CN101767896A - 中晚期垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理方法 - Google Patents

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徐晓军
黄进刚
朱丽云
安正阳
赵宾
宁平
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Abstract

本发明是一种处理垃圾填埋场中晚期渗滤液膜滤浓缩液的方法,属于环境保护技术领域。本发明是将膜滤浓缩液pH值调到4~6.5,加入聚合铝盐或以聚合铝盐为主的复合混凝/絮凝剂,投加量以Al2O3计为50~1000mg/L,先以100~280r/min搅拌0.5~5min,再以20~100r/min搅拌3~30min;反应后固液分离,清液放入铁炭质量比1~4的铁炭床,曝气量100~250m3空气/m3水·h,微电解反应10~30min,再投加质量浓度30%的H2O2强化微电解反应,投加量0.05~0.5L H2O2/m3水,反应时间0.5~3h;出水调pH至7.5~9.0,固液分离后清液即为处理后出水。本方法具有操作简单、运行费用相对较低、处理效果较好等优点。

Description

中晚期垃圾渗滤液膜滤浓縮液的处理方法
技术领域
[0001] 本发明属于环境保护技术领域,涉及垃圾填埋场垃圾渗滤液采用"生化法+膜法
深度处理"后产生的膜浓縮液的处理问题,特别是涉及垃圾填埋场中晚期纳滤膜浓縮液和 反渗透膜浓縮液的处理。
背景技术
[0002] 卫生填埋法是目前我国生活垃圾最主要的处理处置方法,也是国外大多数国家的 主要处理方法。垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液实际应用的处理技术主要为:①生物和物化 法相结合的处理技术;②生化法+膜过滤为主体的处理技术;③渗滤液回灌填埋场法。但目 前垃圾渗滤液最有效的处理方法为"生化法+膜处理"技术。
[0003] 在"生化法+膜处理"处理技术中,超滤(UF) —般作为常规处理(MBR),代替二沉 池;而纳滤(NF)和反渗透(R0) —般作为深度处理手段。
[0004] 膜处理工艺产生的浓縮液水量较大,约占处理水量的15 %〜20 % 。垃圾渗滤液膜 浓縮液,特别是中晚期填埋场垃圾渗滤液膜滤浓縮液,属高浓度、难生物降解的有机废水, 其中含有大量腐殖酸类大分子有机物,处理难度大,限制了 "生化法+膜处理"联合工艺在 垃圾渗滤液处理中的应用与发展。因此,快速、有效、经济地对垃圾渗滤液膜滤浓縮液,特 别是中晚期填埋场垃圾渗滤液膜滤浓縮液进行处理或预处理,对垃圾渗滤液的有效处置和 "生化法+膜处理"组合技术的推广具有重要作用。
[0005] 目前,垃圾渗滤液膜滤浓縮液的主要处理方法为回灌法和蒸发法,其它处理方法 鲜有报道。但是这两种方法都存在一定缺点和局限性。回灌法会使有些污染物循环积累, 降低膜处理系统的寿命,并有可能使填埋场提前进入"老龄化";蒸发法由于能耗高、设备昂 贵,暂时难以推广。因此,研究和开发浓縮液经济、有效的处理方法迫在眉睫。本发明人研 究表明,垃圾渗滤液膜滤浓縮液的水质随填埋年龄的变化存在较大差异,中晚期浓縮液中 有机物含量远远高于早期浓縮液中的有机物含量,因此不同填埋龄渗滤液膜滤浓縮液宜采 用不同的处理工艺。目前的回灌法和蒸发法普遍没有考虑浓縮液的水质随垃圾填埋场"填 埋年龄"而变化的情况。
[0006] 本发明人研究表明,采用混凝/絮凝_H202强化微电解组合法处理垃圾填埋场中晚 期渗滤液膜滤浓縮液,能够较好地去除浓縮液中的有机物,且能显著提高废水的可生化性, 使处理后出水达到很好的预处理效果,同时对本方法产生的混凝/絮凝物及沉淀物可以进 行资源化利用。另外,还尚未采用混凝/絮凝_H202强化微电解组合法处理中晚期垃圾渗滤 液膜滤浓縮液的研究和应用报道。
发明内容
