CN111170581B - 一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于环保行业污水处理技术领域，具体为一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理工艺，包括以下步骤：S1添加吸附材料、S2添加有机溶剂回收吸附材料、S3蒸发回收、S4处理难降解有机物。本发明将垃圾渗滤液膜浓缩液通过吸附树脂吸附后在经过生化处理工艺处理达标排放；吸附饱和的吸附材料通过有机溶剂解析脱附保证吸附材料的再生利用；解析后的难降解有机物和有机溶剂通过蒸发工艺进行分离，有机溶剂循环再次利用，难降解有机物作为腐殖酸为原料的产品或者回喷焚烧炉处理，达到资源化利用。本发明解决了组成复杂的渗滤液膜浓缩液的处理难题，从根本上实现了浓缩液的全量处理及资源利用最大化。

Description

一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理工艺

技术领域

本发明属于环保行业污水处理技术领域，尤其涉及一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理工艺。

背景技术

垃圾在填埋、焚烧过程中产生的渗滤液是一种水质水量变化大、氨氮含量高，成分复杂的高浓度难处理有机废水。随着国家环保要求的提高，渗滤液处理出水要求达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)的要求。传统的深度处理采用纳滤和反渗透组合技术，但是，垃圾渗滤液经过纳滤、反渗透系统深度处理后会产生大量的膜浓缩液。

垃圾渗滤液膜浓缩液的主要成份为腐殖质类物质、二级处理出水中残留的未降解有机物和溶解性微生物产物(SMP)等物质，浓缩液，COD通常在5000mg/L以上，氨氮浓度约为50～200mg/L，电导率约为20000～50000μs/cm；反渗透工艺产生的浓缩液，COD 通常在1000mg/L以上，总硬度在1500mg/L以上，电导率约为30000～50000μs/cm。

目前国内外处理膜浓缩液的主要方法有以下几种：回喷或者回灌、蒸发、高级氧化法、焚烧法。蒸发工艺解决了膜浓缩液不断回流带来的弊端，但蒸发工艺存在的主要问题是费用高和蒸发器发生严重的腐蚀结垢问题；而直接将膜浓缩液焚烧处理，其总运行成本将非常高。公开号为CN105923850A的中国发明专利提供了一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，通过多级氧化的方法处理膜浓缩液，该方法所需药剂量大，工艺控制需精确，产生大量的沉淀废物需要处理。公开号为CN103626314A的中国发明专利提出了一种垃圾渗滤液的纳滤浓缩液处理工艺，主要是采用两级物料膜系统对膜浓缩液进行浓缩分离。该方法在一定程度上对膜浓缩液进行了减量化处理，但实际上还有少部分更高浓度的浓缩液无法处理。公开号为CN104211245A的中国发明专利提供了一种垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理方法，主要是将浓缩液预处理后通过多效膜蒸馏处理，获得浓缩液和淡水，浓缩液再次进行蒸发浓缩结晶，所得固体填埋处理。该方法进行了多次浓缩，虽然一定程度上减少了浓缩液产量，但最终的浓缩液更难处理，同时处理成本费用很高。现有的处理方法中始终会存留部分高浓度浓缩液或产生部分固体废物需要进一步处理，目前还没有非常成熟完善的技术方案对膜浓缩液进行有效合理的全量处理。

目前，低成本处理渗透液浓缩液，来实现更高效渗透液浓缩液的处理工艺是目前的研究方向。

发明内容

本发明的目的提供一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理工艺，简化了工艺流程，使得渗滤膜浓缩液可以有效变为无污染水体排放，处理过程中的吸附材料和有机溶剂可以循环利用，显著降低渗滤膜浓缩液处理的成本；提高了处理材料的回用率；解决了组成复杂的渗滤液膜浓缩液的处理难题，从根本上实现了浓缩液的全量处理及资源利用最大，使整个处理工艺流程连续操作，提高效益，可广范应用。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：

