CN105800871A - 一种利用臭氧高级氧化处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用臭氧高级氧化处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法，将垃圾渗滤液膜浓缩液和金属盐类无机高分子絮凝剂及聚丙烯酰胺进行充分混合，然后输送至气浮机进行泥水分离，分离后的清液调整PH值后排入沉淀池进行沉淀处理；沉淀池上清液通过提升泵输送至臭氧催化氧化反应装置；经臭氧催化氧化后的废水，输送至高级氧化装置进行高级氧化；经高级氧化后的废水，输送至脱氮设备进行脱氮处理；经过脱氮处理的废水，可以达标排放。本发明具有工艺路线简单处理费用性价比高，无二次污梁的特点。

Description

一种利用臭氧高级氧化处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法

技术领域

本发明涉及一种利用臭氧高级氧化处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法，属于高浓度难降解有机废水处理技术领域。

背景技术

城市生活垃圾在填埋过程中产生的渗滤液具有有机污染物浓度高、氨氮浓度高、重金属离子浓度高等特点，处理难度很大。国内外对于垃圾渗滤液的处理有传统的生物法、膜分离及其组合等方法，其中膜生化反应器和碟管式反渗透是目前主流的处理工艺。为达到GB16889-2008新标准中特别限值排放要求，渗滤液处理过程中通常采用“生化+膜”的工艺，膜分离中纳滤和反渗透作为深度处理工艺单元，其清液达标的同时产生约占处理规模15~25%的垃圾渗滤液膜浓缩液。但垃圾渗滤液膜浓缩液中的有机污染物主要以难降解有机物的形式存在，且以水溶性腐植酸类物质为主，其分子量基本在20000原子质量单位以下又以分子量在1000~3000原子质量单位的物质为主，通常水质如下：有机物COD为2000~8000mg/L、BOD5为0~50mg/L、TN为500~750mg/L、NH4-N为0~5mg/L、pH为6~8、电导率为40~60ms/cm、总硬度TDS为1000~1500mg/L，因此存在大分子链的垃圾渗滤液膜浓缩液与垃圾渗滤液原液相比，具有可生化性更差、盐分更高、处理更难的特点。

目前国内外针对垃圾渗滤液膜浓缩液的处理主要有回调节池、回灌填埋、混凝沉法和树脂吸附组合、活性炭吸附、蒸发法和焚烧等方法。垃圾渗滤液膜浓缩液回调节池后，随着垃圾渗滤液膜浓缩液的增加，造成处理系统的膜压力增加，即而造成处理系统处理质量下降，甚至会使处理系统崩溃。而回灌法填埋要求渗滤液产生量比较少，只能用于小型的垃圾处理场所，但回灌填埋由于盐份积累，电导率的升高，造成处理系统的恶化，因此使用有局限性。而混凝沉法和树脂吸附组合、活性炭吸附等需要投加药剂量大，产生的污泥量多，处理费用十分昂贵。而蒸发法和焚烧法都存在设备复杂，高能耗，高运行成本，并产生二次污染，处理解效果不好。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺路线简单，处理费用性价比高，无二次污梁的臭氧高级氧化处理垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种利用臭氧高级氧化处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法，包括预处理、臭氧催化氧化处理、高级氧化处理和脱氮处理。

预处理：将垃圾渗滤液膜浓缩液的PH调整至8~11的范围，加入金属盐类无机高分子絮凝剂及聚丙烯酰胺，并进行充分混合，然后排入气浮机进行泥水分离，分离后的浮渣定时排出系统；分离后的清液加入PH调整剂，调整PH值至8~11的范围后排入沉淀池进行沉淀处理，沉淀池上清液通过提升泵，输送至臭氧催化氧化处理设备；沉淀池底部的污泥定时排出系统。

臭氧催化氧化处理：预处理的出水，经过过滤装置去除SS后，被输送至臭氧混合塔的顶部并被注入臭氧混合塔，在臭氧混合塔内与来自臭氧发生器的臭氧通过循环射流曝气的方式进行接触混合，臭氧混合塔内水力停留时间为60~120分钟，与臭氧充分接触混合后的废水，从臭氧混合塔的底部排出，被输送至催化氧化塔进行催化氧化反应，催化氧化塔内水力停留时间为60~120分钟，经催化氧化后的废水，由催化氧化塔顶部排出并输送至高级氧化处理设备。

高级氧化处理：将臭氧催化氧化处理后的废水的PH调整至8~11的范围，经过高级氧化过滤装置过滤后，加入过氧化氢，然后输送至高级氧化反应塔进行高级氧化反应，水力停留时间为60~120分钟，其中过氧化氢与臭氧投加量的摩尔比为0.3至0.8；经高级氧化处理后的废水，由高级氧化反应塔的底部排出并输送到高级催化氧化塔进行催化氧化反应，水力停留时间为60~120分钟，经高级催化氧化后的废水，由高级催化氧化塔顶部排出并输送至脱氮设备。

