CN101289235A - 城市生活垃圾渗滤液生化尾水的深度处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种城市生活垃圾渗滤液生化尾水的深度处理方法。尾水主要来自城市生活垃圾渗滤液处理装置的生化出水或是生化出水经过简单的物化处理后的出水，其处理步骤为：将预处理后的尾水在常温和0.5～10BV/h的流量条件下，通过装填有复合功能吸附树脂或大孔吸附树脂的装置，吸附出水即可达标排放；将上述树脂用氢氧化钠溶液脱附再生，脱附剂流量为0.5～3.0BV/h，高浓度脱附液焚烧或其它安全处置方法，低浓度脱附液可用于配制下一批脱附剂循环套用。本发明可以将尾水的COD由150～500mg/L左右降至100mg/L以下，氨氮、总氮和重金属离子浓度降低至国家一级排放标准以下。本方法工艺简单，处理量大，可以很好弥补现有城市生活垃圾渗滤液处理技术的不足。
Description
技术领域
本发明涉及一种城市生活垃圾渗滤液生化处理尾水的处理方法，具体而言，是指针对城市生活垃圾渗滤液经过生化处理后CODCr，氨氮或总氮超标的低浓度尾水(CODCr＝150～500mg/L)，处理使之达标排放的方法。
背景技术
垃圾渗滤液是在卫生填埋场中，垃圾在堆放和填埋过程中由于降水、自身发酵或是地下水浸泡而滤出的污水。垃圾渗滤液是一种成份复杂的高浓度有机废水，其成分中有机污染物居多，氨氮含量高，并含有重金属和多种致癌、致畸和致突变有机物，对环境和人体的危害极大。同时，城市垃圾渗滤液污染物含量与性质波动较大。垃圾渗滤液的处理处置难度很大，而且2008年我国实施了新的《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008，主要指标：CODCr＜100mg/L，氨氮＜25mg/L，总氮＜40mg/L；而对敏感地区的主要指标为：CODCr＜60mg/L，氨氮＜8mg/L，总氮＜20mg/L)，对渗滤液出水的排放又提出了更高的要求，因此对其实施污染控制并使其达标排放成为是环保工作者面临新的难题。
通过检索，目前国内外城市生活垃圾渗滤液主要的处理工艺都离不开生化的方法，只有通过生化反应，才能经济、高效地降解垃圾渗滤液中大部分有机物，并通过微生物的硝化-反硝化作用，脱除其主要的氨氮，较大幅度的降低垃圾渗滤液中有机物的浓度。但是，填埋场微生物消纳垃圾的腐殖化过程产生的腐殖质和其他一些对微生物有抑制作用的有机物，由于可生化性极低，不能通过生化去除而大大影响了生化出水水质。垃圾渗滤液生化处理出水很难达到国家一级排放标准，因此一般都通过后续的深度处理进行进一步的处理。垃圾渗滤液生化尾水的深度处理方法有膜滤，活性炭吸附，化学氧化等。膜滤一般选用纳滤或反渗透膜，对尾水的处理效果很好，但是膜截留的浓缩液却成为限制该技术推广的一大弊端；活性炭吸附对尾水中有机物的处理效果很好，但再生困难，处理成本高，因此未能得到广泛应用；而化学氧化对尾水的脱色效果很好，对有机物的降解也有较好的效果，但能耗较大，运行成本较高，很难推广使用。
国内目前典型的垃圾渗滤液处理工艺集中在生化+膜处理集成工艺上，但是一方面，生化尾水通过纳滤膜未能得到很好的处理，尾水经过纳滤后出水水质(尤其是总氮)仍然很难达标，另外一方面，纳滤的投资和运行费用较高。因此寻求一种更为经济有效的垃圾渗滤液生化尾水的深度处理方法，对国际国内垃圾渗滤液的处理都具有一定的指导意义，而本发明应用树脂吸附工艺进行垃圾渗滤液生化尾水进行处理，也拓宽了树脂吸附剂的应用范围，具备良好的环境和社会意义。
发明内容
1.本发明的目的是提供一种城市生活垃圾渗滤液生化尾水的深度处理方法，利用本发明方法可以有效去除垃圾渗滤液生化出水中的CODCr，氨氮，总氮和重金属离子，最终实现城市生活垃圾渗滤液处理的一级排放标准排放。
2.本发明的技术方案如下：
一种生活垃圾渗滤液生化尾水的深度处理方法，其包括以下步骤：
(1)将生活垃圾渗滤液生化尾水经过预处理后，在0～40℃的温度和0.5～10BV/h的流量条件下，通过装填有复合功能吸附树脂或大孔吸附树脂的装置，吸附出水即可达标排放；
(2)将步骤(1)中吸附了有机物的复合功能吸附树脂或大孔吸附树脂用重量百分比为4-15％的氢氧化钠水溶液作为脱附剂进行脱附再生，脱附剂流量为0.5～3.0BV/h，高浓度脱附液进行可以被焚烧或其它安全处置方法，低浓度脱附液可用于配制下一批脱附剂循环套用。
