公布日：2023.03.24
申請日：2023.01.31
分類(lèi)號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/24(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F1/
32(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N
摘要
本發(fā)明提供了一種垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)滲濾液零排放系統及方法，涉及工業(yè)廢水零排放領(lǐng)域，采用短程硝化和厭氧氨氧化聯(lián)用脫氮，可降低50％-60％的供氧量和20％-25％的耗堿量，節省大量的碳源添加，減少污泥產(chǎn)生量、反應池占地，實(shí)現節能、經(jīng)濟、高效的生物脫氮；在進(jìn)入多種膜分鹽濃縮系統前，采用光催化氧化和活性炭吸附過(guò)濾對生化出水中有機物、氨氮等進(jìn)行深度處理，可降低膜污染風(fēng)險，延長(cháng)多種膜分鹽濃縮系統的耐受時(shí)間和增強運行穩定性；對納濾分鹽的兩股水根據其特點(diǎn)，分別采用脫鹽率高的反滲透和抗污染性強的正滲透進(jìn)行濃縮，然后對主要含一價(jià)鹽濃液采用結晶蒸發(fā)、對正滲透濃水采用回噴的處理方法，最終實(shí)現淡水回用、鹽分回收及廢水零排放。
權利要求書(shū)
1.一種垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)滲濾液零排放系統，其特征在于，包括依次連接的預處理系統、生物厭氧反應系統、高效生物脫氮系統、MBR系統、氧化吸附系統、多種分鹽膜濃縮系統以及濃液處理和分鹽結晶蒸發(fā)系統；垃圾滲濾液依次經(jīng)過(guò)預處理系統預處理，生物厭氧反應系統生物降解垃圾滲濾液中的有機物，高效生物脫氮系統脫氮處理，MBR系統進(jìn)一步去除有機物和氨氮，氧化吸附系統對還原性物質(zhì)進(jìn)行氧化處理并吸附過(guò)濾去除重金屬、有機物，多種分鹽膜濃縮系統分離出含一價(jià)鹽的產(chǎn)水和含二價(jià)鹽的濃水，最后經(jīng)濃液處理和分鹽結晶蒸發(fā)系統處理產(chǎn)出工業(yè)鹽，回收淡水，其余有機物濃液回噴至焚燒爐燃燒處理，實(shí)現廢水零排放。
2.如權利要求1所述的垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)滲濾液零排放系統，其特征在于，所述預處理系統包括依次連接的格柵池、氣浮池、初沉池和調節池；所述生物厭氧反應系統包括依次連接的UASB反應池和厭氧沉淀池，所述調節池與所述UASB反應池連接；所述高效生物脫氮系統包括短程硝化池、厭氧氨氧化池和脫氮沉淀池，所述厭氧沉淀池與所述短程硝化池和所述厭氧氨氧化池連接，所述短程硝化池與所述厭氧氨氧化池連接，所述厭氧氨氧化池與所述脫氮沉淀池連接，所述脫氮沉淀池與所述短程硝化池回流連接；所述MBR系統包括依次連接的厭氧池、好氧池和外置超濾膜裝置，所述脫氮沉淀池與所述厭氧池連接，所述好氧池與所述厭氧池回流連接，所述外置超濾膜裝置與所述厭氧池回流連接；所述氧化吸附系統包括依次連接的光催化氧化池和活性炭吸附濾池，所述外置超濾膜裝置與所述光催化氧化池連接；所述多種分鹽膜濃縮系統包括納濾系統、正滲透系統和反滲透系統，所述活性炭吸附濾池與所述納濾系統連接，所述納濾系統與所述正滲透系統和反滲透系統連接；所述濃液處理和分鹽結晶蒸發(fā)系統包括MVR結晶系統和淡水箱，所述MVR結晶系統與所述反滲透系統連接，所述淡水箱與所述正滲透系統、反滲透系統和MVR結晶系統連接。
3.如權利要求2所述的垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)滲濾液零排放系統，其特征在于，所述初沉池、UASB反應池、厭氧沉淀池、脫氮沉淀池和外置超濾膜裝置均與污泥濃縮池連接，所述污泥濃縮池與污泥脫水機連接；所述UASB反應池與焚燒爐連接，沼氣進(jìn)行回收利用。