脱氮处理：将高级氧化后的废水输送至反硝化罐内进行反硝化处理，反硝化处理后的废水，经过脱氮过滤装置过滤后排放。

本发明采用混凝气浮、臭氧/高级氧化和反硝化脱氮处理的组合工艺对垃圾渗滤液膜浓缩液进行处理，将混凝气浮作为预处理工艺，通过投加金属盐类无机高分子絮凝剂能够有效地去除垃圾渗滤液膜浓缩液中分子量大于1000原子质量单位的有机物，而且在发生水解产生金属盐二合体并进一步水解形成更高聚合度和羟基比的水解产物，由于水解产物呈现带正电荷的特性，而垃圾渗滤液膜浓缩液中的有机物呈现为为负电性，二者易于发生絮凝作用，并在聚丙烯酰胺的作用下，起到快速的絮凝作用，产生的絮凝体，在气浮机内，与气浮机产生的微气泡粘附在一起迅速上浮，实现泥水快速分离。与传统的混凝-沉淀法相比，混凝+气浮的方法，具有占地面积小，无需土建施工，泥水分离速度快，出水水质清澈等突出优点。

气浮机输出的清液，投加PH值调整剂，将其PH值调整至至8~11的范围后排入沉淀池进行沉淀，PH调整剂可以与垃圾渗滤液膜过滤浓缩中的腐殖酸类进一步反应生成沉淀，通过预处理将垃圾渗滤液膜浓缩液中的有机物COD去除率达到60~80%，由于能降低污染物的负荷，减轻后续臭氧催化氧化和高级氧化处理的难度，有效提高臭氧的利用率，降低臭氧高级氧化工艺处理成本。本发明将预处理后的垃圾渗滤液膜浓缩液先进行臭氧催化氧化和高级氧化处理、再进行反硝化处理，充分利用臭氧和羟基自由基的强氧化性的特点，有效的破坏垃圾渗滤液膜浓缩液中大分子有机物的结构使之转变为小分子有机物甚至部分氧化为二氧化碳和水，将难于生物降解的有机物环状分子或长链分子的部分断裂，可将垃圾渗滤液膜浓缩液中的部分难降解大分子有机物氧化“开键”为易降解的小分子有机物，将难降解的腐植酸中部分具有非饱和构造有机物转化为生化降解性好的饱和构造，故而增强废水中有机物的可生化性，废水再经反硝化生化处理，能有效的降解废水中有机物污染物，使垃圾渗滤液膜浓缩液中有机物COD去除率达95%以上。本发明的工艺路线简单，处理费用性价比高，通过臭氧高级氧化能够分解废水中生物难降解的物质，同时臭氧分解后变为氧气，故而对环境没有二次污染。本发明的处理方法有利于与生化法结合，能消除二次污染并实现减量化，为垃圾渗滤液膜浓缩液处理提供了新的工艺路线。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。

图1是本发明一种利用臭氧高级氧化处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法的结构示意图。

其中：1—预处理2—臭氧催化氧化处理3—高级氧化处理4—脱氮处理5—臭氧发生器6—气浮机7—沉淀池8—提升泵9—过滤装置10—臭氧混合塔11—催化氧化塔12—高级氧化过滤装置13—高级氧化反应塔14—高级催化氧化塔15—反硝化罐16—脱氮过滤装置。

具体实施方式

本发明的一种利用臭氧高级氧化处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法，包括预处理1、臭氧催化氧化处理2、高级氧化处理3和脱氮处理4。

如图1所示，垃圾渗滤液膜浓缩液首先进入预处理1，将PH值调整为8~11的垃圾渗滤液膜浓缩液和金属盐类无机高分子絮凝剂及聚丙烯酰胺充分混合，形成絮凝体并输送至气浮机6，在气浮机6内，金属盐类无机高分子絮凝剂形成的絮凝体与气浮机6产生的微气泡粘附在一起迅速上浮，实现泥水分离；适量的金属盐类无机高分子絮凝剂不仅有效地去除垃圾渗滤液膜浓缩液中分子量大于1000原子质量单位的有机物，并在发生水解产生金属盐二合体并形成更高聚合度和羟基比的带正电荷的水解产物，该水解产物与垃圾渗滤液膜浓缩液中的有机物形成的负电性易于发生絮凝作用。本发明通过加入聚丙烯酰胺，能进一步提高其絮凝效果，提高泥水分离的速度。气浮机6输出清液，投加PH值调整剂后排入沉淀池7进行沉淀，PH调整剂可以与垃圾渗滤液膜过滤浓缩中的腐殖酸类进一步反应生成沉淀物，从而在预处理1阶段将垃圾渗滤液膜浓缩液中的有机物COD去除率提升至60~80%。

本发明的臭氧催化氧化处理2如图1所示，将沉淀池7中的上清液通过提升泵8输送到过滤装置9的顶部，在过滤装置9内部通过过滤的方法除去SS后被输送至臭氧混合塔10的顶部并被注入臭氧混合塔10，在臭氧混合塔10内与来自臭氧发生器5的臭氧通过循环射流曝气的方式进行接触混合，臭氧混合塔10内水力停留时间为60~120分钟，与臭氧充分接触混合后的废水，从臭氧混合塔10的底部排出，被输送至催化氧化塔11进行催化氧化反应，催化氧化塔11内水力停留时间为60~120分钟，经催化氧化后的废水，由催化氧化塔11顶部排出并输送至高级氧化处理3。

