RU2757113C1 - Установка для обработки фильтрата полигона твердых коммунальных отходов - Google Patents
Установка для обработки фильтрата полигона твердых коммунальных отходов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2757113C1 RU2757113C1 RU2021109427A RU2021109427A RU2757113C1 RU 2757113 C1 RU2757113 C1 RU 2757113C1 RU 2021109427 A RU2021109427 A RU 2021109427A RU 2021109427 A RU2021109427 A RU 2021109427A RU 2757113 C1 RU2757113 C1 RU 2757113C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stage
- unit
- filtrate
- reverse osmosis
- concentrate
- Prior art date
Links
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 59
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 17
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims description 14
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 14
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 11
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims description 7
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000005442 atmospheric precipitation Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 2
- 239000003657 drainage water Substances 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 ammonium ions Chemical class 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229960004887 ferric hydroxide Drugs 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- IEECXTSVVFWGSE-UHFFFAOYSA-M iron(3+);oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Fe+3] IEECXTSVVFWGSE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 231100000563 toxic property Toxicity 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности, для обработки фильтрата на полигоне твердых коммунальных отходов. Блок реагентной обработки установки снабжен узлом подачи кислоты, двумя параллельно установленными реакторами нейтрализации фильтрата и реактором с низкоскоростной мешалкой. Двухступенчатый блок фильтрации содержит на первой ступени накопительную емкость и контактный осветлитель, на второй - накопительную емкость и дисковый микрофильтр. Блок обратного осмоса снабжен накопителем концентрата и выполнен по меньшей мере четырехступенчатым. На первой ступени блока обратного осмоса используют нанофильтрационную мембрану, а на второй и последующих - низконапорные мембраны обратного осмоса. Каждая ступень блока обратного осмоса снабжена баком-гидроаккумулятором и насосом. Техническим результатом является повышение степени очистки фильтрата и снижение рисков загрязнения окружающей среды. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к установкам для очистки дренажных вод, сформированных в результате фильтрации через «тело» полигона твердых коммунальных отходов, и может быть использовано для очистки сточных вод сложного состава - высококонцентрированных и высокотоксичных.
Для целей настоящего изобретения следующие термины означают:
«твердые коммунальные отходы» (ТКО) - смесь многочисленных фракций бытовых отходов, представляющая собой основную часть мусора современной среды обитания человека;
«полигон» - территория, отведенная под захоронение ТКО;
«фильтрат» - дренажные воды - сточная жидкость, образующаяся в результате окисления органики ТКО в сочетании с атмосферными осадками и прошедшая сквозь «тело» полигона.
В настоящее время все более актуальными становятся проблемы охраны окружающей среды, в том числе, связанные с обработкой и утилизацией все возрастающего объема ТКО. Полигонное захоронение компонентов ТКО, которые не могут быть повторно использованы или утилизированы иными способами, является одним из наиболее распространенных методов обращения с ТКО, что приводит к необходимости отчуждения значительных территорий и загрязнению окружающей среды. Под полигоны ежегодно отводятся земли в непосредственной близости от городов и населенных пунктов. С одной стороны, стоимость захоронения ТКО достаточно низка, что является явным преимуществом перед другими способами обращения с ТКО, а с другой стороны - полигоны представляют собой опасность для окружающей среды, в частности, из-за образования фильтрата.
В «теле» отечественных полигонов помимо коммунальных могут быть обнаружены медицинские, промышленные, биологические и другие виды отходов. Под воздействием атмосферных осадков, а также в результате анаэробного разложения органических компонентов отходов, при прохождении сквозь «тело» полигона формируется высококонцентрированная сточная жидкость с высокотоксичными свойствами. Высокая токсичность фильтрата не позволяет использовать такой традиционный способ очистки сточных вод, как биологическая очистка с использованием активного ила.
Известна установка для глубокой очистки высококонцентрированных сточных вод, в частности, фильтратов, вытекающих из полигонов твердых бытовых отходов, представляющая собой поточную линию, снабженную узлом физико-химической очистки, включающим соединенные последовательно аппараты для отгонки аммиака и корректировки рН, электрокоагулятор, электрофлотатор, фильтр с минеральной загрузкой, обеспечивающей наряду с фильтрованием повышение рН раствора, установку обеззараживания фильтрата ультрафиолетом и узел биологической очистки. (Патент RU 2099294, C02F 9/00, 1997 г.).