步骤(1)中预处理是指将生活垃圾渗滤液生化尾水进行调酸，调酸选用50％的硫酸，调节到pH值为4.5左右即可。当垃圾渗滤液生化尾水CODCr较高或较混浊时可以通过混凝沉淀之后再调酸作为预处理，混凝剂为Ca(OH)2。吸附温度控制在0～40℃，经过步骤(1)处理后，吸附出水为无色透明，CODCr可降至100mg/L以下，氨氮可降至20mg/L以下，总氮可降至50mg/L，pH为5～7，即可达标排放。
步骤(2)中脱附液的体积已降为渗滤液生化尾水进水体积的1/500～1/1000，复合功能吸附树脂或大孔吸附树脂经脱附再生后可反复使用。
步骤(1)中所述的复合功能吸附树脂为国产的NDA-88树脂、NDA-66或NDA-99树脂(江苏南大戈德环保科技有限公司生产)，或是美国Amberlite XAD系列大孔吸附树脂Amberlite XAD-7树脂(美国罗门哈斯公司生产)，或是NDA-7大孔吸附树脂(江苏南大戈德环保科技有限公司生产)。本方法优选复合功能吸附树脂NDA-66，该树脂吸附效率高，脱附再生完全，可重复用于处理垃圾渗滤液生化尾水。
在具体操作步骤中，树脂的吸附可以采用双塔串联吸附，单塔脱附的运行方式，即每种树脂设置I、II、III三个吸附塔，先将I、II塔串联顺流吸附，I塔作为首柱，II塔作为尾柱，当I塔吸附饱和后，切换成II、III塔串联顺流吸附，II塔作为首柱，III塔作为尾柱，同时I塔进行顺流脱附，如此循环操作，可以保证整个装置始终连续运行。
3.有益效果：
本发明公开了一种城市生活垃圾渗滤液生化尾水的深度处理方法，处理对象包括生化后直接排放出水以及生化后再经过物化深度处理的尾水，原液CODCr为150～500mg/L，经处理后CODCr，氨氮，总氮和重金属例子都符合国家一级排放标准，吸附出水可直接排放。树脂经过脱附后，脱附率都大于98％，高浓脱附液燃值较高，可以直接焚烧，也可以采用其它安全处置方法。该方法工艺简单，处理量大，操作简便，经济高效，不会引入二次污染，有很好的实用性，其作为一种深度处理技术，可以很好弥补现有城市生活垃圾渗滤液处理技术的不足。
具体实施方式
以下通过实施例进一步说明本发明。
实施例1
垃圾渗滤液生化处理工艺为外置式膜生物反应器，尾水为其排放出水，CODCr为515mg/L，氨氮浓度为60mg/L，总氮浓度为150mg/L，将渗滤液原水加入少量Ca(OH)2调节pH至10左右，产生絮体，搅拌半个小时充分混合后，取上清液加酸调节pH至4.5。此时CODCr为162mg/L，氨氮浓度为30mg/L，总氮浓度为75mg/L。
将20ml复合功能吸附树脂NDA-66装入带夹套的玻璃吸附柱中(Φ20×350mm)。室温下(20～25℃)，将经过预处理的生化尾水以40mL/h的流量通过树脂床层，废水处理量为2000mL/批。吸附出水CODCr为85mg/L，氨氮为4.23mg/L，总氮浓度为18.3mg/L。整个工艺CODCr的去除率为83.5％，氨氮的去除率为93.0％，总氮的去除率为87.8％，出水金属离子检测达标。
依次用温度60±2℃的30mL重量百分比8％的NaOH水溶液和50mL自来水逆流脱附再生树脂床层，脱附流量20mL/h，CODCr的脱附率为98％。脱附下来的前20mL的脱附液为高浓度脱附液。后面流出的低浓度脱附液(约60mL)，用于配制下一批次脱附剂。树脂洗涤用水可以直接排出。
实施例2
其它操作条件同实施实例1，垃圾渗滤液生化处理工艺为膜生物反应器+纳滤膜截留，尾水为纳滤排放出水，CODCr为156mg/L，氨氮浓度为34.3mg/L，总氮浓度为96.2mg/L，用酸将其pH调至4.0。
将20ml复合功能吸附树脂NDA-66装入带夹套的玻璃吸附柱中(Φ20×350mm)。室温下(20～25℃)，将经过预处理的生化尾水以40mL/h的流量通过树脂床层，废水处理量为2000mL/批。吸附出水CODCr为72mg/L，氨氮为2.44mg/L，总氮浓度为10.06mg/L。整个工艺CODCr的去除率为53.8％，氨氮的去除率为92.9％，总氮的去除率为89.5％，出水金属离子检测达标。
依次用温度60±2℃的30mL重量百分比4％的NaOH水溶液和50mL自来水逆流脱附再生树脂床层，脱附流量50mL/h，CODCr的脱附率为98％。脱附下来的前20mL的脱附液为高浓度脱附液。后面流出的低浓度脱附液(约60mL)，用于配制下一批次脱附剂。树脂洗涤用水可以直接排出。
实施例3