一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理工艺，包括以下步骤：

S1、添加吸附材料：将渗滤液膜浓缩液通过吸附材料进行吸附，渗滤液膜浓缩液吸附后出水进入生化处理，达标后排放；

S2、添加有机溶剂并回收吸附材料：吸附材料中吸附的有机物在吸附材料达到饱和后, 添加有机溶剂进行解析，解析再生后的吸附材料重新用于吸附工作；

S3、蒸发回收：S2产生的解析液通过蒸发工艺进行分离，回收得到有机溶剂和有机物；

S4、处理难降解有机物：将S3得到的难降解有机物进行焚烧或回收利用。

进一步的，所述吸附材料包括含有各种活性基团的大孔树脂和双醛改性多巴胺大孔树脂。

进一步的，所述吸附材料还包括氨基化聚乙二醇和苯四甲酸酐通过双醛多糖交联改性，通过热缩聚法合成的高分子吸附材料。

进一步的，S1中吸附材料采用多级逆流逐层吸附。

进一步的，S1中吸附材料采用柱或者罐装填，柱或者罐的装填率为50％-100％，采用一用一备方式。

进一步的，S2中添加有机溶剂的处理过程具体为：A，添加一号有机溶剂，将吸附材料浸入到一号有机溶剂中，同时利用超声波进行振荡洗涤；B，A步骤冲洗后，加载空气曝气去除吸附材料内残留的一号有机溶剂与杂质；C，添加二号有机溶剂，将吸附材料浸入到二号有机溶剂中，同时利用超声波进行振荡洗涤；D，二次冲洗后，加载空气曝气去除吸附材料内残留物质。

进一步的，所述一号有机溶剂还包括环糊精与酸酐制备的环糊精基聚合物，环糊精基聚合物浸润在二甲亚砜中。

进一步的，所述二号有机溶剂包括甲醇、丙酮和二氯甲烷中的至少一种，所述二号有机溶剂的质量分数≥95％。

进一步的，生化处理工艺中的使用的微生物为高耐盐菌种。

进一步的，蒸发工艺蒸发温度小于65℃且大于30℃。

本发明的有益效果：

1、本发明简化了现有渗滤膜浓缩液处理的工艺流程，使得渗滤膜浓缩液可以有效变为无污染水体排放，处理过程中的吸附材料和有机溶剂可以循环利用，显著降低渗滤膜浓缩液处理的成本；提高了处理材料的回用率；使整个处理工艺流程连续操作，提高效益，可广范应用。

2、本发明采用用吸附+生化处理方法+有机溶剂洗涤+蒸发工艺将膜浓缩液全量处理，同时达到资源利用最大化，利用吸附柱或者吸附罐中装填的吸附材料吸附膜浓缩液中的大量有机物，降低出水的COD，吸附后出水进入生化处理工艺除去 COD、氨氮，达到排放标准后排放；在连续处理膜浓缩液过程中，当吸附材料达到饱和吸附后，切换吸附柱或者吸附罐，继续进行膜浓缩液的连续处理，而饱和的吸附材料通过有机溶剂解析再生，恢复其吸附功能，解析再生后的吸附材料重新循环用于吸附工作。

3、本发明的吸附材料包括含有各种活性基团的大孔树脂和双醛改性多巴胺大孔树脂共同作用时，减少了吸附材料的用量，吸附相同的杂质和有机物本吸附材料的用量约常规使用的1/3；加入热缩聚法合成的高分子吸附材料，高分子材料的中的氨基化增强吸附材料的活性，乙二醇的羟基增强亲水性，而其中的苯环增强与难降解有机物的亲和性，更容易吸附难降解有机物；采用灌装或柱装的多级逆流逐层吸附，增强了吸附有机物、无机物等杂志的吸附效果，提高了吸附效率；而一号有机溶剂的环糊精基聚合物与本发明的高分子吸附材料具有拮抗作用，环糊精基聚合物把吸附材料中难降解有机物转移到自身的聚合物中，有效解析了吸附材料，便于吸附材料的循环利用；环糊精基聚合物原料便宜广泛，在进行沉淀过滤时，部分环糊精基聚合物沉淀直接滤出后焚烧或回收处理。

4、本发明的一号有机溶剂适用于有机物包括难降解有机物、无机物和杂质的去除，二号有机溶剂对难降解机物的去除有优异的效果；超声波振动辅助解析清洗，使物理力反复均匀作用于吸附材料与吸附物之间，将吸附物质在吸附材料上逐层剥离，能大幅度的增强解析效果；有机溶剂解析与超声波振动清洗结合，改善降低有机溶剂用量并且对吸附材料孔隙中的有机物有更佳的除去效果，加上曝气的混合作用和有机溶剂的循环流动能更快将吸附材料中物质解析干净。通过4步对吸附材料进行组合解析清洗，被有机物和胶体等无机物污染的吸附材料的吸附能力恢复率可达92％以上；空气曝气进一步强化解析部分有机物。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明本发明实施例的工艺流程图；