Недостатками этой установки являются высокие энергозатраты за счет использования электрокоагулятора и электрофлотатора.
Известна установка для очистки фильтрата полигонов твердых бытовых отходов, содержащая блок предподготовки, который в свою очередь содержит последовательно расположенные узел электрохимической обработки с электролизером, фильтр-пресс, узел двухступенчатой механической фильтрации с напорным песчаным фильтром на первой ступени и патронным фильтром на второй, блок двухступенчатой обработки мембранами обратного осмоса и блок адсорбции. (Патент RU 2207987, C02F 9/10, C02F 1/04, 2003 г.).
Недостатком известной установки являются высокие энергозатраты узла электрохимической обработки при содержании в фильтрате высокой концентрации трудноокисляемой органики и токсичных соединений, что приводит к высоким эксплуатационным затратам на замену сорбента блока адсорбции.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату к предложенной установке является установка для обработки фильтрата полигонов твердых бытовых отходов, содержащая приемную емкость, блоки двухступенчатой электрохимической очистки, реагентной обработки с узлами подачи коагулянта, щелочи и флокулянта, блок отстаивания, содержащий отстойник с тонкослойными модулями, блок двухступенчатой фильтрации, в котором в качестве первой ступени используют самопромывной фильтр механической очистки, а в качестве второй - половолоконный ультрафильтрационный модуль с обратноточными пульсирующими промывками, блок двухступенчатого обратного осмоса, блок обезвоживания осадка, содержащий коллектор сбора осадков, накопительную емкость осадков и устройство механического обезвоживания, блок ионообменных фильтров и блок обеззараживания, содержащий ультрафиолетовый стерилизатор. (Патент RU 2589139, C02F 9/08, C02F 1/42, 2016 г.).
Недостатками этой установки являются повышенные энергозатраты из-за использования двухступенчатой электрохимической очистки и высокие эксплуатационные затраты из-за многоэтапного использования реагентов, а также ионообменных смол.
Проблемой, решение которой обеспечивается осуществлением изобретения, является снижение рисков нанесения вреда окружающей среде за счет повышения степени очистки фильтрата полигонов ТКО.
Технический результат от использования предложенной установки заключается в снижении энерго- и эксплуатационных затрат при одновременном повышении степени очистки фильтрата.
Проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что в установке для обработки фильтрата полигонов твердых коммунальных отходов, содержащей приемную емкость фильтрата, блок реагентной обработки с узлами подачи коагулянта и флокулянта, блок отстаивания, содержащий отстойник с тонкослойными модулями, двухступенчатый блок фильтрации, блок обратного осмоса, блок обезвоживания осадка, содержащий накопительную емкость и устройство механического обезвоживания, коллектор сбора осадков, узел обеззараживания и трубопровод отвода очищенного фильтрата, блок реагентной обработки снабжен узлом подачи кислоты, двумя параллельно установленными реакторами нейтрализации фильтрата и реактором с низкоскоростной мешалкой, двухступенчатый блок фильтрации содержит на первой ступени накопительную емкость первой ступени и контактный осветлитель, на второй - накопительную емкость второй ступени и дисковый микрофильтр, блок обратного осмоса снабжен накопителем концентрата и выполнен, по меньшей мере, четырехступенчатым, причем на первой ступени блока обратного осмоса используют нанофильтрационную мембрану, а на второй и последующих - низконапорные мембраны обратного осмоса, каждая ступень блока обратного осмоса снабжена баком-гидроаккумулятором и насосом, выход пермеата предыдущей ступени блока обратного осмоса соединен со входом последующей ступени, при этом выход пермеата последней ступени соединен с трубопроводом очищенного фильтрата, выход концентрата первой и второй ступеней блока обратного осмоса соединены со входом накопителя концентрата, выход концентрата всех последующих ступеней, соединен со входом предыдущей ступени, а выход накопителя концентрата соединен с коллектором сбора осадков.
Предпочтительно, что узел подачи коагулянта снабжен трубкой Вентури или реактором с высокоскоростной мешалкой.
Предпочтительно, что узел подачи флокулянта снабжен трубкой Вентури.
