CN107915366A - 一种利用臭氧对垃圾渗沥液进行深度处理的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用臭氧对垃圾渗沥液进行深度处理的工艺，包括如下步骤：S1：预处理，S2：臭氧催化氧化处理，S3：高级氧化处理，S4：脱氮处理。本发明所述的工艺，工艺路线简单，处理费用性价比高，无二次污染。

Description

一种利用臭氧对垃圾渗沥液进行深度处理的工艺

技术领域

本发明涉及有机废水处理技术领域，具体涉及一种利用臭氧对垃圾渗沥液进行深度处理的工艺。

背景技术

城市生活垃圾在处理过程中产生的渗沥液具有有机污染物浓度高、氨氮浓度高、重金属离子浓度高等特点，处理难度很大。国内外对于垃圾渗沥液的处理有传统的生物法、膜分离及其组合等方法，其中膜生化反应器和碟管式反渗透是目前主流的处理工艺。为达到GB16889-2008新标准中特别限值排放要求，渗沥液处理过程中通常采用“生化/MBR⁺膜”的工艺，膜分离中纳滤和反渗透作为深度处理工艺单元，其清液达标的同时产生约占处理规模15～25％的垃渗沥液的膜浓缩液。并且采用膜分离进行深度处理的方法，只是进行物理的分离和浓缩，并不能对水中的有害污染物进行有效的处理，造成的结果是产生的大量浓缩液危害性更大，处理变得更难。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种利用臭氧对垃圾渗沥液进行深度处理的工艺，所述工艺路线简单，处理费用性价比高，无二次污染，处理后的废水符合国家废水排放标准。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种利用臭氧对垃圾渗沥液进行深度处理的工艺，包括如下步骤：

S1：预处理

在垃圾渗沥液中加入pH调节剂，之后加入絮凝剂，搅拌均匀后通过进水管进入气浮机进行泥水分离，分离后的浮渣排出该气浮机；在分离后的清液中加入pH调节剂，然后将其排入沉淀池进行沉淀处理，沉淀池底部的污泥经污泥回流泵输送至进水管，之后同样地进入气浮机进行泥水分离；沉淀池中的上清液通过提升泵将其输送至过滤装置；

S2：臭氧催化氧化处理

将步骤S1处理后的废水经过滤装置去除悬浮物后，输送至臭氧混合塔内并与来自臭氧发生器的臭氧通过循环射流曝气的方式进行接触混合，与臭氧充分接触混合后的废水从臭氧混合塔的一端排出并被输送至催化氧化塔进行催化氧化反应，未与臭氧充分接触混合的废水由臭氧混合塔的塔底泵送至其中部以与臭氧再次进行接触混合，之后同样地被输送至催化氧化塔进行催化氧化反应；

S3：高级氧化处理

在步骤S2处理后的废水中加入pH调节剂，之后通过高级氧化过滤装置进行过滤，过滤后在该废水中加入过氧化氢，然后将其输送至高级氧化反应塔中进行高级氧化反应；经高级氧化处理后的废水，由高级氧化反应塔的底部排出并输送到高级催化氧化塔进行催化氧化反应，未经高级催化氧化的废水由该高级催化氧化塔的塔底泵送至其中部以进行催化氧化反应；

S4：脱氮处理

将步骤S3中处理后的废水输送至反硝化罐内进行反硝化处理，之后经过脱氮过滤装置过滤，排放。

进一步地，其中在步骤S1中，所述pH调节剂选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠以及氢氧化钙中的一种或多种；所述pH调节剂的投加浓度为0.2～1.2g/kg，所述1吨废水中投加0.2～1.2kgpH调节剂；两次加入所述pH调节剂后的pH值均被调至8～11。

进一步地，其中在步骤S1中，所述絮凝剂选自无机高分子絮凝剂或有机高分子絮凝剂中的一种或两种。

进一步地，其中所述无机高分子絮凝剂选自聚合硫酸铁、聚合氯化铝及聚合氯化铁中的一种或者多种；所述无机高分子絮凝剂的投加浓度为1～4g/kg，所述1吨废水中投加1～4kg无机高分子絮凝剂。

进一步地，其中所述有机高分子絮凝剂选自聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙及聚丙烯腈中的一种或者多种；所述有机高分子絮凝剂的投加浓度为3～7ml/kg，且所述有机高分子絮凝剂的浓度为0.01～0.02g/ml，所述1吨废水中投加3～7L质量浓度为0.01～0.02g/ml的有机高分子絮凝剂。

