CN104591432A - 一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法 - Google Patents

一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，该处理方法包括以下步骤：(1)将所述垃圾渗滤液膜浓缩液软化后进行微滤，获得截留液和透过液；(2)将所述透过液经DTRO膜过滤后，直接排放；所述的软化包括：(a)往垃圾渗滤液膜浓缩液中添加氢氧化钙，调节pH值至10～10.5；(b)再加入氢氧化钠和镁盐，调节pH值至11～12；(c)沉降、固液分离，固相进行板框压滤，滤液返回步骤(1)；往液相添加沉淀剂，控制钙、镁离子的含量少于20mg/L，可溶性二氧化硅的含量少于10mg/L，再进行微滤。该方法可最大限度降低浓缩液中重金属离子及钙、镁离子的含量，有效控制后续膜系统结垢问题，提高垃圾渗滤液膜浓缩液的回收效率。

Description

一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法。
背景技术
目前，水体污染已严重制约我国经济的发展、社会的进步和人民生活水平的提高，解决水体污染问题已非常迫切。2003年我国每生产1亿元GDP需排放20余万吨废水，这个指标比1990年增长了84.8％；环境污染的加剧又不断地加大了治理环境的费用支出。为此，我国每年环境治理投资总额数超千亿元，约占全国GDP的2％；可见，水污染对我国的影响非常大。而在众多废水中，垃圾渗滤液因其水质变化大、成分复杂、有机物浓度高、氨氮含量高、含盐量高以及腐殖质浓度高，一直是业界处理的难题，也一直是研究的热点。
目前，垃圾渗滤液的处理方式主要有化学混凝沉淀法、催化氧化法、回灌法、物化法、生化法和膜处理法等。垃圾渗滤液最有效的处理方法为生化法+膜处理，由于垃圾渗滤液的水质成分复杂且不稳定，易导致普通膜处理方法下膜受污染的情况严重，从而造成垃圾渗滤液处理设备存在在线清洗频率高，系统稳定性差等问题。而近年来，国家和企业都提倡发展零排放技术，造成膜处理工艺产生的浓缩液水量较大，且浓缩液属高浓度、难生物降解的有机废水，增加了蒸发结晶和干燥等物理、化学、生化过程的费用；进而限制了生化法+膜处理联合工艺在垃圾渗滤液处理中的应用与发展。
申请公布号为CN103570175A的专利申请文献公开了一种处理垃圾焚烧厂渗滤液膜处理浓缩液的方法，包括以下步骤：(1)将碱加入垃圾焚烧厂渗滤液膜处理浓缩液中进行反应，得到含沉淀的混合液；(2)对所述混合液进行微滤，得到第一透过液和截留液；(3)对所述截留液进行板框压滤脱水，得到第二透过液和泥饼，所述第二透过液返回步骤(1)进行循环处理，所述泥饼进行固化；(4)往所述第一透过液中加酸，调节pH至6-9，然后通过电渗析对第一透过液进行脱盐，得到电渗析淡水和电渗析浓水；(5)将所述的电渗析浓水蒸发结晶，通过反渗透对所述的电渗析淡水进行浓缩，得到第三透过液和浓缩液；(6)所述第三透过液直接排放，所述浓缩液进行干燥固化。该处理方法简单，处理效果好，垃圾渗滤液膜浓缩液的回收率高。
申请公布号为CN103964609A的专利申请文献公开了一种垃圾渗滤液浓缩液的膜处理方法，包括以下步骤：(1)向垃圾渗滤液浓缩液中加入石灰和碳酸钠，混合搅拌，静置沉淀；(2)采用管式膜对沉淀后的上清液进行过滤，去除浓缩液中的悬浮物和胶体杂质；(3)将管式膜透过液加酸调节pH值至中性，采用脱盐膜对调节pH值后的浓缩液进行处理，达到排放标准的透过液直接排放，浓缩再采用焚烧、蒸发的方法处理；(4)步骤1)中形成的沉淀经过污泥脱水机脱水，形成泥饼，回填填埋场，透过液回流至步骤1)继续处理。该处理方法可以实现垃圾渗流液浓缩液的减量化，减少投资，降低处理成本，同时脱除浓缩液中的大部分污染物。
虽然上述方法都在一定程度上提高了垃圾渗滤液膜浓缩液的回收效率，但由于上述方法在膜处理前仅通过一级软化处理，来沉淀浓缩液中的重金属离子及钙、镁离子，使得浓缩液中仍残留一定量的重金属离子及钙、镁离子，使得浓缩液软化不彻底，漏过微滤膜后进入后续反渗透，导致反渗透容易出现结垢，使上述方法的回收效率无法进一步提高。如何解决上述问题，是提高垃圾渗滤液膜浓缩液回收效率的重要途径。
发明内容
