CN109626668A

CN109626668A - 一种垃圾渗滤液的处理方法

Info

Publication number: CN109626668A
Application number: CN201811437135.9A
Authority: CN
Inventors: 李越彪; 苗晶; 王有柱; 许文强; 林会杰; 高现
Original assignee: YANTAI JINZHENG ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: YANTAI JINZHENG ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2018-11-28
Filing date: 2018-11-28
Publication date: 2019-04-16

Abstract

本发明提供一种垃圾渗滤液的处理方法，包括以下步骤：(1)垃圾渗滤液经调节池后进入低温等离子体反应器放电处理；(2)经低温等离子体反应器处理后的垃圾渗滤液进入电絮凝反应器中，絮凝沉淀从下层污泥排出口排出，上清液进入固液分离装置；(3)固液分离出水进入碟管式反渗透系统进行过滤和浓缩，过滤液回用或达标排放，浓缩液则回灌至垃圾山。与现有技术相比，本发明提供的垃圾渗滤液的处理方法将等离子体氧化与电絮凝结合，能够有效降低垃圾渗滤液中的COD和NH₃‑N，减缓后续碟管式反渗透系统中的膜污染，延长膜的使用寿命，提高回收率，简化了垃圾渗滤液的处理步骤。

Description

一种垃圾渗滤液的处理方法

技术领域

本发明涉及污水、废水处理领域，尤其涉及一种垃圾渗滤液的处理方法。

背景技术

垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、有机物分解产生的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土层的饱和持水量，并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度的有机废水。垃圾渗滤液的水质受垃圾成分、处理规模、降水量、气候、填埋工艺及填埋场使用年限等因素的影响，通常而言，具有水质变化幅度很大、盐份含量高、有机物浓度高、部分重金属离子含量高、氨氮含量高等特点。

处理垃圾渗滤液的工艺方法包括微生物处理、物理化学方法、土地处理法、回灌、膜法等。但因垃圾渗滤液的水质变化很大、毒性较大，营养元素比例不协调，B/C值较低，可生化性较差，且含有大量种类繁多的难降解有机物，尤其是对于来自化工生产行业的高亚硝酸盐、高碳酸盐和高COD浓度的垃圾渗滤液，通常其COD浓度>5000mg/L、硝酸盐浓度>1000mg/L、碳酸盐浓度>1000mg/L，B/C值<0.1，对于这种工业的垃圾渗滤液，仅采用生物处理或物理化学处理的方法难以达到达标排放要求。

目前存在将不同处理技术进行耦合处理垃圾渗滤液，如将高级氧化技术（AOP）与膜分离或生化方法相结合，以起到节能降耗的作用，并达到较好的处理效果。其中高级氧化技术（AOP）具有氧化能力高、受外界条件干扰较少等特点，可以利用强氧化性的羟基自由基（·OH）等氧化垃圾渗滤液中难降解有机物、胶体物质等，减缓膜分离中的膜表面有机污染和胶体污染，降低操作压力并提高膜分离的回收率。AOPs技术主要有：臭氧（O₃）、H₂O₂/O₃、UV/O₃（UV+O₃）、光催化（UV+TiO₂）、高能量辐射，等离子体氧化技术等。常被应用于实际生产中的多为臭氧、光催化、高能量辐射，例如专利CN201320552793.9公开了臭氧催化氧化装置联合膜生物反应器（MBR）对垃圾渗滤液进行深度处理。这些常用的AOPs技术的共同缺点是：运行费用高、氧化剂消耗量非常大，存在运输和腐蚀问题。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

为了解决高COD、高盐的垃圾渗滤液的处理问题，本发明提供了一种耦合低温等离子体氧化、电絮凝、碟管式反渗透(DTRO)的集成技术，以达到节省废水处理工序、降低能耗、达标排放的目的。

为了实现该目的，本发明采用如下技术方案：

一种垃圾渗滤液的处理方法，包括以下步骤：

(1)垃圾渗滤液经调节池后进入低温等离子体反应器，所述垃圾渗滤液经低温等离子体放电处理；

(2)经低温等离子体反应器处理后的垃圾渗滤液进入电絮凝反应器中，絮凝沉淀从下层污泥排出口排出，上清液进入固液分离装置；

(3)固液分离出水进入碟管式反渗透系统(DTRO)进行过滤和浓缩，过滤液回用或达标排放，浓缩液则回灌至垃圾山。

优选的，所述低温等离子体反应器为针板式反应器、棒棒式反应器、线筒式反应器、环筒式反应器、泡沫式反应器、隔膜放电反应器或介质阻挡放电式反应器中的一种。

优选的，所述步骤(1)中所用电源为高压脉冲电源、高频交流电源或高压直流电源中的一种，放电电流为0.1-100 A，放电时间为1-8 h，放电电压为10-50 kV，放电频率为40-400 Hz；通入空气或氧气，气体通入流量为0.05-1 m³/h。

