CN104671565A

CN104671565A - 一种工业垃圾填埋场渗滤液的处理方法

Info

Publication number: CN104671565A
Application number: CN201510025356.5A
Authority: CN
Inventors: 陈昆柏; 李玉云; 况武; 姚黄丽; 何佶; 盛浩; 张明
Original assignee: ZHEJIANG BESTWA ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG BESTWA ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2015-01-19
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2035-01-19
Also published as: CN104671565B

Abstract

本发明公开了一种工业垃圾填埋场渗滤液的处理方法，该方法包括工业垃圾填埋场渗滤液的曝气处理、混凝沉淀、高级氧化处理、加碱沉淀以及微滤和反渗透膜过滤。本发明针对工业垃圾填埋场渗滤液CODcr、B/C值低，重金属离子含量高以及钙、镁、硅浓度高的特点，将曝气处理、混凝沉淀、UV/O₃组合高级氧化与微滤和反渗透处理进行合理的结合，能有效处理工业垃圾填埋场渗滤液，使处理后的出水排放标准；本发明工艺简单、稳定性好、实用性强，处理效果好。

Description

一种工业垃圾填埋场渗滤液的处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种工业垃圾填埋场渗滤液的处理方法。

背景技术

卫生填埋是我国处理垃圾的主要方式，填埋过程中由于发酵、有机物分解、雨水冲淋和地下水浸泡等会产生多种代谢物质和水分，形成垃圾渗滤液。垃圾渗滤液是一种污染物浓度高、成分复杂、变化极不稳定的有机废水，会对周围环境造成严重的二次污染，并危害人体健康。垃圾渗滤液中含有大量的有机物、氮磷类物质和种类繁多且含量超标的重金属类物质，其中COD_Cr、BOD₅、重金属、氨氮及含盐量都很高，对其氨氮及难降解有机物的处理成为难点。

目前，常用的生活垃圾渗滤液处理工艺为生化处理和膜处理相结合的工艺，主要通过硝化反硝化去除渗滤液中的氨氮，降低COD含量，采用纳滤或反渗透去除大部分的COD。该工艺产生的浓缩液进行回灌填埋场处理时，会导致盐度的累积，出水率降低，影响生化系统的稳定运行。

公开号为CN102774926A的中国专利文献公开了一种垃圾卫生填埋场渗滤液的处理方法，该方法包括：(1)调节处理：将所处理垃圾卫生填埋场渗滤液进行搅拌混合均匀；(2)厌氧生化反应处理：对调节处理后的出水进行厌氧生化反应处理；(3)缺氧与好氧生化处理：对厌氧生化反应处理后的出水依次进行缺氧、好氧及生化处理，处理时使水温保持在20℃，使厌氧池停留时间为48～60小时，好氧池停留时间为84～96小时，回流比为300～500％，对缺氧与好氧生化处理后的出水进行二次沉淀；(4)混凝沉淀处理：对上述经过二次沉淀后的出水先进行混凝处理，混凝处理过程中，调节处理水的pH值为5.2～5.5、投加混凝剂和助凝剂；(5)超滤过滤处理：对经混凝沉淀处理后的出水通过浸没式超滤膜过滤系统中的中空纤维膜或者板式膜，在进入纳滤系统进行超滤过滤处理前进行预处理，将水中未被去除的大分子有机污染物从系统中隔离出来，富集在超滤膜膜池中，防止其在生化系统中富集；(6)纳滤过滤处理：对经超滤过滤处理后的出水进入纳滤系统进行纳滤过滤处理，纳滤过滤后的出水作为达标水直接排放回用；(7)高级氧化处理：对纳滤过滤处理后外排的浓缩液通过芬顿试剂和超声波协同进行高级氧化处理，并使高级氧化处理后的浓缩液回流至缺氧与好氧生化池进行缺氧与好氧生化处理。

尽管上述专利中，工艺产生的浓缩液并不回灌填埋场，但是，该处理方法需要对浓缩液处理系统进行相关设置，增加了渗滤液处理系统的复杂性和成本；其次，该工艺仍然依赖硝化反硝化生化处理，而通常的渗滤液成分复杂，渗滤液中各类营养严重失衡，生化工艺中需要通过添加营养物质来调节碳氮比等营养比例，从而人为增加了污染物的负荷；另外，生化处理工艺受水质水量变化的影响大，对于BOD₅/COD_Cr较小(0.07-0.20)的难生物处理的渗滤液处理效果不理想。