本发明提供了一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，该方法可最大限度降低浓缩液中重金属离子及钙、镁离子的含量，有效控制后续膜系统结垢问题，提高垃圾渗滤液膜浓缩液的回收效率。
一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，包括以下步骤：
(1)将所述垃圾渗滤液膜浓缩液软化后进行微滤，获得截留液和透过液；
(2)将所述透过液经DTRO膜过滤后，直接排放；
所述的软化包括：
(a)往垃圾渗滤液膜浓缩液中添加氢氧化钙，调节pH值至10～10.5；
(b)再加入氢氧化钠和镁盐，调节pH值至11～12；
(c)沉降、固液分离，固相进行板框压滤，滤液返回步骤(1)；往液相添加沉淀剂，控制钙、镁离子的含量少于20mg/L，可溶性二氧化硅的含量少于10mg/L，再进行微滤。
将垃圾渗滤液膜浓缩液(以下简称浓缩液)的软化过程分为多级软化，可更有效的沉淀浓缩液中的重金属离子、钙镁离子以及可溶性二氧化硅。先往浓缩液中加入氢氧化钙，并使浓缩液pH保持在10～10.5，可使氢氧化钙与浓缩液中的镁、重金属等离子反应生成沉淀，降低浓缩液的总硬度；再往上述反应液中加入氢氧化钠，可去除水质中的重金属盐，且减少水质中钙离子的含量；然后，加入镁盐，控制pH在11～12，硫酸镁可以在碱性条件下与反应液中的可溶性二氧化硅产生碱式硅酸镁胶体沉淀；最后，将上述反应液固液分离，并向液相中加入沉淀剂，可进一步减少反应液中的重金属盐；将钙、镁离子的含量控制在少于20mg/L，可溶性二氧化硅少于10mg/L，可保证后续微滤和反渗透过程中不易出现堵塞现象。
作为优选，所述的镁盐为硫酸镁；所述的沉淀剂为碳酸钠。上述的原料来源广，且价格低廉。
微滤过程可将软化后的液相中的沉淀物、悬浮颗粒、胶体、大分子有机污染物等截留，避免其在后续反渗透时堵塞、腐蚀反渗透膜。所述的微滤为管式微滤膜。管式微滤膜对堵塞不敏感，易于清洗，且膜组件中的压力损失较小，适用于含较多沉淀物的过滤。
所述管式微滤膜的孔径为0.05～0.2μm，优选为0.1μm。管式微滤膜的孔径过小，容易堵塞，而孔径过大则不能有效截留污染物，影响过滤效果。
所述管式微滤膜的运行压力为0.07～0.2MPa，优选为0.1MPa，可保证管式微滤膜具有较高的过滤效率。
为避免影响微滤，当微滤后获得的截留液中的沉淀物积累到一定程度时，需及时进行处理，通常，当所述截留液中的沉淀物含量达到2～5％时进行板框压滤脱水。所述截留液板框经压滤后，滤液返回步骤(1)。
反渗透可进一步截留微滤后获得的透过液中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质。本发明所述的DTRO膜过滤即为碟管式反渗透过滤，该膜组件具有特殊的宽流道，可有效避免膜的结垢，使膜组件更易于清洗，膜污染减轻，使反渗透膜的寿命延长。在DTRO膜过滤前，向透过液中加酸，调节pH至7～8，溶液偏碱性有助于提高膜的脱盐率。透过液是通过高压输送泵被打入DTRO膜设备中的，选用的高压输送泵为进口耐腐蚀泵。
为提高回收率，作为优选，所述DTRO膜过滤时的温度为25～35℃，因为在该温度范围内，进入DTRO膜中的液体粘度会下降，扩散系数增加，最大程度上减少了膜表面的结垢、污染及浓差极化现象的产生。
为保证较高的反渗透效率，所述DTRO膜过滤时的运行压力为3.5～10.0MPa，优选为7.5MPa；所述DTRO膜过滤时的脱盐率为99.0～99.8％，优选99.5％，选用上述脱盐率的DTRO膜能够达到更好的处理效果。
最后，经DTRO膜过滤浓缩后得到产水和浓缩液，浓缩液通过喷雾干燥的方法制成粉末后，再将粉末进行固化处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明针对垃圾渗滤液膜浓缩液盐分高、污染物含量高的特点，选择适宜的处理工艺、工序，采用多级软化方法与微滤和DTRO膜过滤的结合，来达到较好的处理效果；在多级软化过程中，先后加入氢氧化钙、氢氧化钠、镁盐和沉淀剂，并相应调节浓缩液的pH值或控制浓缩液的钙、镁离子和可溶性二氧化硅的浓度，确保浓缩液进入后续过滤过程时不易堵塞微滤膜和DTRO膜，从而提高整个垃圾渗滤液膜浓缩液的处理效果，使处理出水达标。
(2)本发明方法提高了垃圾渗滤液膜浓缩液的回收率(可达85％)，降低了微滤膜和DTRO膜堵塞的概率。
