CN110902907A - 一种去除垃圾渗滤液超滤出水中难降解有机物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种去除垃圾渗滤液超滤出水中难降解有机物的方法，该方法包括步骤：(1)向待处理的超滤出水中投加吸附剂进行吸附，振荡一段时间后过滤取上清液；(2)将上一步骤的上清液用硫酸调节pH到3左右；(3)向pH为3的上清液中投加催化剂和氧化剂H2O2，在UV紫外光照条件下或无光条件下进行类Fenton氧化实验；(4)采用NaOH溶液调节氧化后的溶液的pH到8‑9，离心沉淀过0.45μm的滤膜，对催化剂进行回收，发明通过吸附和类Fenton氧化结合可以改进单独吸附用于污水处理过程中的有机物去除效果不佳的问题，提高有机物去除率，同时可减少类Fenton氧化过程中的氧化剂和催化剂的投加量，降低运行成本。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体领域为一种去除垃圾渗滤液超滤出水中难降解有机物的方法。
背景技术
随着我国城市人口的增加、城市规模的扩大和居民生活水平的提高，我国城市生活垃圾的产量在急剧增加。在我国，垃圾填埋是一种主要的垃圾处理处置方式，但在填埋过程中和填埋场封场后都会伴随着垃圾渗滤液的产生。渗滤液中含有大量的有机污染物，氮、磷和种类繁多的重金属类物质，具有有机物浓度高、水质变化大、氨氮含量高和微生物营养元素比例失调等特征。经过预处理、厌氧处理和生化处理可降低废水中的大部分易降解有机物，但废水中还存在一些难降解有机物，氮、磷等元素，无法达到生活污水处理厂的进水标准。经过厌氧和生化系统处理后的超滤出水中微生物营养元素比例失调，氨氮和磷元素含量较低且具有高盐分，微生物难以生存，BOD/COD值往往也较低，废水的生化性差，因此需要去除废水中难降解有机物以及提高其生化性，从而可以进行下一工段的处理。
目前多采用物化法或高级氧化单独处理的方式去除污水中的难降解有机物。物化法主要有活性炭吸附，化学沉淀，离子交换，膜渗析，汽提及湿式氧化等多种方法，考虑到操作难度，运行成本等问题，活性炭吸附是较好的选择。高级氧化技术(advanced oxidationprocessed，AOPs)是近年来水处理领域兴起的新技术，其反应机理在于运用光、电、催化剂、氧化剂等途径，在反应中产生活性极强的自由基(如·OH，氧化还原电位E0＝2.80V)，将水体中大分子难降解有机污染物氧化降解成为低毒或无毒小分子中间产物，甚至直接降解为CO2和H2O，接近完全矿化。将AOPs应用于垃圾渗滤液处理中，可显著提高垃圾渗滤液中难降解物质的可生化性。按照氧化反应过程中自由基的产生方式和反应条件的不同，AOPs可分为类Fenton氧化法、光化学催化氧化法、臭氧氧化法、超声氧化法、电化学氧化法等，其共同特点是氧化能力强、选择性小、反应速度快和反应彻底等，对垃圾渗滤液具有较好降解效果。其中类Fenton氧化法相比其他几种氧化方式具有较好的实用价值。但是将两种方式单独用于处理污水中的难降解有机物都存在劣势，吸附法不能改善污水的生化性，同时对有机物去除效果较差，类Fenton氧化法操作运行成本较高，程序繁琐，催化剂回收困难。因此将两种方法结合用于处理污水，去除污水中难降解有机物，改善污水生化性可以降低运行成本，且达到较好的处理效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种去除垃圾渗滤液超滤出水中难降解有机物的方法，以解决上述背景技术中提出吸附和类Fenton氧化法两种方式单独用于处理污水中的难降解有机物都存在劣势，吸附法不能改善污水的生化性，同时对有机物去除效果较差，类Fenton氧化法操作运行成本较高，程序繁琐，催化剂回收困难的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种去除垃圾渗滤液超滤出水中难降解有机物的方法，具体包括以下步骤：
(1)向垃圾渗滤液超滤出水中投加吸附剂，吸附一段时间后过膜取上清液留存；
(2)调节吸附后的垃圾渗滤液超滤出水的pH到3左右；
(3)向pH为3的垃圾渗滤液超滤出水中投加氧化剂、催化剂，选取不同氧化剂与催化剂的投加比例，在UV光照条件或无光照条件下氧化一段时间；
(4)反应结束后将废水用30％氢氧化钠溶液调节pH至8-9，然后离心过膜，回收催化剂；