工业垃圾填埋场渗滤液相对于生活垃圾填埋场渗滤液有以下特征：

(1)低COD_Cr、低B/C比

工业垃圾填埋场的主要填埋废物为工业企业产生的一般工业固体废物，种类较多，成分复杂，无机物含量高，有机物成分较少。因此工业垃圾填埋场渗滤液的CODcr比一般生活垃圾填埋场的渗滤液低，BOD₅则更低，可生化性较差，B/C比通常在0.07～0.2；

(2)重金属离子含量高

根据工业废物种类的不同，工业垃圾填埋场渗滤液中总汞浓度在0.05～0.1mg/L，总镉浓度在0.2～0.5mg/L，总铬浓度在0.1～0.2mg/L，Cu²⁺浓度在1～15mg/L，Ni²⁺浓度在0.3～3mg/L，Zn²⁺浓度在0.1～2mg/L。

(3)钙、镁、硅等浓度高

工业垃圾填埋场渗滤液中含有较高的硬度，通常Ca²⁺浓度在2500mg/L以上，Mg²⁺浓度在300mg/L以上，Si²⁺浓度在100mg/L以上，由于渗滤液中硬度很高，导致处理系统前段管道经常发生结垢，流量变小，管道最终堵死，无法使用。

现有的处理工艺和技术绝大多数是针对生活垃圾填埋场渗滤液，如果简单套用生活垃圾填埋场渗滤液处理工艺来处理工业垃圾填埋场渗滤液，很难取得满意效果。目前，工业垃圾填埋场渗滤液的处理技术虽然也有了一定地发展，但是一般工艺流程较长，单元控制复杂，投资成本和运行成本都比较高。

发明内容

本发明提供了一种工业垃圾填埋场渗滤液的处理方法，该方法处理工艺简单、稳定性好，能有效处理工业垃圾填埋场的渗滤液，使处理后的出水达到排放标准。

一种工业垃圾填埋场渗滤液的处理方法，包括以下步骤：

(1)工业垃圾填埋场渗滤液经曝气处理后，调节pH至碱性，投加混凝剂和助凝剂，进行混凝沉淀；

(2)混凝沉淀后的液相经UV/O₃组合进行高级氧化处理，得到沉淀物和上清液，沉淀物进行脱水和干化；

(3)往上清液中加入碱，得到含沉淀的混合液；

(4)对所述混合液进行微滤，调节微滤后液相的pH后，进行反渗透膜过滤，得到产水和浓缩液，产水直接排放，浓缩液回流至步骤(2)进行高级氧化处理。

步骤(1)中的曝气处理能够强制性破坏工业垃圾填埋场渗滤液(简称渗滤液)在填埋过程中形成的不可降解有机物与金属离子络合的缓冲体系，降低后续物化反应的物料投加量，并保证生化系统的稳定性，同时可吹脱去除进水中的一部分脂肪类和硫化物。作为优选，所述曝气处理的通气量为0.6～0.75m³/m³，此时脂肪类和硫化物的平均去除率能达到50％左右。

渗滤液从工业垃圾填埋场输送至调蓄池，输送系统采用互相连通的双管路输送系统，管路由若干4～6m长的标准管连接而成，连接件为法兰或阀门，解决了管道因硬度较高，结垢造成管道阻塞难以疏通的问题。

通过调节步骤(1)中曝气处理后的渗滤液的pH，同样也可强制性破坏渗滤液在填埋过程中形成的不可降解有机物与金属离子络合的缓冲体系，减少后续混凝、絮凝反应中混凝剂和助凝剂的添加量，降低运行成本。作为优选，步骤(1)所述的pH为7.5～8.0。

所述的混凝剂为聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)和复合缓冲剂的一种或多种；所述的复合缓冲剂为磷酸二氢盐与羟基磷灰石的混合物。混凝剂的总投加量为200～600ppm，优选地，聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)和复合缓冲剂的用量比例为1∶1∶2。