(3)本发明工艺简单、操作简便，实用性强，处理效果好，可以解决现有垃圾渗滤液膜浓缩液处理技术中膜堵塞的问题。
附图说明
图1为本发明垃圾渗滤液膜浓缩液处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式进一步阐释本发明。
实施例1
采用本发明公开的组合工艺处理某垃圾焚烧厂渗滤液膜处理浓缩液。
该焚烧厂膜处理后浓缩液CODcr浓度为1600mg/L，总硬度含量为2000mg/L，电导为30000μs/cm，pH为7.0。
(1)取5吨膜处理浓缩液，向膜处理浓缩液中添加工业级氢氧化钙，调节pH为10.5，得到混合液；
(2)向步骤(1)的混合液中通入氢氧化钠，控制pH为11.5，并加入硫酸镁盐，得到含沉淀的混合液；
(3)将步骤(2)中含沉淀的混合液通入沉降槽中沉淀，得到含泥量高的沉淀液450L和上清液，再向上清液中加入纯碱，使钙、镁离子的含量少于20mg/L，可溶性二氧化硅的含量少于10mg/L，得到混合液4.55吨，沉淀液经板框压滤脱水后，得到压滤清液和泥渣，压滤清液返回至步骤(1)继续处理；
(4)将步骤(3)中的混合液通入管式微滤膜中进行过滤，微滤膜的孔径为0.1μm，运行压力为0.1MPa，过滤后得透过液大约4.5吨和50L含沉淀物的截留液，其中，透过液的CODcr浓度为900mg/L，总硬度含量为80mg/L，电导为26000μs/cm，pH为11.5；
(5)将截留液(沉淀物的重量含量为3.0％)进行板框压滤脱水，得到压滤清液和泥渣，压滤清液返回至步骤(1)继续处理，泥渣直接进行固化处理后，集中打包填埋或者资源化利用；
(6)加工业级盐酸调节步骤(4)中获得的透过液的pH至7～8；
(7)调节完pH值后，透过液经高压输送泵打入DTRO膜原件中，开启温度控制系统，使进水水温保持在35度左右，采用部分浓缩液回流工艺，使储水罐中的电导保持在50000μs/cm，经过DTRO反渗透膜浓缩后得到产水和浓缩液，反渗透膜的脱盐率为99.5％，运行压力为4.5MPa，得到的产水为4吨，CODcr浓度为10mg/L，总硬度含量检测不出，电导为250μs/cm，pH为6.8，达标排放；浓缩液为0.5吨，CODcr浓度为9800mg/L，总硬度含量为700mg/L，电导为91000μs/cm，pH为7.2；
(8)采用喷雾干燥装置对浓缩液进行干燥，控制喷雾干燥装置的进风温度在80-100℃，0.5吨浓缩液最后得粉末30kg，粉末进行固化处理后，集中打包填埋。
实施例2
采用本发明公开的组合工艺处理某垃圾填埋场渗滤液膜处理浓缩液。
该填埋场膜处理后浓缩液CODcr浓度为1100mg/L，总硬度含量为3200mg/L，电导为28900μs/cm，pH为7.0。
(1)取5吨膜处理浓缩液，向膜处理浓缩液中添加工业级氢氧化钙，调节pH为10.5，得到混合液；
(2)向步骤(1)的混合液中通入氢氧化钠，控制pH为11.5，并加入硫酸镁盐，得到含沉淀的混合液；
(3)将步骤(2)中含沉淀的混合液通入沉降槽中沉淀，得到含泥量高的沉淀液450L和上清液，再向上清液中加入纯碱，使钙、镁离子的含量少于20mg/L，可溶性二氧化硅的含量少于10mg/L，得到混合液4.55吨，沉淀液经板框压滤脱水后，得到压滤清液和泥渣，压滤清液返回至步骤(1)继续处理；
(4)将步骤(3)中的混合液通入管式微滤膜中进行过滤，微滤膜的孔径为0.1μm，运行压力为0.1MPa，过滤后得透过液大约4.5吨和50L含沉淀物的截留液，其中，透过液的CODcr浓度为600mg/L，总硬度含量为130mg/L，电导为25000μs/cm，pH为11.5；
(5)将截留液(沉淀物的重量含量为3.0％)进行板框压滤脱水，得到压滤清液和泥渣，压滤清液返回至步骤(1)继续处理，泥渣直接进行固化处理后，集中打包填埋或者资源化利用；
(6)加工业级盐酸调节步骤(4)中获得的透过液的pH至7～8；
(7)调节完pH值后，透过液经高压输送泵打入DTRO膜原件中，开启温度控制系统，使进水水温保持在35度左右，采用部分浓缩液回流工艺，使储水罐中的电导保持在50000μs/cm，经过DTRO反渗透膜浓缩后得到产水和浓缩液，反渗透膜的脱盐率为99.5％，运行压力为7.5MPa，得到的产水为4吨，CODcr浓度为8mg/L，总硬度含量检测不出，电导为208μs/cm，pH为6.8，达标排放；浓缩液为0.5吨，CODcr浓度为8800mg/L，总硬度含量为1200mg/L，电导为82000μs/cm，pH为7.1；