优选的，所述垃圾渗滤液超滤出水中，CODCr为80mg/L，TOC为11.32mg/L，是垃圾渗滤液经过预处理系统、MASF反应器和MBR系统处理后的超滤出水。
优选的，所述吸附剂为污泥活性炭、竹炭和煤质碳等活性炭。
优选的，所述吸附剂投加量为5～30g/L，吸附时间为0.5～5h。
优选的，所述氧化剂为H2O2。
优选的，所述氧化剂投加比例为与垃圾渗滤液超滤出水的体积比为0.005％～0.4％。
优选的，所述催化剂为FeSO4和/或CuCl2。
优选的，所述氧化剂和催化剂的投加比例为10：1或20：1(摩尔比)。
优选的，所述UV光照为300w。
优选的，所述过膜为过0.45μm的滤膜。
在符合本领域常识的基础上，上述可优选条件可任意组合，即得本发明各较佳实施例。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：一种去除垃圾渗滤液超滤出水中难降解有机物的方法，本发明提出的吸附和类Fenton氧化结合的方式处理垃圾渗滤液超滤出水，可以有效降低废水中的难降解有机物，改善废水的生化性；
本发明通过吸附和类Fenton氧化结合可以改进单独吸附用于污水处理过程中的有机物去除效果不佳的问题，提高有机物去除率，同时可减少类Fenton氧化过程中的氧化剂和催化剂的投加量，降低运行成本。
本发明所采用的吸附剂可采用污泥制备而成的污泥活性炭，将废弃物加以利用，以废治废。
附图说明
图1为本发明吸附和类Fenton氧化结合的方式处理垃圾渗滤液超滤出水的工艺流程图。
图2为本发明污泥活性炭投加比例对有机物去除率的影响。
图3为本发明污泥活性炭为吸附剂，投加比例分别为10g/L和20g/L时不同吸附时间对有机物去除效果的影响。
图4为本发明氧化剂和催化剂的投加比例为10：1(摩尔比)时不同氧化条件下的有机物去除效率。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种去除垃圾渗滤液超滤出水中难降解有机物的方法，具体包括以下步骤：
(1)向垃圾渗滤液超滤出水中投加吸附剂，吸附一段时间后过膜取上清液留存；
(2)调节吸附后的垃圾渗滤液超滤出水的pH到3左右；
(3)向pH为3的垃圾渗滤液超滤出水中投加氧化剂、催化剂，选取不同氧化剂与催化剂的投加比例，在UV光照条件或无光照条件下氧化一段时间；
(4)反应结束后将废水用30％氢氧化钠溶液调节pH至8-9，然后离心过膜，回收催化剂；
具体而言，所述垃圾渗滤液超滤出水中，CODCr为80mg/L，TOC为11.32mg/L，是垃圾渗滤液经过预处理系统、MASF反应器和MBR系统处理后的超滤出水。
具体而言，所述吸附剂为污泥活性炭、竹炭和煤质碳等活性炭。
具体而言，所述吸附剂投加量为5～30g/L，吸附时间为0.5～5h。
具体而言，所述氧化剂为H2O2。
具体而言，所述氧化剂投加比例为与垃圾渗滤液超滤出水的体积比为0.005％～0.4％。
具体而言，所述催化剂为FeSO4和/或CuCl2。
具体而言，所述氧化剂和催化剂的投加比例为10：1或20：1(摩尔比)。
具体而言，所述UV光照为300w。
具体而言，所述过膜为过0.45μm的滤膜。
以下为具体实施例，其中的方法如无特别说明均为常规方法，其中所用的试剂，如无特别说明，均为常规市售试剂。
实施例1
本实施例吸附和类Fenton氧化结合处理垃圾渗滤液超滤出水的具体步骤如下：
(1)向50ml垃圾渗滤液超滤出水中投加与废水比例为10g/L的煤粉碳，吸附2h，反应结束后过0.45μm滤膜取上清液测定TOC；
(2)调节吸附后的50ml上清液的pH到3；
(3)投加与废水体积比为0.07％的氧化剂H2O2、FeSO4作为催化剂，氧化剂与催化剂的比例为10：1(摩尔比)，在300w紫外光照条件氧化1h。
(4)反应结束后将废水用30％氢氧化钠溶液调节pH至8-9，然后离心过0.45μm膜取出上清液，测定TOC，计算氧化效率。
本实施例中的垃圾渗滤液超滤出水经过吸附和氧化后，TOC已降至3.02mg/L，去除率为73.28％。
实施例2
本实施例吸附和类Fenton氧化结合处理垃圾渗滤液超滤出水的具体步骤如下：
(1)向50ml垃圾渗滤液超滤出水中投加与废水比例为5g/L的污泥活性碳，吸附4h，反应结束后过0.45μm滤膜取上清液测定TOC；
