CN111320317A - 一种老龄填埋场渗滤液的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种老龄填埋场渗滤液的处理方法。所述处理方法包括如下步骤：老龄填埋场垃圾渗滤液依次经混凝沉淀、膜浓缩、电催化氧化、超滤和蒸发处理，即实现对垃圾渗滤液的净化处理。本发明通过混凝沉淀除硬度保证后端DTRO和蒸发少结垢，经过DTRO膜减量，降低蒸发处理量，从而节约投资和降低运行能耗，经过电催化氧化去除有机物保证蒸发的稳定运行，经过超滤系统使前端产生的悬浮物能够有效截留，经过抗结垢耐高盐晶体的蒸发系统进行盐水分离，蒸发系统并配有吸收除氨氮设备保证产水氨氮达标。最终老龄填埋场渗滤液能得到全量、有效处理，降低了处理费用。

Description

一种老龄填埋场渗滤液的处理方法
技术领域
本发明涉及一种老龄填埋场渗滤液的处理方法，属于渗滤液处理领域。
背景技术
老龄填埋场渗滤液属高盐分、高有机物和高硬度废水，有机污染物浓度以CODCr计在4000mg/L以上、NH3-N约为2000～3000mg/L、硬度以CaCO3计可达1000mg/L以上，TDS也高达20000mg/L，C/N严重失调，生化性差，老龄填埋场渗滤液处理是国内外研究的难点和热点之一。
基于老龄填埋场渗滤液成分的多样性以及其高盐分、高有机物、高氨氮和高硬度等特征，此种废水处理难度极大，目前应用最广泛的处理技术有以下几种：
1、通过添加大量碳源来弥补C/N严重失调进行生化处理。此种处理方式，在短期内可能稳定运行，但高盐分、高难降解腐殖酸制约了微生物的活性，同时长期添加大量外部碳源来调节C/N以维持硝化反硝化的进行，导致系统内微生物活性差，处理能力低。综上，该处理方式面临的问题为：(1)、碳源严重不足导致运行管理带来许多不便；运行成本高；(2)、微生物活性差，处理效果下降；(3)、高盐分、高难降解腐殖酸制约微生物的活性。
2、渗滤液经过DTRO膜减量后，浓缩液回灌垃圾堆体的处理方式。此种处理方法简单，费用低。但近年来运行发现，膜减量化处理方式受盐分浓度的影响较大，并非全量化处理，其产生大量的浓缩液还需要进行一步处理。对于浓缩液长期回灌，盐分则会重新回到渗滤液中，导致渗滤液盐分持续增加，影响膜减量系统的正常运行，膜减量系统产水率持续降低。目前大部分垃圾填埋场尽量避免采用浓缩液回灌的处理方法。
3、氨吹脱加MBR处理方式。此种处理方式是通过降低渗滤液中的NH3-N来调节C/N，以提高渗滤液可生化性。氨吹脱工艺反应条件为：将pH值调节至10.5～11，温度调节至25～40℃后，鼓入大量空气进行吹脱，处理后产生的尾气要进行妥善处理。该处理方式面临的问题为：(1)、运行成本高，主要表现在处理药剂的添加量较大、控制温度需要的热量较多以及鼓入大量空气的能耗较高；(2)、高盐分、高难降解腐殖酸制约微生物的活性。(3)使用地域和季节性有很大差异，在冬季严寒的东北地区，其处理效果会显著下降，能耗也显著提高。
4、蒸发方式。此种方式是利用一定的条件加热废水使其达到沸点，使废水进行盐、水分离，蒸发具有以下优势：(1)、对废水中的盐分分离彻底，不受盐分浓度的影响；(2)、采用节能MVR蒸发系统，处理费用低；(3)、没有大量土建工程，工期快；(4)、能够达到近零排放，处理彻底。基于以上优势，蒸发方式逐渐成为老龄填埋场渗滤液的主要解决方案。但常规蒸发方式面临的问题有：(1)、进水的有机物和硬度较高，导致蒸发装置无法连续运行，需要频繁清洗；(2)、有机物含量高导致清洗难度增加，蒸发产水率低，水质往往难以达标。老龄填埋场渗滤液中的大分子有机物会在蒸发过程形成有机垢层，运用常规的清洗方式无法消除，清洗难度加大，清洗成本增加，清洗时间增长，直接导致蒸发有效工作时间减少，蒸发的工作效率降低，因此一般常规蒸发工艺为减少清洗频率，会在蒸发前端增加混凝沉淀装置，在蒸发前将废水中的有机物尽可能的去除，但效果较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种老龄填埋场垃圾渗滤液的处理方法，以解决老龄填埋场渗滤液全量化处理的问题；本发明处理方法能够保证稳定有效的处理高盐分、高有机物、高硬度、高NH3-N的老龄填埋场渗滤液，具有产水率高、运行稳定的特点。
本发明所提供的老龄填埋场垃圾渗滤液的处理方法，包括如下步骤：
