專利名稱:中晚期垃圾滲濾液膜濾濃縮液的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域,涉及垃圾填埋場(chǎng)垃圾滲濾液采用"生化法+膜法
深度處理"后產(chǎn)生的膜濃縮液的處理問題,特別是涉及垃圾填埋場(chǎng)中晚期納濾膜濃縮液和 反滲透膜濃縮液的處理。
背景技術(shù):
衛(wèi)生填埋法是目前我國生活垃圾最主要的處理處置方法,也是國外大多數(shù)國家的 主要處理方法。垃圾填埋場(chǎng)產(chǎn)生的垃圾滲濾液實(shí)際應(yīng)用的處理技術(shù)主要為①生物和物化 法相結(jié)合的處理技術(shù);②生化法+膜過濾為主體的處理技術(shù);③滲濾液回灌填埋場(chǎng)法。但目 前垃圾滲濾液最有效的處理方法為"生化法+膜處理"技術(shù)。 在"生化法+膜處理"處理技術(shù)中,超濾(UF) —般作為常規(guī)處理(MBR),代替二沉 池;而納濾(NF)和反滲透(R0) —般作為深度處理手段。 膜處理工藝產(chǎn)生的濃縮液水量較大,約占處理水量的15 % 20 % 。垃圾滲濾液膜 濃縮液,特別是中晚期填埋場(chǎng)垃圾滲濾液膜濾濃縮液,屬高濃度、難生物降解的有機(jī)廢水, 其中含有大量腐殖酸類大分子有機(jī)物,處理難度大,限制了 "生化法+膜處理"聯(lián)合工藝在 垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用與發(fā)展。因此,快速、有效、經(jīng)濟(jì)地對(duì)垃圾滲濾液膜濾濃縮液,特 別是中晚期填埋場(chǎng)垃圾滲濾液膜濾濃縮液進(jìn)行處理或預(yù)處理,對(duì)垃圾滲濾液的有效處置和 "生化法+膜處理"組合技術(shù)的推廣具有重要作用。 目前,垃圾滲濾液膜濾濃縮液的主要處理方法為回灌法和蒸發(fā)法,其它處理方法 鮮有報(bào)道。但是這兩種方法都存在一定缺點(diǎn)和局限性。回灌法會(huì)使有些污染物循環(huán)積累, 降低膜處理系統(tǒng)的壽命,并有可能使填埋場(chǎng)提前進(jìn)入"老齡化";蒸發(fā)法由于能耗高、設(shè)備昂 貴,暫時(shí)難以推廣。因此,研究和開發(fā)濃縮液經(jīng)濟(jì)、有效的處理方法迫在眉睫。本發(fā)明人研 究表明,垃圾滲濾液膜濾濃縮液的水質(zhì)隨填埋年齡的變化存在較大差異,中晚期濃縮液中 有機(jī)物含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于早期濃縮液中的有機(jī)物含量,因此不同填埋齡滲濾液膜濾濃縮液宜采 用不同的處理工藝。目前的回灌法和蒸發(fā)法普遍沒有考慮濃縮液的水質(zhì)隨垃圾填埋場(chǎng)"填 埋年齡"而變化的情況。 本發(fā)明人研究表明,采用混凝/絮凝_H202強(qiáng)化微電解組合法處理垃圾填埋場(chǎng)中晚 期滲濾液膜濾濃縮液,能夠較好地去除濃縮液中的有機(jī)物,且能顯著提高廢水的可生化性, 使處理后出水達(dá)到很好的預(yù)處理效果,同時(shí)對(duì)本方法產(chǎn)生的混凝/絮凝物及沉淀物可以進(jìn) 行資源化利用。另外,還尚未采用混凝/絮凝_H202強(qiáng)化微電解組合法處理中晚期垃圾滲濾 液膜濾濃縮液的研究和應(yīng)用報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
為解決中晚期垃圾滲濾液膜濾濃縮液的處理難題,使膜處理單元作為垃圾滲濾液 的深度處理方法得以推廣,本發(fā)明的目的是提供一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的處理中晚期垃圾滲濾液 膜濾濃縮液的方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是基于混凝/絮凝、微電解和 Fenton (電Fenton)反應(yīng)原理,將混凝/絮凝反應(yīng)和微電解反應(yīng)進(jìn)行組合,提出最合適的混 凝/絮凝_H202強(qiáng)化微電解聯(lián)合工藝的操作步驟、混凝/絮凝劑種類和操作參數(shù),該操作參 數(shù)主要為濃縮液pH值、混凝/絮凝階段混凝/絮凝劑用量和攪拌時(shí)間,H202強(qiáng)化微電解階 段的微電解反應(yīng)時(shí)間、鐵炭質(zhì)量比、曙氣量以及&02投加量和投加時(shí)刻等。