В частном случае в качестве устройства механического обезвоживания осадка используют шнековый обезвоживатель.
Предпочтительно, что блоки установки размещены в контейнерах.
Изобретение поясняется чертежом.
На чертеже схематически изображена установка для обработки фильтрата полигона твердых коммунальных отходов, содержащая четырехступенчатый блок обратного осмоса (ООС). Для большей наглядности соотношение между отдельными элементами установки изменены.
Установка для обработки фильтрата полигона ТКО основана на реагентно-мембранной схеме обработки и содержит приемную емкость фильтрата 1, усреднитель расхода 2, реактор нейтрализации фильтрата 3, узел подачи кислоты 4, узел подачи коагулянта 5, узел подачи флокулянта 6, реактор с низкоскоростной мешалкой 7, отстойник с тонкослойными модулями 8, накопительную емкость первой ступени фильтрации 9, контактный осветлитель 10, накопительную емкость второй ступени фильтрации 11, дисковый микрофильтр 12, бак-гидроаккумулятор первой ступени ООС 13, насос первой ступени ООС 14, нанофильтрационную мембрану 15, накопитель концентрата 16, коллектор сбора осадков 17, насос перекачки осадков 18, накопительную емкость осадков 19, устройство механического обезвоживания осадков 20, бак-гидроаккумулятор второй ступени обратного осмоса 21, насос второй ступени обратного осмоса 22, низконапорную мембрану ООС второй ступени 23, бак-гидроаккумулятор третьей ступени ООС 24, насос третьей ступени ООС 25, низконапорную мембрану ООС третьей ступени 26, бак-гидроаккумулятор четвертой ступени ООС 27, насос четвертой ступени ООС 28, низконапорную мембрану ООС четвертой ступени 29, трубопровод отвода очищенного фильтрата 30, узел обеззараживания 31.
В установке использованы два параллельно установленных реактора нейтрализации фильтрата 4 (второй реактор нейтрализации на чертеже не показан). В предпочтительных вариантах установки узел подачи коагулянта 5 снабжен соплом Вентури или реактором с высокоскоростной мешалкой (на чертеже не показаны), узел подачи флокулянта 6 снабжен соплом Вентури (на чертеже не показано).
Установка работает следующим образом.
Фильтрат из дренажной системы сбора с карт полигона ТКО поступает в приемную емкость 1, откуда направляется в усреднитель расхода 2 для обеспечения равномерного поступления фильтрата на дальнейшую обработку. Показатель рН фильтрата, поступающего на обработку, составляет 7,6-8,6. Из усреднителя расхода 2 фильтрат подают в реактор нейтрализации 3, в который из узла подачи кислоты 4 дозируют соляную кислоту. В реакторе 3 происходит нейтрализация фильтрата до рН 7,0, преимущественно за счет наличия гидрокарбоната натрия, в результате реакции которого с соляной кислотой происходит пенообразование, вызванное выделением углекислоты.
NaHCO3+HCl → NaCl+H2O+CO2↑
Объем образующейся пены, направляют в систему пеногашения (на чертеже не показана), откуда образовавшийся осадок поступает в накопительную емкость осадков 19.
Для обеспечения непрерывной работы технологического потока устанавливают параллельно два реактора нейтрализации 3, в одном из которых ведут корректировку рН и удаление пены, а из второго фильтрат, уже прошедший эту операцию, последовательно подвергают обработке коагулянтом и флокулянтом (например, полиакриламидом) путем их дозирования, соответственно, из узла подачи коагулянта 5 и из узла подачи флокулянта 6.
Одним из существенных качественных показателей фильтрата ТКО является химическое потребление кислорода - ХПК, основной вклад в который дают гуминоподобные вещества, образовавшиеся в результате химических превращений органических веществ в теле полигона ТКО. По своим химическим свойствам они аналогичны гуминовым кислотам, т.е. образуют нерастворимые соли с тяжелыми металлами (свинец, цинк, кадмий и др.) и d-элементами (железо, кобальт, никель и др.). Значительная часть гуминовых кислот имеет высокую молекулярную массу и поэтому легко удаляется коагуляцией с гидроокисями металлов, образующимися в результате гидролиза их солей.