4.如權利要求3所述的垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)滲濾液零排放系統，其特征在于，所述預處理系統還包括格柵機、廢水提升泵、溶氣罐、空壓機和初沉池污泥泵；所述生物厭氧反應系統還包括厭氧進(jìn)水泵、厭氧循環(huán)泵、厭氧氣處理設備；所述高效生物脫氮系統還包括脫氮進(jìn)水泵、污泥回流泵和脫氮氧化風(fēng)機；所述MBR系統還包括冷卻塔、曝氣風(fēng)機、清洗系統和中間水池；所述氧化吸附系統還包括進(jìn)水泵、加藥系統和清水池；多種膜分鹽濃縮系統還包括加壓泵、反滲透濃液箱、正滲透濃液箱。
5.一種垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)滲濾液零排放方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟S1：垃圾滲濾液預處理；步驟S2：有機物生物降解；步驟S3：脫氮處理；步驟S4：進(jìn)一步去除有機物和氨氮；步驟S5：氧化及吸附處理；步驟S6：分離含一價(jià)鹽的產(chǎn)水和含二價(jià)鹽的濃水；步驟S7：淡水回用、鹽分回收及廢水零排放。
6.如權利要求5所述的垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)滲濾液零排放方法，其特征在于，采用如權利要求4所述的垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)滲濾液零排放系統；步驟S1的具體過(guò)程為，滲濾液首先經(jīng)過(guò)格柵池中的格柵機，截留漂浮顆粒物，然后在氣浮池反應區加入絮凝劑，部分氣浮處理后的水在溶氣罐內由空壓機供氣形成加壓溶氣經(jīng)廢水提升泵回流至氣浮池入口，去除油脂及部分揮發(fā)性有機物和氨氮，通過(guò)初沉池進(jìn)一步去除懸浮物和膠體，在調節池對滲濾液進(jìn)行均質(zhì)均量，并調節pH至7.5-8.0，初沉池底部的污泥經(jīng)初沉池污泥泵排至污泥濃縮池。
7.如權利要求6所述的垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)滲濾液零排放方法，其特征在于，步驟S2的具體過(guò)程為，生物厭氧反應系統采用帶有出水回流的外循環(huán)上流式厭氧污泥床反應器，回流水進(jìn)行加熱，進(jìn)水溫度高于反應器工作溫度8-10℃，在反應器中對滲濾液中的有機物進(jìn)行生物降解，將大分子有機物轉化為小分子物質(zhì)，收集厭氧甲烷氣，回收能源，厭氧反應出水經(jīng)厭氧沉淀池沉淀后，上清液進(jìn)入短程硝化池，污泥排入污泥濃縮池。
8.如權利要求7所述的垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)滲濾液零排放方法，其特征在于，步驟S3的具體過(guò)程為，采用短程硝化和厭氧氨氧化聯(lián)用進(jìn)行脫氮處理，經(jīng)生物厭氧反應系統厭氧處理后的部分滲濾液經(jīng)脫氮進(jìn)水泵打入短程硝化池，通過(guò)脫氮氧化風(fēng)機控制短程硝化中的曝氣量，并在短程硝化池將其中的氨氮氧化為亞硝酸鹽，然后在厭氧氨氧化池中與另外一部分滲濾液中的氨氮直接發(fā)生脫氮反應，厭氧氨氧化出水經(jīng)脫氮沉淀池沉淀后，上清液進(jìn)入厭氧池，部分污泥經(jīng)污泥回流泵回流至短程硝化池入口，剩余污泥排入污泥濃縮池。