本发明的高级氧化处理3见图1所示，由臭氧催化氧化处理2输出的废水，将其PH值调整至8~11的范围，经过高级氧化过滤装置12过滤后，加入过氧化氢，然后输送至高级氧化反应塔13进行高级氧化反应，水力停留时间为60~120分钟，其中过氧化氢与臭氧投加量的摩尔比为0.3至0.8；经高级氧化反应塔13处理后的废水，从高级氧化反应塔13的底部排出并输送到高级催化氧化塔14进行高级催化氧化反应，水力停留时间为60~120分钟，经高级催化氧化后的废水，由高级催化氧化塔14顶部排出并输送至脱氮处理4。

本发明通过对输入系统内的垃圾渗滤液膜浓缩液的流量以及通入臭氧混合塔10和高级氧化反应塔13的臭氧气体量进行控制，对垃圾渗滤液膜浓缩液进行氧化反应时，即不会增加处理运行成本，又最大程度上有利于垃圾渗滤液膜浓缩液中羟基自由基的生成，对于垃圾渗滤液膜浓缩液中难生物降解有机物环状分子或长链分子的部分断裂。

本发明的脱氮处理4见图1所示，将高级氧化3处理后的废水输送至反硝化罐15内进行反硝化处理，反硝化处理后的废水，经过脱氮过滤装置16过滤后排放。

本发明对有机物COD均值在2500mg/L的垃圾渗滤液膜浓缩液进行处理，经过预处理1后，沉淀池7上清液出水有机物COD均值在600mg/L，再经臭氧催化氧化处理2、高级氧化处理3和脱氮处理4后，废水的有机物COD值降至100mg/L以下，TN小于40mg/L，达到GB16889-2008的排放标准。

Claims (5)

1.一种利用臭氧高级氧化处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法，其特征在于，包括预处理、臭氧催化氧化处理、高级氧化处理和脱氮处理，其中，

预处理：将垃圾渗滤液膜浓缩液的PH调整至8~11的范围，加入金属盐类无机高分子絮凝剂及聚丙烯酰胺，并进行充分混合，然后排入气浮机进行泥水分离，分离后的浮渣定时排出系统；分离后的清液加入PH调整剂，调整PH值至8~11的范围后排入沉淀池进行沉淀处理，沉淀池上清液通过提升泵，输送至臭氧催化氧化处理设备；沉淀池底部的污泥定时排出系统；

臭氧催化氧化处理：预处理的出水，经过过滤装置去除SS后，被输送至臭氧混合塔的顶部并被注入臭氧混合塔，在臭氧混合塔内与来自臭氧发生器的臭氧通过循环射流曝气的方式进行接触混合，臭氧混合塔内水力停留时间为60~120分钟，与臭氧充分接触混合后的废水，从臭氧混合塔的底部排出，被输送至催化氧化塔进行催化氧化反应，催化氧化塔内水力停留时间为60~120分钟，经催化氧化后的废水，由催化氧化塔顶部排出并输送至高级氧化处理设备；

高级氧化处理：臭氧催化氧化处理出水，将其PH调整至8~11的范围，经过高级氧化过滤装置过滤后，加入过氧化氢，然后输送至高级氧化反应塔进行高级氧化反应，水力停留时间为60~120分钟，其中过氧化氢与臭氧投加量的摩尔比为0.3~0.8；经高级氧化处理后的废水，由高级氧化反应塔的底部排出并输送到高级催化氧化塔进行催化氧化反应，水力停留时间为60~120分钟，经高级催化氧化后的废水，由高级催化氧化塔顶部排出并输送至脱氮设备；

脱氮处理：将高级氧化后的废水输送至反硝化罐内进行反硝化处理，反硝化处理后的废水，经过脱氮过滤设备过滤后排放。

2.根据权利要求1所述的一种利用臭氧高级氧化处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法，其特征在于，在所述的预处理中，将垃圾渗滤液膜浓缩液的PH值调整至8~11的范围内后，加入金属盐类无机高分子絮凝剂和聚丙烯酰胺，进行充分混合后排入气浮机进行泥水分离，分离后的浮渣输送至污泥浓缩池，分离后的清液加入PH调整剂，调整PH值到8~11的范围后排入沉淀池进行沉淀处理，沉淀时间为1~3小时，处理后垃圾渗滤液膜浓缩液中的COD去除率在60~80%。

3.根据权利要求1所述的一种利用臭氧高级氧化处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法，其特征在于，根据所处理的垃圾渗滤液膜浓缩液的水质的不同，可以包含单级或者多级的臭氧催化氧化处理。

4.根据权利要求1所述的一种利用臭氧高级氧化处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法，其特征在于，根据所处理的垃圾渗滤液膜浓缩液的水质的不同，可以包含单级或者多级的高级氧化处理。

5.根据权利要求1所述的一种利用臭氧高级氧化处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法，其特征在于，在系统进水流量为1.0吨/小时的情况下，臭氧的总投加量为2.0~4.0千克/小时。