本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)，尤其涉及一種垃圾滲濾液蒸發(fā)處理尾水的深度處理方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，城市垃圾總量呈現(xiàn)快速增長趨勢，每年的增長速率高達(dá)10％。垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)由于其工藝簡單、成本低、管理方便等技術(shù)優(yōu)勢，目前國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的垃圾處置方式。垃圾在堆放和填埋過程中由于壓實、發(fā)酵等生物化學(xué)降解作用，同時在雨水和地下水的滲流作用下，形成了一種高濃度有機廢水，稱為垃圾滲濾液。由于垃圾滲濾液成分復(fù)雜、水質(zhì)水量波動大，垃圾滲濾液的合理處置一直是環(huán)保領(lǐng)域的難題。隨著《生活垃圾填埋場污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》(gb16889-2008)的頒布，我國對垃圾滲濾液的處理提出更加嚴(yán)格的要求。然而，從實際工程技術(shù)現(xiàn)狀看來，傳統(tǒng)的垃圾滲濾液處理技術(shù)多數(shù)不能保證滲濾液的達(dá)標(biāo)排放。因此，發(fā)展垃圾滲濾液尾水深度處理技術(shù)，對現(xiàn)有垃圾滲濾液處理工藝進(jìn)行升級或改造，是保證滲濾液達(dá)標(biāo)排放的必要舉措。

mvr蒸發(fā)技術(shù)(機械蒸汽再壓縮技術(shù))憑借著能耗低、占地面積小、抗沖擊負(fù)荷能力強、適用范圍廣、出水水質(zhì)高等優(yōu)勢，是繼生化+膜法和dtro膜法之后又一種新型的垃圾滲濾液處理技術(shù)。蒸發(fā)法是一種把揮發(fā)性組合與非揮發(fā)性組分分離的物理過程。mvr蒸發(fā)處理垃圾滲濾液時，水從滲濾液液中沸出，重金屬和無機物以及大部分有機物的揮發(fā)性均比水弱，因此會保留在濃縮液中，只有部分揮發(fā)性烴、揮發(fā)性有機酸和氨等污染物會進(jìn)入蒸汽，最終存在于冷凝液中。目前，mvr蒸發(fā)和洗氣組合工藝可有效去除蒸汽中的揮發(fā)性有機酸和氨，但是部分揮發(fā)性烴等污染物仍然存在于冷凝液中，導(dǎo)致出水codcr無法滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。

目前，垃圾滲濾液蒸發(fā)處理尾水的深度處理技術(shù)主要包括：離子交換法、膜分離法、吸附法和芬頓氧化法。

離子交換法，工藝依靠離子交換樹脂將垃圾滲濾液尾水中的污染物交換吸附，將出水達(dá)標(biāo)排放。然而，離子交換樹脂能力有限，處理量低，樹脂還原的成本較高，且還原過程中易造成二次污染。

膜分離法，該技術(shù)主要利用選擇性透過膜對水中的成分進(jìn)行選擇性分離，其機理主要是膜的篩分作用。目前應(yīng)用較多的有納濾膜、微濾膜、超濾膜和反滲透膜等。膜分離法工藝簡單、占地面積小、處理效果好。然而，在膜技術(shù)的應(yīng)用實踐中發(fā)現(xiàn)，膜污染問題造成膜組件頻繁更換，運行成本很高。此外，膜分離會產(chǎn)生大量的濃縮液，濃縮液成分復(fù)雜，若處理不當(dāng)，將會給環(huán)境帶來更為嚴(yán)重的污染。

吸附法，該方法主要利用多孔型固體物質(zhì)將污染物吸附至固體表面，達(dá)到去除廢水中污染物的目的。常用的吸附劑包括活性炭、沸石、粉煤灰、硅藻土等。盡管吸附法在垃圾滲濾液尾水處理中取得一定效果，但吸附劑吸附容量有限，再生難度大，更換成本高。此外，吸附法最終只是將污染物富集轉(zhuǎn)移到吸附劑上，并不能將其徹底降解去除，易形成二次污染。