图2为本发明实施例的设备连接关系示意图。

附图标号说明：1、渗滤液膜浓缩液原液罐，2、进水泵，3、吸附柱，4、吸附罐， 5、生化处理池，6-1、一号有机溶剂储罐，6-2、二号有机溶剂罐，6-3、空气罐，7、泵，8、蒸发器，9、冷却器。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理工艺，包括以下步骤：

S1、添加吸附材料：将渗滤液膜浓缩液通过吸附材料进行吸附，渗滤液膜浓缩液吸附后出水进入生化处理，达标后排放；

S2、添加有机溶剂并回收吸附材料：吸附材料中吸附的有机物在吸附材料达到饱和后, 添加有机溶剂进行解析，解析再生后的吸附材料重新用于吸附工作；

S3、蒸发回收：S2产生的解析液通过蒸发工艺进行分离，回收得到有机溶剂和有机物；

S4、处理难降解有机物：将S3得到的难降解有机物进行焚烧或回收利用。

优选的，所述吸附材料包括含有各种活性基团的大孔树脂和双醛改性多巴胺大孔树脂。

优选的，所述吸附材料还包括氨基化聚乙二醇和苯四甲酸酐通过双醛多糖交联改性，通过热缩聚法合成的高分子吸附材料。

优选的，S1中吸附材料采用多级逆流逐层吸附。

优选的，S1中吸附材料采用柱或者罐装填，柱或者罐的装填率为50％-100％，采用一用一备方式。

优选的，S2中添加有机溶剂的处理过程具体为：A，添加一号有机溶剂，将吸附材料浸入到一号有机溶剂中，同时利用超声波进行振荡洗涤；B，A步骤冲洗后，加载空气曝气去除吸附材料内残留的一号有机溶剂与杂质；C，添加二号有机溶剂，将吸附材料浸入到二号有机溶剂中，同时利用超声波进行振荡洗涤；D，二次冲洗后，加载空气曝气去除吸附材料内残留物质。

优选的，所述一号有机溶剂还包括环糊精与酸酐制备的环糊精基聚合物，所述环糊精基聚合物浸润在二甲亚砜中。

优选的，所述二号有机溶剂包括甲醇、丙酮和二氯甲烷中的至少一种，所述二号有机溶剂的质量分数≥95％。

优选的，生化处理工艺中的使用的微生物为高耐盐菌种。

优选的，蒸发工艺蒸发温度小于65℃且大于30℃。

实施例1

一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理工艺，包括以下步骤：

S1、添加吸附材料：将渗滤液膜浓缩液通过吸附材料进行吸附，渗滤液膜浓缩液吸附后出水进入生化处理，达标后排放；吸附材料包括含有各种活性基团的大孔树脂和双醛改性多巴胺大孔树脂。S1中吸附材料采用多级逆流逐层吸附。S1中吸附材料采用柱装填，装填率为85％，采用一用一备方式。

生化处理工艺中的使用的微生物为高耐盐菌种。

S2、添加有机溶剂并回收吸附材料：吸附材料中吸附的有机物在吸附材料达到饱和后,添加有机溶剂进行解析，解析再生后的吸附材料重新用于吸附工作；S2中添加有机溶剂的处理过程具体为：A，添加一号有机溶剂，将吸附材料浸入到一号有机溶剂中，同时利用超声波进行振荡洗涤；B，A步骤冲洗后，加载空气曝气去除吸附材料内残留的一号有机溶剂与杂质；C，添加二号有机溶剂，将吸附材料浸入到二号有机溶剂中，同时利用超声波进行振荡洗涤；D，二次冲洗后，加载空气曝气去除吸附材料内残留物质。所述一号有机溶剂还包括环糊精与酸酐制备的环糊精基聚合物，所述环糊精基聚合物浸润在二甲亚砜中。所述二号有机溶剂包括甲醇、二氯甲烷，所述二号有机溶剂的质量分数为95％。

S3、蒸发回收：S2产生的解析液通过蒸发工艺进行分离，回收得到有机溶剂和有机物；蒸发工艺蒸发温度为35℃。

S4、处理难降解有机物：将S3得到的难降解有机物进行焚烧或回收利用。

本实施例的工艺流程如图1所示。

实施例2

一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理工艺，包括以下步骤：

S1、添加吸附材料：将渗滤液膜浓缩液通过吸附材料进行吸附，渗滤液膜浓缩液吸附后出水进入生化处理，达标后排放；吸附材料包括含有各种活性基团的大孔树脂、双醛改性多巴胺大孔树脂和括氨基化聚乙二醇和苯四甲酸酐通过双醛多糖交联改性，通过热缩聚法合成的高分子吸附材料。S1中吸附材料采用多级逆流逐层吸附，多级逆流逐层吸附为3级逆流吸附；S1中吸附材料采用罐装填，装填率为50％，采用一用一备方式。生化处理工艺中的使用的微生物为高耐盐菌种。