9.如權利要求8所述的垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)滲濾液零排放方法，其特征在于，步驟S4的具體過(guò)程為，經(jīng)脫氮處理的滲濾液經(jīng)過(guò)厭氧池厭氧反應、好氧池好氧反應及由好氧池到厭氧池的內回流進(jìn)一步去除剩余的有機物和氨氮，并吸收廢水中的磷元素，然后通過(guò)外置超濾膜裝置實(shí)現泥水分離，回流活性污泥至厭氧池，并定期排除MBR系統內的剩余污泥，通過(guò)曝氣風(fēng)機向好氧池提供氧氣，在厭氧池、好氧池之間設置冷卻塔，設置清洗系統對外置超濾膜裝置中的超濾膜定期清洗，產(chǎn)生的清水進(jìn)入中間水池。
10.如權利要求9所述的垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)滲濾液零排放方法，其特征在于，步驟S5的具體過(guò)程為，經(jīng)生物處理后的出水通過(guò)進(jìn)水泵進(jìn)入光催化氧化池，水中還原性物質(zhì)在紫外光和加藥系統添加的H2O2作用下被氧化為CO2、H2O，然后進(jìn)入活性炭吸附濾池，進(jìn)一步吸附過(guò)濾水中重金屬、有機物，產(chǎn)生的水進(jìn)入清水池。
11.如權利要求10所述的垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)滲濾液零排放方法，其特征在于，步驟S6的具體過(guò)程為，吸附出水進(jìn)入納濾系統，將廢水分為含一價(jià)鹽的產(chǎn)水和含二價(jià)鹽、COD、TN的濃水，含一價(jià)鹽的產(chǎn)水經(jīng)加壓泵進(jìn)入反滲透系統脫鹽濃縮，產(chǎn)生的濃水進(jìn)入反滲透濃液箱，含二價(jià)鹽、COD、TN的濃水進(jìn)入正滲透系統進(jìn)行濃縮，產(chǎn)生的濃水進(jìn)入正滲透濃液箱。
12.如權利要求11所述的垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)滲濾液零排放方法，其特征在于，步驟S7的具體過(guò)程為，反滲透產(chǎn)水和正滲透產(chǎn)水進(jìn)入淡水箱，反滲透濃水進(jìn)入MVR結晶系統，產(chǎn)生工業(yè)鹽，正滲透濃水中的有機物回噴至焚燒爐燃燒處理，實(shí)現垃圾焚燒電廠(chǎng)滲濾液的淡水回用、鹽分回收及廢水零排放的目的。
發(fā)明內容
針對現垃圾焚燒電廠(chǎng)滲濾液零排放方法，本發(fā)明主要解決常規生物脫氮效率低、占地大、能耗高；膜法濃縮易結垢、能耗高、產(chǎn)水率低，濃液蒸發(fā)結晶產(chǎn)鹽易結塊、品質(zhì)差等問(wèn)題。
為實(shí)現上述目的，本發(fā)明提供一種垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)滲濾液零排放系統，包括依次連接的預處理系統、生物厭氧反應系統、高效生物脫氮系統、MBR系統、氧化吸附系統、多種分鹽膜濃縮系統以及濃液處理和分鹽結晶蒸發(fā)系統；
垃圾滲濾液依次經(jīng)過(guò)預處理系統預處理，生物厭氧反應系統生物降解垃圾滲濾液中的有機物，高效生物脫氮系統脫氮處理，MBR系統進(jìn)一步去除有機物和氨氮，氧化吸附系統對還原性物質(zhì)進(jìn)行氧化處理并吸附過(guò)濾去除重金屬、有機物，多種分鹽膜濃縮系統分離出含一價(jià)鹽的產(chǎn)水和含二價(jià)鹽的濃水，最后經(jīng)濃液處理和分鹽結晶蒸發(fā)系統處理產(chǎn)出工業(yè)鹽，回收淡水，其余有機物濃液回噴至焚燒爐燃燒處理，實(shí)現廢水零排放。
進(jìn)一步地，所述預處理系統包括依次連接的格柵池、氣浮池、初沉池和調節池；
所述生物厭氧反應系統包括依次連接的UASB反應池和厭氧沉淀池，所述調節池與所述UASB反應池連接；
所述高效生物脫氮系統包括短程硝化池、厭氧氨氧化池和脫氮沉淀池，所述厭氧沉淀池與所述短程硝化池和所述厭氧氨氧化池連接，所述短程硝化池與所述厭氧氨氧化池連接，所述厭氧氨氧化池與所述脫氮沉淀池連接，所述脫氮沉淀池與所述短程硝化池回流連接；