芬頓氧化法，主要以亞鐵離子(fe²⁺)作為催化劑，利用fe²⁺和h2o2的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)催化生成具有強氧化性的羥基自由基，將廢水中的有機污染物氧化為小分子低毒或無毒的小分子物質(zhì)。該方法適用范圍廣、氧化能力強且不會造成二次污染。隨著其工程應(yīng)用的增多，實際運行過程中暴露了很多問題。①污泥量大、處理成本高；②fe²⁺和h2o2投加比例難控制，出水易返色，殘余h2o2增加出水codcr；③h2o2去除工藝復(fù)雜、成本高；④處理效果不穩(wěn)定。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的運行成本高、處理效果不穩(wěn)定、易造成二次污染等技術(shù)問題，提出一種垃圾滲濾液蒸發(fā)處理尾水的深度處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能滿足出水水質(zhì)日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種垃圾滲濾液蒸發(fā)處理尾水的深度處理系統(tǒng)，包括酸堿調(diào)節(jié)單元、催化反應(yīng)單元、雙氧水分解單元和出水單元；

所述酸堿調(diào)節(jié)單元包括輸送泵、濃硫酸計量泵、雙氧水計量泵、酸混合器和進(jìn)水ph值檢測儀，所述輸送泵、濃硫酸計量泵和雙氧水計量泵分別通過管路與酸混合器連通，所述進(jìn)水ph值檢測儀設(shè)置在酸混合器出口管路上，所述進(jìn)水ph值檢測儀與濃硫酸計量泵電聯(lián)；

所述催化反應(yīng)單元包括催化反應(yīng)塔，所述催化反應(yīng)塔底部入口與酸混合器出口連通；

所述雙氧水分解單元包括雙氧水分解罐，所述雙氧水分解罐底部入口與催化反應(yīng)塔頂部出口連通；

所述出水單元包括出水暫存罐、增壓泵、氫氧化鈉計量泵、堿混合器、出水ph值檢測儀和板式熱交換器，所述出水暫存罐上部入口與雙氧水分解罐頂部出口連通，所述出水暫存罐底部出口通過增壓泵與堿混合器入口連通，所述堿混合器出口與板式熱交換器連通，所述氫氧化鈉計量泵與堿混合器入口連通，所述堿混合器出口的管路上設(shè)置有出水ph值檢測儀，所述出水ph值檢測儀與氫氧化鈉計量泵電聯(lián)。

本發(fā)明的另一個目的還公開了一種垃圾滲濾液蒸發(fā)處理尾水的深度處理方法，包括以下步驟：

步驟(1)進(jìn)水(如無特殊說明本文中所述進(jìn)水均為垃圾滲濾液經(jīng)蒸發(fā)處理后的高溫進(jìn)水)與濃硫酸和雙氧水混合；

步驟(2)將步驟(1)得到的進(jìn)水打入催化反應(yīng)塔，經(jīng)催化濕式過氧化氫氧化反應(yīng)；

步驟(3)步驟(2)得到的進(jìn)水經(jīng)催化反應(yīng)塔上端溢流至雙氧水分解罐，將殘余的雙氧水分解；

步驟(4)步驟(3)得到的進(jìn)水經(jīng)雙氧水分解罐上端溢流至出水暫存罐；所述出水暫存罐中的出水經(jīng)增壓泵打入板式熱交換器，所述板式熱交換器出水排放或回用。

進(jìn)一步地，步驟(1)包括以下步驟：垃圾滲濾液經(jīng)蒸發(fā)處理后的高溫進(jìn)水經(jīng)輸送泵輸送至酸混合器，所述酸混合器將進(jìn)水與濃硫酸計量泵投加的98％wt濃硫酸和雙氧水計量泵投加的30％wth2o2快速混合，將所述進(jìn)水ph值調(diào)節(jié)至5.5～6.5，進(jìn)水ph值檢測儀反饋電信號自動控制濃硫酸計量泵的轉(zhuǎn)速，自動調(diào)節(jié)98％wt濃硫酸的投加量。

進(jìn)一步地，步驟(2)包括以下步驟：由步驟(1)處理后的進(jìn)水由催化反應(yīng)塔底部進(jìn)入，進(jìn)水上升過程中經(jīng)過第一催化劑，進(jìn)水中的有機污染物和述h2o2擴(kuò)散到所述第一催化劑內(nèi)表面的活性中心被吸附，h2o2在第一催化劑活性組分的催化作用下產(chǎn)生ho·，ho·引發(fā)自由基反應(yīng)氧化降解有機物，降解產(chǎn)物從第一催化劑內(nèi)表面脫附，擴(kuò)散到催化反應(yīng)塔內(nèi)。