В качестве коагулянта используют хлорид железа, который гидролизуется с образованием гидроокиси железа
3H2O+FeCl3 → Fe(OH)3↓+3HCl
Гидроокись железа в свою очередь нейтрализует заряд коллоидного гумата и осаждает его. Кроме того, происходит и прямое взаимодействие соли железа с карбоксильными группами гумата, при этом соли тяжелых металлов переходят в нерастворимую форму в соединении с гуматами:
(HUM)×(OHCOONa)y+yFeCl3 → (HUM)×(OCOOFe)y↓+2yNaCl
Для проведения эффективной коагуляции необходимо быстрое и равномерное смешение обрабатываемого фильтрата с реагентом. Поэтому подачу коагулянта предпочтительно осуществлять либо через трубку Вентури, встроенную в систему подачи фильтрата, либо через отдельную емкость с высокоскоростной мешалкой (на чертеже не показаны).
После того как коагулянт смешается с потоком фильтрата и произойдет гидролиз, в поток, предпочтительно через трубку Вентури, для повышения эффективности процесса флокуляции подают флокулянт (анионный или катионный). Флокулянт ускоряет процесс образования крупных флоккул и их осаждение.
Обработанный коагулянтом и флокулянтом фильтрат поступает в реактор с низкоскоростной мешалкой 7 (не более 5-10 оборотов в минуту, чтобы не разрушить образовавшиеся флоккулы). Время пребывания обработанного реагентами фильтрата в реакторе 7 составляет порядка 10-15 минут, за это время часть образовавшегося в реакторе 7 осадка опускается на его дно, откуда поступает в коллектор сбора осадков 17. Значение рН фильтрата после гидролиза коагулянта составляет 5,7-6,0.
Частично осветленный фильтрат из реактора 7 подают в отстойник с тонкослойными модулями 8, интенсифицирующими дальнейший процесс осаждения осадка, который также из отстойника 8 поступает в коллектор сбора осадков 17.
Осветленный фильтрат после отстойника 8 подают в накопительную емкость первой ступени фильтрации 9, а затем в контактный осветлитель (зернистый фильтр) 10, накопительную емкость второй ступени фильтрации 11 и на дисковый микрофильтр 12. Образующийся осадок с обеих ступеней фильтрации отводят в коллектор сбора осадков 17. Промывку контактного осветлителя 10 ведут противотоком фильтратом после накопительной емкости второй ступени фильтрации 11, а осадок, образующийся в результате промывки, направляют в реактор с низкоскоростной мешалкой 7.
Для доочистки фильтрата ТКО после применения реагентного осаждения используют мембранную установку, содержащую четыре ступени обратного осмоса. Осветленный фильтрат после микрофильтра 12 через бак-гидроаккумулятор первой ступени ООС 13 насосом первой ступени ООС 14 подают на нанофильтрационную мембрану 15, после разделения на которой концентрат подают в накопитель концентрата 16, откуда концентрат отводят в коллектор сбора осадков 17, а пермеат первой ступени ООС через бак-гидроаккумулятор второй ступени ООС 21 насосом второй ступени ООС 22 подают на низконапорную мембрану ООС второй ступени 23, после разделения на которой концентрат отводят в накопитель концентрата 16, а пермеат второй ступени ООС через бак-гидроаккумулятор третьей ступени ООС 24 насосом третьей ступени ООС 25 подают на низконапорную мембрану ООС третьей ступени 26, после разделения на которой концентрат третьей ступени ООС рециркулируют на вход мембраны второй ступени ООС 23, а пермеат третьей ступени через бак-гидроаккумулятор четвертой ступени ООС 27 насосом четвертой ступени ООС 28 подают на низконапорную мембрану ООС четвертой ступени 29, после разделения на которой концентрат четвертой ступени ООС рециркулируют на вход низконапорной мембраны третьей ступени ООС 26, а пермеат четвертой ступени ООС подают в трубопровод отвода очищенного фильтрата 30. Очищенный фильтрат подвергают обработке в узле обеззараживания 31, например, ультрафиолетом.
Образовавшийся в процессе многостадийной обработки фильтрата осадок по коллектору сбора осадков 17 насосом перекачки осадков 18 подают в накопительную емкость осадков 19, а затем на устройство механического обезвоживания осадков 20, в качестве которого может быть использован шнековый обезвоживатель, откуда обезвоженный осадок влажностью 70-80% направляют на утилизацию, а отделенную жидкую фазу направляют в отстойник с тонкослойными модулями 8 для дальнейшей повторной обработки.