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案為 將膜濾濃縮液pH值調(diào)到4 6. 5,加入聚合鋁鹽或以聚合鋁鹽為主的復(fù)合混凝/ 絮凝劑,投加量以A1203計(jì)為50 1000mg/L,先以100 280r/min攪拌0. 5 5min,再以 20 100r/min攪拌3 30min ;反應(yīng)后固液分離,清液放入鐵炭質(zhì)量比1 4的鐵炭床,曝 氣量100 250m3空氣/m3水 h,在微電解反應(yīng)進(jìn)行至10 30min時(shí)刻,再投加質(zhì)量濃度 30%的H202強(qiáng)化微電解反應(yīng),投加量0. 05 0. 5L/m3水,反應(yīng)時(shí)間0. 5 3h ;出水調(diào)pH至 7. 5 9. 0,固液分離后清液即為處理后出水。所采用的混凝/絮凝劑聚合鋁鹽采用聚合氯化鋁和聚合硫酸鋁;以聚合鋁鹽為主
的復(fù)合混凝/絮凝劑混合有聚合氯化鐵或聚合硫酸鐵,復(fù)合量為5wt% 30wt% 。 所述的鐵炭床采用由鐵屑與惰性碳組成的鐵碳固定床、鐵碳流化床或曝氣鐵碳
床,鐵屑為廢鐵屑、海綿鐵顆粒、鋼鐵顆?;蛞澡F為主的合金顆粒,惰性碳為活性炭、石墨、
焦炭和煤顆粒;強(qiáng)化微電解反應(yīng)后出水采用氫氧化鈉或石灰乳調(diào)PH值。 本發(fā)明的處理的濃縮液為生化法+膜處理工藝中納濾或反滲透產(chǎn)生的膜濾濃縮
液,處理后的出水可返回生化法+膜處理工藝中的生化法或膜處理工段再進(jìn)行處理。 本發(fā)明的技術(shù)原理是混凝/絮凝作用先除去含苯羧基和酚羥基基團(tuán)的大分子腐
殖酸類有機(jī)物,降低H202強(qiáng)化微電解系統(tǒng)的負(fù)荷,提高其反應(yīng)速率;H202強(qiáng)化微電解工藝能
破壞濃縮液中有機(jī)物的不飽和發(fā)色和助色基團(tuán),降低共軛程度和苯環(huán)碳骨架的聚合程度,
使大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物,大大提高濃縮液的可生化性,利于后續(xù)生化處理。 本發(fā)明的有益效果 相對(duì)蒸發(fā)法和回灌法,混凝/絮凝_H202強(qiáng)化微電解組合工藝具有操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行 費(fèi)用相對(duì)較低、不會(huì)影響填埋場(chǎng)的正常運(yùn)行,對(duì)中晚期垃圾滲濾液膜濾濃縮液的處理效果 較好,能夠較好地去除濃縮液中的有機(jī)物,運(yùn)行穩(wěn)定,產(chǎn)生的混凝/絮凝物及沉淀物可以進(jìn) 行資源化利用可以進(jìn)行資源化利用。經(jīng)本法處理后,濃縮液中有機(jī)物濃度大大降低,可生化 性顯著提高,返回至生化系統(tǒng)后,利于后續(xù)生物處理,且可成為生物反硝化的碳源,彌補(bǔ)中 晚期垃圾滲濾液中氨氮濃度過高,而可利用碳源不足的問題。微電解系統(tǒng)中投加H202能改 善污泥沉降性能,同時(shí)投加H202能與微電解系統(tǒng)中產(chǎn)生的Fe2+形成Fenton試劑、提高微電 解反應(yīng)速率?;炷?絮凝_H202強(qiáng)化微電解聯(lián)合工藝是處理中晚期垃圾滲濾液膜濾濃縮液 的有效方法。
具體實(shí)施例方式
在具體實(shí)施方式
中,實(shí)施例1 、實(shí)施例2和實(shí)施例3的處理對(duì)象為A填埋場(chǎng)晚期垃 圾滲濾液納濾濃縮液,填埋年齡為8年,水質(zhì)指標(biāo)為色度7850倍、UV254為59. 32cm—\ COD 6500mg/L、 T0C 2365mg/L, B0D5/C0D值為0. 03 ;實(shí)施例4、實(shí)施例5和實(shí)施例6的處理對(duì)象 為B填埋場(chǎng)中晚期垃圾滲濾液反滲透濃縮液,填埋年齡為5年,水質(zhì)指標(biāo)為色度4600倍、