进一步地，其中在步骤S2中，所述臭氧混合塔内的废水停留时间为60～120分钟；所述催化氧化塔内的废水停留时间为60～120分钟。

进一步地，其中在步骤S3中加入pH调节剂后pH值被调至8～11。

进一步地，其中在步骤S3中高级氧化反应塔内，废水停留时间为60～120分钟；所述高级催化氧化塔内废水停留时间为60～120分钟。

进一步地，其中在步骤S3中，所述臭氧的投加浓度为0.5～2.5g/kg，所述1吨废水中加入0.5～2.5kg臭氧，所述过氧化氢与臭氧投加量的摩尔比为0.3～0.8。

所述废水停留时间为从进入反应塔到排出反应塔，在反应塔中停留的时间。

本发明具有的有益效果：

1、本发明所提供的工艺，其采用混凝气浮、臭氧/高级氧化和反硝化脱氮处理的组合工艺对垃圾渗沥液进行处理，将混凝气浮作为预处理工艺，通过投加金属盐类无机高分子絮凝剂能够有效地去除垃圾渗沥液中分子量大于1000的有机物，而且在发生水解时产生金属盐二合体，并进一步水解形成更高聚合度和羟基比的水解产物，由于水解产物呈现带正电荷的特性，而垃圾渗沥液中的有机物呈现为为负电性，二者易于发生絮凝作用，并在聚丙烯酰胺的作用下，起到快速的絮凝作用，产生的絮凝体，在气浮机内，与气浮机产生的微气泡粘附在一起迅速上浮，实现泥水快速分离，与传统的混凝-沉淀法相比，混凝+气浮的方法，具有占地面积小，无需土建施工，泥水分离速度快，出水水质清澈等优点；

2、本发明所提供的工艺，其通过气浮机输出的清液，投加pH值调节剂，将其pH值调至8～11的范围后排入沉淀池进行沉淀，pH调节剂可以与垃圾渗滤液膜过滤浓缩中的腐殖酸类进一步反应生成沉淀，通过预处理将垃圾渗沥液中的有机物COD(化学需氧量)去除率达到60～80％，由于能降低污染物的负荷，减轻后续臭氧催化氧化和高级氧化处理的难度，有效提高臭氧的利用率，从而降低了臭氧高级氧化工艺的处理成本；

3、本发明将预处理后的垃圾渗沥液先进行臭氧催化氧化和高级氧化处理、再进行反硝化处理，充分利用臭氧和羟基自由基的强氧化性的特点，有效地破坏垃圾渗沥液中大分子有机物的结构，使之转变为小分子有机物甚至部分氧化为二氧化碳和水，将难于生物降解的有机物环状分子或长链分子的部分断裂，可将垃圾渗沥液中的部分难降解大分子有机物氧化“开键”为易降解的小分子有机物，将难降解的腐植酸中部分具有非饱和构造的有机物转化为生化降解性好的饱和构造，以增强废水中有机物的可生化性，废水再经反硝化生化处理后，以有效降解废水中的有机物等污染物，使垃圾渗沥液中有机物的COD去除率达到95％以上；

4、本发明所提供的工艺，其工艺路线简单，处理费用性价比高，通过臭氧高级氧化能够分解废水中生物难降解的物质，同时臭氧分解后变为氧气，故而对环境没有二次污染；

5、本发明所提供的工艺，其有利于与生化法结合，能消除二次污染并实现减量化，为垃圾渗沥液处理提供了新的工艺路线；

6、本发明所提供的工艺，其不仅适用于垃圾渗沥液膜浓缩液的处理，也同样适用于垃圾渗沥液MBR出水的深度处理，最终的出水能够达到国家排放标准(GB16889-008)。

附图说明

图1为本发明所述的利用臭氧对垃圾渗沥液进行深度处理的工艺流程图。

图中，1-预处理系统，2-臭氧催化氧化系统，3-高级氧化处理系统，4-脱氮处理系统，5-臭氧发生器，6-气浮机，7-沉淀池，8-提升泵，9-过滤装置，10-臭氧混合塔，11-催化氧化塔，12-高级氧化过滤装置，13-高级氧化反应塔，14-高级催化氧化塔，15-反硝化罐，16-脱氮过滤装置，17-污泥回流泵。