Блок ООС предложенной установки выполнен по каскадному принципу и содержит четыре и более ступени мембранной обработки, что позволяет провести высококачественную доочистку фильтрата ТКО после применения реагентного осаждения.
Количество ступеней ООС зависит в основном от величины общего солесодержания, ХПК и концентрации аммония в исходном фильтрате ТКО.
Наличие бака-аккумулятора на каждой ступени ООС позволяет поддерживать давление в блоке ООС из избавить мембраны от гидроударов.
Наибольшую проблему при очистке фильтрата ТКО представляет наличие большой концентрации ионов аммония, концентрация которого в очищенной воде должна отвечать требованиям сброса в водоемы рыбохозяйственного назначения 0,2 мг/л. При высокой концентрации аммония в исходном фильтрате ТКО в процессе его обработки может потребоваться снижение аммония в 2000 раз и более. Применение современных низконапорных мембран ООС позволяет снизить количество одновалентных ионов, содержащихся в обрабатываемой среде (натрия, аммония, хлорид-ионов и пр.) только в 100 раз.
Таким образом, чтобы получить требуемый уровень снижения аммония, нужно применить каскад, состоящий как минимум из трех ступеней низконапорных мембран ООС.
Однако фильтрат ТКО имеет высокое солесодержание и высокое значение ХПК. Поэтому достичь величины выхода фильтрата с применением низконапорных мембран для фильтратов ТКО с величиной солесодержания выше 3000 мг/л и ХПК на уровне 3000 не представляется возможным: при увеличении выхода фильтрата наблюдается резкое падение производительности низконапорных мембран.
В предложенной установке в качестве первой ступени блока ООС предложено использовать нанофильтрационные мембраны, Используют нанофильтрационные мембраны с селективностью по солям 60 и 70 процентов, позволяющие увеличить величину выхода фильтрата и сократить расходы электроэнергии. Нанофильтрационные мембраны лучше задерживают органические вещества, чем одновалентные ионы. Так, селективность первой ступени ООС по ХПК составляет 80%. Поскольку пермеат первой ступени является недостаточно очищенным от солей, эту проблему решают последующие ступени ООС, в которых используют низконапорные мембраны ООС.
После первой ступени ООС пермеат представляет собой смесь хлоридов и карбонатов натрия и аммония и направляется на вторую ступень ООС и далее последовательно на третью и четвертую ступени ООС. Из четвертой ступени ООС пермеат (очищенный фильтрат) поступает в трубопровод очищенного фильтрата 30 и после обеззараживания, например, ультрафиолетом, может быть использован для различных технических нужд.
Что касается концентрата, то его движение направлено в обратную сторону: концентрат из четвертой ступени ООС направляется на вход третьей ступени, где смешивается с пермеатом, поступающим на третью ступень ООС, концентрат третьей ступени ООС направляется на вход второй ступени ООС, где смешивается с пермеатом, поступающим на вторую ступень ООС. Концентрат второй ступени направляется в накопитель концентрата 16.
На каждой ступени величина отношения расхода пермеата к общему расходу подаваемой воды составляет значение равное 0,9. Таким образом, общее солесодержание концентрата на каждой ступени в 10 раз превышает солесодержание исходной жидкости, поступающей на каждую ступень.
Эксперименты показали, что прошедший реагентную обработку фильтрат ТКО может быть сконцентрирован более, чем в 50 раз.
Технологические показатели реагентно-мембранной схемы обработки фильтрата полигона ТКО г. Александрова приведены в Таблице.
Таким образом, предложенная установка обработки фильтрата полигона твердых коммунальных отходов позволяет снизить энерго- и эксплуатационные затраты при одновременном повышении степени очистки фильтрата и снижает риски загрязнения окружающей среды.