所述MBR系統包括依次連接的厭氧池、好氧池和外置超濾膜裝置，所述脫氮沉淀池與所述厭氧池連接，所述好氧池與所述厭氧池回流連接，所述外置超濾膜裝置與所述厭氧池回流連接；
所述氧化吸附系統包括依次連接的光催化氧化池和活性炭吸附濾池，所述外置超濾膜裝置與所述光催化氧化池連接；
所述多種分鹽膜濃縮系統包括納濾系統、正滲透系統和反滲透系統，所述活性炭吸附濾池與所述納濾系統連接，所述納濾系統與所述正滲透系統和反滲透系統連接；
所述濃液處理和分鹽結晶蒸發(fā)系統包括MVR結晶系統和淡水箱，所述MVR結晶系統與所述反滲透系統連接，所述淡水箱與所述正滲透系統、反滲透系統和MVR結晶系統連接。
進(jìn)一步地，所述初沉池、UASB反應池、厭氧沉淀池、脫氮沉淀池和外置超濾膜裝置均與污泥濃縮池連接，所述污泥濃縮池與污泥脫水機連接；
所述UASB反應池與焚燒爐連接，沼氣進(jìn)行回收利用。
進(jìn)一步地，所述預處理系統還包括格柵機、廢水提升泵、溶氣罐、空壓機和初沉池污泥泵；
所述生物厭氧反應系統還包括厭氧進(jìn)水泵、厭氧循環(huán)泵、厭氧氣處理設備；
所述高效生物脫氮系統還包括脫氮進(jìn)水泵、污泥回流泵和脫氮氧化風(fēng)機；
所述MBR系統還包括冷卻塔、曝氣風(fēng)機、清洗系統和中間水池；
所述氧化吸附系統還包括進(jìn)水泵、加藥系統和清水池；
多種膜分鹽濃縮系統還包括加壓泵、反滲透濃液箱、正滲透濃液箱。
一種垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)滲濾液零排放方法，包括以下步驟：
步驟S1：垃圾滲濾液預處理；
步驟S2：有機物生物降解；
步驟S3：脫氮處理；
步驟S4：進(jìn)一步去除有機物和氨氮；
步驟S5：氧化及吸附處理；
步驟S6：分離含一價(jià)鹽的產(chǎn)水和含二價(jià)鹽的濃水；
步驟S7：淡水回用、鹽分回收及廢水零排放。
進(jìn)一步地，采用上述垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)滲濾液零排放系統；步驟S1的具體過(guò)程為，滲濾液首先經(jīng)過(guò)格柵池中的格柵機，截留漂浮顆粒物，然后在氣浮池反應區加入絮凝劑，部分氣浮處理后的水在溶氣罐內由空壓機供氣形成加壓溶氣經(jīng)廢水提升泵回流至氣浮池入口，去除油脂及部分揮發(fā)性有機物和氨氮，通過(guò)初沉池進(jìn)一步去除懸浮物和膠體，在調節池對滲濾液進(jìn)行均質(zhì)均量，并調節pH至7.5-8.0，初沉池底部的污泥經(jīng)初沉池污泥泵排至污泥濃縮池。
進(jìn)一步地，步驟S2的具體過(guò)程為，生物厭氧反應系統采用帶有出水回流的外循環(huán)上流式厭氧污泥床反應器，回流水進(jìn)行加熱，進(jìn)水溫度高于反應器工作溫度8-10℃，在反應器中對滲濾液中的高濃度有機物進(jìn)行生物降解，將大分子有機物轉化為易生物降解的小分子物質(zhì)，為后續深度生物反應創(chuàng )造有利條件，并收集厭氧甲烷氣，回收能源，厭氧反應出水經(jīng)厭氧沉淀池沉淀后，上清液進(jìn)入短程硝化池，污泥排入污泥濃縮池。
進(jìn)一步地，步驟S3的具體過(guò)程為，采用短程硝化和厭氧氨氧化聯(lián)用進(jìn)行脫氮處理，經(jīng)生物厭氧反應系統厭氧處理后的部分滲濾液經(jīng)脫氮進(jìn)水泵打入短程硝化池，通過(guò)脫氮氧化風(fēng)機控制短程硝化中的曝氣量，并在短程硝化池將其中的氨氮氧化為亞硝酸鹽，然后在厭氧氨氧化池中與另外一部分滲濾液中的氨氮直接發(fā)生脫氮反應，短程硝化僅需要完全將氨氮氧化為亞硝酸鹽，厭氧氨氧化不需要外加碳源，反應池停留時(shí)間和污泥產(chǎn)量較低，該工藝不僅可節省完全硝化反應需要的大量氧氣，大大減少反應池占地，還可以減少的碳源添加及污泥量的產(chǎn)生，實(shí)現節能、經(jīng)濟、高效的脫出滲濾液中大部分氮元素，厭氧氨氧化出水經(jīng)脫氮沉淀池沉淀后，上清液進(jìn)入厭氧池，部分污泥經(jīng)污泥回流泵回流至短程硝化池入口，剩余污泥排入污泥濃縮池。
