CN111285511A - 垃圾渗滤液生化处理前的预处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了垃圾渗滤液生化处理前的稳定化预处理工艺，垃圾渗滤液废水依次进入调节池、精滤罐、第一级处理池、第二级处理池和生化处理池；经过第一级处理池中的第一树脂填料层，渗滤液中的腐殖酸类物质被快速吸附；出水进入第二级处理池中，经过第二树脂填料层，废水中的氨氮被快速吸附。第一级处理池和第二级处理池中，安装有电化学装置，对树脂填料进行复活。本发明工艺简单，可推广性强，分步去除垃圾渗滤液中的腐殖酸和氨氮污染物，同时在电场作用下，对树脂填料进行再生；本工艺明显降低了渗滤液中的难降解物质，提高了渗滤液的可生化性，平衡碳氮比，提高后续的生化处理能力，出水稳定达标。

Description

垃圾渗滤液生化处理前的预处理工艺

技术领域

本发明涉及污水处理工艺，尤其涉及垃圾渗滤液生化处理前的预处理工艺。

背景技术

垃圾渗滤液是一种成分复杂、有机质含量高的废水。不仅污染土壤及地表水源，还会对地下水造成污染，如不进行妥善处理会严重影响人类健康和生存环境。渗滤液中的有机难降解污染物主要是腐殖酸类大分子物质，是影响渗滤液生化处理达标排放的主要问题，同时渗滤液中氨氮含量高，碳氮比严重不平衡，将导致垃圾渗滤液的生化处理效果不佳。

树脂吸附是处理渗滤液中有机物和氨氮的一种有效技术，其中以腐殖酸为主的有机质吸附，不仅可以去除水中的腐殖酸，还可回收腐殖酸作为可利用的资源。但是单独使用树脂处理，存在吸附容量有限，使用寿命较短，费用较高的问题，而且，废弃有机树脂为HW13类危险废物，后续的处理价格较高，增加了总体的使用成本。有研究发现，在电场作用下，水体作为再生剂，同时电离出H+和OH-，能够实现失效离子交换树脂的再生。另一方面，有研究表明，在传统的电解槽中加入适当的粒子，可使其成为带电的粒子电极，减少污染物电化学反应的传质阻力，增强电化学反应的电流效率，说明在电场作用下树脂填料可同时作为带电粒子电极发挥对水的电离作用，同时实现自身的原位复活再生。

发明内容

基于上述综述，本发明利用树脂填料的选择性吸附，分步去除垃圾渗滤液中的腐殖酸和氨氮污染物，同时在电场作用下，对树脂填料进行再生；本工艺明显降低了渗滤液中的难降解物质，提高了渗滤液的可生化性，平衡碳氮比，提高后续的生化处理能力，出水稳定达标；

本发明所采用的技术方案如下：

垃圾渗滤液废水依次进入调节池、精滤罐、第一级处理池、第二级处理池和生化处理池；

步骤1：垃圾渗滤液进入调节池，调节PH，

步骤2：步骤1中的出水进入精滤罐，精滤罐内安装有滤膜；

步骤3：步骤2中的出水进入第一级处理池；第一级处理池，包括第一树脂填料层、第一电化学装置；垃圾渗滤液中的腐殖酸类物质被第一树脂填料层吸附；

步骤4：步骤3中的出水进入第二级处理池，第二级处理池，包括第二树脂填料层、第二电化学装置；步骤3中的出水进入第二树脂填料层，氨氮被吸附；

其中，第一级处理池中，用荧光光谱测定出水中腐殖酸的含量，当第一树脂填料层的处理效率低于90％时，加入再生液直至没过第一树脂填料层的体积，开启第一电化学装置使第一树脂复活再生，再生时间30-60min，第一树脂上吸附的腐殖酸发生脱吸附，腐殖酸进入再生液，第一树脂再生完成后，再生液从第一级处理池的下方管路收集至回收池，进行腐殖酸的回收；

第二级处理池，用纳氏试剂法测定出水中氨氮的含量，当第二树脂填料层的处理效果低于90％时，加入再生液至没过第二树脂填料层的体积，开启第二电化学装置，再生时间30-60min，对第二树脂进行复活再生，再生过程中，第二树脂吸附的氨氮在电场作用下，通过第二树脂形成的粒子电极，发生电化学反应，将氨氮直接去除；

