CN104529026A - 微波协同Fenton强化垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种成本更低、处理速度更快，处理效果更好的微波协同Fenton强化垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理的方法，它包括以下步骤：1)向储放有浓缩液的调节池内添加一定量的硫酸，直至浓缩液的PH值为2.0～4.0；2)向浓缩液中添加消泡剂进行消泡处理；3)向浓缩液中添加Fenton试剂进行曝气预反应；4)将浓缩液送入到微波反应器中进行微波诱导氧化反应；5)向浓缩液中添加碱性物质直至浓缩液的PH值为10.0；6)对浓缩液进行气浮反应实现泥水分离；7)对分离后的出水进行可达标排放，如未达标，则将滤液送入步骤1)的调节池中；8)将气浮反应后的污泥进行干燥脱水处理，将干燥后的泥饼运送出去，将干燥后的滤液送入步骤1)的调节池中重复循环处理操作。

Description

微波协同Fenton强化垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理的方法

技术领域

本发明涉及一种工业废水处理技术，具体来说，涉及一种成本更低、处理速度更快，处理效果更好的微波协同Fenton强化垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理的方法。

背景技术

垃圾渗滤液膜滤浓缩液是垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液采用“生化与反渗透技术”处理后产生的浓缩液(以下简称“浓缩液”)，浓缩液量大(占垃圾渗滤液的20～25％)，且含有大量难以生物降解的芳香族化合物、氯代芳香族化合物、磷酸酯、酚类和苯胺类污染物，同时还含有多种内分泌干扰素物质，成分复杂、污染物浓度高，含盐量高，并具有一定的生物毒性，可生化性差，为黑色不透明悬浊液，属于难降解有机废水。

目前，垃圾渗滤液膜滤浓缩液常用的处理方法是回灌到垃圾填埋场，该方法在应用中存在以下问题：(1)渗滤液污染物浓度越来越高，加大生化系统的处理难度；(2)浓缩液含盐量高，反渗透膜容易堵塞，膜通量降低很快，耗材更换频繁，运行费用增加；(3)若处理不当，容易造成二次污染。如果直接把垃圾渗滤液排放到环境中，对地表水、地下水将会产生严重的污染，同时严重威胁到居民的饮用水安全。

Fenton试剂具有极强的氧化能力，在处理难降解有机废水时，具有一般化学氧化法无法比拟的优点，至今已成功运用于多种工业废水的处理，但H₂O₂价格昂贵，单独使用往往成本太高，因而在实际应用中，通常是与其他处理方法联用，将其用于废水的预处理或最终深度处理。

微波用于工业水处理领域是依据其诱导催化反应的原理，在催化剂、氧化剂的共同作用下，极性分子的偶极矩在高能量作用下以极高速度不停的转动、碰撞，进行能量的高速转换和传递，发生能级跃迁，降低其反应活化能，加大反应速率，使废水中的有机污染物得到降解。

发明内容

针对以上的不足，本发明提供了一种成本更低、处理速度更快，处理效果更好的微波协同Fenton强化垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理的方法，它包括：1)Fenton预反应：向储放有浓缩液的调节池内添加Fenton试剂，进行曝气预反应处理；2)微波反应：将Fenton预反应后的浓缩液送入到微波反应器中进行微波诱导氧化反应；3)气浮反应：将微波诱导氧化反应后的浓缩液送入到气浮处理装置进行泥水分离；4)滤液处理：对分离后的出水进行可达标排放。

为了进一步实现本发明，所述步骤1)之前还设置有步骤a)：调节水质处理，即向储放有浓缩液的调节池内添加酸性物质。

为了进一步实现本发明，所述步骤a)中向储放有浓缩液的调节池内添加酸性物质直至调节池内浓缩液的PH值调整至2.0～4.0。

为了进一步实现本发明，所述步骤a)与步骤1)之间还设置有步骤a1)：消泡处理，即向浓缩液中添加消泡剂进行消泡处理。

为了进一步实现本发明，所述步骤2)与步骤3)之间还设置有步骤23)：PH值调节处理，即向微波反应后的浓缩液中添加碱性物质直至PH值调节至10.0。

为了进一步实现本发明，所述步骤4)具体为：检测气浮反应后的滤液，如检测达标，则向滤液中添加一定量的硫酸，直至滤液的PH值达到7.0即可直接排放；如检测未达标，则将滤液送入步骤a)中的调节池内。

