CN101987766A - 一种浓缩垃圾渗滤液达标处理的方法 - Google Patents

一种浓缩垃圾渗滤液达标处理的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种浓缩垃圾渗滤液达标处理的方法。该方法在浓缩垃圾渗滤液加沉淀剂，控制镁盐和磷酸盐的重量与浓缩垃圾渗滤液的体积比分别为1.35～1.5g/L和1.95～2.2g/L，加入碱调节pH为9.5～10.5，搅拌后沉降60～90min，离心处理得第一次上清液；所得第一次离心上清液用浓硫酸调节pH为4～5，反复依次加入亚铁盐和氧化剂，在所得上清液中加入活性炭，搅拌1～2h，加碱调pH为9～10，加入助凝剂聚丙烯酰胺溶液，沉淀0.5～1h，离心得上清液，上清液的COD稳定在100mg/L以下，NH4-N稳定在25mg/L以下，总磷稳定在3mg/L以下，达到了生活垃圾填埋场污染控制标准。

Description

一种浓缩垃圾渗滤液达标处理的方法
技术领域
本发明涉及污水处理，特别是涉及一种环保的从反渗透膜处理后的浓缩垃圾渗滤液达标处理的方法。
背景技术
目前我国城市垃圾大多采用填埋的方法进行处理，采用填埋法处理城市垃圾会产生大量的垃圾渗滤液。填埋场渗滤液具有污染物浓度高、水量水质变化大等特点，目前世界上还没有特别经济有效的处理方法。常用的处理工艺主要有4种：生物处理、物化处理、回灌和膜处理工艺。由于高浓度的NH3-N对微生物具有抑制作用，且渗滤液中含有多种有毒有害的难降解物质，因此经生化处理后出水水质往往不能达标。物化处理只能作为预处理或深度处理工艺进行应用。回灌受气候、填埋工艺等影响大，对于降水量较大、蒸发量较小的地区不宜应用。膜处理工艺在渗滤液处理领域发展较快，相对于其他处理工艺，反渗透膜分离过程可在常温下进行，且无相变，低能耗，可有效地去除无机盐和有机小分子杂质，具有较高的水回用率，能够确保良好的处理效果，目前国内已有大型垃圾填埋场采用反渗透工艺处理渗滤液。但是，膜部件单元成本高且易破损，反渗透工艺的浓缩倍数受到一定的限制，而且反渗透仅仅是一个分离过程，反渗透从渗滤液中分离出清水的同时，还有一股约占进液量30％的浓缩液需进一步处理。渗滤液的反渗透浓缩液是一种高浓度的有机废液，其COD和电导率值往往是原生渗滤液的3～4倍，甚至5倍，因此，仍有大量的污染物浓度相当高的浓缩液需要妥善处置。浓缩液的处理主要有焚烧、固化、蒸馏干燥和回灌等方法，但是此类处理存在动力消耗大、能量浪费等严重问题。因此随着反渗透工艺在国内填埋场的进一步应用，研究反渗透浓缩液的处理方法是很必要的。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题是提供一种从反渗透处理后产生的浓缩垃圾渗滤液达标处理方法，实现浓缩渗滤液达标排放的目标，使COD可稳定在100mg/L以下，NH4-N稳定在25mg/L以下，总磷稳定在3mg/L以下，达到了生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)。
本发明的目的可以通过以下措施实现：
一种浓缩垃圾渗滤液达标处理的方法，包括如下步骤：
(1)在浓缩垃圾渗滤液加沉淀剂，所述沉淀剂为镁盐与磷酸盐的混合物，所述镁盐为硫酸镁或氯化镁；所述磷酸盐为磷酸二氢钠或磷酸氢二钠；控制镁盐和磷酸盐的重量与浓缩垃圾渗滤液的体积比分别为1.35～1.5g/L和1.95～2.2g/L，加入碱调节pH为9.5～10.5，搅拌后沉降60～90min，离心处理得第一次上清液；