[0007] 为解决中晚期垃圾渗滤液膜滤浓縮液的处理难题,使膜处理单元作为垃圾渗滤液 的深度处理方法得以推广,本发明的目的是提供一种经济、实用的处理中晚期垃圾渗滤液 膜滤浓縮液的方法。[0008] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:基于混凝/絮凝、微电解和 Fenton (电Fenton)反应原理,将混凝/絮凝反应和微电解反应进行组合,提出最合适的混 凝/絮凝_H202强化微电解联合工艺的操作步骤、混凝/絮凝剂种类和操作参数,该操作参 数主要为浓縮液pH值、混凝/絮凝阶段混凝/絮凝剂用量和搅拌时间,H202强化微电解阶 段的微电解反应时间、铁炭质量比、曙气量以及&02投加量和投加时刻等。 [0009] 本发明的具体技术方案为:
[0010] 将膜滤浓縮液pH值调到4〜6. 5,加入聚合铝盐或以聚合铝盐为主的复合混凝/ 絮凝剂,投加量以A1203计为50〜1000mg/L,先以100〜280r/min搅拌0. 5〜5min,再以 20〜100r/min搅拌3〜30min ;反应后固液分离,清液放入铁炭质量比1〜4的铁炭床,曝 气量100〜250m3空气/m3水• h,在微电解反应进行至10〜30min时刻,再投加质量浓度 30%的H202强化微电解反应,投加量0. 05〜0. 5L/m3水,反应时间0. 5〜3h ;出水调pH至 7. 5〜9. 0,固液分离后清液即为处理后出水。
[0011] 所采用的混凝/絮凝剂聚合铝盐采用聚合氯化铝和聚合硫酸铝;以聚合铝盐为主
的复合混凝/絮凝剂混合有聚合氯化铁或聚合硫酸铁,复合量为5wt%〜30wt% 。
[0012] 所述的铁炭床采用由铁屑与惰性碳组成的铁碳固定床、铁碳流化床或曝气铁碳
床,铁屑为废铁屑、海绵铁颗粒、钢铁颗粒或以铁为主的合金颗粒,惰性碳为活性炭、石墨、
焦炭和煤颗粒;强化微电解反应后出水采用氢氧化钠或石灰乳调PH值。
[0013] 本发明的处理的浓縮液为生化法+膜处理工艺中纳滤或反渗透产生的膜滤浓縮
液,处理后的出水可返回生化法+膜处理工艺中的生化法或膜处理工段再进行处理。
[0014] 本发明的技术原理是:混凝/絮凝作用先除去含苯羧基和酚羟基基团的大分子腐
殖酸类有机物,降低H202强化微电解系统的负荷,提高其反应速率;H202强化微电解工艺能
破坏浓縮液中有机物的不饱和发色和助色基团,降低共轭程度和苯环碳骨架的聚合程度,
使大分子有机物转化为小分子有机物,大大提高浓縮液的可生化性,利于后续生化处理。
[0015] 本发明的有益效果:
[0016] 相对蒸发法和回灌法,混凝/絮凝_H202强化微电解组合工艺具有操作简单、运行 费用相对较低、不会影响填埋场的正常运行,对中晚期垃圾渗滤液膜滤浓縮液的处理效果 较好,能够较好地去除浓縮液中的有机物,运行稳定,产生的混凝/絮凝物及沉淀物可以进 行资源化利用可以进行资源化利用。经本法处理后,浓縮液中有机物浓度大大降低,可生化 性显著提高,返回至生化系统后,利于后续生物处理,且可成为生物反硝化的碳源,弥补中 晚期垃圾渗滤液中氨氮浓度过高,而可利用碳源不足的问题。微电解系统中投加H202能改 善污泥沉降性能,同时投加H202能与微电解系统中产生的Fe2+形成Fenton试剂、提高微电 解反应速率。混凝/絮凝_H202强化微电解联合工艺是处理中晚期垃圾渗滤液膜滤浓縮液 的有效方法。
具体实施方式
[0017] 在具体实施方式中,实施例1 、实施例2和实施例3的处理对象为A填埋场晚期垃 圾渗滤液纳滤浓縮液,填埋年龄为8年,水质指标为:色度7850倍、UV254为59. 32cm—\ COD 6500mg/L、 T0C 2365mg/L, B0D5/C0D值为0. 03 ;实施例4、实施例5和实施例6的处理对象 为B填埋场中晚期垃圾渗滤液反渗透浓縮液,填埋年龄为5年,水质指标为:色度4600倍、
4UV254为32. 5cm—\ C0D4400mg/L、 TOC 1450mg/L, BOD5/COD值为0. 08。。
[0018] (1)实施例1 :A填埋场填埋龄为8年,为典型的晚期垃圾填埋场。浓縮液pH值为 7. 5,在本实施例中,用酸将浓縮液pH值调整到4,开启搅拌机,加入混凝/絮凝剂PAC(以 A1203计)1000mg/L,先快速搅拌(280r/min) 0. 5min,再慢速搅拌(100r/min) 3min。搅拌结 束后静置沉淀30min或进行固液分离,取清液置于微电解反应柱内,微电解反应柱内为经 过活化的刨花铁屑和颗粒状活性炭混合物,两者质量比为1 : l,随后开启空压机,往微电 解反应柱内鼓风曝气,曝气量为250L空气/(L水• h)。在微电解反应进行至10min时,往 微电解反应器中投加质量分数30%的HA,投加量为0. 05L/(mVK ),继续鼓风曝气20min。 出水再用氢氧化钠调pH至7.5,搅拌后静置沉降30min或固液分离后清液即为处理后出水。 [0019] 在实施例1的操作步骤和参数条件下,出水水质指标为:色度750倍、UV254为 12. 8cm—'、COD 1450mg/L、T0C 502. 5mg/L,BOD5/COD值为0. 34。去除率分别达到90% , 78% 、 78%禾口 79%, BOD5/COD值从0. 03提高到0. 34。