其它操作条件同实施实例1，垃圾渗滤液生化处理工艺为预处理-UASB-组合好氧生物处理，尾水为好氧生物处理排放出水，CODCr为486mg/L，氨氮浓度为28.6mg/L，总氮浓度为75.4mg/L，用酸将其pH调至4.5。
将20ml复合功能吸附树脂NDA-66装入带夹套的玻璃吸附柱中(Φ20×350mm)。室温下(20～25℃)，将经过预处理的生化尾水以40mL/h的流量通过树脂床层，废水处理量为1000mL/批。吸附出水CODCr为92mg/L，氨氮为1.52mg/L，总氮浓度为17.28mg/L。整个工艺CODCr的去除率为81.1％，氨氮的去除率为94.7％，总氮的去除率为77.1％，出水金属离子检测达标。
依次用温度60±2℃的30mL重量百分比15％的NaOH水溶液和50mL自来水逆流脱附再生树脂床层，脱附流量10mL/h，CODCr的脱附率为98％。脱附下来的前20mL的脱附液为高浓度脱附液。后面流出的低浓度脱附液(约60mL)，用于配制下一批次脱附剂。树脂洗涤用水可以直接排出。
实施例4
其它操作条件同实施实例2，将垃圾渗滤液生化尾水的吸附温度提高。尾水经过预处理后，在40℃的温度下通过树脂床层，吸附处理效果如下：原垃圾渗滤液生化尾水CODCr为166mg/L，氨氮浓度为38.1mg/L，总氮浓度为104.8mg/L，经过深度处理后CODCr为64mg/L，氨氮浓度为4.33mg/L，总氮浓度为20.6mg/L，CODCr的去除率为61.4％，氨氮的去除率为88.6％，总氮的去除率为80.3％。
实施例5
其它操作条件同实施实例2，生化尾水不经过预处理直接进入树脂吸附床层，原垃圾渗滤液生化尾水CODCr为166mg/L，氨氮浓度为38.1mg/L，总氮浓度为104.8mg/L，经过深度处理后CODCr为96mg/L，氨氮浓度为9.96mg/L，总氮浓度为40.9mg/L，CODCr的去除率为42.2％，氨氮的去除率为73.9％，总氮的去除率为61.0％。
实施例6
其它操作条件同实施实例3，将生化尾水的吸附温度降低。尾水经过预处理后，在5℃的温度下通过树脂床层，吸附处理效果如下：原垃圾渗滤液生化尾水CODCr为502mg/L，氨氮浓度为33.3mg/L，总氮浓度为85.5mg/L，经过深度处理后CODCr为90mg/L，氨氮浓度为6.76mg/L，总氮浓度为19.5mg/L，CODCr的去除率为82.1％，氨氮的去除率为79.7％，总氮的去除率为77.2％。
实施例7
将实施实例3中的复合功能吸附NDA-66改为Amberlite XAD-7大孔吸附树脂，或者是大孔弱碱性阴离子交换树脂树脂等，在相同的操作条件下处理垃圾渗滤液生化尾水，结果表明它们对垃圾渗滤液生化尾水中CODCr的去除率有不同程度的下降。
实施例8
将实施实例1中的复合功能吸附NDA-66改为Amberlite XAD-7大孔吸附树脂，或者是D301大孔弱碱性阴离子交换树脂等，在相同的操作条件下处理垃圾渗滤液生化尾水，结果表明它们对垃圾渗滤液生化尾水中CODCr的去除率有不同程度的下降。
Claims (4)
1.一种城市生活垃圾渗滤液生化尾水的深度处理方法，其包括以下步骤：
(a)将城市生活垃圾渗滤液生化尾水经过预处理后，在0～40℃的温度和0.5～10BV/h的流量条件下，通过装填有复合功能吸附树脂或大孔吸附树脂的装置，吸附出水即可达标排放；
(b)将步骤(a)中吸附了有机物的复合功能吸附树脂或大孔吸附树脂用重量百分比为4-15％的氢氧化钠溶液脱附再生，脱附剂流量为0.5～3.0BV/h，高浓度脱附液焚烧或其它安全处置方法，低浓度脱附液可用于配制下一批脱附剂循环套用。
2.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾渗滤液生化尾水的深度处理方法，其特征在于步骤(a)中所述的复合功能吸附树脂为离子交换与吸附双重功能树脂NDA-88、NDA-99、NDA-66或大孔吸附树脂为丙烯酸酯类吸附树脂Amberlite XAD-7、NDA-7或大孔弱碱性阴离子交换树脂。
3.根据权利要求2所述的一种城市生活垃圾渗滤液生化尾水的深度处理方法，其特征在于步骤(a)中所述的树脂为NDA-66。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的一种城市生活垃圾渗滤液生化尾水的深度处理方法，其特征在于步骤(a)中所述的预处理是指将生活垃圾渗滤液生化尾水进行调酸。
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