(2)步骤(1)所得第一次离心上清液用浓硫酸调节pH为4～5，依次加入亚铁盐和氧化剂，其中亚铁盐和氧化剂的摩尔数与第一次上清液体积之比为30～40mmol/L和80～120mmol/L；搅拌10～30min后静置2～6h，离心得第二次上清液，在第二次上清液中再依次加入亚铁盐和氧化剂，其中亚铁盐和氧化剂的摩尔数与第二次上清液体积比分别为15～40和40～80mmol/L，搅拌10～30min后再静置1～2h，离心得第三次上清液；在第三次上清液中继续依次加入亚铁盐和氧化剂，其中亚铁盐和氧化剂的摩尔数与第三次上清液体积比分别为15～20和40～60mmol/L，搅拌0.5～2h，离心得第四次上清液；所述的氧化剂为双氧水；所述亚铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁；
(3)步骤(2)所得的第四次上清液中加入活性炭，粉末活性炭与第四次上清液的重量体积比为5～10g/L，搅拌1～2h，加碱调pH为9～10，加入助凝剂聚丙烯酰胺溶液，沉淀0.5～1h，离心得第五次上清液，第五次上清液的COD稳定在100mg/L以下，NH4-N稳定在25mg/L以下，总磷稳定在3mg/L以下，达到了生活垃圾填埋场污染控制标准，所述助凝剂聚丙烯酰胺溶液重量百分比浓度为0.4-0.6％，投加体积与废水体积比为1.5～3mL/L。
为进一步实现本发明目的，所述生活垃圾填埋场污染控制标准为GB16889-2008。
所述双氧水的重量百分比浓度为25～30％，所述亚铁盐为固体颗粒物。
步骤(3)中活性炭为粉末活性炭，目数为80～120目。
所述步骤(1)和步骤(3)中的碱为NaOH或石灰。
所述步骤(1)搅拌后沉降所得的沉淀物烘干后作为缓释肥料回收利用。
相对于现有技术，本发明具有如下优点：
本发明提供了一种浓缩渗滤液达标处理的方法，使用磷酸镁铵沉淀法、高级氧化法和活性炭法技术实现了浓缩渗滤液垃圾渗滤液的达标排放处理。通过该方法，能够使COD稳定在100mg/L以下，NH4-N稳定在25mg/L以下，总磷稳定在3mg/L以下，达到了生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)，同时生成的磷酸镁铵极易沉淀，纯度很高，可作为一种非常好的缓释肥料回收利用，具有较高的经济价值及应用前景。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步说明。但本发明要求保护的范围并不局限性于实施例表示的范围。
实施例1：
(1)反渗透膜处理后的浓缩垃圾渗滤液，其COD浓度为5350mg/L，NH4-N为浓度72mg/L，总磷含量为8.5mg/L。将500mL该浓缩垃圾渗滤液放入1L烧杯中，室温下分别加入硫酸镁和磷酸氢二钠，其中硫酸镁和磷酸氢二钠的重量与浓缩垃圾渗滤液的体积比为1.35g/L和1.95g/L，搅拌均匀，加入浓度为10mol/L的氢氧化钠调节pH至10.5，沉降60min；离心机4500rpm/min转速下离心15min，得第一次上清液；经检测，第一次离心上清液中NH4-N浓度下降至20～23mg/L，总磷下降至1.8～2.5mg/L，COD下降10～11％，为4700～4900mg/。沉淀物磷酸镁铵烘干回收利用。
(2)步骤(1)所得第一次离心上清液用浓硫酸(质量浓度为96％)调节pH至4，依次加入硫酸亚铁和双氧水，其中硫酸亚铁和双氧水的摩尔数与第一次上清液体积之比为40mmol/L和120mmol/L；搅拌15min后静置6h，离心机4500rpm/min转速下离心15min，得第二次上清液，在第二次上清液中继续依次加入硫酸亚铁和双氧水，其中硫酸亚铁和双氧水的摩尔数与第二次上清液体积比分别为20mmol/L和60mmol/L，搅拌15min后再静置2h，离心机4500rpm/min转速下离心15min，得第三次上清液；在第三次上清液中继续依次加入硫酸亚铁和双氧水，其中硫酸亚铁和双氧水的摩尔数与第三次上清液体积比分别为20mmol/L和60mmol/L，搅拌1h，离心机4500rpm/min离心15min，得第四次上清液；经检测，所得第四次上清液中NH4-N浓度下降至18～20mg/L，总磷下降至1.6～2.2mg/L，COD下降78％～85％，为250～450mg/L。