步骤5：步骤4中的出水，进入生化处理池；

第一电化学装置和第二电化学装置结构相同。

进一步的，调节池的PH值7-9。

进一步的，第一电化学装置，包括电源、阴极组件和阳极组件；阴极组件包括第一阴极、第二阴极、第三阴极和第一导电板；阳极组件包括第一阳极、第二阳极和第二导电板；第一阳极、第二阳极和第一阴极、第二阴极、第三阴极呈圆筒形；从圆心方向向外，依次为第一阴极，第一阳极，第二阴极，第二阳极，第三阴极；第一阴极和第一阳极之间，第二阴极和第二阳极之间，第二阳极和第三阴极之间，分别填充第一树脂填料层；第一导电板依次连接第一阴极，第二阴极，第三阴极与电源的负极相连；第二导电板依次连接第一阳极，第二阳极与电源的正极相连。

进一步的，第一级处理池里的第一树脂填料层为强碱型阴离子交换树脂，粒度0.3-1.2mm；第二树脂为强酸型阳离子交换树脂，粒度0.3-1.2mm。

进一步的，阳极组件中的阳极材料为涂层钛，钛，或石墨中的一种；阴极组件中的阴极材料为钛，石墨或不锈钢中的一种。

进一步的，步骤3和步骤4中的再生液为水。

进一步的，开启第一电化学装置使第一树脂复活再生，调节电压1.5-2.5V， pH值为7-9；开启第二电化学装置使第二树脂复活再生，调节电压1.5-2.5V，pH 值为5-7。

进一步的，本工艺还包括稀碱池和稀酸池，分别连接第一级处理池和第二级处理池。

进一步的，对腐殖酸的回收，调节回收池内pH为弱酸性，使腐殖酸沉淀，上清可作为再生液重复利用。

进一步的，对腐殖酸的回收，当回收的腐殖酸浓度较低时<5％，第一级处理池中的出水经超滤膜系统的超滤膜浓缩，再到回收池；超滤膜材料为醋酸纤维素类、醋酸纤维素酯类、聚乙烯类、聚砜类及聚酰胺类中的一种；超滤膜的浓缩倍数为5-10倍。

本发明处理方法简单，能够利用树脂填料的选择性吸附特性分步去除渗滤液中的腐殖酸类物质和氨氮，通过前期的预处理，明显了降低渗滤液中的难降解去除物质，提高可生化性，平衡碳氮比，提高后续的生化处理池的处理效能，出水稳定达标。去除后的的腐殖酸类物质可进行回收，产生一定的经济价值，氨氮可在电场条件下通过粒子电极发生电化学反应直接去除。各树脂填料能够在电场的作用下，以水作为再生液，原位复活再生，再通稀碱池和稀酸池来调节第一级处理池和第二级处理池的酸碱度，树脂填料使用寿命较长，使用成本较低，同时能够避免酸碱再生产生大量废水。

附图说明

图1为本发明垃圾渗滤液生化处理前的预处理工艺的装置图；

图2为本发明垃圾渗滤液生化处理前的预处理工艺的另一装置图；

图3为本发明垃圾渗滤液生化处理前的预处理工艺中电化学装置图。

具体实施方式

以下详细描述本发明的技术方案。本发明实施例仅供说明具体结构，该结构的规模不受实施例的限制。

实施例1：如图1和图3所示，垃圾渗滤液生化处理前的稳定化预处理工艺，垃圾渗滤液废水处理前，COD 2050mg/L，氨氮1178mg/L，腐殖酸含量50％；垃圾渗滤液废水依次进入调节池1、精滤罐2、第一级处理池3、第二级处理池4和生化处理池5；

