儲罐及其配套加藥泵，污泥儲槽，處理水儲罐等組成。深度氧化處理系統由芬頓反應槽、酸、堿儲罐、硫酸亞鐵儲罐、雙氧水儲罐及其配套加藥泵等組成。
2.根據權利要求1所述的一種垃圾滲濾液膜濃縮液處理系統，其特征在于：垃圾滲濾液膜濃縮液包括納濾濃縮液與反滲透濃縮液，納濾濃縮液先經過電解反應槽預處理后，按給定配比送入配水槽與反滲透濃縮液進行混合，混合液通過厭氧膜生物反應槽、好氧膜生物反應槽(接種預馴化耐鹽性種污泥)去除濃縮液中的氨氮與硝酸態以及COD成分，處理水再通過芬頓氧化反應器深度處理以去除難生物降解COD，基本滿足垃圾填埋場的回灌水質標準。
3.根據權利要求2所述的一種垃圾滲濾液膜濃縮液處理系統，其特征在于：處理系統在預馴化種污泥運行階段：以市政垃圾填埋場的垃圾滲濾液生化處理設施的厭氧槽和好氧槽污泥作為種污泥，采用厭氧膜生物反應槽、好氧膜生物反應槽、半連續運行模式，采用階梯提升鹽度(氯化鈉為鹽度成分)、接近濃縮液總氮濃度與COD濃度(氨氮與硝酸氮為總氮成分、葡萄糖為COD成分)的原水馴化種污泥，以提升其耐鹽性能，操作條件及方法如下：步驟S1、厭氧膜生物反應槽、好氧膜生物反應槽的好氧槽安裝微濾平板膜組件(膜孔徑為2-3微米)，厭氧槽與好氧槽的體積比為1：2，總水力停留時間為5d，厭氧槽的溶解氧濃度為0.2mg/L以下，好氧槽的溶解氧濃度為2mg/L以上，厭氧槽與好氧槽間的循環泵流量為日進水量的2倍(即循環比為2)，污泥濃度為30g/L以內；步驟S2、配水槽加入自來水，日進水量按水力停留時間為5d計算，氮源儲罐分別投配硫酸銨(氨氮源)和硝酸鉀(硝態氮源)溶液，碳源儲罐投配葡萄糖溶液，氯化鈉儲罐投配氯化鈉溶液；每日藥劑投配量按日進水量計算，投加的氨氮與硝態氮濃度分別為400mg/L和1000mg/L，葡萄糖濃度為5000mg/L，氯化鈉濃度從10g/L，15g/L，20g/L，25g/L，30g/L階梯增加；藥劑投配量計算例：假定厭氧膜生物反應槽、好氧膜生物反應槽總反應體積為50m3，水力停留時間為5d，每日進水量為10m3，則氨氮與硝態氮投加量分別為4kg和10kg，葡萄糖投加量為50kg，氯化鈉投加量從100kg、150kg、200kg、250kg和300kg階梯增加，每增加一個濃度梯度運行周期10-15天。步驟S3、采用間歇進水運行方式，厭氧槽進水，好氧槽出水(經平板膜抽出)，進水泵(包括原水泵、氮源投加計量泵、葡萄糖投加計量泵)以及抽出水泵每日運行5次，每次運行60min，原水泵與抽出水的日累計流量根據總反應體積與5d水力停留時間設定，氨氮、硝態投加計量泵與葡萄糖投加計量泵的日累計流量根據每日的氨氮、硝態及葡萄糖的投加量設定，好氧槽的膜抽出水送入儲水箱儲存；步驟S4、每隔2d于進出口采樣，分析氨氮、總氮、COD和鹽度等濃度值，每隔10d測一次污泥濃度，當污泥濃度超過30g/L時，排出20％的好氧槽污泥液。當氯化鈉投加濃度增至30g/L，運行至系統出水的總氮去除率穩定在80％以上時，污泥預馴化運行階段作結束。