(2)调节吸附后的50ml上清液的pH到3；
(3)投加与废水体积比为0.05％的氧化剂H2O2、CuCl2作为催化剂，氧化剂与催化剂的比例为10：1(摩尔比)，在300w紫外光照条件氧化1h。
(4)反应结束后将废水用30％氢氧化钠溶液调节pH至8-9，然后离心过0.45μm膜取出上清液，测定TOC，计算氧化效率。
本实施例中的垃圾渗滤液超滤出水经过吸附和氧化后，TOC已降至6.48mg/L，去除率为42.79％。
实施例3
本实施例吸附和类Fenton氧化结合处理垃圾渗滤液超滤出水的具体步骤如下：
(1)向50ml垃圾渗滤液超滤出水中投加与废水比例为5g/L的污泥活性碳，吸附4h，反应结束后过0.45μm滤膜取上清液测定TOC；
(2)调节吸附后的50ml上清液的pH到3；
(3)投加与废水体积比为0.07％的氧化剂H2O2、FeSO4作为催化剂，氧化剂与催化剂的比例为10：1(摩尔比)，在无光照条件氧化1h。
(4)反应结束后将废水用30％氢氧化钠溶液调节pH至8-9，然后离心过0.45μm膜取出上清液，测定TOC，计算氧化效率。
本实施例中的垃圾渗滤液超滤出水经过吸附和氧化后，TOC已降至4.66mg/L，去除率为58.83％。
实施例4
本实施例吸附和类Fenton氧化结合处理垃圾渗滤液超滤出水的具体步骤如下：
(1)向50ml垃圾渗滤液超滤出水中投加与废水比例为5g/L的污泥活性碳，吸附4h，反应结束后过0.45μm滤膜取上清液测定TOC；
(2)调节吸附后的50ml上清液的pH到3；
(3)投加与废水体积比为0.4％的氧化剂H2O2、CuCl2作为催化剂，氧化剂与催化剂的比例为10：1(摩尔比)，在无光照条件氧化1h。
(4)反应结束后将废水用30％氢氧化钠溶液调节pH至8-9，然后离心过0.45μm膜取出上清液，测定TOC，计算氧化效率。
本实施例中的垃圾渗滤液超滤出水经过吸附和氧化后，TOC已降至6.34mg/L，去除率为43.98％。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种去除垃圾渗滤液超滤出水中难降解有机物的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)向垃圾渗滤液超滤出水中投加吸附剂，吸附一段时间后过膜取上清液留存；
(2)调节吸附后的垃圾渗滤液超滤出水的pH到3左右；
(3)向pH为3的垃圾渗滤液超滤出水中投加氧化剂、催化剂，选取不同氧化剂与催化剂的投加比例，在UV光照条件或无光照条件下氧化一段时间；
(4)反应结束后将废水用30％氢氧化钠溶液调节pH至8-9，然后离心过膜，回收催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种去除垃圾渗滤液超滤出水中难降解有机物的方法，其特征在于：所述垃圾渗滤液超滤出水中，CODCr为80mg/L，TOC为11.32mg/L，是垃圾渗滤液经过预处理系统、MASF反应器和MBR系统处理后的超滤出水。
3.根据权利要求1所述的一种去除垃圾渗滤液超滤出水中难降解有机物的方法，其特征在于：所述吸附剂为污泥活性炭、竹炭和煤质碳等活性炭。
4.根据权利要求1所述的一种去除垃圾渗滤液超滤出水中难降解有机物的方法，其特征在于：所述吸附剂投加量为5～30g/L，吸附时间为0.5～5h。
5.根据权利要求1所述的一种去除垃圾渗滤液超滤出水中难降解有机物的方法，其特征在于：所述氧化剂为H2O2。
6.根据权利要求1所述的一种去除垃圾渗滤液超滤出水中难降解有机物的方法，其特征在于：所述氧化剂投加比例为与垃圾渗滤液超滤出水的体积比为0.005％～0.4％。
7.根据权利要求1所述的一种去除垃圾渗滤液超滤出水中难降解有机物的方法，其特征在于：所述催化剂为FeSO4和/或CuCl2。
8.根据权利要求1所述的一种去除垃圾渗滤液超滤出水中难降解有机物的方法，其特征在于：所述氧化剂和催化剂的投加比例为10：1或20：1(摩尔比)。
9.根据权利要求1所述的一种去除垃圾渗滤液超滤出水中难降解有机物的方法，其特征在于：所述UV光照为300w。
10.根据权利要求1所述的一种去除垃圾渗滤液超滤出水中难降解有机物的方法，其特征在于：所述过膜为过0.45μm的滤膜。
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