[0020] (2)实施例2 :在实施例2中,对于A填埋场晚期垃圾渗滤液纳滤浓縮液,用酸将 其pH值调整到5,开启搅拌机,加入混凝/絮凝剂PAS (以A1203计)500mg/L,先快速搅拌 (200r/min)2min,再慢速搅拌(50r/min) 15min。搅拌结束后静置沉淀30min或进行固液 分离,取清液置于微电解反应柱内,微电解反应柱内为经过活化的废钢铁和焦炭混合物,两 者质量比为l : 2,随后开启空压机,往微电解反应柱内鼓风曝气,曝气量为180L空气/(L 水*h)。在微电解反应进行至20min时,往微电解反应器中投加质量分数30 %的!1202,投加 量为0.2L/(m3水),微电解总反应时间1.5h。出水再用氢氧化钠调pH至8.5,搅拌后静置 沉降30min或固液分离后清液即为处理后出水。
[0021] 在实施例2的操作步骤和参数条件下,出水水质指标为:色度660倍、UV254为 9. 7cm—'、COD 1150mg/L、T0C 415. 5mg/L, BOD5/COD值为0. 38。去除率分别达到92% , 84% 、 82 %禾口 82 % , BOD5/COD值从0. 03提高到0. 38 。
[0022] (3)实施例3 :在实施例3中,对于A填埋场晚期垃圾渗滤液纳滤浓縮液,用酸将其 pH值调整到6. 5,开启搅拌机,加入复合混凝/絮凝剂(PAC : PAS = 90%: 10%)50mg/ L(以八1203计),先快速搅拌(100r/min)5min,再慢速搅拌(20r/min) 30min。搅拌结束后静 置沉淀30min或进行固液分离,取清液置于微电解反应柱内,微电解反应柱内为经过活化 的废铁铝合金和石墨混合物,两者质量比为1 : 4,随后开启空压机,往微电解反应柱内鼓 风曝气,曝气量为100L空气/(L水• h)。在微电解反应进行至30min时,往微电解反应器 中投加质量分数30%的!1202,投加量为0. 5L/(m3水),微电解总反应时间3h。出水再用氢 氧化钠调pH至9. O,搅拌后静置沉降30min或固液分离后清液即为处理后出水。 [0023] 在实施例3的操作步骤和参数条件下,出水水质指标为:色度850倍、UV254为 14. lcm—\ COD 1620mg/L、 TOC 587mg/L, BOD5/COD值为0. 31。去除率分别达到89%,76%、 75 %和75 % , BOD5/COD值从0. 03提高到0. 31 。
[0024] (4)实施例4 :B填埋场填埋龄为5年,为典型的中晚期垃圾填埋场。浓縮液pH值 为7. 8,在本实施例中,用酸将浓縮液pH值调整到4,开启搅拌机,加入混凝/絮凝剂PAC (以 A1203计)1000mg/L,先快速搅拌(280r/min) 0. 5min,再慢速搅拌(lOOr/min) 3min。搅拌结 束后静置沉淀30min或进行固液分离,取清液置于微电解反应柱内,微电解反应柱内为经 过活化的海绵铁和颗粒状活性炭混合物,两者质量比为1 : l,随后开启空压机,往微电解反应柱内鼓风曝气,曝气量为250L空气/(L水• h)。在微电解反应进行至10min时,往微 电解反应器中投加质量分数30%的H202,投加量为0. 05L/ (m3水),继续鼓风曝气20min。出 水再用石灰乳调PH至7. 5,搅拌后静置沉降30min或固液分离后清液即为处理后出水。 [0025] 在实施例4的操作步骤和参数条件下,出水水质指标为:色度400倍、UV254为 6. 9cm—'、COD 780mg/L、T0C 256mg/L,BOD5/COD值为0. 37。去除率分别达到91 % , 79% 、82% 和82%, BOD5/COD值从0. 08提高到0. 37。
