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

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。