專利名稱：處理生活垃圾焚燒廠的垃圾滲瀝液的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及高濃度有機(jī)廢水的處理設(shè)備，具體說，涉及一種應(yīng)用膜生物反應(yīng)和反滲透技術(shù)處理生活垃圾焚燒廠的垃圾滲瀝液的設(shè)備。
背景技術(shù)：
生活垃圾焚燒廠的垃圾滲瀝液是垃圾堆放過程中產(chǎn)生的高濃度有機(jī)污水，主要來源于有機(jī)物降解和垃圾本身的內(nèi)含水，據(jù)測(cè)定含有93種有害物質(zhì)，其中有22種已被列入我國(guó)和美國(guó)國(guó)家環(huán)保署的重點(diǎn)控制名單，其中1種可直接致癌，5種可誘發(fā)致癌，除此之外滲瀝液中還含有大量重金屬離子、細(xì)菌、病毒等。以其污染負(fù)荷計(jì)算，一噸滲瀝液對(duì)環(huán)境的貢獻(xiàn)相當(dāng)于200～500噸城市污水。再加上中國(guó)的生活垃圾是混合收集的，受生活條件，生活習(xí)慣，地區(qū)和季節(jié)的影響很大，使得其成分極為復(fù)雜、水質(zhì)濃度和水量變化更大，根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)生活垃圾焚燒廠滲瀝液的化學(xué)需氧量(COD)在50000-80000mg/L之間，甚至更高，而懸浮物(SS)在8000mg/L以上，氨氮在500-1500mg/L之間，而pH值小于6，有時(shí)會(huì)低于3，另外還有鹵代芳烴，重金屬和病毒等污染，如不加以處理，直接排放將會(huì)對(duì)周圍的地下水體、地表水體、土壤及生態(tài)環(huán)境帶來不可估量的污染和危害，對(duì)周邊人民群眾的身體健康產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。
國(guó)外的生活垃圾采用焚燒方法處理生活垃圾時(shí)，由于其生活垃圾是分類收集的，垃圾熱值高、含水率低，因此產(chǎn)生的滲瀝液量小，所以直接回噴到焚燒爐內(nèi)焚燒處理。而我國(guó)的生活垃圾是混合收集的，垃圾熱值低、含水率高，因此在采用焚燒工藝時(shí)，需要將垃圾堆放三到七天，以降低含水率，然后再進(jìn)行焚燒處理。所以在中國(guó)，生活垃圾焚燒廠的滲瀝液回噴到焚燒爐內(nèi)焚燒處理，是不合理的，也是不現(xiàn)實(shí)的，只能進(jìn)行單獨(dú)處理。
由于生活垃圾焚燒在中國(guó)起步較晚，現(xiàn)有的垃圾焚燒設(shè)備大部分處理量小，沒有形成規(guī)模，且運(yùn)行狀況也不穩(wěn)定，自2000年上海市成功引進(jìn)國(guó)外技術(shù)建成處理量1000噸/天的上海御橋生活垃圾焚燒廠后，國(guó)內(nèi)的生活垃圾焚燒市場(chǎng)才逐漸開始形成規(guī)模，因此焚燒廠的滲瀝液處理逐漸提上日程，此前大多是直接排放或外運(yùn)至市政污水處理廠處理，這使得滲瀝液在運(yùn)輸和裝卸過程中的滴漏，無形中使得污染源外移，并增加了運(yùn)輸和處理過程中對(duì)環(huán)境污染的潛在危機(jī)，不符合國(guó)家環(huán)保政策中關(guān)于在污染源就地處理的規(guī)定。
垃圾焚燒廠的滲瀝液和垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液有所不同，垃圾焚燒廠的滲瀝液來源于垃圾本身的水分、垃圾降解產(chǎn)生的廢水，而填埋場(chǎng)的滲濾液除此之外還有自然降水等，因此垃圾焚燒廠滲瀝液比垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的有機(jī)物、鹽類、重金屬以及有毒有害物質(zhì)濃度更高。故填埋場(chǎng)的滲濾液處理工藝，如氧化塘工藝、厭氧—好氧工藝、生物膜法工藝及其派生的許多工藝，若單純地套用于焚燒廠的垃圾滲瀝液處理是不適合的。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種工藝可靠、適應(yīng)性強(qiáng)、出水水質(zhì)好的處理生活垃圾焚燒廠的垃圾滲瀝液的設(shè)備。
