一种高氨氮类型垃圾渗沥液处理工艺的制作方法

本发明属于高氨氮类型垃圾渗沥液处理技术领域，具体是涉及一种高氨氮类型垃圾渗沥液处理工艺。

背景技术：

当前中国的垃圾渗沥液处理以生物处理技术为主，而国外的垃圾渗沥液处理以物理化学处理技术的研究和应用为主。而对于垃圾渗沥液这种高浓度、成分复杂的废水来说，仅靠生物技术无法将其处理达标排放，特别对于“老龄”垃圾渗沥液来说，生物处理基本没有任何效果。

实际上，中国大部分垃圾卫生填埋场的渗沥液处理并未达到中国制定的标准就排放了，这种情况造成了严重的地下水污染。而就渗沥液的物化处理技术来说，混凝沉淀可去除渗沥液中大部分的悬浮物和高分子有机物，但产生的化学污泥难于处理。活性炭吸附仅对渗沥液中分子量小于1000的物质有吸附去除能力，且吸附处理的费用很高。膜处理技术一次性投资和运行费用均极高，除中国少数小规模且出水水质要求高的渗沥液处理外，不适合中国大部分垃圾填埋场的渗沥液处理。

电化学氧化和光催化氧化技术不仅处理成本高，不能满足大规模处理的要求，而且反应装置极难在实际工程应用中实现。相比之下，渗沥液的化学催化氧化技术尽管存在常用氧化剂(臭氧和过氧化氢)价格较高的问题，但可以通过合成新型催化剂减少氧化剂的使用量和提高氧化剂的利用率，从而降低渗沥液处理成本。

通过近些年的国内行业发展以及技术发展，基本确定了主流工艺为：调节-混凝沉淀预处理-活性污泥法处理-膜法深度处理-排放；但是国内垃圾渗沥液受收纳垃圾种类、地理气候条件的影响十分明显，产生渗沥液水质偏差极大，且运行过程中水质变化偏差极大，造成废水处理系统运行极不稳定，超标几近于常态，尤其对于高氨氮类型垃圾渗沥液的处理，处理技术尚不完善，当氨氮指标出现较大偏差时，后端生化系统受到明显的抑制性影响，进而影响整体的运行状态造成超标事故，甚至生化系统崩溃而引起的长时间停产损失，为了处理系统运行稳定的问题，常规使用的dcs中控系统需要更多的人工介入管理，配置运行人员至少10人以上。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高氨氮类型的垃圾渗沥液的处理工艺。

实现本发明目的提供技术方案如下：

一种高氨氮类型的垃圾渗沥液的处理工艺，包括如下步骤

将渗沥液自垃圾场收集池提升进入调节池，调节池对进入的垃圾渗沥液进行临时储存，并进行机械搅拌，防止物质沉积，调节池内进行蒸汽升温，并投加有机硫、pac，pam三种药剂；

反应后的混合液泵送进入脱氨塔，脱氨塔整体为碳钢防腐结构，脱氨塔吹脱的氨气进入吸氨塔进行吸收，吸收后的氨水一部分回流脱氨塔进水，提升进入脱氨塔的氨氮浓度，促进氨气分离，一部分进行结晶外运，脱氨塔出水经rtos系统判定指标合格后进入反硝化器；

在反硝化器，进水的有机物与mbr回流的硝酸根进行反硝化过程，同步实现有机物cod与tn的去除，反硝化器出水进入mbr单元进行cod的进一步生物降解，并将剩余氨氮全部转化为硝酸根，通过mbr单元的分离膜将泥水进行分离；

分离出水进一步进入nf系统完成一部分盐分以及有机务的分离，nf产水泵送进入ro单元完成最终的净化过程，nf浓水则回流至反硝化池进行再处理，ro单元产水已经可以完全满足排放标准，ro浓水则排入垃圾填埋场，通过填埋场的土层吸附过滤后，再进入调节池处理。(ro浓水为盐分、重金属以及剩余cod。)