(3)步骤(2)所得的第四次上清液中加入粉术活性炭(规格：80-120目)，粉末活性炭与第四次上清液的重量体积比为5g/L，搅拌2h，加浓度为10mol/L氢氧化钠调pH为9，加入助凝剂PAM(质量浓度为0.5％)体积与废水体积比为1.5mL/L，沉淀0.5h，离心机4500rpm/min转速下离心15min，所得第五次上清液中NH4-N浓度下降至13～16mg/L，总磷下降至1.3～2.0mg/L，COD下降至80～92mg/L，达到了生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)。氧化剂的分批添加能降低双氧水投加点的浓度，使了双氧水自分解程度，同时减少了过高双氧水浓度对Fenton试剂产生的强氧自由基的灭活作用，提升了污染物的去除率，能够以较低的氧化剂投加量达到较好的去除效果。
实施例2：
(1)反渗透膜处理后的浓缩垃圾渗滤液，其COD浓度为5350mg/L，NH4-N为浓度72mg/L，总磷含量为8.5mg/L。将500mL该浓缩垃圾渗滤液放入1L烧杯中，室温下分别加入硫酸镁和磷酸氢二钠，其中硫酸镁和磷酸氢二钠的重量与浓缩垃圾渗滤液的体积比为1.35g/L和1.95g/L，搅拌均匀，加入浓度为10mol/L的氢氧化钠调节pH至9.5，沉降60min；离心机4500rpm/min转速下离心15min，得第一次上清液；经检测，第一次离心上清液中NH4-N浓度下降至20～23mg/L，总磷下降至1.8～2.5mg/L，COD下降10～11％，为4700～4900mg/。沉淀物磷酸镁铵烘干回收利用。
(2)步骤(1)所得第一次离心上清液用浓硫酸(质量浓度为96％)调节pH至4.5，依次加入氯化亚铁和双氧水，其中氯化亚铁和双氧水的摩尔数与第一次上清液体积之比为40mmol/L和120mmol/L；搅拌15min后静置2h，离心机4500rpm/min转速下离心15min，得第二次上清液，在第二次上清液中继续依次加入氯化亚铁和双氧水，其中氯化亚铁和双氧水的摩尔数与第二次上清液体积比分别为20mmol/L和60mmol/L，搅拌15min后再静置2h，离心机4500rpm/min转速下离心15min，得第三次上清液；在第三次上清液中继续依次加入氯化亚铁和双氧水，其中氯化亚铁和双氧水的摩尔数与第三次上清液体积比分别为20mmol/L和60mmol/L，搅拌2h，离心机4500rpm/min离心15min，得第四次上清液；经检测，所得第四次上清液中NH4-N浓度下降至20～22mg/L，总磷下降至1.8～2.2mg/L，COD下降75％～85％，为250～450mg/L。
(3)步骤(2)所得的第四次上清液中加入粉术活性炭(规格：80-120目)，粉末活性炭与第四次上清液的重量体积比为5g/L，搅拌1h，加浓度为10mol/L氢氧化钠调pH为9.5，加入助凝剂PAM(质量浓度为0.5％)体积与废水体积比为3mL/L，沉淀1h，离心机4500rpm/min转速下离心15min，所得第五次上清液中NH4-N稳定在15～20mg/L，总磷稳定在1.2～2.0mg/L，COD稳定在70～88mg/L，达到了生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)。
实施例3：
(1)反渗透膜处理后的浓缩垃圾渗滤液，其COD浓度为5350mg/L，NH4-N为浓度72mg/L，总磷含量为8.5mg/L。将500mL该浓缩垃圾渗滤液放入1L烧杯中，室温下分别加入硫酸镁和磷酸氢二钠，其中硫酸镁和磷酸氢二钠的重量与浓缩垃圾渗滤液的体积比为1.5g/L和2.2g/L，搅拌均匀，加入石灰调节pH至10，沉降90min；离心机4500rpm/min转速下离心15min，得第一次上清液；经检测，第一次离心上清液中NH4-N浓度下降至20～23mg/L，总磷下降至1.8～2.5mg/L，COD下降10～11％，为4700～4900mg/L。沉淀物磷酸镁铵烘干回收利用。