進(jìn)一步地，步驟(3)包括以下步驟：所述進(jìn)水經(jīng)步驟(2)的催化濕式過氧化氫氧化反應(yīng)后，由催化反應(yīng)塔上端溢流至雙氧水分解罐；所述進(jìn)水自所述雙氧水分解罐底部上升過程中，在第二催化劑的催化作用下，進(jìn)水中殘余的h2o2分解為h2o和o2，避免h2o2對出水codcr產(chǎn)生影響。

進(jìn)一步地，步驟(4)包括以下步驟：所述出水自所述雙氧水分解罐頂部溢流至出水暫存罐，經(jīng)增壓泵將所述出水輸送至堿混合器，所述堿混合器將出水與氫氧化鈉計量泵投加的20％wt氫氧化鈉溶液和出水快速混合，將出水ph值調(diào)節(jié)至6.0～9.0，出水ph值檢測儀反饋電信號自動控制氫氧化鈉計量泵的轉(zhuǎn)速，自動調(diào)節(jié)所述20％wt氫氧化鈉溶液的投加量；出水經(jīng)所述堿混合器后進(jìn)入板式熱交換器，出水與低溫垃圾滲濾液原液進(jìn)行熱交換，將出水溫度降低至常溫后排放或回用。

進(jìn)一步地，所述步驟(1)中，垃圾滲濾液蒸發(fā)處理的高溫出水直接進(jìn)入垃圾滲濾液蒸發(fā)處理尾水的深度處理系統(tǒng)中，進(jìn)水溫度為95～100℃。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，所述催化反應(yīng)塔的高徑比為14:1，進(jìn)水空速為0.3～0.5h^-1，30％wth2o2投加量為2.0～4.0g/l。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，所述第一催化劑為非均相催化劑，以fe³⁺作為活性組分，所述fe³⁺鐵礦形式存在于所述第一催化劑中。

進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，所述雙氧水分解罐中進(jìn)水空速為1.5～2.0h^-1，反應(yīng)溫度為95～100℃。

進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，所述第二催化劑為非均相催化劑，以錳砂作為活性組分。

本發(fā)明垃圾滲濾液蒸發(fā)處理尾水的深度處理方法及系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有以下優(yōu)點：

1.首次將催化濕式過氧化氫氧化技術(shù)應(yīng)用到垃圾滲濾液蒸發(fā)處理尾水的深度處理領(lǐng)域。

2.高溫的垃圾滲濾液蒸發(fā)尾水直接進(jìn)入深度處理系統(tǒng)，無需冷卻裝置，同時較高的反應(yīng)溫度有利于提高催化氧化的反應(yīng)速率。

3.催化濕式過氧化氫氧化反應(yīng)中使用非均相催化劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的均相催化劑，具有催化活性高、穩(wěn)定性好、使用壽命長和流失率低等特點。非均相催化劑以三價鐵(fe³⁺)代替fe²⁺作為活性組分，省去了h2o2氧化fe²⁺的步驟，減少h2o2用量。其中fe³⁺主要以α-feooh形式存在于催化劑中，相比于均相fe²⁺或fe³⁺相比，具有反應(yīng)ph較寬和fe去除率較高的優(yōu)勢。

4.利用以錳砂為活性組分的非均相催化劑，催化h2o2在高溫條件下分解為h2o和o2。利用該方法分解催化濕式過氧化氫氧化反應(yīng)后殘余的h2o2，不僅反應(yīng)效率高、反應(yīng)條件溫且運行費用低，可有效避免h2o2對出水水質(zhì)的影響。

綜上，本發(fā)明將所述的催化濕式過氧化氫氧化技術(shù)作為垃圾滲濾液蒸發(fā)處理尾水處理工藝，可以克服傳統(tǒng)的深度處理工藝存在的工藝過程復(fù)雜、運行成本高、處理效果不穩(wěn)定等問題，進(jìn)一步優(yōu)化垃圾滲濾液蒸發(fā)處理尾水的出水水質(zhì)，保證出水達(dá)到《生活垃圾填埋污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》gb16889-2008中的排放要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明垃圾滲濾液蒸發(fā)處理尾水的深度處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中1.輸送泵；2.濃硫酸計量泵；3.雙氧水計量泵；4.酸混合器；5.進(jìn)水ph值檢測儀；6.第一催化劑；7.催化反應(yīng)塔；8.第二催化劑；9.雙氧水分解罐；10.出水暫存罐；11.增壓泵；12.氫氧化鈉計量泵；13.堿混合器；14.出水ph值檢測儀；15.板式熱交換器。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明：