具体实施方式

本发明提供了一种利用臭氧对垃圾渗沥液进行深度处理的工艺，下面以具体实验案例为例来说明具体实施方式，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示的一种利用臭氧对垃圾渗沥液进行深度处理的工艺流程图，首先将1吨垃圾渗沥液排入预处理系统1中，然后加入0.3kg NaOH(作为pH值调节剂来调节pH值)，将垃圾渗沥液的pH值调整为8，之后加入3kg聚合硫酸铁及5L，0.015g/mL的聚丙烯酰胺溶液，充分混合搅拌均匀后，形成絮凝体，通过进水管进入气浮机6中，在气浮机6内，聚合硫酸铁絮凝剂形成的絮凝体与气浮机6产生的微气泡粘附在一起迅速上浮，实现泥水分离，并将上层的浮渣通过排污管道排出气浮机；聚合硫酸铁絮凝剂不仅可以有效地去除垃圾渗沥液中分子量大于1000的有机物，而且在其发生水解时，产生的中间体能够形成更高聚合度、更高羟基比的水解产物，该水解产物带有正电荷与垃圾渗沥液中的带有负电荷的腐殖酸类有机物发生絮凝作用，产生沉淀；本发明通过加入聚丙烯酰胺溶液，能进一步提高其絮凝效果，从而提高泥水分离的速度；从气浮机6分离后的清液中加入pH值调节剂，然后将其排入沉淀池7进行沉淀处理，pH调节剂可以与垃圾渗滤液中的腐殖酸类进一步反应生成沉淀物，从而在预处理阶段将垃圾渗沥液中的有机物COD(化学需氧量)去除率提升至50～80％；沉淀池7底部的污泥经第一回流管上的污泥回流泵17输送至气浮机6，通过气浮的方法进行泥水分离。

将预处理1系统的沉淀池7中的上清液通入臭氧催化氧化处理系统2，在所述臭氧催化氧化处理系统2中通过提升泵8输送到过滤装置9的顶部，在过滤装置9内部通过过滤的方法除去悬浮物后，将其输送至臭氧混合塔10的顶部并注入臭氧混合塔10，在臭氧混合塔10内与来自臭氧发生器5产生的臭氧混合，与废水以循环射流曝气的方式进行接触混合(废水到达臭氧混合塔10的底部时，通过第二回流管以及第二射流器将废水与臭氧强制混合，然后一起注入臭氧混合塔10的中部)，臭氧混合塔10内废水停留时间为60分钟，与臭氧充分接触混合后的废水，从臭氧混合塔10的底部排出，之后被输送至催化氧化塔11进行催化氧化反应，催化氧化塔11内的废水停留时间为120分钟，经催化氧化后的废水，由催化氧化塔11的顶部排出并输送至高级氧化处理系统3。

将臭氧催化氧化处理系统2输出后的废水通入高级氧化处理系统3中，然后加入pH调节剂，将其pH值调至8的范围，经过高级氧化过滤装置12过滤，然后加入0.177kg过氧化氢，然后输送至高级氧化反应塔13进行高级氧化反应，来自臭氧发生器5产生的臭氧输送到高级氧化反应塔13内，与废水进行循环射流曝气的方式进行接触混合(废水到达高级氧化反应塔13底部时，通过第三回流管以及第三射流器将废水与臭氧强制混合，然后一起注入高级氧化反应塔13的中部)，废水停留时间为60分钟，与臭氧充分接触后的废水，从高级氧化反应塔13的底部排出并被输送到高级催化氧化塔14进行高级催化氧化反应，废水停留时间为80分钟，经高级催化氧化后的废水，由高级催化氧化塔14的顶部排出并输送至脱氮处理系统4。

将高级氧化处理系统3输出后的废水输送至反硝化罐15内进行反硝化处理，经反硝化处理后的废水，通过脱氮过滤装置16过滤后排放。

本发明通过对臭氧发生器5输入第二射流器和第三射流器的臭氧进行流量控制，使得垃圾渗沥液在进行氧化反应时，既不会增加处理运行成本，又最大程度地有利于垃圾渗沥液中羟基自由基的生成，并且有利于垃圾渗沥液中难生物降解的有机物环状分子或长链分子的部分断裂。