本實(shí)用新型所述的處理生活垃圾焚燒廠的垃圾滲瀝液的設(shè)備，包括預(yù)處理系統(tǒng)、與預(yù)處理系統(tǒng)依次連接的膜生物反應(yīng)系統(tǒng)和碟管式反滲透系統(tǒng)，所述預(yù)處理系統(tǒng)包括滲瀝液儲(chǔ)罐，通過水泵與滲瀝液儲(chǔ)罐連接的密封式離心脫水裝置和與離心脫水裝置連接的中間水池，所述膜生物反應(yīng)系統(tǒng)包括生物反應(yīng)器，通過水泵連接的超濾裝置)，生物反應(yīng)器連接有鼓風(fēng)機(jī)，所述碟管式反滲透系統(tǒng)包括與超濾裝置連接的儲(chǔ)水罐)，通過水泵與儲(chǔ)水罐連接的碟管式反滲透裝置。
本實(shí)用新型所述的設(shè)備還具有溫度調(diào)節(jié)裝置，該溫度調(diào)節(jié)裝置包括冷卻塔，通過水泵與冷卻塔連接的、位于膜生物反應(yīng)系統(tǒng)的超濾系統(tǒng)和滲瀝液儲(chǔ)罐之間的第二熱交換器和通過水泵與膜生物反應(yīng)系統(tǒng)的生化反應(yīng)器連接的第一熱交換器，該交換器的出水端與第二熱交換器的回水管路連接。
本實(shí)用新型所述的處理生活垃圾焚燒廠的垃圾滲瀝液的設(shè)備優(yōu)點(diǎn)和積極效果1、整個(gè)處理系統(tǒng)即預(yù)處理系統(tǒng)(即離心脫水系統(tǒng))、膜生物反應(yīng)(MBR)系統(tǒng)和碟管式反滲透(DTRO)系統(tǒng)均高效集成，占地面積小；2、系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)生活垃圾焚燒廠的滲瀝液高濃度進(jìn)水水質(zhì)適應(yīng)性很強(qiáng)，即使進(jìn)水生化需氧量BOD5＞40000mg/L、化學(xué)需氧量CODCr＞50000mg/L、懸浮物SS＞8000mg/L、氨氮NH3-N＞2000mg/L時(shí)也可以正常運(yùn)行；3、污泥負(fù)荷(F/M)低，剩余污泥量小；4、出水水質(zhì)好，無細(xì)菌和懸浮物出水可達(dá)到中國(guó)《生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-1997)中的一級(jí)排放限值，其中懸浮物SS可達(dá)到生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其性價(jià)比高；5、自動(dòng)化程度高整個(gè)處理系統(tǒng)采用PLC控制，設(shè)有報(bào)警裝置，系統(tǒng)安全、維修簡(jiǎn)單、操作方便。


圖1是本實(shí)用新型所述設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)用新型所述的處理生活垃圾焚燒廠的垃圾滲瀝液的設(shè)備，包括預(yù)處理系統(tǒng)、與預(yù)處理系統(tǒng)依次連接的膜生物反應(yīng)系統(tǒng)和碟管式反滲透系統(tǒng)。所述預(yù)處理系統(tǒng)包括滲瀝液儲(chǔ)罐1，通過水泵2與滲瀝液儲(chǔ)罐1連接的離心脫水裝置3和與離心脫水裝置3連接的中間水池4，以去除懸浮物。所述膜生物反應(yīng)系統(tǒng)包括生物反應(yīng)器5(可市購)，通過水泵11連接的超濾裝置12(可市購)，生物反應(yīng)器5連接有鼓風(fēng)機(jī)17。所述碟管式反滲透系統(tǒng)包括與超濾裝置12連接的儲(chǔ)水罐14，通過水泵15與儲(chǔ)水罐14連接的碟管式反滲透裝置16(可市購)。