进一步的，调节池中：

停留时间1-2h，设置为两个池子，交替运行。

蒸汽升温温度至30-40℃，用以促进氨在水中的分离。

有机硫投加量100-120mg/l，用以吸附重金属。

pac投加量150-200mg/l，用以絮凝悬浮物。

pam投加量1-2mg/l，用以助凝悬浮物。

进一步的，脱氨塔中：

顶部进水，底部进气，脱泥部分完成泥水分离，脱氨出水nh3-n≤100mg/l。

脱气部分：过流气速度10-12m/s，高气速有助于在多层板填料去搅动水花，实现气水分离。

脱泥部分；水力负荷2-3m³/㎡*h，沉淀时间3-4h，较长的沉淀时间以及沉淀高度可有效减少进水对沉淀层扰动，提升沉淀效果。

多层板填料：60-70℃布置角度，每块板布置面积0.5-0.8㎡。

斜板填料：板间距50-80mm，填料层高度1-1.2m。

ph条件：9-11。

气水比：3500：1。

吸氨塔氨水回流比例：15％。

进一步的，反硝化池中：

出水tn≤30mg/l。

脱氮速率：0.02-0.03(kgno3-n)/(kgmlss·d)。

反应温度：20-40℃。

池体深度：4-6m。

碳氮比例：10-11：1。

ph条件：7-10。

进一步的，mbr单元中

出水cod≤100mg/l，nh3-n≤5mg/l。

cod负荷率：0.05-0.07kgbod5/(kgmlss·d)。

mlss浓度：12000-15000mg/l。

清洗周期：1次/6月。

反应温度：20-40℃。

膜通量：150-200l/㎡*d。

膜组件要求：csmbr生物膜。

进一步的，nf系统中

出水cod≤50mg/l，nh3-n≤0.1mg/l，tds≤2000mg/l。

产水率：95％。

nf系统中布置方式如下：一级nf直接出水，一级nf浓水进入二级nf在处理，二级nf同时处理与一级nf等量的进水

过滤压力：5-6kpa

进一步的，ro单元设置：

出水cod≤10mg/l，nh3-n≤0.1mg/l，tds≤0.1mg/l

产水率：85％

布置方式：两级过滤

过滤压力：10-14kpa

rtos系统：

本发明各个阶段在监管系统方面，需要智能化和自动化，引入rtos系统，并在每个处理环节都设置相应的检测设备、plc传感器，然后将相应信息传递至总体控制中枢，设置相应的报警系统，如果没有达到处理要求，或者存在异常工作状态，将会自动报警，进行处理系统的停运和检查。

每个阶段均设置有在线监控，并通过粒子群算法，完成后续指标预测，提前预设各关键的的指标限制，以及超标时系统的应急程序。

与现有技术相比，本发明相对于现有技术相比具有显著的优点：

1、可有效抵抗进水水质冲击，尤其氨氮指标冲击，进入生化段前，主要指标不随着原水的变化而变，基本恒定，避免了的运行过程中对系统进水的指标限制要求；

2、脱氨系统一步完成了悬浮物，溶解氨，水的三物质分离，缩短了的工艺单元，降低了投入、运行以及管理成本，脱氨系统可将氨氮出水指标(相较于传统吹脱)去除率提升50％以上，同时降低了运行ph范围，温度范围，进而实现能耗降低；

3、采用的mbr维护周期相较于当前技术延长了1倍，生化污泥量近乎削减至0nf产水量提升15％，减少了nf系统的投资以及维护成本；

4、系统配置了rtos控制系统，对系统各在线指标在监测的同时进行后一步指标的预测，有效防止系统超标问题，并提高了系统自控运行能力，降低了运行人员。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

图2为脱氨塔单元工作示意图。

图3为rtos系统工作示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明

本发明为一种高氨氮类型的垃圾渗沥液的处理工艺，实现了对进水指标变化的影响消弭，尤其对于氨氮指标出现较大起伏波动且调节池无法进行缓冲时，本工艺技术可以有效的解决进水指标对系统的冲击影响，大幅提升对垃圾渗沥液的处理效率，并实现系统的稳定达标运行，且基于此类废水特性。

本发明工艺技术可以实现运行费用降低20％以上，并通过rtos(实时操作系统)控制系统缩减运行人员至4人，实现系统的自控运行能力

一种高氨氮类型的垃圾渗沥液的处理工艺，如图1所示，包括如下步骤

将渗沥液自垃圾场收集池提升进入调节池，调节池对进入的垃圾渗沥液进行临时储存，并进行机械搅拌，防止物质沉积，调节池内进行蒸汽升温，并投加有机硫、pac，pam三种药剂；