4.根據權利要求2所述的一種垃圾滲濾液膜濃縮液處理系統，其特征在于：4-1納濾膜濃縮液的電解預處理操作方法如下：步驟S1、納濾膜濃縮液送入電解反應槽，啟動鼓風機將空氣從電解反應槽底部送入，通過底部布設的多孔管形成小氣泡產生弱攪拌作用；步驟S2、正負電極板交叉放置(板間距為1cm)，電極板表面涂覆銥釕合金膜，具有良好的導電性和防腐性能，極板使用壽命為1000小時以上，打開穩壓直流電源，采用恒定電流，電流密度設為10mA/cm2，電解反應時間為2h時；步驟S3、關閉鼓風機，手動啟動輸液泵泵，電解預處理的納濾膜濃縮液送入配水槽；電解預處理納濾濃縮液與反滲透濃縮液的混合液配制方法如下：將4-1電解預處理的納濾膜濃縮液與反滲透膜濃縮液儲槽的反滲透膜濃縮液，按照配水槽中的電解預處理納濾膜濃縮液的液位高度與反滲透膜濃縮液的液位高度比例，調配混合液中兩種濃縮液的含率，當液位高度比分別為1：2與1：1|時，配水槽內混合液的電解預處理納濾濃縮液與反滲透濃縮液的含率分別為：33％與67％，50％與50％；在電解預處理納濾濃縮液與反滲透濃縮液的含率均為50％的進水工況，當厭氧好氧總反應體積為50m3、水力停留時間為10d，每日進水量為5m3時，需要2.5m3電解預處理納濾膜濃縮液和2.5m3反滲透膜濃縮液混合，如電解裝置每隔2h處理納濾濃縮液0.5m3，則每天需要電解5個批次納濾膜濃縮液，約需要在12h內完成，每日運行進水泵5次，每隔4h運行1次，每次進水1.0m3(含電解預處理納濾膜濃縮液0.5m3)，合計每日可制備電解預處理納濾濃縮液為2.5m3。
5.根據權利要求2所述的一種垃圾滲濾液膜濃縮液處理系統，其特征在于：處理系統在處理納濾膜濃縮液與反滲透濃縮液的混合液啟動運行階段：配水槽加入經電解預處理的納濾膜濃縮液與反滲透濃縮液的混合液，按照3.1所述的厭氧膜生物反應槽、好氧膜生物反應槽操作方法與條件，按水力停留時間為10d計算，氮源儲罐只投配硫酸銨(氨氮源)溶液，碳源儲罐投配葡萄糖溶液，每日藥劑投配量按日進水量計算，投加的氨氮濃度為200mg/L，葡萄糖濃度為5000mg/L(假定反應器總反應體積為50m3，水力停留時間為10d，每日進水量為5m3，則氨氮與葡萄糖投加量分別為2kg和50kg)，配水槽內混合液的電解預處理納濾濃縮液與反滲透濃縮液的含率先設定為33％和67％，運行21-42天，至系統出水的總氮去除率穩定在80％左右時，再調整至50％和50％，繼續運行至系統出水的總氮去除率再次穩定在80％左右時，認為厭氧膜生物反應槽、好氧膜生物反應槽處理系統進入穩定運行階段；每隔2d于進出口采樣，分析氨氮、總氮、COD和鹽度等濃度值，每隔10d測一次污泥濃度，當污泥濃度超過30g/L時，排出20％的好氧槽污泥液；按照3.3所述的操作方法運行原水泵、氮源投加計量泵、葡萄糖投加計量泵以及抽出水泵；抽出水儲存于生化出水水箱。