所述助凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)，投加量为2～5ppm。

作为优选，步骤(1)中，通过分段投碱调节pH，并分段投加混凝剂和助凝剂，各段pH分别为7.5、8～9、11～12。在不同的pH条件下，投加混凝剂和助凝剂可分段去除各种可沉降无机盐，大大降低硬度和重金属指标。

步骤(2)中的高级氧化处理能够降解渗滤液中难生化降解的有机物，大大降低渗滤液中COD的含量。UV/O₃组合进行高级氧化处理的原理是：臭氧在紫外光照射下，产生游离氧，游离氧与水反应产生HO·自由基；在pH大于7的滤液环境中，该组合能够产生较多的HO·自由基，可达到快速降解有机物的目的，减少后续碟管式反渗透膜处理的负担，特别适用于工业垃圾填埋场渗滤液的处理。

作为优选，所述的UV/O₃组合中，臭氧的投加量为100～150mg/L，紫外线波长为200～270nm，紫外线有效剂量不低于20mJ/cm²，可使高级氧化处理后的有机物浓度和色度显著降低。

作为优选，所述的UV/O₃组合中，每根紫外灯管的水力负荷为50～100m³/d。在紫外作用下，既保持了原有氧化效果，同时激发了臭氧的活性和氧化分解速度，氧化分解速度比单独使用的叠加效果提高了15％。所述紫外灯管为低压高能紫外灯管，采用浸没式，使水从灯管周围沿灯管流过时受到照射。

通常采用O₃处理工业垃圾渗滤液，COD去除率最高可达到40％，采用UV技术处理工业垃圾渗滤液COD去除率最高约为20％，本发明采用UV/O₃组合技术，在UV的激活作用下，O₃产生的有效游离氧浓度和速率大大提高，COD去除率最高可达75％。

步骤(3)中，上清液中加碱后的pH为11.0～11.5，确保钙、镁、硅等二价离子完全沉淀、析出；避免后续的微滤处理过程中，造成微滤膜堵塞。所述的微滤处理采用管式微滤膜，在低压(0.7～7bar)下运行，利用错流过滤技术，过滤精度达0.1μm。

步骤(4)中，pH为6.0～6.5；反渗透处理前需要将入水的pH值调回酸性，才能进行后续步骤。所述的反渗透处理采用碟管式反渗透膜进行处理，工作压力为50～60bar。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明处理方法针对工业垃圾填埋场渗滤液CODcr、B/C值低，重金属离子含量高以及钙、镁、硅浓度高的特点，将曝气处理、混凝沉淀、UV/O₃组合高级氧化与微滤和反渗透处理进行合理的结合，能有效处理工业垃圾填埋场渗滤液，使处理后的出水排放标准；

(2)本发明工艺简单、稳定性好、实用性强，处理效果好。

附图说明

图1为本发明工业垃圾填埋场渗滤液处理的工艺流程图。

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浙江台州某工业垃圾填埋场的工业垃圾填埋场渗滤液，该工业垃圾填埋场渗滤液主要为填埋拆解电器、化工废料、边角料等垃圾填埋后产生的渗滤液，处理前渗滤液的COD浓度为8500mg/L，BOD浓度为75mg/L，NH₃-N浓度为600mg/L，固体悬浮物浓度(SS)的浓度为1100mg/L，总铅浓度为5mg/L，总镍浓度为2.5mg/L，总锌浓度为1.5mg/L，总铜浓度为12mg/L。

(1)采用双管DN150输送系统进行工业垃圾填埋场渗滤液的收集，并将渗滤液收集至调蓄池中，向渗滤液中通入通气量为0.6m³/m³的空气进行预曝气处理，再将曝气处理后的渗滤液通入混凝沉淀池中，调节pH值至7.5，投加500ppm的絮凝剂聚合硫酸铁(PFS)、500ppm的聚合氯化铝(PAC)、1000ppm的由磷酸二氢盐与羟基磷灰石混合而成的复合缓冲剂(磷酸二氢盐与羟基磷灰石的比例1∶1.2)和8ppm的助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)进行混凝沉淀，混凝沉淀后的污泥通入污泥浓缩池中经板框压滤处理，获得压滤清液和泥渣，压滤清液回流至步骤(1)的调蓄池，泥渣进行脱水、干化；