4UV254為32. 5cm—\ C0D4400mg/L、 TOC 1450mg/L, BOD5/COD值為0. 08。。 (1)實(shí)施例1 :A填埋場(chǎng)填埋齡為8年,為典型的晚期垃圾填埋場(chǎng)。濃縮液pH值為 7. 5,在本實(shí)施例中,用酸將濃縮液pH值調(diào)整到4,開啟攪拌機(jī),加入混凝/絮凝劑PAC(以 A1203計(jì))1000mg/L,先快速攪拌(280r/min) 0. 5min,再慢速攪拌(100r/min) 3min。攪拌結(jié) 束后靜置沉淀30min或進(jìn)行固液分離,取清液置于微電解反應(yīng)柱內(nèi),微電解反應(yīng)柱內(nèi)為經(jīng) 過活化的刨花鐵屑和顆粒狀活性炭混合物,兩者質(zhì)量比為1 : l,隨后開啟空壓機(jī),往微電 解反應(yīng)柱內(nèi)鼓風(fēng)曝氣,曝氣量為250L空氣/(L水 h)。在微電解反應(yīng)進(jìn)行至10min時(shí),往 微電解反應(yīng)器中投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的HA,投加量為0. 05L/(mVK ),繼續(xù)鼓風(fēng)曝氣20min。 出水再用氫氧化鈉調(diào)pH至7.5,攪拌后靜置沉降30min或固液分離后清液即為處理后出水。
在實(shí)施例1的操作步驟和參數(shù)條件下,出水水質(zhì)指標(biāo)為色度750倍、UV254為 12. 8cm—'、COD 1450mg/L、T0C 502. 5mg/L,BOD5/COD值為0. 34。去除率分別達(dá)到90% , 78% 、 78%禾口 79%, BOD5/COD值從0. 03提高到0. 34。 (2)實(shí)施例2 :在實(shí)施例2中,對(duì)于A填埋場(chǎng)晚期垃圾滲濾液納濾濃縮液,用酸將 其pH值調(diào)整到5,開啟攪拌機(jī),加入混凝/絮凝劑PAS (以A1203計(jì))500mg/L,先快速攪拌 (200r/min)2min,再慢速攪拌(50r/min) 15min。攪拌結(jié)束后靜置沉淀30min或進(jìn)行固液 分離,取清液置于微電解反應(yīng)柱內(nèi),微電解反應(yīng)柱內(nèi)為經(jīng)過活化的廢鋼鐵和焦炭混合物,兩 者質(zhì)量比為l : 2,隨后開啟空壓機(jī),往微電解反應(yīng)柱內(nèi)鼓風(fēng)曝氣,曝氣量為180L空氣/(L 水*h)。在微電解反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí),往微電解反應(yīng)器中投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)30 %的!1202,投加 量為0.2L/(m3水),微電解總反應(yīng)時(shí)間1.5h。出水再用氫氧化鈉調(diào)pH至8.5,攪拌后靜置 沉降30min或固液分離后清液即為處理后出水。 在實(shí)施例2的操作步驟和參數(shù)條件下,出水水質(zhì)指標(biāo)為色度660倍、UV254為 9. 7cm—'、COD 1150mg/L、T0C 415. 5mg/L, BOD5/COD值為0. 38。去除率分別達(dá)到92% , 84% 、 82 %禾口 82 % , BOD5/COD值從0. 03提高到0. 38 。 (3)實(shí)施例3 :在實(shí)施例3中,對(duì)于A填埋場(chǎng)晚期垃圾滲濾液納濾濃縮液,用酸將其 pH值調(diào)整到6. 5,開啟攪拌機(jī),加入復(fù)合混凝/絮凝劑(PAC : PAS = 90%: 10%)50mg/ L(以八1203計(jì)),先快速攪拌(100r/min)5min,再慢速攪拌(20r/min) 30min。攪拌結(jié)束后靜 置沉淀30min或進(jìn)行固液分離,取清液置于微電解反應(yīng)柱內(nèi),微電解反應(yīng)柱內(nèi)為經(jīng)過活化 的廢鐵鋁合金和石墨混合物,兩者質(zhì)量比為1 : 4,隨后開啟空壓機(jī),往微電解反應(yīng)柱內(nèi)鼓 風(fēng)曝氣,曝氣量為100L空氣/(L水 h)。在微電解反應(yīng)進(jìn)行至30min時(shí),往微電解反應(yīng)器 中投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的!1202,投加量為0. 5L/(m3水),微電解總反應(yīng)時(shí)間3h。出水再用氫 氧化鈉調(diào)pH至9. O,攪拌后靜置沉降30min或固液分離后清液即為處理后出水。