为了进一步实现本发明，本发明还包括步骤5)：污泥脱水，即将气浮反应后的污泥进行干燥脱水处理，将干燥后的泥饼运送出去，将干燥后的滤液送入步骤1)的调节池中重复循环处理操作。

本发明的有益效果：本发明只利用少量的Fenton试剂在微波的协同催化作用下对浓缩液进行预处理，使浓缩液中的难降解污染物降解。通过该工艺的处理：其一，改变浓缩液的可生化性和混凝性能，提高预处理效果，利于后续的生化处理；其二，可以缩短处理时间、节省处理成本，降低运行费用；其三，可以有效处理浓缩液实现达标排放，控制浓缩液排放对地表水、地下水、土壤的污染。通过本工艺的预处理后，出水符合后续生化处理的进水要求，经生化处理后出水达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889－2008)排放标准。

附图说明

图1为本发明的微波协同Fenton强化垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步阐述。

本发明的微波协同Fenton强化垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理的方法主要由水质调节、Fenton预反应、微波反应、气浮反应、泥水分离和PH值调节六个工序组成，本方法的具体工艺流程如图1所示，它包括以下步骤：

1)调节水质：由于浓缩液的水质差异大，在进行Fenton预反应之前，需要对待处理的浓缩液的水质和水量进行一定程度的调节，即根据浓缩液的水量和PH值，向储放有浓缩液的调节池内添加一定量的硫酸，调整废水的PH值至酸性，一般情况下，需要将浓缩液的PH值调整至2.0～4.0之间。

2)消泡处理：由于在PH值调节过程中，会在浓缩液表面产生大量的气泡，因此，还需要向浓缩液中添加消泡剂进行消泡处理，以减小对Fenton预反应的影响。

3)Fenton预反应：向消泡处理后的浓缩液中添加一定量的Fenton试剂，进行10至30分钟的曝气预反应，一般情况下，反应时间维持在20分钟左右。由于传统的氧化剂一般采用可以吸收微波的金属加工而成的微波响应型材料，对高浓度的工业废水处理效果比较明显，但是在处理浓缩液的时候，处理效果较差，且反应时间很长，而本发明的Fenton试剂为主要含有H2O2与Fe的混合溶液，是一种强氧化剂，羧酸、醇和酯类等有机物在Fenton试剂中能够被迅速氧化，形成无机态。

4)微波反应：将Fenton预反应后的浓缩液送入到微波反应器中，在一定功率的微波作用下，混有Fenton试剂的浓缩液在微波氧化反应器中发生微波诱导氧化反应(主反应)，反应约3-10分钟(一般情况下，反应5分钟即可)，即可去除浓缩液中的大量难以生物降解的有机物。

5)PH值调节：向微波反应后的浓缩液中添加片碱，将浓缩液的PH值调节至10.0。

6)气浮反应：微波诱导氧化反应后的浓缩液变为泥水混合物，需要经气浮处理装置实现泥水分离。

7)滤液检测：检测气浮反应后的滤液，如检测达标，则向滤液中添加一定量的硫酸，直至滤液的PH值达到7.0即可直接排放；如检测未达标，则将滤液送入步骤1)的调节池中。

8)污泥脱水：将气浮反应后的污泥进行干燥脱水处理，将干燥后的泥饼运送出去，将干燥后的滤液送入步骤1)的调节池中重复循环处理操作。

以处理COD浓度为4500mg/L的浓缩液为例，通过本发明的微波协同Fenton强化垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理的方法的处理，可以达到以下处理效果：