6.根據權利要求2所述的一種垃圾滲濾液膜濃縮液處理系統，其特征在于：采用芬頓氧化工藝深度處理生化出水水箱中的厭氧膜生物反應槽、好氧膜生物反應槽出水，操作方法如下：生化出水水箱中的生化出水送入芬頓反應槽，啟動攪拌器低轉速運行，啟動酸液儲罐計量泵(配制1-2mol/L硫酸溶液)，將硫酸溶液低流量送入芬頓反應槽，當觀察pH計的讀數逐漸降低至3時，停止酸液罐計量泵；啟動硫酸亞鐵儲罐計量泵(1.3mol/L七水硫酸亞鐵溶液)，將硫酸亞鐵溶液低流量送入芬頓反應槽，至反應槽中的硫酸亞鐵濃度為0.022mol/L時，停止硫酸亞鐵儲罐計量泵；啟動過氧化氫儲罐計量泵(30％過氧化氫溶液)將過氧化氫低流量送入芬頓反應槽，至反應槽中的過氧化氫濃度為0.25mol/L時，停止過氧化氫儲罐計量泵；開始計時，持續攪拌至芬頓反應至2h時，啟動堿液儲罐(0.2-0.4mol/L氫氧化鈉溶液)計量泵，將堿液低流量送入芬頓反應槽，并觀察pH計的讀數逐漸升至7左右，停止堿液罐計量泵；啟動芬頓反應槽輸液泵將槽內處理水全部送入清水儲槽。
發明內容
本發明的目的是提供一種垃圾滲濾液膜濃縮液處理系統，其具有投資少，穩定性好、處理率高、運行管理方便的優點。
本發明的上述目的是通過以下技術方案得以實現的：
一種垃圾滲濾液膜濃縮液處理系統，一種垃圾滲濾液膜濃縮液處理系統，包括預處理系統、生化系統和深度氧化處理系統，其特征在于：預處理系統由膜濃縮液儲罐、電解反應槽、銥釕涂層電極組、穩壓直流電源、處理液收集罐等組成；生化系統包括配水槽、厭氧膜生物反應槽、好氧膜生物反應槽、氮源儲罐、碳源儲罐、氯化鈉儲罐及其配套加藥泵，污泥儲槽，處理水儲罐等組成。深度氧化處理系統由芬頓反應槽、酸、堿儲罐、硫酸亞鐵儲罐、雙氧水儲罐及其配套加藥泵等組成。
本發明進一步設置為：垃圾滲濾液膜濃縮液包括納濾濃縮液與反滲透濃縮液，納濾濃縮液先經過電解反應槽預處理后，按給定配比送入配水槽與反滲透濃縮液進行混合，混合液通過厭氧膜生物反應槽、好氧膜生物反應槽(接種預馴化耐鹽性種污泥)去除濃縮液中的氨氮與硝酸態以及COD成分，處理水再通過芬頓氧化反應器深度處理以去除難生物降解COD，基本滿足垃圾填埋場的回灌水質標準。
本發明進一步設置為：處理系統在預馴化種污泥運行階段：以市政垃圾填埋場的垃圾滲濾液生化處理設施的厭氧槽和好氧槽污泥作為種污泥，采用厭氧膜生物反應槽、好氧膜生物反應槽、半連續運行模式，采用階梯提升鹽度(氯化鈉為鹽度成分)、接近濃縮液總氮濃度與COD濃度(氨氮與硝酸氮為總氮成分、葡萄糖為COD成分)的原水馴化種污泥，以提升其耐鹽性能，操作條件及方法如下：
步驟S1、厭氧膜生物反應槽、好氧膜生物反應槽的好氧槽安裝微濾平板膜組件(膜孔徑為2-3微米)，厭氧槽與好氧槽的體積比為1：2，總水力停留時間為5d，厭氧槽的溶解氧濃度為0.2mg/L以下，好氧槽的溶解氧濃度為2mg/L以上，厭氧槽與好氧槽間的循環泵流量為日進水量的2倍(即循環比為2)，污泥濃度為30g/L以內；