S2、添加有机溶剂并回收吸附材料：吸附材料中吸附的有机物在吸附材料达到饱和后,添加有机溶剂进行解析，解析再生后的吸附材料重新用于吸附工作；S2中添加有机溶剂的处理过程具体为：A，添加一号有机溶剂，将吸附材料浸入到一号有机溶剂中，同时利用超声波进行振荡洗涤；B，A步骤冲洗后，加载空气曝气去除吸附材料内残留的一号有机溶剂与杂质；C，添加二号有机溶剂，将吸附材料浸入到二号有机溶剂中，同时利用超声波进行振荡洗涤；D，二次冲洗后，加载空气曝气去除吸附材料内残留物质。所述一号有机溶剂还包括环糊精与酸酐制备的环糊精基聚合物，所述环糊精基聚合物浸润在二甲亚砜中。所述二号有机溶剂包括甲醇、丙酮和二氯甲烷中的至少一种，所述二号有机溶剂的质量分数为97％。

S3、蒸发回收：S2产生的解析液通过蒸发工艺进行分离，回收得到有机溶剂和有机物；蒸发工艺蒸发温度60℃。

S4、处理难降解有机物：将S3得到的难降解有机物进行焚烧或回收利用。

实施例3

一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理工艺，包括以下步骤：

S1、添加吸附材料：将渗滤液膜浓缩液通过吸附材料进行吸附，渗滤液膜浓缩液吸附后出水进入生化处理，达标后排放；吸附材料包括含有各种活性基团的大孔树脂，双醛改性多巴胺大孔树脂和氨基化聚乙二醇和苯四甲酸酐通过双醛多糖交联改性，通过热缩聚法合成的高分子吸附材料。S1中吸附材料采用多级逆流逐层吸附，为5级逆流逐层吸附。S1中吸附材料采用柱和罐同时装填，柱和罐的装填率均为100％，采用一用一备方式。

生化处理工艺中的使用的微生物为高耐盐菌种。

S2、添加有机溶剂并回收吸附材料：吸附材料中吸附的有机物在吸附材料达到饱和后,添加有机溶剂进行解析，解析再生后的吸附材料重新用于吸附工作；S2中添加有机溶剂的处理过程具体为：A，添加一号有机溶剂，将吸附材料浸入到一号有机溶剂中，同时利用超声波进行振荡洗涤；B，A步骤冲洗后，加载空气曝气去除吸附材料内残留的一号有机溶剂与杂质；C，添加二号有机溶剂，将吸附材料浸入到二号有机溶剂中，同时利用超声波进行振荡洗涤；D，二次冲洗后，加载空气曝气去除吸附材料内残留物质。所述一号有机溶剂还包括环糊精与酸酐制备的环糊精基聚合物，所述环糊精基聚合物浸润在二甲亚砜中；所述二号有机溶剂包括甲醇、丙酮和二氯甲烷中的至少一种，所述二号有机溶剂的质量分数96％。

S3、蒸发回收：S2产生的解析液通过蒸发工艺进行分离，回收得到有机溶剂和有机物；蒸发工艺蒸发温度45℃。

S4、处理难降解有机物：将S3得到的难降解有机物进行焚烧或回收利用。

实施例4

如附图2所示，一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理工艺，该工艺所用的设备包括渗滤液膜浓缩液原液罐1，进水泵2，吸附柱3，吸附罐4，生化处理池5，一号有机溶剂储罐6-1，二号有机溶剂罐6-2，空气冲洗罐6-3，泵7，蒸发器8，冷却器9。

第一步：将原液罐1中的渗滤液膜浓缩液通过泵2进入吸附柱3去除有机物，在此之前打开阀门，通过吸附柱3的渗滤液膜浓缩液在进入生化处理池5进一步去除COD 和氨氮，最终废水达标排放。

第二步：当生化处理池5的进水COD指标超过控制标准即切换阀门，重复第一步骤处理渗滤液膜浓缩液原液罐1中的原液。

第三步：打开阀门，将一号有机溶剂罐6-1中的一号有机溶剂通过泵7进入吸附罐4进行解析工作，将吸附材料浸入到一号有机溶剂中，同时利用超声波进行振荡洗涤；A 步骤冲洗后，加载空气罐6-3中空气，用曝气法去除吸附材料内残留的一号有机溶剂与杂质；添加二号有机溶剂罐6-2中二号有机溶剂，将吸附材料浸入到二号有机溶剂中，同时利用超声波进行振荡洗涤；二次冲洗后，加载空气罐6-3中空气曝气去除吸附材料内残留物质。