在實(shí)施例3的操作步驟和參數(shù)條件下,出水水質(zhì)指標(biāo)為色度850倍、UV254為 14. lcm—\ COD 1620mg/L、 TOC 587mg/L, BOD5/COD值為0. 31。去除率分別達(dá)到89%,76%、 75 %和75 % , BOD5/COD值從0. 03提高到0. 31 。 (4)實(shí)施例4 :B填埋場(chǎng)填埋齡為5年,為典型的中晚期垃圾填埋場(chǎng)。濃縮液pH值 為7. 8,在本實(shí)施例中,用酸將濃縮液pH值調(diào)整到4,開啟攪拌機(jī),加入混凝/絮凝劑PAC (以 A1203計(jì))1000mg/L,先快速攪拌(280r/min) 0. 5min,再慢速攪拌(lOOr/min) 3min。攪拌結(jié) 束后靜置沉淀30min或進(jìn)行固液分離,取清液置于微電解反應(yīng)柱內(nèi),微電解反應(yīng)柱內(nèi)為經(jīng) 過活化的海綿鐵和顆粒狀活性炭混合物,兩者質(zhì)量比為1 : l,隨后開啟空壓機(jī),往微電解反應(yīng)柱內(nèi)鼓風(fēng)曝氣,曝氣量為250L空氣/(L水 h)。在微電解反應(yīng)進(jìn)行至10min時(shí),往微 電解反應(yīng)器中投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的H202,投加量為0. 05L/ (m3水),繼續(xù)鼓風(fēng)曝氣20min。出 水再用石灰乳調(diào)PH至7. 5,攪拌后靜置沉降30min或固液分離后清液即為處理后出水。
在實(shí)施例4的操作步驟和參數(shù)條件下,出水水質(zhì)指標(biāo)為色度400倍、UV254為 6. 9cm—'、COD 780mg/L、T0C 256mg/L,BOD5/COD值為0. 37。去除率分別達(dá)到91 % , 79% 、82% 和82%, BOD5/COD值從0. 08提高到0. 37。 (5)實(shí)施例5 :在實(shí)施例5中,對(duì)于B填埋場(chǎng)晚期垃圾滲濾液納濾濃縮液,用酸將 其pH值調(diào)整到5,開啟攪拌機(jī),加入混凝/絮凝劑PAS (以A1203計(jì))500mg/L,先快速攪拌 (200r/min) 2min,再慢速攪拌(50r/min) 15min。攪拌結(jié)束后靜置沉淀30min或進(jìn)行固液分 離,取清液置于微電解反應(yīng)柱內(nèi),微電解反應(yīng)柱內(nèi)為經(jīng)過活化的廢鐵屑和煤顆?;旌衔?,兩 者質(zhì)量比為l : 3,隨后開啟空壓機(jī),往微電解反應(yīng)柱內(nèi)鼓風(fēng)曝氣,曝氣量為180L空氣/(L 水*h)。在微電解反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí),往微電解反應(yīng)器中投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的!1202,投加 量為0. 2L/(m3水),微電解總反應(yīng)時(shí)間1. 5h。出水再用石灰乳鈉調(diào)pH至8. O,攪拌后靜置 沉降30min或固液分離后清液即為處理后出水。 在實(shí)施例5的操作步驟和參數(shù)條件下,出水水質(zhì)指標(biāo)為色度320倍、UV254為 5. lcm—\COD 670mg/L、T0C 222mg/L,BOD5/COD值為0. 41 。去除率分別達(dá)到93%,84%、85% 和85%, BOD5/COD值從0. 08提高到0. 41。 (6)實(shí)施例6 :在實(shí)施例6中,對(duì)于B填埋場(chǎng)晚期垃圾滲濾液納濾濃縮液,用酸將其 pH值調(diào)整到6. 5,開啟攪拌機(jī),加入復(fù)合混凝/絮凝劑(PAC : PAS = 80%: 20%)50mg/ L(以八1203計(jì)),先快速攪拌(100r/min)5min,再慢速攪拌(20r/min) 30min。攪拌結(jié)束后靜 置沉淀30min或進(jìn)行固液分離,取清液置于微電解反應(yīng)柱內(nèi),微電解反應(yīng)柱內(nèi)為經(jīng)過活化 的廢鐵鐵屑和石墨混合物,兩者質(zhì)量比為1 : 4,隨后開啟空壓機(jī),往微電解反應(yīng)柱內(nèi)鼓風(fēng) 曝氣,曝氣量為100L空氣/(L水 h)。在微電解反應(yīng)進(jìn)行至30min時(shí),往微電解反應(yīng)器中 投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的!1202,投加量為0. 5L/(m3水),微電解總反應(yīng)時(shí)間3h。出水再用石灰 乳調(diào)pH至9. O,攪拌后靜置沉降30min或固液分離后清液即為處理后出水。