[0026] (5)实施例5 :在实施例5中,对于B填埋场晚期垃圾渗滤液纳滤浓縮液,用酸将 其pH值调整到5,开启搅拌机,加入混凝/絮凝剂PAS (以A1203计)500mg/L,先快速搅拌 (200r/min) 2min,再慢速搅拌(50r/min) 15min。搅拌结束后静置沉淀30min或进行固液分 离,取清液置于微电解反应柱内,微电解反应柱内为经过活化的废铁屑和煤颗粒混合物,两 者质量比为l : 3,随后开启空压机,往微电解反应柱内鼓风曝气,曝气量为180L空气/(L 水*h)。在微电解反应进行至20min时,往微电解反应器中投加质量分数30%的!1202,投加 量为0. 2L/(m3水),微电解总反应时间1. 5h。出水再用石灰乳钠调pH至8. O,搅拌后静置 沉降30min或固液分离后清液即为处理后出水。
[0027] 在实施例5的操作步骤和参数条件下,出水水质指标为:色度320倍、UV254为 5. lcm—\COD 670mg/L、T0C 222mg/L,BOD5/COD值为0. 41 。去除率分别达到93%,84%、85% 和85%, BOD5/COD值从0. 08提高到0. 41。
[0028] (6)实施例6 :在实施例6中,对于B填埋场晚期垃圾渗滤液纳滤浓縮液,用酸将其 pH值调整到6. 5,开启搅拌机,加入复合混凝/絮凝剂(PAC : PAS = 80%: 20%)50mg/ L(以八1203计),先快速搅拌(100r/min)5min,再慢速搅拌(20r/min) 30min。搅拌结束后静 置沉淀30min或进行固液分离,取清液置于微电解反应柱内,微电解反应柱内为经过活化 的废铁铁屑和石墨混合物,两者质量比为1 : 4,随后开启空压机,往微电解反应柱内鼓风 曝气,曝气量为100L空气/(L水• h)。在微电解反应进行至30min时,往微电解反应器中 投加质量分数30%的!1202,投加量为0. 5L/(m3水),微电解总反应时间3h。出水再用石灰 乳调pH至9. O,搅拌后静置沉降30min或固液分离后清液即为处理后出水。 [0029] 在实施例6的操作步骤和参数条件下,出水水质指标为:色度500倍、UV254为 8. 4cm—"、COD 920mg/L、T0C 308mg/L,BOD5/COD值为0. 32。去除率分别达到89% , 74% 、79% 和79%, BOD5/COD值从0. 08提高到0. 32。
[0030] 在上述实施例中,水样在各实施的操作参数作用下,出水可生化性均显著提高,有 机物浓度均大幅下降,返回至生化系统后将有利于后续生物处理,且可成为生物反硝化的 碳源。

Claims (4)

  1. 一种中晚期垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理方法,其特征是:将膜滤浓缩液pH值调到4~6.5,加入聚合铝盐或以聚合铝盐为主的复合混凝/絮凝剂,投加量以Al2O3计为50~1000mg/L,先以100~280r/min搅拌0.5~5min,再以20~100r/min搅拌3~30min;反应后固液分离,清液放入铁炭质量比1~4的铁炭床,曝气量100~250m3空气/m3水·h,在微电解反应进行至10~30min时刻,再投加质量浓度为30%的H2O2强化微电解反应,投加量0.05~0.5L/m3水,反应时间0.5~3h;出水调pH至7.5~9.0,固液分离后清液即为处理后出水。
  2. 2. 按权利要求1所述的中晚期垃圾渗滤液膜滤浓縮液的处理方法,其特征是:所采用 的混凝/絮凝剂,聚合铝盐采用聚合氯化铝和聚合硫酸铝;以聚合铝盐为主的复合混凝/絮 凝剂混合有聚合氯化铁或聚合硫酸铁,复合量为5wt%〜30wt%。
  3. 3. 按权利要求2所述的中晚期垃圾渗滤液膜滤浓縮液的处理方法,其特征是:铁炭床 采用由铁屑与惰性碳组成的铁碳固定床、铁碳流化床或曝气铁碳床,铁屑为废铁屑、海绵铁 颗粒、钢铁颗粒或以铁为主的合金颗粒,惰性碳为活性炭、石墨、焦炭和煤颗粒;强化微电解 反应后出水采用氢氧化钠或石灰乳调pH值。
  4. 4. 按权利要求3所述的中晚期垃圾渗滤液膜滤浓縮液的处理方法,其特征是:处理的 浓縮液为生化法+膜处理工艺中纳滤或反渗透产生的膜滤浓縮液,处理后的出水可返回生 化法+膜处理工艺中的生化法或膜处理工段再进行处理。
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