整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)施方式滲瀝液儲(chǔ)罐1內(nèi)的滲瀝液用泵2輸送到離心脫水機(jī)3進(jìn)行泥水分離，分離后的污泥回到垃圾焚燒爐焚燒，滲瀝液排至中間水池4再用泵18輸送到生化反應(yīng)器5進(jìn)行好氧生物降解處理，生化反應(yīng)器5的曝氣方式為鼓風(fēng)機(jī)17曝氣，經(jīng)過生化反應(yīng)器5處理后用泵11輸送到超濾裝置12去除懸浮物。經(jīng)超濾后的滲瀝液排至儲(chǔ)水罐14，再用泵15輸送到碟管式反滲透裝置16進(jìn)行反滲透處理，處理后的清液即可達(dá)標(biāo)排放或會(huì)用，濃縮液回到垃圾焚燒爐焚燒。
在夏季溫度過高，需要對(duì)其滲透液進(jìn)行降溫處理，因此本實(shí)用新型所述的系統(tǒng)還具有溫度調(diào)節(jié)裝置。該溫度調(diào)節(jié)裝置包括冷卻塔7，通過水泵8與冷卻塔7連接的、位于膜生物反應(yīng)系統(tǒng)的超濾系統(tǒng)12和滲瀝液儲(chǔ)罐14之間的第二熱交換器13和通過水泵6與膜生物反應(yīng)系統(tǒng)的生化反應(yīng)器5連接的第一熱交換器9，該交換器的出水端與第二熱交換器13的回水管路連接。
若生化反應(yīng)器5內(nèi)的滲瀝液溫度超過37攝氏度時(shí)，泵10工作，滲瀝液通過第一熱交換器9降溫后返回生化反應(yīng)器，以保證生化系統(tǒng)的正常運(yùn)行；若經(jīng)超濾系統(tǒng)12處理后的滲瀝液溫度超過30攝氏度時(shí)，泵8工作，滲瀝液需經(jīng)過第二熱交換器13冷卻后再進(jìn)入儲(chǔ)水罐11，由泵15輸送到碟管式反滲透裝置16。
本實(shí)用新型所述的設(shè)備還設(shè)置PLC控制系統(tǒng)、報(bào)警裝置。
本實(shí)用新型所述的處理生活垃圾焚燒廠的垃圾滲瀝液的設(shè)備的工藝過程(1)預(yù)處理垃圾焚燒廠滲瀝液中的懸浮物SS很高，一般大于8000mg/L，因此預(yù)處理主要是去除懸浮物，本方法采用離心脫水進(jìn)行固液分離，去除率在85～90％之間。由于垃圾焚燒廠對(duì)環(huán)境的要求高，為避免臭味產(chǎn)生，采用密閉式、操作方便的離心脫水機(jī)。離心脫水后的污泥用污泥泵輸送到垃圾焚燒廠的垃圾坑焚燒處理，分離后的滲瀝液通過泵排入中間水池，以保證系統(tǒng)的連續(xù)進(jìn)水和膜生物反應(yīng)系統(tǒng)的正常連續(xù)運(yùn)行。
(2)膜生物反應(yīng)處理采用膜生物反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行處理，用泵將中間水池的滲瀝液輸送到膜生物反應(yīng)系統(tǒng)的生化反應(yīng)器，采用高效的潛水?dāng)嚢杵貧膺M(jìn)行好氧處理，生化污泥可以通過曝氣培養(yǎng)或把城市污水處理廠的污泥不斷馴化成高活性的好氧微生物菌群，滲瀝液經(jīng)生化處理后通過超濾分離凈化水和污泥，分離后的高濃度污泥回流回到生化反應(yīng)器中，使得污泥濃度達(dá)到10-30g/L，能夠降解約90％左右的可生化降解的有機(jī)物，而且對(duì)難生物降解的有機(jī)物也能逐步降解，并使部分氨氮和有機(jī)氮通過生物合成和氧化去除，剩余未去除的污染物最終通過碟管式反滲透DTRO系統(tǒng)截留。
生化系統(tǒng)的出水進(jìn)入超濾(UF)系統(tǒng)，與傳統(tǒng)生化處理工藝相比，微生物菌體通過高效超濾系統(tǒng)分離，確保大于0.02μm的顆粒物、微生物和與化學(xué)需氧量COD相關(guān)的懸浮物安全地截留在系統(tǒng)內(nèi)，超濾最大壓力為6bar。超濾清液進(jìn)入儲(chǔ)水罐，保證后續(xù)的碟管式反滲透系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行以及系統(tǒng)清洗時(shí)清洗水的存儲(chǔ)。