(2)步骤(1)所得第一次离心上清液用浓硫酸(质量浓度为96％)调节pH至5，依次加入氯化亚铁和双氧水，其中氯化亚铁和双氧水的摩尔数与第一次上清液体积之比为30mmol/L和80mmol/L；搅拌15min后静置4h，离心机4500rpm/min转速下离心15min，得第二次上清液，在第二次上清液中继续依次加入氯化亚铁和双氧水，其中氯化亚铁和双氧水的摩尔数与第二次上清液体积比分别为15mmol/L和40mmol/L，搅拌15min后再静置1h，离心机4500rpm/min转速下离心15min，得第三次上清液；在第三次上清液中继续依次加入氯化亚铁和双氧水，其中氯化亚铁和双氧水的摩尔数与第三次上清液体积比分别为15mmol/L和40mmol/L，搅拌2h，离心机4500rpm/min离心15min，得第四次上清液；经检测，所得第四次上清液中NH4-N浓度下降至18～20mg/L，总磷下降至1.6～2.2mg/L，COD下降78％～85％，为300～550mg/L。
(3)步骤(2)所得的第四次上清液中加入粉末活性炭(规格：80-120目)，粉末活性炭与第四次上清液的重量体积比为7.5g/L，搅拌2h，加入石灰调pH为9.5，加入助凝剂PAM(质量浓度为0.5％)体积与废水体积比为2mL/L，沉淀0.5h，离心机4500rpm/min转速下离心15min，所得第五次上清液中NH4-N浓度下降至15～25mg/L，总磷下降至2.0～2.8mg/L，COD下降至85～95mg/L，达到了生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)。
实施例4：
(1)反渗透膜处理后的浓缩垃圾渗滤液，其COD浓度为4135mg/L，NH4-N为84mg/L，总磷为11.5mg/L。将500mL该浓缩垃圾渗滤液放入1L烧杯中，室温下分别加入氯化镁和磷酸二氢钠，其中硫酸镁和磷酸氢二钠的重量与浓缩垃圾渗滤液的体积比为1.3g/L和1.95g/L，搅拌均匀，加入石灰调节pH至9.5，沉降90min；离心机4500rpm/min转速下离心15min，得第一次上清液；经检测，第一次离心上清液中NH4-N浓度下降至20～25mg/L，总磷下降至2.0～2.8mg/L，COD下降至3550～3680mg/L。沉淀物磷酸镁铵烘干回收利用。
(2)步骤(1)所得第一次离心上清液用浓硫酸(质量浓度为96％)调节pH至4，依次加入硫酸亚铁和双氧水，其中硫酸亚铁和双氧水的摩尔数与第一次上清液体积之比为40mmol/L和80mmol/L；搅拌15min后静置4h，离心机4500rpm/min转速下离心15min，得第二次上清液，在第二次上清液中继续依次加入硫酸亚铁和双氧水，其中硫酸亚铁和双氧水的摩尔数与第二次上清液体积比分别为40mmol/L和80mmol/L，搅拌15min后再静置2h，离心机4500rpm/min转速下离心15min，得第三次上清液；在第三次上清液中继续依次加入硫酸亚铁和双氧水，其中硫酸亚铁和双氧水的摩尔数与第三次上清液体积比分别为20mmol/L和40mmol/L，搅拌0.5h，离心机4500rpm/min离心15min，得第四次上清液；经检测，所得第四次上清液中NH4-N浓度下降至20～25mg/L，总磷下降至1.5～2.5mg/L，COD下降至450～650mg/L。
(3)步骤(2)所得的第四次上清液中加入粉末活性炭(规格：80-120目)，粉末活性炭与第四次上清液的重量体积比为10g/L，搅拌2h，加颗粒氢氧化钠调pH为10，加入助凝剂PAM(质量浓度为0.5％)体积与废水体积比为2.5mL/L，沉淀0.5h，离心机4500rpm/min转速下离心15min，所得第五次上清液中NH4-N浓度下降至15～20mg/L，总磷下降至1.0～1.5mg/L，COD下降至65～85mg/L，达到了生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)。