實施例1

本實施例公開一種垃圾滲濾液蒸發(fā)處理尾水的深度處理系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括酸堿調(diào)節(jié)單元、催化反應(yīng)單元、雙氧水分解單元和出水單元；

所述酸堿調(diào)節(jié)單元包括輸送泵1、濃硫酸計量泵2、雙氧水計量泵3、酸混合器4和進(jìn)水ph值檢測儀5，所述輸送泵1、濃硫酸計量泵2和雙氧水計量泵3分別通過管路與酸混合器4連通，所述進(jìn)水ph值檢測儀5設(shè)置在酸混合器4出口管路上，所述進(jìn)水ph值檢測儀5與濃硫酸計量泵2電聯(lián)；

所述催化反應(yīng)單元包括催化反應(yīng)塔7，所述催化反應(yīng)塔底部入口與酸混合器4出口連通；

所述雙氧水分解單元包括雙氧水分解罐9，所述雙氧水分解罐9底部入口與催化反應(yīng)塔頂部出口連通；

所述出水單元包括出水暫存罐10、增壓泵11、氫氧化鈉計量泵12、堿混合器13、出水ph值檢測儀14和板式熱交換器15，所述出水暫存罐10上部入口與雙氧水分解罐9頂部出口連通，所述出水暫存罐10底部出口通過增壓泵11與堿混合器13入口連通，所述堿混合器13出口與板式熱交換器15連通，所述氫氧化鈉計量泵12與堿混合器13入口連通，所述堿混合器13出口的管路上設(shè)置有出水ph值檢測儀14，所述出水ph值檢測儀14與氫氧化鈉計量泵12電聯(lián)。

采用本實施例裝置深度處理垃圾滲濾液蒸發(fā)處理尾水的方法包括以下步驟：(1)酸堿調(diào)節(jié)單元：垃圾滲濾液經(jīng)蒸發(fā)處理后的高溫進(jìn)水經(jīng)輸送泵1輸送至酸混合器4，所述酸混合器4將進(jìn)水與濃硫酸計量泵2投加的98％wt濃硫酸和雙氧水計量泵3投加的30％wth2o2快速混合，將所述進(jìn)水ph值調(diào)節(jié)至6，進(jìn)水ph值檢測儀5反饋電信號自動控制所述濃硫酸計量泵2的轉(zhuǎn)速，自動調(diào)節(jié)所述98％wt濃硫酸的投加量。垃圾滲濾液蒸發(fā)處理的高溫出水直接進(jìn)入深度處理系統(tǒng)中，進(jìn)水溫度為95℃。

(2)催化反應(yīng)單元：由步驟(1)處理后的進(jìn)水由催化反應(yīng)塔7底部進(jìn)入，所述進(jìn)水上升過程中經(jīng)過第一催化劑6，所述進(jìn)水中的有機污染物和所述h2o2擴(kuò)散到所述第一催化劑6內(nèi)表面的活性中心被吸附，所述h2o2在所述第一催化劑6活性組分的催化作用下產(chǎn)生ho·，ho·引發(fā)自由基反應(yīng)氧化降解有機物，降解產(chǎn)物從所述第一催化劑6內(nèi)表面脫附，擴(kuò)散到所述催化反應(yīng)塔7內(nèi)。催化反應(yīng)塔7的高徑比為14:1，進(jìn)水空速為0.5h^-1，30％wth2o2投加量為3.0g/l。第一催化劑6為非均相催化劑，以fe³⁺作為活性組分，所述fe³⁺鐵礦形式存在于所述第一催化劑6中。

(3)雙氧水分解單元：所述進(jìn)水經(jīng)步驟(2)的催化濕式過氧化氫氧化反應(yīng)后，由所述催化反應(yīng)塔7上端溢流至雙氧水分解罐9。所述進(jìn)水自所述雙氧水分解罐9底部上升過程中，在第二催化劑8的催化作用下，所述進(jìn)水中殘余的h2o2分解為h2o和o2，避免h2o2對出水codcr產(chǎn)生影響。雙氧水分解罐9中進(jìn)水空速為2.0h^-1，反應(yīng)溫度為95℃。第二催化劑8為非均相催化劑，以錳砂作為活性組分。