經(jīng)過膜生物反應(yīng)系統(tǒng)(MBR)處理后，生化需氧量COD可去除90％、懸浮物SS可達(dá)到100％的去除率、氨氮可去除50％左右，但其出水指標(biāo)與規(guī)定的有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)，因此后續(xù)需要采用膜法工藝處理以達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
生化系統(tǒng)在夏季運(yùn)行時(shí)，在水溫本底值高的情況下，生物降解釋放出的能量和高效曝氣產(chǎn)生的熱能使得水溫會(huì)高于37攝氏度，但這對(duì)生化系統(tǒng)中生物細(xì)菌的活性是不利的，因此需要在通過冷卻系統(tǒng)降溫。冷卻系統(tǒng)包括冷卻塔、熱交換器和循環(huán)泵，滲瀝液經(jīng)過熱交換器和冷水源(用自來水即可)熱交換降溫，冷水源用泵輸送到冷卻塔，通過冷卻塔降溫后，再回到熱交換器循環(huán)使用。
(3)反滲透處理采用碟管式反滲透(DTRO)處理系統(tǒng)。反滲透是與自然滲透過程相反的現(xiàn)象，即在外界壓力作用下，使溶劑通過半透膜析出的過程，DTRO系統(tǒng)就是利用反滲透技術(shù)的原理，通過壓力使?jié)B透液中的水分子透過反滲透膜，把所有污染物質(zhì)包括小分子溶質(zhì)，如氨氮等大于1nm的分子及離子截留，從而達(dá)到凈化滲瀝液的目的。碟管式反滲透DTRO系統(tǒng)在本工藝中主要通過去除小分子的有機(jī)物、氨氮以及調(diào)整pH值，保證整個(gè)處理系統(tǒng)的出水達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，最高可以達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T18920-2002)。由于DT-RO膜組具有特殊的流體力學(xué)設(shè)計(jì)，使之適于處理高渾濁度和高含砂系數(shù)的廢水，進(jìn)入膜組的廢水SDI值可以達(dá)到20，而含砂系數(shù)也可達(dá)到40。DT-RO處理系統(tǒng)安裝、維修簡(jiǎn)單，操作方便，自動(dòng)化程度高。
碟管式反滲透DTRO系統(tǒng)采用一級(jí)反滲透，回收率為80％左右，系統(tǒng)包括芯式過濾部分、膜柱部分、加藥部分和清洗部分。用硫酸將pH值調(diào)到小于6.5，然后進(jìn)入芯式過濾器，其精度為公稱10μm，濾芯在壓差達(dá)到0.2～0.25MPa時(shí)需要更換濾芯。經(jīng)過芯式過濾器的滲瀝液由柱塞泵泵入一級(jí)碟管式反滲透膜柱系統(tǒng)，經(jīng)反滲透處理后的出水即可達(dá)到《生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-1997)中的一級(jí)排放限值，濃縮液用泵輸送到焚燒廠內(nèi)的垃圾坑焚燒處理。
由于碟管式反滲透DTRO系統(tǒng)的進(jìn)水溫度不能超過30攝氏度，而經(jīng)膜生物反應(yīng)系統(tǒng)MBR處理后的滲瀝液溫度在37攝氏度左右，因此需要通過熱交換器與冷水源進(jìn)行熱量交換，使得溫度降至30攝氏度以下，冷水源用泵輸送到膜生物反應(yīng)系統(tǒng)MBR處理系統(tǒng)中的冷卻塔一起冷卻處理。
當(dāng)運(yùn)行一段時(shí)間后，需要對(duì)超濾膜組和碟管式反滲透膜組進(jìn)行清洗，清洗系統(tǒng)包括計(jì)量泵、儲(chǔ)藥罐等。清洗過程有系統(tǒng)清洗和化學(xué)清洗兩種系統(tǒng)沖洗膜組的沖洗在每次系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)必須進(jìn)行。系統(tǒng)故障時(shí)自動(dòng)停機(jī)，也執(zhí)行沖洗程序。沖洗的主要目的是防止?jié)B瀝液中的污染物在膜片表面沉積。沖洗分為兩種，一種是用滲瀝液沖洗，一種是凈水，可用本實(shí)用新型系統(tǒng)處理后的清液沖洗，兩種沖洗的時(shí)間一般都在2～5分鐘。