(2)将混凝沉淀后的液相通入高级氧化池中，通过UV/O₃组合进行高级氧化处理，在UV/O₃组合中，臭氧的投加量为100mg/L，紫外线波长为200nm，紫外线有效剂量为22mJ/cm²，每根紫外灯管的水力负荷为50m³/d，经UV/O₃组合的高级氧化处理后，获得污泥和上清液，污泥通入污泥浓缩池中经板框压滤处理，获得压滤清液和泥渣，压滤清液回流至调蓄池，泥渣进行脱水、干化；

(3)往高级氧化处理后获得的上清液中加入NaOH，控制上清液pH值11.5，得到含沉淀的混合液；

(4)对步骤(3)所述的混合液进行微滤，微滤膜的孔径为0.5μm，运行压力为3Bar，过滤后获得透过液和截留液，截留液进行板框压滤脱水，得到压滤清液和泥渣，压滤清液回流至步骤(1)的调蓄池，泥渣进行脱水、干化；然后，加入工业级盐酸调节透过液的pH值至6.5，再将透过液通入碟管式反渗透系统中，控制运行压力为55Bar，得到产水和浓缩液，产水直接排放，浓缩液回流至步骤(2)的高级氧化池中进行高级氧化处理。

经检验，出水达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级标准，处理后渗滤液的COD浓度为60mg/L，BOD浓度为5mg/L，NH₃-N浓度为7mg/L，固体悬浮物浓度(SS)的浓度为0mg/L，总铅浓度为0.001mg/L，总镍浓度为0.0012mg/L，总锌浓度为0.08mg/L，总铜浓度为0.004mg/L。

实施例2

采用本发明公开的组合工艺处理浙江台州某工业垃圾填埋场的工业垃圾填埋场渗滤液，该工业垃圾填埋场渗滤液主要为填埋拆解电器、化工废料、边角料等垃圾填埋后产生的渗滤液，处理前渗滤液的COD浓度为5400mg/L，BOD浓度为40mg/L，NH₃-N浓度为380mg/L，固体悬浮物浓度(SS)的浓度为1000mg/L，总铅浓度为3mg/L，总镍浓度为1.8mg/L，总锌浓度为0.8mg/L，总铜浓度为9mg/L。

(1)采用双管DN150输送系统进行工业垃圾填埋场渗滤液的收集，并将渗滤液收集至调蓄池中，向渗滤液中通入通气量为0.75m³/m³的空气进行预曝气处理，再将曝气处理后的渗滤液通入混凝沉淀池中，调节pH值至7.5，投加500ppm的絮凝剂聚合硫酸铁(PFS)、500ppm的聚合氯化铝(PAC)、1000ppm的由磷酸二氢盐与羟基磷灰石混合而成的复合缓冲剂(磷酸二氢盐与羟基磷灰石的比例1∶1)和8ppm的助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)进行混凝沉淀，混凝沉淀后的污泥通入污泥浓缩池中经板框压滤处理，获得压滤清液和泥渣，压滤清液回流至步骤(1)的调蓄池，泥渣进行脱水、干化；

(2)将混凝沉淀后的液相通入高级氧化池中，通过UV/O₃组合进行高级氧化处理，在UV/O₃组合中，臭氧的投加量为150mg/L，紫外线波长为270nm，紫外线有效剂量为25mJ/cm²，每根紫外灯管的水力负荷为100m³/d，经UV/O₃组合的高级氧化处理后，获得污泥和上清液，污泥通入污泥浓缩池中经板框压滤处理，获得压滤清液和泥渣，压滤清液回流至调蓄池，泥渣进行脱水、干化；

(3)往高级氧化处理后获得的上清液中加入NaOH，控制上清液pH值11.0，得到含沉淀的混合液；

(4)对步骤(3)所述的混合液进行微滤，微滤膜的孔径为0.5μm，运行压力为3Bar，过滤后获得透过液和截留液，截留液进行板框压滤脱水，得到压滤清液和泥渣，压滤清液回流至步骤(1)的调蓄池，泥渣进行脱水、干化；然后，加入工业级盐酸调节透过液的pH值至6.0，再将透过液通入碟管式反渗透系统中，控制运行压力为55Bar，得到产水和浓缩液，产水直接排放，浓缩液回流至步骤(2)的高级氧化池中进行高级氧化处理。