(4)出水單元：所述出水自所述雙氧水分解罐9頂部溢流至出水暫存罐10，經(jīng)增壓泵11將所述出水輸送至堿混合器13，所述堿混合器13將所述出水與氫氧化鈉計量泵12投加的20％wt氫氧化鈉溶液和所述出水快速混合，將所述出水ph值調(diào)節(jié)至8.0，出水ph值檢測儀14反饋電信號自動控制所述氫氧化鈉計量泵12的轉(zhuǎn)速，自動調(diào)節(jié)所述20％wt氫氧化鈉溶液的投加量。所述出水經(jīng)所述堿混合器13后進(jìn)入板式熱交換器15，所述出水與低溫垃圾滲濾液原液進(jìn)行熱交換，將所述出水溫度降低至常溫后排放或回用。

本實施例的深度處理系統(tǒng)具有處理效率高、占地面積小、運行成本低、操作簡單等特點，可有效解決垃圾滲濾液蒸發(fā)處理尾水水質(zhì)不合格的問題，保證出水達(dá)到《生活垃圾填埋污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》gb16889-2008中的排放要求。

實施例2

本實施例采用的垃圾滲濾液蒸發(fā)處理尾水的深度處理系統(tǒng)與實施例1相同，本實施例深度處理垃圾滲濾液蒸發(fā)處理尾水的方法包括以下步驟：(1)酸堿調(diào)節(jié)單元：垃圾滲濾液經(jīng)蒸發(fā)處理后的高溫進(jìn)水經(jīng)輸送泵1輸送至酸混合器4，所述酸混合器4將進(jìn)水與濃硫酸計量泵2投加的98％wt濃硫酸和雙氧水計量泵3投加的30％wth2o2快速混合，將所述進(jìn)水ph值調(diào)節(jié)至5.5，進(jìn)水ph值檢測儀5反饋電信號自動控制所述濃硫酸計量泵2的轉(zhuǎn)速，自動調(diào)節(jié)所述98％wt濃硫酸的投加量。垃圾滲濾液蒸發(fā)處理的高溫出水直接進(jìn)入深度處理系統(tǒng)中，進(jìn)水溫度為100℃。

(2)催化反應(yīng)單元：由步驟(1)處理后的進(jìn)水由催化反應(yīng)塔7底部進(jìn)入，所述進(jìn)水上升過程中經(jīng)過第一催化劑6，所述進(jìn)水中的有機污染物和所述h2o2擴(kuò)散到所述第一催化劑6內(nèi)表面的活性中心被吸附，所述h2o2在所述第一催化劑6活性組分的催化作用下產(chǎn)生ho·，ho·引發(fā)自由基反應(yīng)氧化降解有機物，降解產(chǎn)物從所述第一催化劑6內(nèi)表面脫附，擴(kuò)散到所述催化反應(yīng)塔7內(nèi)。催化反應(yīng)塔7的高徑比為14:1，進(jìn)水空速為0.5h^-1，30％wth2o2投加量為4.0g/l。第一催化劑6為非均相催化劑，以fe³⁺作為活性組分，所述fe³⁺鐵礦形式存在于所述第一催化劑6中。

(3)雙氧水分解單元：所述進(jìn)水經(jīng)步驟(2)的催化濕式過氧化氫氧化反應(yīng)后，由所述催化反應(yīng)塔7上端溢流至雙氧水分解罐9。所述進(jìn)水自所述雙氧水分解罐9底部上升過程中，在第二催化劑8的催化作用下，所述進(jìn)水中殘余的h2o2分解為h2o和o2，避免h2o2對出水codcr產(chǎn)生影響。雙氧水分解罐9中進(jìn)水空速為2.0h^-1，反應(yīng)溫度為100℃。第二催化劑8為非均相催化劑，以錳砂作為活性組分。

(4)出水單元：所述出水自所述雙氧水分解罐9頂部溢流至出水暫存罐10，經(jīng)增壓泵11將所述出水輸送至堿混合器13，所述堿混合器13將所述出水與氫氧化鈉計量泵12投加的20％wt氫氧化鈉溶液和所述出水快速混合，將所述出水ph值調(diào)節(jié)至9.0，出水ph值檢測儀14反饋電信號自動控制所述氫氧化鈉計量泵12的轉(zhuǎn)速，自動調(diào)節(jié)所述20％wt氫氧化鈉溶液的投加量。所述出水經(jīng)所述堿混合器13后進(jìn)入板式熱交換器15，所述出水與低溫垃圾滲濾液原液進(jìn)行熱交換，將所述出水溫度降低至常溫后排放或回用。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。