优选的，所述DTRO采用一级处理或二级处理或二段组合形式处理。

优选的，所述电絮凝反应器中阳极与阴极的极板之间的间距为4.0-5.0 mm，阳极与阴极的极板电压为18-20 V，水力停留时间(HRT)为0.3-2 h。

优选的，所述电絮凝反应器中极板的排布方式为单级模式，采用恒定10-200 A电流供电。

优选的，所述固液分离装置为自清洗过滤器，过滤网精度为0.5-10 μm，进一步优选的为5 μm，进液量为0.5-40 m³/h。

优选的，所述固液分离装置为压滤机，与外部管道配合，也能实现自清洗功能。

优选的，所述DTRO系统中所用反渗透膜为海水淡化用膜，操作压力为50-90 bar，温度为0-40 ℃，系统回收率为50-90%。

通入一定的氧气或空气的条件下，等离子体电极在气液两相体中放电，产生与水充分接触的非平衡等离子体，造成一种既有高能电子、高氧化活性的羟基自由基，又有紫外照射及臭氧作用的强氧化氛围的水处理环境，使垃圾渗滤液中难降解的、溶解性差的有机物及胶体物质被氧化降解为小分子有机物或絮状物、易于被混凝、卷扫、吸附沉降下来，从而使得高浓度有机废水的COD可大幅降低。低温等离子体的高级氧化作用也大大降低了垃圾渗滤液的色度和臭味。

进行电絮凝处理时，不仅对小分子有机物、胶态物质、悬浮杂质有卷扫、吸附沉淀作用，且因牺牲阳极的氧化作用，能去除水中多种污染物；阴极还原作用产生的氢气气泡。由于这类气泡具有良好的黏附性能，通过其气浮的作用，可以将悬浮物带到水面从而使污染物得以去除，实现三相分离。

高盐高COD的垃圾渗滤液经低温等离子体高级氧化及电絮凝后，COD可降至<500-1000 mg/L；固液分离器出水进入DTRO，经DTRO处理后透过液即可达标排放，浓缩液回灌至垃圾山。

与现有技术相比，本发明提供的垃圾渗滤液的处理方法将等离子体氧化与电絮凝结合，能够有效降低垃圾渗滤液中的COD和NH₃-N，减缓后续碟管式反渗透系统中的膜污染，延长膜的使用寿命；有效降低DTRO系统的操作压力，并提高回收率。该集成方法简化了垃圾渗滤液的处理步骤，难降解物质的去除效率高，自动化程度高，运行稳定；DTRO处理后的出水可回用作为生产用水，实现了废水的循环利用；在降低废水排放量、避免二次污染的同时，降低了运行成本。

附图说明

图1是低温等离子体氧化-电絮凝-DTRO集成技术处理垃圾渗滤液工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明做进一步描述，具体实施例中所处理的垃圾渗滤液的COD为3,000-50,000 mg/L，溶解性固体总量（TDS）为8,000-40,000 mg/L，NH₃-N为500-5,000 mg/L，均属于高盐、高COD的难处理废水。

实施例1

表1为垃圾渗滤液的初始水质，以表1中的垃圾渗滤液的处理为例，对本发明做具体描述。

表1 垃圾渗滤液初始水质

分析项目	初始水质
		CODcr（mg/L）	18,500
BOD<sub>5</sub>（mg/L）	8,200
		NH<sub>3</sub>-N（mg/L）	2,500
电导率（μS/cm）	14,260
		pH值	6.3

一种垃圾渗滤液的处理方法，具体包括以下步骤：垃圾渗滤液经调节池后通过渗滤液喷枪进入低温等离子体反应器，该反应器采用针板式反应器，放电时辅以空气，放电电流为40 A，峰值电压为32 kV，放电频率为60 Hz。经低温等离子体放电处理6 h后，有机物的降解率达到70.9%，氧化后出水COD为5383.5 mg/L。