实施例5
(1)反渗透膜处理后的浓缩垃圾渗滤液，其COD浓度为6250mg/L，NH4-N为85mg/L，总磷为10..5mg/L。将500mL该浓缩垃圾渗滤液放入1L烧杯中，室温下分别加入硫酸镁和磷酸氢二钠，其中硫酸镁和磷酸氢二钠的重量与浓缩垃圾渗滤液的体积比为1.35g/L和1.95g/L，搅拌均匀，加入浓度为10mol/L的氢氧化钠调节pH至10，沉降60min；离心机4500rpm/min转速下离心15min，得第一次上清液；经检测，第一次离心上清液中NH4-N浓度下降至25～28mg/L，总磷下降至1.5～2.0/L，COD下降10～12％，为4650～4800mg/L。沉淀物磷酸镁铵烘干回收利用。
(2)步骤(1)所得第一次离心上清液用浓硫酸(质量浓度为96％)调节pH至4，依次加入硫酸亚铁和双氧水，其中硫酸亚铁和双氧水的摩尔数与第一次上清液体积之比为40mmol/L和120mmol/L；搅拌15min后静置6h，离心机4500rpm/min转速下离心15min，得第二次上清液，在第二次上清液中继续依次加入硫酸亚铁和双氧水，其中硫酸亚铁和双氧水的摩尔数与第二次上清液体积比分别为20mmol/L和60mmol/L，搅拌15min后再静置1h，离心机4500rpm/min转速下离心15min，得第三次上清液；在第三次上清液中继续依次加入硫酸亚铁和双氧水，其中硫酸亚铁和双氧水的摩尔数与第三次上清液体积比分别为20mmol/L和60mmol/L，搅拌2h，离心机4500rpm/min离心15min，得第四次上清液；经检测，所得第四次上清液中NH4-N浓度下降至20～23mg/L，总磷下降至1.5～2.0mg/L，COD下降80％～85％，为250～400mg/L。
(3)步骤(2)所得的第四次上清液中加入粉末活性炭(规格：80-120目)，粉末活性炭与第四次上清液的重量体积比为5g/L，搅拌2h，加颗粒氢氧化钠调pH为10，加入助凝剂PAM(质量浓度为0.5％)体积与废水体积比为3mL/L，沉淀1h，离心机4500rpm/min转速下离心15min，所得第五次上清液中NH4-N浓度稳定在12～20mg/L，总磷稳定在1.4～2.0mg/L，COD稳定在80～95mg/L，达到了生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)。
实施例6
(1)反渗透膜处理后的浓缩垃圾渗滤液，其COD浓度为4550mg/L，NH4-N为65mg/L，总磷为9.5mg/L。将500mL该浓缩垃圾渗滤液放入1L烧杯中，室温下分别加入硫酸镁和磷酸氢二钠，其中硫酸镁和磷酸氢二钠的重量与浓缩垃圾渗滤液的体积比为1.5g/L和2.2g/L，搅拌均匀，加入浓度为10mol/L的氢氧化钠调节pH至10，沉降90min；离心机4500rpm/min转速下离心15min，得第一次上清液；经检测，第一次离心上清液中NH4-N浓度下降至15～20mg/L，总磷下降至1.5～2.2mg/L，COD下降10～12％，为4650～4800mg/L。沉淀物磷酸镁铵烘干回收利用。
(2)步骤(1)所得第一次离心上清液用浓硫酸(质量浓度为96％)调节pH至4，依次加入氯化亚铁和双氧水，其中氯化亚铁和双氧水的摩尔数与第一次上清液体积之比为40mmol/L和80mmol/L；搅拌15min后静置6h，离心机4500rpm/min转速下离心15min，得第二次上清液，在第二次上清液中继续依次加入氯化亚铁和双氧水，其中氯化亚铁和双氧水的摩尔数与第二次上清液体积比分别为20mmol/L和40mmol/L，搅拌15min后再静置2h，离心机4500rpm/min转速下离心15min，得第三次上清液；在第三次上清液中继续依次加入硫酸亚铁和双氧水，其中硫酸亚铁和双氧水的摩尔数与第三次上清液体积比分别为20mmol/L和40mmol/L，搅拌1h，离心机4500rpm/min离心15min，得第四次上清液；经检测，所得第四次上清液中NH4-N浓度下降至15～20mg/L，总磷下降至1.5～2.0mg/L，COD下降80％～88％，为280～520mg/L。