步骤1：垃圾渗滤液废水进入调节池，PH值7-9，

步骤2：步骤1中的出水进入精滤罐2，精滤罐2内安装有滤膜，去除不溶性悬浮物杂质等；

步骤3：步骤2中的出水进入第一级处理池3，经过第一树脂填料层31，垃圾渗滤液中的腐殖酸类物质被第一树脂填料层31吸附；第一级处理池3包括第一树脂填料层31、第一电化学装置32；第一级处理池3里的第一树脂填料层31 为强碱型阴离子交换树脂，粒度0.3-1.2mm；用荧光光谱测定出水中腐殖酸的含量，第一树脂填料层31的处理效率低于90％时，加入水直至没过第一树脂填料层31的体积，开启第一电化学装置32，使第一树脂复活再生，调节电压2V，pH 值为9，再生时间50min，第一树脂上吸附的腐殖酸发生脱吸附，腐殖酸进入水体，再生完成后，含腐殖酸的水体从第一级处理池的下方管路收集至回收池6，进行腐殖酸的回收；调节回收池内pH为弱酸性，使腐殖酸沉淀，上清可作为再生液重复利用；第一级处理池出水，腐殖酸含量从原来的50％降至5％，氨氮含量有原来的1178mg/L，降为1100mg/L；

步骤4：步骤3中的出水进入第二级处理池4的第二树脂填料层41，氨氮被吸附；第二级处理池4，包括第二树脂填料层41、第二电化学装置42；第二树脂为强酸型阳离子交换树脂，粒度0.3-1.2mm；用纳氏试剂法法测定出水中氨氮的含量，当第二树脂填料层41的处理效果低于90％时，加入水至没过填料体积，开启第二电化学装置42，使第二树脂复活再生，调节电压2V，pH值为6；再生时间40min，对第二树脂进行复活再生，再生过程中，第二树脂吸附的氨氮在电场作用下，通过第二树脂形成的粒子电极，发生电化学反应，将氨氮直接去除；第二级处理池出水，腐殖酸含量5％，氨氮含量为100mg/L；

步骤5：步骤4中的出水，进入生化处理池5。

本工艺中的第一电化学装置32和第二电化学装置42结构相同。

第一电化学装置，包括电源33、阴极组件34和阳极组件35；阴极组件34 包括第一阴极341、第二阴极342、第三阴极343和第一导电板36；阳极组件 35包括第一阳极351、第二阳极352和第二导电板37；第一阳极351、第二阳极352和第一阴极341、第二阴极342、第三阴极343呈圆筒形，从圆心方向向外，依次为第一阴极341，第一阳极351，第二阴极342，第二阳极352，第三阴极343；第一阴极341和第一阳极351之间，第二阴极342和第二阳极352之间，第二阳极352和第三阴极343之间，分别填充第一树脂填料层31。第一导电板36连接第一阴极341、第二阴极342、第三阴极343与电源33的负极相连，第二导电板37连接第一阳极351和第二阳极352，与电源33的正极相连。

第二电化学装置42和第一电化学装置32结构相同，阳极和阴极之间填充第二树脂填料层41。

电极阳极材料为涂层钛；阴极材料为钛。

本工艺中还包括稀碱池7和稀酸池8，分别连接第一级处理池3和第二级处理池4，用来调节第一级处理池和第二级处理池中树脂再生时的PH值。

表1：渗滤液处理结果

	腐殖酸含量	氨氮含量mg/L
			废水	50％	1178
第一级出水	5％	1100
			第二级出水	5％	100

第一级树脂的再生结果如表2；以涂层钛材料为阳极，钛材料为阴极，水为再生液，电压2V，监测pH变化至9。

表2：第一级树脂的再生结果

	腐殖酸去除率
		再生前	95％
再生后	94％

第二级树脂的再生结果如表3，以涂层钛材料为阳极，钛材料为阴极，水为再生液，电压2V，监测pH变化至6。

表3：第二级树脂的再生结果

	氨氮去除率
		再生前	98％
再生后	96％

实施例2：如图2和图3所示：垃圾渗滤液生化处理前的稳定化预处理工艺，垃圾渗滤液废水处理前，COD 6864mg/L，氨氮1850mg/L，腐殖酸含量10％；垃圾渗滤液废水依次进入调节池1、精滤罐2、第一级处理池3、第二级处理池 4和生化处理池5；