将吸附材料吸附的有机溶剂解析洗出进入蒸发器8进行蒸发分离工作，从蒸发器8上部出来的有机溶剂经过冷却器9冷凝后返回有机溶剂罐6重复利用，蒸发器底部的残留液为难降解有机物，可资源化利用。

第四步，当吸附柱3或吸附罐4吸附饱和后，按照上述步骤重复操作。保证解析后的树脂可再生利用。

本发明通过吸附再生、生化工艺以及蒸发工艺的组合处理，保证了浓缩液的全量处理，同时达到了资源利用最大化。

对比例1

本对比例中吸附材料只使用吸附材料包括含有各种活性基团的大孔树脂，加入的总质量为吸附材料总实施例1吸附材料质量之和。其他均同实施例1。

对比例2

本对比例中只使用二号有机溶剂进行解析，无一号有机溶剂解析步骤理步骤。其他均同实施例3。

对比例3

本对比例中只使用一号有机溶剂进行解析，无二号有机溶剂解析步骤处理步骤。其他均同实施例3。

对比例4

本对比例中只使用1号有机溶剂和二号有机溶剂进行解析，无空气曝气处理步骤。其他均同实施例3。

实验数据记录

将上述实施例和对比例的处理工艺作用于同一渗滤液膜浓缩液，检测原渗滤液膜浓缩液中有机物和难降解有机物的含量，分别记录处理过程中各参数变化，得表1。

将上述实施例中的各处理工艺中参数变化汇总在下表中。

表1、渗滤液膜浓缩液处理参数含量表。从上表中可以看出，本发明采用的组合工艺，混合的吸附材料增强了对渗滤液膜浓缩液的吸附率和吸附速度；有机溶剂的解析过程有效保障了吸附材料中吸附的有机物和难降解有机物能被有效解析出来，使吸附材料恢复吸附能力，继续作用于本发明的处理工艺，一号有机溶剂和二号有机溶剂相互作用，有效保证了解析效果，空气曝气有效保证了有机溶剂与吸附材料的有效分离和部分有机物的分解氧化。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、添加吸附材料：将渗滤液膜浓缩液通过吸附材料进行吸附，渗滤液膜浓缩液吸附后出水进入生化处理，达标后排放；

S2、添加有机溶剂并回收吸附材料：吸附材料中吸附的有机物在吸附材料达到饱和后，添加有机溶剂进行解析，解析再生后的吸附材料重新用于吸附工作；

S3、蒸发回收：S2产生的解析液通过蒸发工艺进行分离，回收得到有机溶剂和有机物；

S4、处理难降解有机物：将S3得到的难降解有机物进行焚烧或回收利用；

所述吸附材料包括含有各种活性基团的大孔树脂和双醛改性多巴胺大孔树脂；

所述吸附材料还包括氨基化聚乙二醇和苯四甲酸酐通过双醛多糖交联改性，通过热缩聚法合成的高分子吸附材料；

S2中添加有机溶剂的处理过程具体为：A，添加一号有机溶剂，将吸附材料浸入到一号有机溶剂中，同时利用超声波进行振荡洗涤；B，A步骤冲洗后，加载空气曝气去除吸附材料内残留的一号有机溶剂与杂质；C，添加二号有机溶剂，将吸附材料浸入到二号有机溶剂中，同时利用超声波进行振荡洗涤；D，二次冲洗后，加载空气曝气去除吸附材料内残留物质；

所述一号有机溶剂还包括环糊精与酸酐制备的环糊精基聚合物，环糊精基聚合物浸润在二甲亚砜中；

所述二号有机溶剂包括甲醇、丙酮和二氯甲烷中的至少一种，所述二号有机溶剂的质量分数≥95%。

2.根据权利要求1所述一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理工艺，其特征在于，S1中吸附材料采用多级逆流逐层吸附。

3.根据权利要求1所述一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理工艺，其特征在于，S1中吸附材料采用柱或者罐装填，柱或者罐的装填率为50%-100%，采用一用一备方式。

4.根据权利要求1-3任意一项所述一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理工艺，其特征在于，生化处理工艺中的使用的微生物为高耐盐菌种。

5.根据权利要求1-3任意一项所述一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理工艺，其特征在于，蒸发工艺蒸发温度小于65℃且大于30℃。

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