在實(shí)施例6的操作步驟和參數(shù)條件下,出水水質(zhì)指標(biāo)為色度500倍、UV254為 8. 4cm—"、COD 920mg/L、T0C 308mg/L,BOD5/COD值為0. 32。去除率分別達(dá)到89% , 74% 、79% 和79%, BOD5/COD值從0. 08提高到0. 32。 在上述實(shí)施例中,水樣在各實(shí)施的操作參數(shù)作用下,出水可生化性均顯著提高,有 機(jī)物濃度均大幅下降,返回至生化系統(tǒng)后將有利于后續(xù)生物處理,且可成為生物反硝化的 碳源。
權(quán)利要求
一種中晚期垃圾滲濾液膜濾濃縮液的處理方法,其特征是將膜濾濃縮液pH值調(diào)到4~6.5,加入聚合鋁鹽或以聚合鋁鹽為主的復(fù)合混凝/絮凝劑,投加量以Al2O3計(jì)為50~1000mg/L,先以100~280r/min攪拌0.5~5min,再以20~100r/min攪拌3~30min;反應(yīng)后固液分離,清液放入鐵炭質(zhì)量比1~4的鐵炭床,曝氣量100~250m3空氣/m3水·h,在微電解反應(yīng)進(jìn)行至10~30min時(shí)刻,再投加質(zhì)量濃度為30%的H2O2強(qiáng)化微電解反應(yīng),投加量0.05~0.5L/m3水,反應(yīng)時(shí)間0.5~3h;出水調(diào)pH至7.5~9.0,固液分離后清液即為處理后出水。
2. 按權(quán)利要求1所述的中晚期垃圾滲濾液膜濾濃縮液的處理方法,其特征是所采用 的混凝/絮凝劑,聚合鋁鹽采用聚合氯化鋁和聚合硫酸鋁;以聚合鋁鹽為主的復(fù)合混凝/絮 凝劑混合有聚合氯化鐵或聚合硫酸鐵,復(fù)合量為5wt% 30wt%。
3. 按權(quán)利要求2所述的中晚期垃圾滲濾液膜濾濃縮液的處理方法,其特征是鐵炭床 采用由鐵屑與惰性碳組成的鐵碳固定床、鐵碳流化床或曝氣鐵碳床,鐵屑為廢鐵屑、海綿鐵 顆粒、鋼鐵顆?;蛞澡F為主的合金顆粒,惰性碳為活性炭、石墨、焦炭和煤顆粒;強(qiáng)化微電解 反應(yīng)后出水采用氫氧化鈉或石灰乳調(diào)pH值。
4. 按權(quán)利要求3所述的中晚期垃圾滲濾液膜濾濃縮液的處理方法,其特征是處理的 濃縮液為生化法+膜處理工藝中納濾或反滲透產(chǎn)生的膜濾濃縮液,處理后的出水可返回生 化法+膜處理工藝中的生化法或膜處理工段再進(jìn)行處理。
全文摘要
本發(fā)明是一種處理垃圾填埋場(chǎng)中晚期滲濾液膜濾濃縮液的方法,屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明是將膜濾濃縮液pH值調(diào)到4~6.5,加入聚合鋁鹽或以聚合鋁鹽為主的復(fù)合混凝/絮凝劑,投加量以Al2O3計(jì)為50~1000mg/L,先以100~280r/min攪拌0.5~5min,再以20~100r/min攪拌3~30min;反應(yīng)后固液分離,清液放入鐵炭質(zhì)量比1~4的鐵炭床,曝氣量100~250m3空氣/m3水·h,微電解反應(yīng)10~30min,再投加質(zhì)量濃度30%的H2O2強(qiáng)化微電解反應(yīng),投加量0.05~0.5L H2O2/m3水,反應(yīng)時(shí)間0.5~3h;出水調(diào)pH至7.5~9.0,固液分離后清液即為處理后出水。本方法具有操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低、處理效果較好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F1/461GK101767896SQ201010039158
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2010年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月13日
發(fā)明者寧平, 安正陽, 徐曉軍, 朱麗云, 趙賓, 黃進(jìn)剛 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)