步驟S2、配水槽加入自來水，日進水量按水力停留時間為5d計算，氮源儲罐分別投配硫酸銨(氨氮源)和硝酸鉀(硝態氮源)溶液，碳源儲罐投配葡萄糖溶液，氯化鈉儲罐投配氯化鈉溶液；每日藥劑投配量按日進水量計算，投加的氨氮與硝態氮濃度分別為400mg/L和1000mg/L，葡萄糖濃度為5000mg/L，氯化鈉濃度從10g/L，15g/L，20g/L，25g/L，30g/L階梯增加；藥劑投配量計算例：假定厭氧膜生物反應槽、好氧膜生物反應槽總反應體積為50m3，水力停留時間為5d，每日進水量為10m3，則氨氮與硝態氮投加量分別為4kg和10kg，葡萄糖投加量為50kg，氯化鈉投加量從100kg、150kg、200kg、250kg和300kg階梯增加，每增加一個濃度梯度運行周期10-15天；
步驟S3、采用間歇進水運行方式，厭氧槽進水，好氧槽出水(經平板膜抽出)，進水泵(包括原水泵、氮源投加計量泵、葡萄糖投加計量泵)以及抽出水泵每日運行5次，每次運行60min，原水泵與抽出水的日累計流量根據總反應體積與5d水力停留時間設定，氨氮、硝態投加計量泵與葡萄糖投加計量泵的日累計流量根據每日的氨氮、硝態及葡萄糖的投加量設定，好氧槽的膜抽出水送入儲水箱儲存；
步驟S4、每隔2d于進出口采樣，分析氨氮、總氮、COD和鹽度等濃度值，每隔10d測一次污泥濃度，當污泥濃度超過30g/L時，排出20％的好氧槽污泥液。當氯化鈉投加濃度增至30g/L，運行至系統出水的總氮去除率穩定在80％以上時，污泥預馴化運行階段作結束。
本發明進一步設置為：4-1納濾膜濃縮液的電解預處理操作方法如下：
步驟S1、納濾膜濃縮液送入電解反應槽，啟動鼓風機將空氣從電解反應槽底部送入，通過底部布設的多孔管形成小氣泡產生弱攪拌作用；
步驟S2、正負電極板交叉放置(板間距為1cm)，電極板表面涂覆銥釕合金膜，具有良好的導電性和防腐性能，極板使用壽命為1000小時以上，打開穩壓直流電源，采用恒定電流，電流密度設為10mA/cm2，電解反應時間為2h時；
步驟S3、關閉鼓風機，手動啟動輸液泵泵，電解預處理的納濾膜濃縮液送入配水槽；
電解預處理納濾濃縮液與反滲透濃縮液的混合液配制方法如下：
將4-1電解預處理的納濾膜濃縮液與反滲透膜濃縮液儲槽的反滲透膜濃縮液，按照配水槽中的電解預處理納濾膜濃縮液的液位高度與反滲透膜濃縮液的液位高度比例，調配混合液中兩種濃縮液的含率，當液位高度比分別為1：2、1：1|時，配水槽內混合液的電解預處理納濾濃縮液與反滲透濃縮液的含率分別為：33％和67％，50％和50％。
在電解預處理納濾濃縮液與反滲透濃縮液的含率均為50％的進水工況，當厭氧好氧總反應體積為50m3、水力停留時間為10d，每日進水量為5m3時，需要2.5m3電解預處理納濾膜濃縮液和2.5m3反滲透膜濃縮液混合，如電解裝置每隔2h處理納濾濃縮液0.5m3，則每天需要電解5個批次納濾膜濃縮液，約需要在12h內完成，每日運行進水泵5次，每隔4h運行1次，每次進水1.0m3(含電解預處理納濾膜濃縮液0.5m3)，合計每日可制備電解預處理納濾濃縮液為2.5m3。
通過采用上述技術方案，。