步骤1：垃圾渗滤液废水进入调节池，PH值7-9，

步骤2：步骤1中的出水进入精滤罐2，精滤罐2内安装有滤膜，去除不溶性悬浮物杂质等；

步骤3：步骤2中的出水进入第一级处理池3，经过第一树脂填料层31，垃圾渗滤液中的腐殖酸类物质被第一树脂填料层31吸附；第一级处理池3包括第一树脂填料层31、第一电化学装置32；第一级处理池里的第一树脂填料层为强碱型阴离子交换树脂，粒度0.3-1.2mm；用荧光光谱测定出水中腐殖酸的含量，第一树脂填料层的处理效率低于90％时，加入水直至没过第一树脂填料层31的体积，开启第一电化学装置32，使第一树脂复活再生，调节电压2V，pH值为9，再生时间50min，第一树脂上吸附的腐殖酸发生脱吸附，腐殖酸进入水体，再生完成后，含腐殖酸的水体从第一级处理池的下方管路经超滤膜系统9的超滤膜浓缩，收集至回收池6，进行腐殖酸的回收；超滤膜材料为醋酸纤维素类；超滤膜的浓缩倍数为7倍；第一级处理池出水，腐殖酸含量从原来的10％降至 1.5％，氨氮含量有原来的1850mg/L，降为1700mg/L；

步骤4：步骤3中的出水进入第二级处理池4的第二树脂填料层41，氨氮被吸附；第二级处理池4，包括第二树脂填料层41、第二电化学装置42；第二树脂为强酸型阳离子交换树脂，粒度0.3-1.2mm；用纳氏试剂法法测定出水中氨氮的含量，当第二树脂填料层41的处理效果低于90％时，加入水至没过第二树脂填料层的体积，开启第二电化学装置42，使第二树脂复活再生，调节电压2V， pH值为6；再生时间40min，对第二树脂进行复活再生，再生过程中，第二树脂吸附的氨氮在电场作用下，通过第二树脂形成的粒子电极，发生电化学反应，将氨氮直接去除；第二级处理池出水，腐殖酸含量0.5％，氨氮含量85mg/L；

步骤5：步骤4中的出水，进入生化处理池5。

本工艺中的第一电化学装置32和第二电化学装置42结构相同。第一电化学装置，包括电源33、阴极组件34和阳极组件35；阴极组件34包括第一阴极 341、第二阴极342、第三阴极343和第一导电板36；阳极组件35包括第一阳极351、第二阳极352和第二导电板37；第一阳极351、第二阳极352和第一阴极341、第二阴极342、第三阴极343呈圆筒形，从圆心方向向外，依次为第一阴极341，第一阳极351，第二阴极342，第二阳极352，第三阴极343；第一阴极341和第一阳极351之间，第二阴极342和第二阳极352之间，第二阳极352 和第三阴极343之间，分别填充第一树脂填料层31。第一导电板36连接第一阴极341、第二阴极342、第三阴极343与电源33的负极相连，第二导电板37连接第一阳极351和第二阳极352，与电源33的正极相连。

第二电化学装置42和第一电化学装置32结构相同，阳极和阴极之间填充第二树脂填料层41。

电极阳极材料为涂层钛阴极材料为钛。

本工艺中还包括稀碱池7和稀酸池8，分别连接第一级处理池3和第二级处理池4，用来调节第一级处理池和第二级处理池中树脂再生时的PH值。

表4：渗滤液处理结果

	腐殖酸含量	氨氮含量mg/L
			废水	10％	1850
第一级出水	1.5％	1700
			第二级出水	0.5％	85

第一级树脂的再生结果如表5；以涂层钛材料为阳极，钛材料为阴极，水为再生液，电压2V，监测pH变化至9。

表5：第一级树脂的再生结果

	腐殖酸去除率
		再生前	96％
再生后	95％

第二级树脂的再生结果如表6；以涂层钛材料为阳极，钛材料为阴极，水为再生液，电压2V，监测pH变化至6。

表6：第二级树脂的再生结果

	氨氮去除率
		再生前	98％
再生后	97％

Claims (10)