反应后的混合液泵送进入脱氨塔，脱氨塔整体为碳钢防腐结构，脱氨塔吹脱的氨气进入吸氨塔进行吸收，吸收后的氨水一部分回流脱氨塔进水，提升进入脱氨塔的氨氮浓度，促进氨气分离，一部分进行结晶外运，脱氨塔出水经rtos系统判定指标合格后进入反硝化器；脱氨塔工作如图2所示。

在反硝化器，进水的有机物与mbr回流的硝酸根进行反硝化过程，同步实现有机物cod与tn的去除，反硝化器出水进入mbr单元进行cod的进一步生物降解，并将剩余氨氮全部转化为硝酸根，通过mbr单元的分离膜将泥水进行分离；

分离出水进一步进入nf系统完成一部分盐分以及有机务的分离，nf产水泵送进入ro单元完成最终的净化过程，nf浓水则回流至反硝化池进行再处理，ro单元产水已经可以完全满足排放标准，ro浓水则排入垃圾填埋场，通过填埋场的土层吸附过滤后，再进入调节池处理。(ro浓水为盐分、重金属以及剩余cod。)

调节池中：

停留时间1-2h，设置为两个池子，交替运行。

蒸汽升温温度至30-40℃，用以促进氨在水中的分离。

有机硫投加量100-120mg/l，用以吸附重金属。

pac投加量150-200mg/l，用以絮凝悬浮物。

pam投加量1-2mg/l，用以助凝悬浮物。

脱氨塔中：

顶部进水，底部进气，脱泥部分完成泥水分离，脱氨出水nh3-n≤100mg/l。

脱气部分：过流气速度10-12m/s，高气速有助于在多层板填料去搅动水花，实现气水分离。

脱泥部分；水力负荷2-3m³/㎡*h，沉淀时间3-4h，较长的沉淀时间以及沉淀高度可有效减少进水对沉淀层扰动，提升沉淀效果。

多层板填料：60-70℃布置角度，每块板布置面积0.5-0.8㎡。

斜板填料：板间距50-80mm，填料层高度1-1.2m。

ph条件：9-11。

气水比：3500：1。

吸氨塔氨水回流比例：15％。

反硝化池中：

出水tn≤30mg/l。

脱氮速率：0.02-0.03(kgno3-n)/(kgmlss·d)。

反应温度：20-40℃。

池体深度：4-6m。

碳氮比例：10-11：1。

ph条件：7-10。

mbr单元中

出水cod≤100mg/l，nh3-n≤5mg/l。

cod负荷率：0.05-0.07kgbod5/(kgmlss·d)。

mlss浓度：12000-15000mg/l。

清洗周期：1次/6月。

反应温度：20-40℃。

膜通量：150-200l/㎡*d。

膜组件要求：csmbr生物膜。

nf系统中

出水cod≤50mg/l，nh3-n≤0.1mg/l，tds≤2000mg/l。

产水率：95％。

nf系统中布置方式如下：一级nf直接出水，一级nf浓水进入二级nf在处理，二级nf同时处理与一级nf等量的进水

过滤压力：5-6kpa

ro系统：

出水cod≤10mg/l，nh3-n≤0.1mg/l，tds≤0.1mg/l

产水率：85％

布置方式：两级过滤

过滤压力：10-14kpa

rtos系统：

本发明各个阶段在监管系统方面，需要智能化和自动化，引入rtos系统，并在每个处理环节都设置相应的检测设备、plc传感器，然后将相应信息传递至总体控制中枢，设置相应的报警系统，如果没有达到处理要求，或者存在异常工作状态，将会自动报警，进行处理系统的停运和检查。具体如图3所示。

每个阶段均设置有在线监控，并通过粒子群算法，完成后续指标预测，提前预设各关键的的指标限制，以及超标时系统的应急程序。

本发明采用粒子群算法预测结果如下表1

表1粒子群算法预测结果表

本发明对某一项目的传统工艺进行工艺改造脱氨装置、改变膜的材料、使用纳滤系统以及对监管系统进行优化，对改造之后的系统与改造之前的系统进行处理结果对比分析，具体结果如表2、3、4、5、6、7所示。

表2系统改造前后出水指标情况

表3系统改造前后污染物去除率

表4改造前后风机运行节能情况

表5改造前后排泥方面

表6pam使用情况

表7改造前后8月上半月出水主要指标的数据表(mg/l)