(8)采用喷雾干燥装置对浓缩液进行干燥，控制喷雾干燥装置的进风温度在80-100℃，0.5吨浓缩液最后得粉末24kg，粉末进行固化处理后，集中打包填埋。
对比例1
采用本发明实施例1某垃圾焚烧厂渗滤液膜处理浓缩液。
该焚烧厂膜处理后浓缩液CODcr浓度为1600mg/L，总硬度含量为2000mg/L，电导为30000μs/cm，pH为7.0。
(1)取5吨膜处理浓缩液，向膜处理浓缩液中添加工业级氢氧化钙或者氢氧化钠，调节pH为11.5，得到混合液；
(2)将步骤(1)中的混合液通入管式微滤膜中进行过滤，微滤膜的孔径为0.1μm，运行压力为0.1MPa，过滤后得透过液大约4.5吨和500L含沉淀物的截留液，其中，透过液的CODcr浓度为1100mg/L，总硬度含量为700mg/L，电导为28000μs/cm，pH为11.5；
(3)将截留液(沉淀物的重量含量为3.0％)进行板框压滤脱水，得到压滤清液和泥渣，压滤清液返回至步骤(1)继续处理，泥渣直接进行固化处理后，集中打包填埋或者资源化利用；
(4)加工业级盐酸调节步骤(2)中获得的透过液的pH至7～8；
(5)调节完pH值后，透过液经高压输送泵打入DTRO膜原件中，开启温度控制系统，使进水水温保持在35度左右，采用部分浓缩液回流工艺，使储水罐中的电导保持在50000μs/cm，经过DTRO反渗透膜浓缩后得到产水和浓缩液，反渗透膜的脱盐率为99.0％，运行压力为7.5MPa，得到的产水为4吨，CODcr浓度为11mg/L，总硬度80mg/L，电导为440μs/cm，pH为6.9，达标排放；浓缩液为0.5吨，CODcr浓度为9800mg/L，总硬度含量为6100mg/L，电导为89000μs/cm，pH为7.1；
(8)采用喷雾干燥装置对浓缩液进行干燥，控制喷雾干燥装置的进风温度在100-140℃，0.5吨浓缩液最后得粉末29kg，粉末进行固化处理后，集中打包填埋。

Claims (10)

1.一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，包括以下步骤：
(1)将所述垃圾渗滤液膜浓缩液软化后进行微滤，获得截留液和透过液；
(2)将所述透过液经DTRO膜过滤后，直接排放；
其特征在于，所述的软化包括：
(a)往垃圾渗滤液膜浓缩液中添加氢氧化钙，调节pH值至10～10.5；
(b)再加入氢氧化钠和镁盐，调节pH值至11～12；
(c)沉降、固液分离，固相进行板框压滤，滤液返回步骤(1)；往液相添加沉淀剂，控制钙、镁离子的含量少于20mg/L，可溶性二氧化硅的含量少于10mg/L，再进行微滤。
2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述的镁盐为硫酸镁。
3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述的沉淀剂为碳酸钠。
4.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述的微滤为管式微滤膜。
5.如权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述管式微滤膜的孔径为0.05～0.2μm。
6.如权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述管式微滤膜的运行压力为0.07～0.2MPa。
7.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述截留液板框经压滤后，滤液返回步骤(1)。
8.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，DTRO膜过滤前，向透过液中加酸，调节pH至7～8。
9.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述DTRO膜过滤时的温度为25～35℃。
10.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述DTRO膜过滤时的运行压力为3.5～10.0MPa。
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