氧化出水进入电絮凝反应器，电絮凝反应器中电极阳极板为铁板，不锈钢为阴极板，阳极与阴极的极板之间的间距为4.0 mm，阳极与阴极的极板电压为20 V，极板排布方式为单级模式，采用恒定30 A电流供电。废水在电絮凝反应器中与通电的极板发生电化学反应，HRT为1 h。沉降污泥自电絮凝反应器下部排出，经处理后的废水因阴极产生的氢气气泡的气浮作用从电絮凝反应器顶部流出，进入过滤精度为5 μm的自清洗过滤器，经过滤后，出水COD为1400 mg/L，电导率为5400 μS/cm，浊度<1 NTU，进入一级DTRO系统。

一级DTRO系统操作压力为50 bar, 温度为18 ℃，料液流量为1.2 m³/h，系统回收率为80%。最终出水COD<200 mg/L，电导率<100 μS/cm，可作为生产用水回用，DTRO浓缩液则回灌至垃圾山。

实施例2

表2为垃圾渗滤液的初始水质，以表2中的垃圾渗滤液的处理为例，对本发明做具体描述。

表2 垃圾渗滤液初始水质

分析项目	初始水质
		CODcr（mg/L）	6910
BOD<sub>5</sub>（mg/L）	1800
		NH<sub>3</sub>-N（mg/L）	5100
电导率（μS/cm）	34000
		pH值	8.12

一种垃圾渗滤液的处理方法，具体包括以下步骤：垃圾渗滤液经调节池后通过渗滤液喷枪进入低温等离子体反应器，该反应器采用针板式反应器，放电时辅以空气，放电电流为35A，峰值电压为38 kV，放电频率为50 Hz。经低温等离子体放电处理8 h后，有机物的降解率达到75%，氧化后出水COD为1725 mg/L。

氧化出水进入电絮凝反应器，电絮凝反应器中电极阳极板为铁板，不锈钢为阴极板，阳极与阴极的极板之间的间距为4.0 mm，阳极与阴极的极板电压为18 V，极板排布方式为单级模式，采用恒定150 A电流供电。废水在电絮凝反应器中与通电的极板发生电化学反应，HRT为1.5 h。沉降污泥自电絮凝反应器下部排出，经处理后的废水因阴极产生的氢气气泡的气浮作用从电絮凝反应器顶部流出，进入过滤精度为5 μm的自清洗过滤器，经过滤后，出水COD为1318 mg/L，电导率为28000 μS/cm，氨氮为1000 mg/L，浊度<1 NTU，进入双级DTRO系统。

一级DTRO系统操作压力为70 bar, 温度为20 ℃，料液流量为5 m³/h，一级系统回收率为77%。一级产水进入二级，一级DTRO浓缩液则回灌至垃圾山；二级操作压力为35 bar，二级系统回收率为90%，最终出水COD<200 mg/L，电导率<100 μS/cm，可作为生产用水回用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种垃圾渗滤液的处理方法，包括以下步骤：

(3)固液分离出水进入碟管式反渗透系统进行过滤和浓缩，过滤液回用或达标排放，浓缩液则回灌至垃圾山。

2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述低温等离子体反应器为针板式反应器、棒棒式反应器、线筒式反应器、环筒式反应器、泡沫式反应器、隔膜放电反应器或介质阻挡放电式反应器中的一种。

3.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中所用电源为高压脉冲电源、高频交流电源或高压直流电源中的一种，放电电流为0.1-100 A，放电时间为1-8 h，放电电压为10-50 kV，放电频率为40-400 Hz；通入空气或氧气，气体通入流量为0.05-1 m³/h。

4.根据权利要求1-3任一所述的垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述碟管式反渗透系统采用一级处理或二级处理或二段组合形式处理。

5.根据权利要求4所述的垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述电絮凝反应器中阳极与阴极的极板之间的间距为4.0-5.0 mm，阳极与阴极的极板电压为18-20 V，水力停留时间为0.3-2 h。

6.根据权利要求5所述的垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述电絮凝反应器中极板的排布方式为单级模式，采用恒定10-200 A电流供电。

7.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中固液分离装置为自清洗过滤器或压滤机。

8.根据权利要求4所述的垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述碟管式反渗透系统中所用反渗透膜为海水淡化用膜，操作压力为50-90 bar，温度为0-40 ℃，系统回收率为50-90%。