(3)步骤(2)所得的第四次上清液中加入粉末活性炭(规格：80-120目)，粉末活性炭与第四次上清液的重量体积比为8.5g/L，搅拌2h，加浓度为10mol/L氢氧化钠调pH为9，加入助凝剂PAM(质量浓度为0.5％)体积与废水体积比为3mL/L，沉淀0.5h，离心机4500rpm/min转速下离心15min，所得第五次上清液中NH4-N浓度稳定在12～16mg/L，总磷稳定在1.4～2.2mg/L，COD稳定在70～90mg/L，达到了生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)。

Claims (6)

1.一种浓缩垃圾渗滤液达标处理的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)在浓缩垃圾渗滤液加沉淀剂，所述沉淀剂为镁盐与磷酸盐的混合物，所述镁盐为硫酸镁或氯化镁；所述磷酸盐为磷酸二氢钠或磷酸氢二钠；控制镁盐和磷酸盐的重量与浓缩垃圾渗滤液的体积比分别为1.35～1.5g/L和1.95～2.2g/L，加入碱调节pH为9.5～10.5，搅拌后沉降60～90min，离心处理得第一次上清液；
(2)步骤(1)所得第一次离心上清液用浓硫酸调节pH为4～5，依次加入亚铁盐和氧化剂，其中亚铁盐和氧化剂的摩尔数与第一次上清液体积之比为30～40mmol/L和80～120mmol/L；搅拌10～30min后静置2～6h，离心得第二次上清液，在第二次上清液中再依次加入亚铁盐和氧化剂，其中亚铁盐和氧化剂的摩尔数与第二次上清液体积比分别为15～40和40～80mmol/L，搅拌10～30min后再静置1～2h，离心得第三次上清液；在第三次上清液中继续依次加入亚铁盐和氧化剂，其中亚铁盐和氧化剂的摩尔数与第三次上清液体积比分别为15～20和40～60mmol/L，搅拌0.5～2h，离心得第四次上清液；所述的氧化剂为双氧水；所述亚铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁；
(3)步骤(2)所得的第四次上清液中加入活性炭，粉末活性炭与第四次上清液的重量体积比为5～10g/L，搅拌1～2h，加碱调pH为9～10，加入助凝剂聚丙烯酰胺溶液，沉淀0.5～1h，离心得第五次上清液，第五次上清液的COD稳定在100mg/L以下，NH4-N稳定在25mg/L以下，总磷稳定在3mg/L以下，达到了生活垃圾填埋场污染控制标准，所述助凝剂聚丙烯酰胺溶液重量百分比浓度为0.4-0.6％，投加体积与废水体积比为1.5～3mL/L。
2.根据权利要求1所述的浓缩垃圾渗滤液达标处理的方法，其特征在于：所述生活垃圾填埋场污染控制标准为GB16889-2008。
3.根据权利要求1所述的浓缩垃圾渗滤液达标处理的方法，其特征在于：所述双氧水的重量百分比浓度为25～30％，所述亚铁盐为固体颗粒物。
4.根据权利要求1所述的浓缩垃圾渗滤液达标处理的方法，其特征在于：步骤(3)中活性炭为粉末活性炭，目数为80～120目。
5.根据权利要求1所述的浓缩垃圾渗滤液达标处理的方法，其特征在于：所述步骤(1)和步骤(3)中的碱为NaOH或石灰。
6.根据权利要求1所述的浓缩垃圾渗滤液达标处理的方法，其特征在于：所述步骤(1)搅拌后沉降所得的沉淀物烘干后作为缓释肥料回收利用。
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