老龄填埋场垃圾渗滤液依次经混凝沉淀、膜浓缩、电催化氧化、超滤和蒸发处理，即实现对所述垃圾渗滤液的净化处理。
上述的处理方法中，经所述混凝沉淀处理后的废水的钙镁硬度降低至200mg/L以下，防止后端膜及蒸发结垢；
所述混凝沉淀的步骤如下：
将所述垃圾渗滤液调节至碱性进行反应，然后依次加入碳酸钠和絮凝剂进行沉淀，得到絮凝沉淀和上清液。
上述的处理方法中，采用碱将所述废水的pH值调节至8～11；
所述碱为氢氧化钠、石灰或熟石灰；
所述絮凝剂可选自本领域常规絮凝剂产品。
所述垃圾渗滤液、所述碳酸钠与所述絮凝剂的配比为1L：1～3g：1～3g，如1L：3g：3g。
上述的处理方法中，调节至碱性后反应的时间为10～30min；
加入所述碳酸钠后反应的时间为10～30min；
加入所述絮凝剂后沉淀的时间为1～2h。
上述的处理方法中，采用DTRO膜进行所述膜浓缩处理，使废水中所有污染物质富集到浓水侧，使后端工艺的处理量降低，从而节省项目投资、降低运行能耗。
上述的处理方法中，通过所述电催化氧化去除废水中的大部分有机物；
所述电催化氧化的步骤如下：
将经所述膜浓缩处理的渗滤液调节至酸性，然后加入过氧化氢水溶液和催化剂，进行电解和催化氧化。
上述的处理方法中，采用盐酸将所述垃圾渗滤液膜浓缩液的pH值调节至3～6；
所述催化剂为硫酸亚铁、氯化亚铁等；
所述催化剂与所述过氧化氢水溶液中过氧化氢的摩尔比为1：3～20，如1：3.3；
所述过氧化氢水溶液中过氧化氢与所述渗滤液的质量比为0.3～5：1000，如2：1000。
上述的处理方法中，采用超滤膜进行所述超滤处理，膜截留的悬浮物返回到混凝沉淀系统再次沉淀，高盐分、低有机物、低硬度的超滤产水进入蒸发系统进行处理；
所述超滤处理的废水中进水与回水的比例为2～10：1。
上述的处理方法中，所述蒸发处理的温度为65～100℃，蒸发溶液pH值设置在3.5～4.5，抑制氨氮随二次蒸汽进入产水，同时二次蒸汽设置有吸收氨氮设备，蒸发处理可分离废水中的盐分，使得废水得到净化处理。
基于本发明处理方法，可搭建一种老龄填埋场垃圾渗滤液处理系统，将混凝沉淀池、DTRO膜机组、电催化氧化反应器、超滤装置和蒸发装置依次连通。
本发明具有以下优点：
本发明通过混凝沉淀除硬度保证后端DTRO和蒸发少结垢，经过DTRO膜减量，降低蒸发处理量，从而节约投资和降低运行能耗，经过电催化氧化去除有机物保证蒸发的稳定运行，经过超滤系统使前端产生的悬浮物能够有效截留，经过抗结垢耐高盐晶体的蒸发系统进行盐水分离，蒸发系统并配有吸收除氨氮设备保证产水氨氮达标。最终老龄填埋场渗滤液能得到全量、有效处理，降低了处理费用。
附图说明
图1为本发明处理方法的流程图。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1、一种老龄填埋厂渗滤液处理方法
本发明处理老龄填埋厂渗滤液的方法的流程图如图1所示，具体如下：
1、渗滤液原液通过添加氢氧化钠(或石灰、熟石灰)、碳酸钠、絮凝剂进入混凝沉淀池，进行废水的软化，降低硬度，产生的絮凝沉淀进入板框脱泥系统。其中先将混凝沉淀进水的pH用氢氧化钠调至10～12(一个具体的实施例中数值为11)，反应20～60min(一个具体的实施例中数值为20min)后按比例(废水、碳酸钠与絮凝剂的配比为：1L：3g：3g)加入碳酸钠，继续反应5～60min(一个具体的实施例中数值为20min)加入絮凝剂(如聚丙烯酰胺絮凝剂等)，沉淀时间为1～3h(一个具体的实施例中数值为2h)，混凝沉淀上清液进入后端系统，底部沉淀物进入固液分离系统。
2、混凝沉淀的上清液进入DTRO高压反渗透膜减量系统，通过膜减量后产水达标排放，浓缩液进入后端的电催化氧化系统。DTRO膜减量主要用是保证产水达标的前提下，使废水中所有污染物质富集到浓水侧，使后端工艺的处理量降低。
3、膜浓缩液废水进入电催化氧化装置，该废水通过加盐酸将pH调至酸性，然后加入双氧水和硫酸亚铁催化剂，该反应去除废水中的部分有机物。加入盐酸调整废水pH在3～6之间(一个具体的实施例中数值为5)，分别加入双氧水和硫酸亚铁，加入药剂与废水重量比例为FeSO4：膜浓缩液＝0.1～0.9：1000，H2O2：膜浓缩液＝0.3～5：1000(一个具体的实施例中数值为FeSO4：膜浓缩液＝0.6：1000，H2O2：膜浓缩液＝2：1000)，将膜浓缩液溶液通过电催化氧化装置，在通电的情况下，停留时间1～4h(一个具体的实施例中数值为1.5h)，在通电和催化剂的共同作用下，电解催化分解水，使之生成游离[OH]，[OH]具有极强的氧化能力，可以直接将含苯环类的有机物氧化降解。
