CN114291931A - 一种垃圾渗滤液的资源化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水处理的技术领域，更具体地说，它涉及一种垃圾渗滤液的资源化处理方法。其技术方案要点是：包括以下步骤：获取渗滤液，将其pH值调节至1～5，获得第一处理液；将萃取剂加入所述第一处理液中，调节温度20～60℃进行络合萃取，以获得水相和有机相；对所述有机相进行反萃处理，获得腐殖酸盐溶液；调节所述水相的pH值至5，进行催化湿式氧化反应，以获得尾气与第二处理液；将所述尾气通入氢氧化钠溶液中和吸收；将磷酸和镁盐依次加入所述第二处理液中进行复盐沉淀反应，以获得磷酸镁铵钾复盐与滤液，将所述滤液排出。本发明的工艺简单，只通过络合萃取、催化湿式氧化和复盐沉淀三步即可将垃圾渗滤液处理达标排放。
Description
技术领域
本发明涉及水处理的技术领域，更具体地说，它涉及一种垃圾渗滤液的资源化处理方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，生活和工业垃圾总量与日俱增，目前，我国仍主要采用卫生填埋的方式处理，导致产生大量的垃圾渗滤液。垃圾渗滤液中的污染物具有成分复杂、浓度高、变化大的特点，主要为腐殖酸类、邻苯二甲酸酯类、芳烃类、烷烃类以及醚、酮、酰胺类等难生物降解的有机物，其中腐殖酸类物质占比较大，其次还包含氨氮、无机盐及重金属离子等。总之，垃圾渗滤液属于危险废物，会引起严重的环境污染，并危害人类健康。目前，国内已经尝试采用多种工艺对垃圾渗滤液进行处理。
但是，现有垃圾渗滤液处理系统或方法的处理工艺较复杂，且在处理过程中会产生废渣、废气等二次污染物，并且对垃圾渗滤液中氨氮、腐殖酸、钾、磷等有价值物质资源化回收利用少，不利于资源的节约。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种垃圾渗滤液的资源化处理方法，具有工艺简单、资源回收率高的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种垃圾渗滤液的资源化处理方法，包括以下步骤；
获取渗滤液，将其pH值调节至1～5，获得第一处理液；
将萃取剂加入所述第一处理液中，调节温度20～60℃进行络合萃取，以获得水相和有机相；
对所述有机相进行反萃处理，获得腐殖酸盐溶液；
调节所述水相的pH值至5，调节温度220～280℃、压力3～9MPa进行催化湿式氧化反应，以获得尾气与第二处理液；
将所述尾气通入氢氧化钠溶液中和吸收；
将磷酸和镁盐依次加入所述第二处理液中进行复盐沉淀反应，以获得磷酸镁铵钾复盐与滤液，将所述滤液排出。
在其中一个实施例中，所述获取渗滤液，将其pH值调节至1～5，获得第一处理液的步骤中：所述渗滤液采用硫酸调节其pH值。
在其中一个实施例中，所述将萃取剂加入所述第一处理液中，调节温度20～60℃进行络合萃取，以获得水相和有机相的步骤中：所述萃取剂包括络合剂与稀释剂，所述络合剂包括三辛胺、磷酸三丁酯、三烷基胺和三烷基氧膦中的一种或多种，所述稀释剂包括煤油、磺化煤油、正辛醇和异辛醇中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述对所述有机相进行反萃处理，获得腐殖酸盐溶液的步骤中：所述反萃处理用反萃剂为无机碱，所述无机碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氧化镁、氢氧化钙、氧化钙和碳酸钙中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述调节所述水相的pH值至5，调节温度220～280℃、压力3～9MPa进行催化湿式氧化反应，以获得尾气与第二处理液的步骤中：所述催化剂为由贵金属活性组分、稀土金属活性组分与过渡金属活性组分组成的负载型催化剂。
在其中一个实施例中，将磷酸和镁盐依次加入所述第二处理液中进行复盐沉淀反应的步骤中：所述第二处理液复盐沉淀反应中氨氮、钾离子的总摩尔量与镁盐、磷酸的总摩尔量之比为1：1～1.6：1。
在其中一个实施例中，将磷酸和镁盐依次加入所述第二处理液中进行复盐沉淀反应的步骤中：所述镁盐包括氧化镁、氢氧化镁、氯化镁和硫酸镁硝酸镁中的一种或多种。
上述一种垃圾渗滤液的资源化处理方法，具有以下有益效果：
本发明的工艺简单，只通过络合萃取、催化湿式氧化和复盐沉淀三步即可将垃圾渗滤液处理达标排放，并且对垃圾渗滤液中氨氮、腐殖酸、钾、磷等有价值物质进行资源化回收，提高废弃资源的回收利用率；同时，有机物去除率高，COD去除率达99％以上，且在此过程中基本没有废渣以及NOx、SO2和HCl等有害气体产生，防止对渗滤液处理时对环境、大气造成二次污染。
附图说明
图1是本发明的流程示意图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
一种垃圾渗滤液的资源化处理方法,如图1所示，包括以下步骤：
获取渗滤液，将其pH值调节至1～5，获得第一处理液，所述渗滤液采用硫酸调节其pH值；
将萃取剂加入所述第一处理液中，调节温度20～60℃进行络合萃取，以获得水相和有机相，所述萃取剂包括络合剂与稀释剂，所述络合剂包括三辛胺、磷酸三丁酯、三烷基胺和三烷基氧膦中的一种或多种，所述稀释剂包括煤油、磺化煤油、正辛醇和异辛醇中的一种或多种；
对所述有机相进行反萃处理，获得腐殖酸盐溶液，所述反萃处理用反萃剂为无机碱，所述无机碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氧化镁、氢氧化钙、氧化钙和碳酸钙中的一种或多种；