Claims (5)
1. Установка для обработки фильтрата полигона твердых коммунальных отходов, содержащая приемную емкость фильтрата, блок реагентной обработки с узлами подачи коагулянта и флокулянта, блок отстаивания, содержащий отстойник с тонкослойными модулями, двухступенчатый блок фильтрации, блок обратного осмоса, блок обезвоживания осадка, содержащий накопительную емкость и устройство механического обезвоживания, коллектор сбора осадков, узел обеззараживания и трубопровод отвода очищенного фильтрата, отличающаяся тем, что блок реагентной обработки снабжен узлом подачи кислоты, двумя параллельно установленными реакторами нейтрализации фильтрата и реактором с низкоскоростной мешалкой, двухступенчатый блок фильтрации содержит на первой ступени накопительную емкость первой ступени и контактный осветлитель, на второй - накопительную емкость второй ступени и дисковый микрофильтр, блок обратного осмоса снабжен накопителем концентрата и выполнен по меньшей мере четырехступенчатым, на первой ступени блока обратного осмоса используют нанофильтрационную мембрану, а на второй и последующих - низконапорные мембраны обратного осмоса, каждая ступень блока обратного осмоса снабжена баком-гидроаккумулятором и насосом, выход пермеата предыдущей ступени блока обратного осмоса соединен со входом последующей ступени, при этом выход пермеата последней ступени соединен с трубопроводом очищенного фильтрата, выход концентрата первой и второй ступеней блока обратного осмоса соединен со входом накопителя концентрата, выход концентрата всех последующих ступеней, начиная с третьей, соединен со входом предыдущей ступени, а выход накопителя концентрата соединен с коллектором сбора осадков.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что узел подачи коагулянта снабжен трубкой Вентури или реактором с высокоскоростной мешалкой.
3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что узел подачи флокулянта снабжен трубкой Вентури.
4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве устройства механического обезвоживания осадка используют шнековый обезвоживатель.
5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что блоки установки размещены в контейнерах.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021109427A RU2757113C1 (ru) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | Установка для обработки фильтрата полигона твердых коммунальных отходов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021109427A RU2757113C1 (ru) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | Установка для обработки фильтрата полигона твердых коммунальных отходов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2757113C1 true RU2757113C1 (ru) | 2021-10-11 |
Family
ID=78286299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021109427A RU2757113C1 (ru) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | Установка для обработки фильтрата полигона твердых коммунальных отходов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2757113C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114735900A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-07-12 | 湖南省煜城环保科技有限公司 | 一种垃圾渗滤液的处理工艺及处理系统 |
| CN115072898A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-20 | 安徽蓝帜铝业股份有限公司 | 铝型材脱模废液回收再利用装置及工艺 |
| RU2790709C1 (ru) * | 2022-07-07 | 2023-02-28 | Алексей Валерьевич Таламанов | Способ очистки фильтрата полигонов ТКО |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5635071A (en) * | 1995-01-20 | 1997-06-03 | Zenon Airport Enviromental, Inc. | Recovery of carboxylic acids from chemical plant effluents |
| RU2207987C2 (ru) * | 2000-09-07 | 2003-07-10 | НПП "Баромембранная технология" | Способ очистки дренажных вод полигонов твердых бытовых отходов |
| RU2589139C2 (ru) * | 2014-07-09 | 2016-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Баромембранная технология" (ООО "БМТ") | Способ очистки дренажных вод полигонов твердых бытовых отходов |