4、超滤：将经所述电催化氧化后废水中的悬浮物通过超滤膜过滤；
5、蒸发处理：蒸发温度控制在65～100℃(一个具体的实施例中数值为90℃)，蒸发溶液pH值设置在值为3.5～4.5(一个具体的实施例中数值为4)；分离废水中的盐分，使得所述废水得到净化处理。
本发明处理方法的效果如表1所示，由表1可以看出，混凝沉淀工段能够有效的去除硬度，DTRO膜浓缩段能够截留污染物使产水达标，降低后端工艺的处理量；电催化氧化工段能够有效的去除CODcr，蒸发工段能够有效的去除溶解性总固体，每个工段的进水都满足本工段的进水要求，工艺段的有机组合能够使污水得到全量处理后达标排放，系统运行稳定时间长。因此，如果缺少任何一个工段，如只采用混凝沉淀、超滤和蒸发的处理方式，则因为前端工艺只是把钙镁硬度有效的去除掉，有机物并没有有效的去除，有机物的富集成为制约蒸发系统稳定运行的因素，因此该处理方式也不能稳定运行。再如采用膜浓缩、超滤和蒸发的处理方式，则因为前端工艺段只是截留了小部分的有机物，未截留的钙镁硬度和大量有机物成为制约蒸发系统稳定运行的因素，因此该处理方式不能稳定运行。再如采用电催化氧化、超滤和蒸发的处理方式，则因为前端工艺段只是把有机物去除并截留掉，未截留的钙镁物质成为直接制约蒸发系统稳定运行的因素，因此采用该处理方式不能稳定运行。
表1实施例1各工艺段去除效果
Figure BDA0002410168920000051

Claims (10)

1.一种老龄填埋场垃圾渗滤液的处理方法，包括如下步骤：
老龄填埋场垃圾渗滤液依次经混凝沉淀、膜浓缩、电催化氧化、超滤和蒸发处理，即实现对所述垃圾渗滤液的净化处理。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述混凝沉淀的步骤如下：
将所述垃圾渗滤液调节至碱性进行反应，然后依次加入碳酸钠和絮凝剂进行沉淀，得到絮凝沉淀和上清液。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于：采用碱将所述废水的pH值调节至8～11；
所述碱为氢氧化钠、石灰或熟石灰；
所述垃圾渗滤液、所述碳酸钠与所述絮凝剂的配比为1L：1～3g：1～3g。
4.根据权利要求2或3所述的处理方法，其特征在于：调节至碱性后反应的时间为10～30min；
加入所述碳酸钠后反应的时间为10～30min；
加入所述絮凝剂后沉淀的时间为1～2h。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的处理方法，其特征在于：采用DTRO膜进行所述膜浓缩处理。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的处理方法，其特征在于：所述电催化氧化的步骤如下：
将经所述膜浓缩处理的渗滤液调节至酸性，然后加入过氧化氢水溶液和催化剂，进行电解和催化氧化。
7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于：采用盐酸将所述垃圾渗滤液膜浓缩液的pH值调节至3～6；
所述催为硫酸亚铁或氯化亚铁；
所述与所述过氧化氢水溶液中过氧化氢的摩尔比为1：3～20；
所述过氧化氢水溶液中过氧化氢与所述渗滤液的质量比为0.3～5：1000。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的处理方法，其特征在于：采用超滤膜进行所述超滤处理；
所述蒸发处理的温度为65～100℃。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的处理方法，其特征在于：所述超滤处理的部分废水回流至所述混凝沉淀处理步骤中进行沉淀处理。
10.一种老龄填埋场垃圾渗滤液处理系统，包括依次连通的混凝沉淀池、DTRO膜、电催化氧化反应器、超滤装置和蒸发装置。
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