進(jìn)一步地，步驟S4的具體過(guò)程為，經(jīng)脫氮處理的滲濾液經(jīng)過(guò)厭氧池A池厭氧反應、好氧池O池好氧反應及由好氧池O池到厭氧池A池的內回流進(jìn)一步去除剩余的有機物和氨氮，并吸收廢水中的磷元素，然后通過(guò)外置超濾膜裝置實(shí)現泥水分離，回流活性污泥至厭氧池A池，并定期排除MBR系統內的剩余污泥，產(chǎn)出COD、TN、TP較低的清水，通過(guò)曝氣風(fēng)機向好氧池O池提供足夠的氧氣，為保證反應池水溫保持在適宜的范圍，在厭氧池A池、好氧池O池之間設置冷卻塔，設置清洗系統對外置超濾膜裝置中的超濾膜定期清洗，保障其穩定運行，產(chǎn)生的清水進(jìn)入中間水池。
進(jìn)一步地，步驟S5的具體過(guò)程為，經(jīng)生物處理后的出水通過(guò)進(jìn)水泵進(jìn)入光催化氧化池，水中還原性物質(zhì)在紫外光和加藥系統添加的H2O2作用下被徹底氧化為CO2、H2O等無(wú)害物質(zhì)，然后進(jìn)入活性炭吸附濾池，進(jìn)一步吸附過(guò)濾水中重金屬、有機物等污染物，產(chǎn)生更為清潔的水進(jìn)入清水池。
進(jìn)一步地，步驟S6的具體過(guò)程為，吸附出水進(jìn)入納濾系統，納濾膜將廢水分為主要含一價(jià)鹽的產(chǎn)水和含二價(jià)鹽、COD、TN等的濃水，含一價(jià)鹽的產(chǎn)水經(jīng)加壓泵進(jìn)入反滲透系統經(jīng)反滲透膜脫鹽濃縮，產(chǎn)生的濃水進(jìn)入反滲透濃液箱，含二價(jià)鹽、COD、TN的濃水進(jìn)入耐污染的正滲透系統經(jīng)正滲透膜進(jìn)行濃縮，產(chǎn)生的濃水進(jìn)入正滲透濃液箱。通過(guò)多種膜分鹽濃縮系統，能夠實(shí)現回用滲濾液中85％-90％的清水，分離出純度較高的一價(jià)濃鹽水及難處理的濃縮液。
進(jìn)一步地，步驟S7的具體過(guò)程為，反滲透產(chǎn)水和正滲透產(chǎn)水進(jìn)入淡水箱均作廠(chǎng)區工業(yè)用水回用，反滲透濃水進(jìn)入MVR結晶系統，產(chǎn)生較高純度的工業(yè)鹽，正滲透濃水中含有一定濃度的有機物可回噴至焚燒爐燃燒處理，實(shí)現垃圾焚燒電廠(chǎng)滲濾液的淡水回用、鹽分回收及廢水零排放的目的。
有益效果：
本發(fā)明提供的一種垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)滲濾液零排放系統及方法，采用短程硝化和厭氧氨氧化聯(lián)用脫氮，可降低50％-60％的供氧量和20％-25％的耗堿量，節省大量的碳源添加，大大減少污泥產(chǎn)生量，減小反應池占地，實(shí)現節能、經(jīng)濟、高效的生物脫氮；在進(jìn)入多種膜分鹽濃縮系統前，采用光催化氧化和活性炭吸附過(guò)濾對生化出水中有機物、氨氮等進(jìn)行深度處理，可降低膜污染風(fēng)險，延長(cháng)多種膜分鹽濃縮系統的耐受時(shí)間和增強運行穩定性；對納濾分鹽的兩股水根據其特點(diǎn)，分別采用脫鹽率高的反滲透和抗污染性強的正滲透進(jìn)行濃縮，然后對主要含一價(jià)鹽濃液采用結晶蒸發(fā)、對正滲透濃水采用回噴的處理方法，不僅能夠提高濃縮效率和產(chǎn)水率，更充分利用了膜的特點(diǎn)，減少了膜結垢的機率，使兩種膜的使用效率達到最大化；納濾分鹽后單獨對一價(jià)鹽濃水蒸發(fā)結晶，使得結晶鹽品質(zhì)更好，不易結垢。
（發(fā)明人：劉俊;郭士義;姜正雄;張立志）