1.垃圾渗滤液生化处理前的稳定化预处理工艺，其特征在于：垃圾渗滤液废水依次进入调节池、精滤罐、第一级处理池、第二级处理池和生化处理池；

步骤1：垃圾渗滤液进入所述的调节池，调节PH；

步骤2：步骤1中的出水进入所述的精滤罐，精滤罐内安装有滤膜；

步骤3：步骤2中的出水进入所述的第一级处理池；所述的第一级处理池，包括第一树脂填料层、第一电化学装置；垃圾渗滤液中的腐殖酸类物质被第一树脂填料层吸附；

步骤4：步骤3中的出水进入第二级处理池，所述的第二级处理池，包括第二树脂填料层、第二电化学装置；步骤3中的出水进入第二树脂填料层，氨氮被吸附；

其中，第一级处理池中，用荧光光谱测定出水中腐殖酸的含量，当第一树脂填料层的处理效率低于90％时，加入再生液直至没过第一树脂填料层的体积，开启第一电化学装置使第一树脂复活再生，再生时间30-60min，第一树脂上吸附的腐殖酸发生脱吸附，腐殖酸进入再生液，第一树脂再生完成后，再生液从第一级处理池的下方管路收集至回收池，进行腐殖酸的回收；

所述的第二级处理池，用纳氏试剂法测定出水中氨氮的含量，当第二树脂填料层的处理效果低于90％时，加入再生液至没过第二树脂填料层的体积，开启第二电化学装置，再生时间30-60min，对第二树脂进行复活再生，再生过程中，第二树脂吸附的氨氮在电场作用下，通过第二树脂形成的粒子电极，发生电化学反应，将氨氮直接去除；

步骤5：步骤4中的出水，进入生化处理池；

所述的第一电化学装置和第二电化学装置结构相同。

2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液生化处理前的稳定化预处理工艺，其特征在于所述的步骤1中的调节池的PH值7-9。

3.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液生化处理前的稳定化预处理工艺，其特征在于，所述的第一电化学装置，包括电源、阴极组件和阳极组件；阴极组件包括第一阴极、第二阴极、第三阴极和第一导电板；阳极组件包括第一阳极、第二阳极和第二导电板；第一阳极、第二阳极和第一阴极、第二阴极、第三阴极呈圆筒形；从圆心方向向外，依次为第一阴极，第一阳极，第二阴极，第二阳极，第三阴极；第一阴极和第一阳极之间，第二阴极和第二阳极之间，第二阳极和第三阴极之间，分别填充第一树脂填料层；第一导电板依次连接第一阴极，第二阴极，第三阴极与电源的负极相连；第二导电板依次连接第一阳极，第二阳极与电源的正极相连。

4.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液生化处理前的稳定化预处理工艺，所述的第一级处理池里的第一树脂填料层为强碱型阴离子交换树脂，粒度0.3-1.2mm；第二树脂为强酸型阳离子交换树脂，粒度0.3-1.2mm。

5.根据权利要求3所述的垃圾渗滤液生化处理前的稳定化预处理工艺，所述的第一阳极和第二阳极中的阳极材料为涂层钛，钛，或石墨中的一种；第一阴极、第二阴极、第三阴极中的阴极材料为钛，石墨或不锈钢中的一种。

6.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液生化处理前的稳定化预处理工艺，所述的步骤3和步骤4中的再生液为水。

7.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液生化处理前的稳定化预处理工艺，所述的开启第一电化学装置使第一树脂再生，调节电压1.5-2.5V，pH值为7-9；第二电化学装置使第二树脂再生，调节电压1.5-2.5V，pH值为5-7。

8.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液生化处理前的稳定化预处理工艺，还包括稀碱池和稀酸池，分别连接所述的第一级处理池和所述的第二级处理池。

9.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液生化处理前的稳定化预处理工艺，其特征在于，对所述的腐殖酸的回收，调节回收池内pH为弱酸性，使腐殖酸沉淀，上清可作为再生液重复利用。

10.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液生化处理前的稳定化预处理工艺，其特征在于，对所述的腐殖酸的回收，当回收的腐殖酸浓度<5％，第一级处理池中的出水经超滤膜系统的超滤膜浓缩，再到回收池；超滤膜材料为醋酸纤维素类、醋酸纤维素酯类、聚乙烯类、聚砜类及聚酰胺类中的一种；超滤膜的浓缩倍数为5-10倍。

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