经检验，出水达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级标准，处理后渗滤液的COD浓度为52mg/L，BOD浓度为3mg/L，NH₃-N浓度为6mg/L，固体悬浮物浓度(SS)的浓度为0mg/L，总铅浓度为0.0007mg/L，总镍浓度为0.001mg/L，总锌浓度为0.05mg/L，总铜浓度为0.002mg/L。

实施例3

采用本发明公开的组合工艺处理浙江台州某工业垃圾填埋场的工业垃圾填埋场渗滤液，该工业垃圾填埋场渗滤液主要为填埋拆解电器、化工废料、边角料等垃圾填埋后产生的渗滤液，处理前渗滤液的COD浓度为6000mg/L，BOD浓度为55mg/L，NH₃-N浓度为520mg/L，固体悬浮物浓度(SS)的浓度为900mg/L，总铅浓度为8mg/L，总镍浓度为3.5mg/L，总锌浓度为5mg/L，总铜浓度为17mg/L。

(1)采用双管DN150输送系统进行工业垃圾填埋场渗滤液的收集，并将渗滤液收集至调蓄池中，向渗滤液中通入通气量为0.6m³/m³的空气进行预曝气处理；再将曝气处理后的渗滤液通入混凝沉淀池中，通过分段投NaOH调节pH值分别至7.5、8.5、11.5，pH值为7.5时，投加200ppm的絮凝剂聚合硫酸铁(PFS)、200ppm的聚合氯化铝(PAC)、400ppm的由磷酸二氢盐与羟基磷灰石混合而成的复合缓冲剂(磷酸二氢盐与羟基磷灰石的比例5∶4)和4ppm的助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)；pH值为8.5时，投加100ppm的PFS、100ppm的PAC、200ppm的复合缓冲剂和2ppm的PAM；pH值为11.5时，投加200ppm的PFS、200ppm的PAC、400ppm的复合缓冲剂和2ppm的PAM；进行分段混凝沉淀，混凝沉淀后的污泥通入污泥浓缩池中经板框压滤处理，获得压滤清液和泥渣，压滤清液回流至步骤(1)的调蓄池，泥渣进行脱水、干化；

经检验，出水达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级标准，处理后渗滤液的COD浓度为40mg/L，BOD浓度为3mg/L，NH₃-N浓度为5mg/L，固体悬浮物浓度(SS)的浓度为0mg/L，总铅浓度为0.0008mg/L，总镍浓度为0.0007mg/L，总锌浓度为0.06mg/L，总铜浓度为0.001mg/L。

实施例4

本实施例与实施例1相比，除未采用UV/O₃组合的高级氧化处理外，其余步骤相同。

经检验，出水达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级标准，处理后渗滤液的COD浓度为90mg/L，BOD浓度为10mg/L，NH₃-N浓度为10mg/L，固体悬浮物浓度(SS)的浓度为0mg/L，总铅浓度为0.002mg/L，总镍浓度为0.002mg/L，总锌浓度为0.1mg/L，总铜浓度为0.009mg/L。

Claims

1.一种工业垃圾填埋场渗滤液的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

(3)往上清液中加入碱，得到含沉淀的混合液；

2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述曝气处理的通气量为0.6～0.75m³/m³。

3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)所述的pH为7.5～8.0。

4.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述的混凝剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铝和复合缓冲剂中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述的助凝剂为聚丙烯酰胺。

6.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)中，通过分段投碱调节pH，并分段投加混凝剂和助凝剂，各段pH分别为7.5、8～9、11～12。

7.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述的UV/O₃组合中，臭氧的投加量为100～150mg/L，紫外线波长为200～270nm，紫外线有效剂量不低于20mJ/cm²。

8.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述的UV/O₃组合中，每根紫外灯管的水力负荷为50～100m³/d。

9.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)中，上清液中加碱后的pH为11.0～11.5。

10.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(4)中，pH为6.0～6.5。