為保持膜片的性能，膜組應(yīng)該定期進(jìn)行化學(xué)清洗。清洗劑分酸性清洗劑A和堿性清洗劑C兩種(北京天地人環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn)出售)，堿性清洗劑的主要作用是清除有機(jī)物的污染，酸性清洗劑的主要作用是清除無機(jī)物污染。通常先進(jìn)行堿性清洗，再進(jìn)行酸性清洗，在清洗時(shí)，清洗劑溶液在膜組系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，以除去沉積在膜片上的污染物質(zhì)，清洗時(shí)間一般為1～2個(gè)小時(shí)，但可以隨時(shí)終止。清洗完畢后的液體排出系統(tǒng)到預(yù)曝氣池。清洗劑一般稀釋到5～10％后使用?；瘜W(xué)清洗周期清洗時(shí)間間隔的長(zhǎng)短取決于進(jìn)水中的污染物質(zhì)濃度，推薦如下參數(shù)堿性清洗周期為100～200個(gè)小時(shí)。
酸性清洗周期為200～400個(gè)小時(shí)。
權(quán)利要求1.處理生活垃圾焚燒廠的垃圾滲瀝液的設(shè)備，其特征是包括預(yù)處理系統(tǒng)、與預(yù)處理系統(tǒng)依次連接的膜生物反應(yīng)系統(tǒng)和碟管式反滲透系統(tǒng)，所述預(yù)處理系統(tǒng)包括滲瀝液儲(chǔ)罐(1)，通過水泵(2)與滲瀝液儲(chǔ)罐(1)連接的密封式離心脫水裝置(3)和與離心脫水裝置(3)連接的中間水池(4)，所述膜生物反應(yīng)系統(tǒng)包括生物反應(yīng)器(5)，通過水泵(11)連接的超濾裝置(12)，生物反應(yīng)器(5)連接有鼓風(fēng)機(jī)(17)，所述碟管式反滲透系統(tǒng)包括與超濾裝置(12)連接的儲(chǔ)水罐(14)，通過水泵(15)與儲(chǔ)水罐(14)連接的碟管式反滲透裝置(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征是還具有溫度調(diào)節(jié)裝置，該溫度調(diào)節(jié)裝置包括冷卻塔(7)，通過水泵(8)與冷卻塔(7)連接的、位于膜生物反應(yīng)系統(tǒng)的超濾系統(tǒng)(12)和滲瀝液儲(chǔ)罐(14)之間的第二熱交換器(13)和通過水泵(6)與膜生物反應(yīng)系統(tǒng)的生化反應(yīng)器(5)連接的第一熱交換器(9)，該交換器的出水端與第二熱交換器(13)的回水管路連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及處理生活垃圾焚燒廠的垃圾滲瀝液的設(shè)備，包括具有滲瀝液儲(chǔ)罐，通過水泵與滲瀝液儲(chǔ)罐連接的離心脫水裝置和與離心脫水裝置連接的中間水池的預(yù)處理系統(tǒng)，具有塵物反應(yīng)器，通過水泵連接的超濾裝置的膜生物反應(yīng)系統(tǒng)和具有與超濾裝置連接的儲(chǔ)水罐，通過水泵與儲(chǔ)水罐連接的碟管式反滲透裝置的碟管式反滲透系統(tǒng)。該設(shè)備高效集成，占地面積小，適應(yīng)性強(qiáng)，處理后污泥負(fù)荷低，剩余污泥量小，出水水質(zhì)好達(dá)到我國(guó)《生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)排放限值，其中懸浮物達(dá)到生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)C02F3/02GK2832807SQ20052011901
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2005年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月14日
發(fā)明者韓德民, 齊小力, 王晶 申請(qǐng)人:北京天地人環(huán)保科技有限公司