| RU2686074C1 (ru) * | 2018-08-15 | 2019-04-24 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Маяк" | Способ переработки жидких радиоактивных отходов |
| CN110436714B (zh) * | 2019-08-26 | 2020-05-05 | 桂润环境科技股份有限公司 | 一种含硫、含氨氮垃圾渗滤液的处理装置及处理方法 |
| RU2720613C1 (ru) * | 2020-01-30 | 2020-05-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Экотехнологии" | Способ очистки и обеззараживания сточных вод |
-
2021
- 2021-04-06 RU RU2021109427A patent/RU2757113C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5635071A (en) * | 1995-01-20 | 1997-06-03 | Zenon Airport Enviromental, Inc. | Recovery of carboxylic acids from chemical plant effluents |
| RU2207987C2 (ru) * | 2000-09-07 | 2003-07-10 | НПП "Баромембранная технология" | Способ очистки дренажных вод полигонов твердых бытовых отходов |
| RU2589139C2 (ru) * | 2014-07-09 | 2016-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Баромембранная технология" (ООО "БМТ") | Способ очистки дренажных вод полигонов твердых бытовых отходов |
| RU2686074C1 (ru) * | 2018-08-15 | 2019-04-24 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Маяк" | Способ переработки жидких радиоактивных отходов |
| CN110436714B (zh) * | 2019-08-26 | 2020-05-05 | 桂润环境科技股份有限公司 | 一种含硫、含氨氮垃圾渗滤液的处理装置及处理方法 |
| RU2720613C1 (ru) * | 2020-01-30 | 2020-05-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Экотехнологии" | Способ очистки и обеззараживания сточных вод |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ШИРКОВА Т.Н., ПЕРВОВ А.Г. "ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ФИЛЬТРАТОВ ПОЛИГОНОВ ТБО С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДА ОБРАТНОГО ОСМОСА", СТРОИТЕЛЬСТВО И ТЕХНОГЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, N 17 (69), 2019. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114735900A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-07-12 | 湖南省煜城环保科技有限公司 | 一种垃圾渗滤液的处理工艺及处理系统 |
| CN115072898A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-20 | 安徽蓝帜铝业股份有限公司 | 铝型材脱模废液回收再利用装置及工艺 |
| RU2790709C1 (ru) * | 2022-07-07 | 2023-02-28 | Алексей Валерьевич Таламанов | Способ очистки фильтрата полигонов ТКО |
| RU2797098C1 (ru) * | 2022-08-30 | 2023-05-31 | Михаил Геннадьевич Зубов | Способ глубокой комплексной очистки высококонцентрированных многокомпонентных фильтратов полигонов |
| RU2812328C1 (ru) * | 2023-05-26 | 2024-01-29 | Общество с ограниченной ответственностью "ЮниЭкоПром" | Установка для очистки производственно-дождевых сточных вод |
| RU2852001C2 (ru) * | 2024-03-27 | 2025-12-02 | Первов Алексей Германович | Способ утилизации концентрата установок обработки фильтратов полигонов твердых коммунальных отходов (ТКО) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102674626B (zh) | 一种电子电镀废水处理回用系统及方法 | |
| CN105084587A (zh) | 一种高含盐废水的处理方法及设备 | |
| CN107857438B (zh) | 一种化工企业及园区废水处理零排放工艺 | |
| CN106745981A (zh) | 一种高盐废水处理回用的系统和方法 | |
| CN1656024A (zh) | 来自自来水厂和废水处理厂的污泥的处理方法 | |
| CN116444106B (zh) | 一种高硬度高硫酸盐型煤矿矿井水处理方法及装置 | |
| CN104118956A (zh) | 一种污水处理的方法 | |
| RU2757113C1 (ru) | Установка для обработки фильтрата полигона твердых коммунальных отходов | |
| CN117049755B (zh) | 一种煤制气废水的中水回用处理工艺 | |
| CN107522340A (zh) | 一种回收处理高氯盐污水的系统及方法 | |
| CN112225392A (zh) | 电镀清洗废水的处理方法和处理系统 | |
| CN110642382A (zh) | 一种厌氧+好氧复合生物处理脱盐方法 | |
| RU62599U1 (ru) | Установка для очистки сточных вод | |
| CN206437968U (zh) | 一种高盐废水处理回用的系统 | |
| CN114516689A (zh) | 电石法聚氯乙烯含汞废水处理与回用方法及其应用装置 | |
| CN209010325U (zh) | 一种生物制药废水零排放的成套处理设备 | |
| CN118026473A (zh) | 一种滤清器生产线污水零排放处理方法及装置 | |
| CN111233208A (zh) | 一种脱硫废水资源化回收系统 | |
| KR101065940B1 (ko) | 고농도 불산, 인산 및 질산 함유 폐수의 처리 및 재이용 방법과 그 장치 | |
| CN215559437U (zh) | 一种废水处理系统 | |
| CN103951141A (zh) | 一种垃圾渗滤液处理工艺及处理装置 | |
| RU2736050C1 (ru) | Установка для очистки сточных, дренажных и надшламовых вод промышленных объектов и объектов размещения отходов производства и потребления | |
| RU2294794C2 (ru) | Способ получения осветленной воды | |
| CN203959994U (zh) | 一种垃圾渗滤液的浓水处理装置 | |
| CN203959993U (zh) | 一种垃圾渗滤液处理装置 |