(1)COD去除率达87％：经过本工艺的处理后，出水的COD浓度＜600mg/L，COD去除率达87％；

(2)色度去除率达92％：浓缩液色度＞1250倍，经过本工艺的处理后，出水的色度＜100倍，色度去除率达92％；

(3)可生化性提高0.25～0.35：浓缩液B/C比＜0.01，经过本工艺的处理后，B/C比可以提高至0.3以上。

本发明的微波协同Fenton强化垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理的方法处理浓缩液与单独采用Fenton工艺相比，具有以下特点：

(1)降低了Fenton试剂的用量：以COD降低到600mg/L的处理效果为例：采用Fenton工艺处理，亚铁用量为12g/L，H2O2用量为120ml/L；采用本工艺处理，亚铁用量为7.0g/L，H2O2用量为70ml/L。就Fenton试剂用量而言，节省药剂42％。

(2)缩短了处理时间：采用Fenton工艺处理，除浓缩液水质调节及后续的pH调节外，就Fenton反应工序一般反应时间为2h；采用本工艺，Fenton预反应20min，微波反应5min，气浮反应15min，核心工序的反应时间共40min。相比单独采用Fenton法，可以缩短67％的反应时间。

(3)节约了运行成本：Fenton及本工艺的主要运行成本为药剂及电费的成本。从药剂和电耗两方面计算，本工艺与Fenton相比，会增加电耗，但可以节省42％的药剂，综合计算得出，采用本工艺比Fenton节约30％的运行费用。

(4)提高了处理效果：本工艺与Fenton相比，处理后出水的色度去除率高于Fenton法(70％)，对色度具有较好的去除效果。

(5)提高了后续生化处理的可生化性：通过本工艺的处理，可以大大提高了出水的B/C，符合后续生化处理的可生化性要求，为后续的生化处理提供有效保障。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，且属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (7)

1.一种微波协同Fenton强化垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理的方法，它包括：

1)Fenton预反应：向储放有浓缩液的调节池内添加Fenton试剂，进行曝气预反应处理；

2)微波反应：将Fenton预反应后的浓缩液送入到微波反应器中进行微波诱导氧化反应；

3)气浮反应：将微波诱导氧化反应后的浓缩液送入到气浮处理装置进行泥水分离；

4)滤液处理：对分离后的出水进行可达标排放。

2.根据权利要求1所述的微波协同Fenton强化垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理的方法，其特征在于，所述步骤1)之前还设置有步骤a)：调节水质处理，即向储放有浓缩液的调节池内添加酸性物质。

3.根据权利要求2所述的微波协同Fenton强化垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理的方法，其特征在于，所述步骤a)中向储放有浓缩液的调节池内添加酸性物质直至调节池内浓缩液的PH值调整至2.0～4.0。

4.根据权利要求2所述的微波协同Fenton强化垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理的方法，其特征在于，所述步骤a)与步骤1)之间还设置有步骤a1)：消泡处理，即向浓缩液中添加消泡剂进行消泡处理。

5.根据权利要求1所述的微波协同Fenton强化垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理的方法，其特征在于，所述步骤2)与步骤3)之间还设置有步骤23)：PH值调节处理，即向微波反应后的浓缩液中添加碱性物质直至PH值调节至10.0。

6.根据权利要求2所述的微波协同Fenton强化垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理的方法，其特征在于，所述步骤4)具体为：检测气浮反应后的滤液，如检测达标，则向滤液中添加一定量的硫酸，直至滤液的PH值达到7.0即可直接排放；如检测未达标，则将滤液送入步骤a)中的调节池内。

7.根据权利要求1所述的微波协同Fenton强化垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理的方法，其特征在于，还包括步骤5)：污泥脱水，即将气浮反应后的污泥进行干燥脱水处理，将干燥后的泥饼运送出去，将干燥后的滤液送入步骤1)的调节池中重复循环处理操作。