本发明对所述废水中有机物COD(化学需氧量)均值介于500-10000mg/L之间的垃圾渗沥液(MBR出水或者膜浓缩液)进行深度处理，经过预处理1后，沉淀池7的上清液出水有机物COD(化学需氧量)均值介于200-800mg/L之间，再经臭氧催化氧化处理系统2、高级氧化处理系统3和脱氮处理系统4的依次处理后，废水的有机物COD值降至100mg/L以下，氨氮小于25mg/L，T总氮小于40mg/L，达到GB16889-2008的排放标准。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种利用臭氧对垃圾渗沥液进行深度处理的工艺，其特征在于：包括如下步骤：

S1：预处理

在垃圾渗沥液中加入pH调节剂，之后加入絮凝剂，搅拌均匀后通过进水管进入气浮机进行泥水分离，分离后的浮渣排出该气浮机；在分离后的清液中加入pH调节剂，然后将其排入沉淀池进行沉淀处理，沉淀池底部的污泥经污泥回流泵输送至进水管，之后同样地进入气浮机进行泥水分离；沉淀池中的上清液通过提升泵将其输送至过滤装置；

S2：臭氧催化氧化处理

将步骤S1处理后的废水经过滤装置去除悬浮物后，输送至臭氧混合塔内并与来自臭氧发生器的臭氧通过循环射流曝气的方式进行接触混合，与臭氧充分接触混合后的废水从臭氧混合塔的底部排出并被输送至催化氧化塔进行催化氧化反应，未与臭氧充分接触混合的废水由臭氧混合塔的底部泵送至其中部以与臭氧再次进行接触混合，之后同样地被输送至催化氧化塔进行催化氧化反应；

S3：高级氧化处理

在步骤S2处理后的废水中加入pH调节剂，之后通过高级氧化过滤装置进行过滤，过滤后在该废水中加入过氧化氢，然后将其输送至高级氧化反应塔中进行高级氧化反应；经高级氧化处理后的废水，由高级氧化反应塔的底部排出并输送到高级催化氧化塔进行催化氧化反应，未经高级催化氧化的废水由该高级催化氧化塔的塔底泵送至其中部以进行催化氧化反应；

S4：脱氮处理

将步骤S3中处理后的废水输送至反硝化罐内进行反硝化处理，之后经过脱氮过滤装置过滤，排放。

2.根据权利要求1所述的利用臭氧对垃圾渗沥液进行深度处理的工艺，其特征在于，在步骤S1中，所述pH调节剂选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠以及氢氧化钙中的一种或多种；所述pH调节剂的投加浓度为0.2～1.2g/kg；两次加入所述pH调节剂后的pH值均被调至8～11。

3.根据权利要求1所述的利用臭氧对垃圾渗沥液进行深度处理的工艺，其特征在于，在步骤S1中，所述絮凝剂选自无机高分子絮凝剂或有机高分子絮凝剂中的一种或两种。

4.根据权利要求3所述的利用臭氧对垃圾渗沥液进行深度处理的工艺，其特征在于，所述无机高分子絮凝剂选自聚合硫酸铁、聚合氯化铝及聚合氯化铁中的一种或者多种；所述无机高分子絮凝剂的投加浓度为1～4g/kg。

5.根据权利要求3所述的利用臭氧对垃圾渗沥液进行深度处理的工艺，其特征在于，所述有机高分子絮凝剂选自聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙及聚丙烯腈中的一种或者多种；所述有机高分子絮凝剂的投加浓度为3～7ml/kg,且所述有机高分子絮凝剂的浓度为0.01～0.02g/ml。

6.根据权利要求1所述的利用臭氧对垃圾渗沥液进行深度处理的工艺，其特征在于，在步骤S2中，所述臭氧混合塔内的废水停留时间为60～120分钟；所述催化氧化塔内的废水停留时间为60～120分钟。

7.根据权利要求1所述的利用臭氧对垃圾渗沥液进行深度处理的工艺，其特征在于，在步骤S3中加入pH调节剂后pH被调至8～11。

8.根据权利要求1所述的利用臭氧对垃圾渗沥液进行深度处理的工艺，其特征在于，在步骤S3中高级氧化反应塔内，废水停留时间为60～120分钟；所述高级催化氧化塔内废水停留时间为60～120分钟。

9.根据权利要求1所述的利用臭氧对垃圾渗沥液进行深度处理的工艺，其特征在于，在步骤S3中，所述臭氧的投加浓度为0.5～2.5g/kg，所述过氧化氢与臭氧投加量的摩尔比为0.3～0.8。