本發明進一步設置為：處理系統在處理納濾膜濃縮液與反滲透濃縮液的混合液啟動運行階段：配水槽加入經電解預處理的納濾膜濃縮液與反滲透濃縮液的混合液，按照3.1所述的厭氧膜生物反應槽、好氧膜生物反應槽操作方法與條件，按水力停留時間為10d計算，氮源儲罐只投配硫酸銨(氨氮源)溶液，碳源儲罐投配葡萄糖溶液，每日藥劑投配量按日進水量計算，投加的氨氮濃度為200mg/L，葡萄糖濃度為5000mg/L(假定反應器總反應體積為50m3，水力停留時間為10d，每日進水量為5m3，則氨氮與葡萄糖投加量分別為2kg和50kg)，配水槽內混合液的電解預處理納濾濃縮液與反滲透濃縮液的含率先設定為33％和67％，運行21-42天，至系統出水的總氮去除率穩定在80％左右時，再調整至50％和50％，繼續運行至系統出水的總氮去除率再次穩定在80％左右時，認為厭氧膜生物反應槽、好氧膜生物反應槽處理系統進入穩定運行階段。
每隔2d于進出口采樣，分析氨氮、總氮、COD和鹽度等濃度值，每隔10d測一次污泥濃度，當污泥濃度超過30g/L時，排出20％的好氧槽污泥液。
按照3.3所述的操作方法運行原水泵、氮源投加計量泵、葡萄糖投加計量泵以及抽出水泵；抽出水儲存于生化出水水箱。
本發明進一步設置為：采用芬頓氧化工藝深度處理生化出水水箱中的厭氧膜生物反應槽、好氧膜生物反應槽出水，操作方法如下：
生化出水水箱中的生化出水送入芬頓反應槽，啟動攪拌器低轉速運行，啟動酸液儲罐計量泵(配制1-2mol/L硫酸溶液)，將硫酸溶液低流量送入芬頓反應槽，當觀察pH計的讀數逐漸降低至3時，停止酸液罐計量泵；啟動硫酸亞鐵儲罐計量泵(1.3mol/L七水硫酸亞鐵溶液)，將硫酸亞鐵溶液低流量送入芬頓反應槽，至反應槽中的硫酸亞鐵濃度為0.022mol/L時，停止硫酸亞鐵儲罐計量泵；啟動過氧化氫儲罐計量泵(30％過氧化氫溶液)將過氧化氫低流量送入芬頓反應槽，至反應槽中的過氧化氫濃度為0.25mol/L時，停止過氧化氫儲罐計量泵；開始計時，持續攪拌至芬頓反應至2h時，啟動堿液儲罐(0.2-0.4mol/L氫氧化鈉溶液)計量泵，將堿液低流量送入芬頓反應槽，并觀察pH計的讀數逐漸升至7左右，停止堿液罐計量泵；啟動芬頓反應槽輸液泵將槽內處理水全部送入清水儲槽。
綜上所述，本發明的有益技術效果為：
本發明項目涉及一種垃圾滲濾液膜濃縮液處理系統。該系統由預處理系統、生化系統和深度氧化處理系統構成；預處理系統由膜濃縮液儲罐、電解反應槽、銥釕涂層電極組、穩壓直流電源、處理液收集罐等組成；生化系統包括配水槽、厭氧膜生物反應槽、好氧膜生物反應槽、氮源/碳源/氯化鈉儲罐及其配套加藥泵，污泥儲槽，處理水儲罐等組成。深度氧化處理系統由芬頓反應槽、酸/堿/硫酸亞鐵/雙氧水儲罐及其配套加藥泵等組成。垃圾滲濾液膜濃縮液包括納濾膜與反滲透膜濃縮液，納濾濃縮液先經過電解反應裝置預處理高濃度COD和鹽度以降低其生物毒性，與反滲透膜濃縮液按給定配比混合，通過厭氧膜生物反應槽、好氧膜生物反應槽(含有預培養的耐鹽度與濃縮液抑制的馴化污泥)，去除濃縮液中的氨氮與硝酸態以及COD成分，處理水再通過芬頓氧化反應器深度處理以去除難生物降解COD和色度，基本滿足垃圾填埋場的回灌水質標準，具有投資少，穩定性好、處理率高、運行管理方便等優勢。
（發明人：李曉;王小鐸;李林曦;郭亞嬌;付饒;王星發;熊小京;尹勝濤）