调节所述水相的pH值至5，调节温度220～280℃、压力3～9MPa进行催化湿式氧化反应，以获得尾气与第二处理液，催化湿式氧化反应所用所述催化剂为由贵金属活性组分、稀土金属活性组分与过渡金属活性组分组成的负载型催化剂；
将所述尾气通入氢氧化钠溶液中和吸收；
将磷酸和镁盐依次加入所述第二处理液中进行复盐沉淀反应，所述第二处理液复盐沉淀反应中氨氮、钾离子的总摩尔量与镁盐、磷酸的总摩尔量之比为1：1～1.6：1，所述镁盐包括氧化镁、氢氧化镁、氯化镁和硫酸镁硝酸镁中的一种或多种，以获得磷酸镁铵钾复盐与滤液，将所述滤液排出，。
实施例1
本实施例所取垃圾渗滤液为生活垃圾渗滤液，其COD为15100mg/L，氨氮为2840mg/L，钾离子含量为4680mg/L，总磷为290mg/L。
向垃圾渗滤液中加入硫酸调节pH为1，然后加入萃取剂在60℃进行络合萃取。反应完成后静置分层，上层有机相加入氢氧化钠进行反萃回收萃取剂，并得到腐殖酸盐溶液，经浓缩其可溶性腐殖酸含量为40.8％，达到《HG/T 3278-2018腐殖酸钠》的二级品要求。下层水相(COD为6900mg/L)中加入氢氧化钾调节pH＝5，然后进行催化湿式氧化反应(Ru-Ce-Cu二氧化钛负载催化剂、反应温度为280℃、反应压力为9MPa)，尾气经稀氢氧化钠溶液吸收后SO2浓度＜0.02mg/m3、HC l浓度＜0.02mg/m3、NOx浓度＜0.02mg/m3，均达到大气污染物综合排放标准(GB 16297-1996)。催化湿式氧化反应排出第二处理液，向第二处理液中依次加入磷酸和氧化镁，控制n(N+K)：n(Mg)：n(P)＝1:1.6:1。反应完后进行过滤，滤饼烘干后的(N+P2O5+K2O)总质量分数为33.2％，达到《GB 23348-2009缓释肥料》的中浓度要求；滤液COD为35mg/L、氨氮为14.6mg/L、总磷为1.3mg/L，均满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)中水污染物排放质量浓度限值要求。
实施例2
本实施例所取垃圾渗滤液为生活垃圾渗滤液，其COD为15100mg/L，氨氮为2840mg/L，钾离子含量为4680mg/L，总磷为290mg/L。
向垃圾渗滤液中加入硫酸调节pH为3，然后加入萃取剂，具体地，络合剂为三辛胺、稀释剂为磺化煤油，在40℃进行络合萃取。反应完成后静置分层，上层有机相加入氢氧化钠进行反萃回收萃取剂，并得到腐殖酸盐溶液，经浓缩其可溶性腐殖酸含量为30.9％，达到《HG/T3278-2018腐殖酸钠》的三级品要求。下层水相(COD为7600mg//L)中加入氢氧化钾调节pH＝5，然后进行催化湿式氧化反应(Ru-Ce-Cu二氧化钛负载催化剂、反应温度为250℃、反应压力为6MPa)，尾气经稀氢氧化钠溶液吸收后SO2浓度＜0.02mg/m3、HCl浓度＜0.02mg/m3、NOx浓度＜0.02mg/m3，均达到大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)。催化湿式氧化反应排出第二处理液，向第二处理液中依次加入磷酸和氧化镁，控制n(N+K)：n(Mg)：n(P)＝1:1.3:1。反应完后进行过滤，滤饼烘干后的(N+P2O5+K2O)总质量分数为33.7％，达到《GB/T23348-2009缓释肥料》的中浓度要求；滤液COD为96mg/L、氨氮为24.1mg/L、总磷为2.9mg/L，均满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)中水污染物排放质量浓度限值要求。
实施例3
本实施例所取垃圾渗滤液为生活垃圾渗滤液，其COD为15100mg/L，氨氮为2840mg/L，钾离子含量为4680mg/L，总磷为290mg/L。
向垃圾渗滤液中加入硫酸调节pH为1，然后加入萃取剂，具体地，络合剂为三辛胺、稀释剂为磺化煤油；在40℃进行络合萃取。反应完成后静置分层，上层有机相加入氢氧化钠进行反萃回收萃取剂，并得到腐殖酸盐溶液，经浓缩其可溶性腐殖酸含量为34.6％，达到《HG/T3278-2018腐殖酸钠》的三级品要求。下层水相(COD为7100mg//L)中加入氢氧化钾调节pH＝5，然后进行催化湿式氧化反应(Ru-Ce-Cu二氧化钛负载催化剂、反应温度为250℃、反应压力为6MPa)，尾气经稀氢氧化钠溶液吸收后SO2浓度＜0.02mg/m3、HCl浓度＜0.02mg/m3、NOx浓度＜0.02mg/m3，均达到大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)。催化湿式氧化反应排出第二处理液，向第二处理液中依次加入磷酸和氧化镁，控制n(N+K)：n(Mg)：n(P)＝1:1.6:1。反应完后进行过滤，滤饼烘干后的(N+P2O5+K2O)总质量分数为33.2％，达到《GB/T23348-2009缓释肥料》的中浓度要求；滤液COD为81mg/L、氨氮为15.2mg/L、总磷为1.4mg/L，均满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)中水污染物排放质量浓度限值要求。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种垃圾渗滤液的资源化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取渗滤液，将其pH值调节至1～5，获得第一处理液；
将萃取剂加入所述第一处理液中，调节温度20～60℃进行络合萃取，以获得水相和有机相；
对所述有机相进行反萃处理，获得腐殖酸盐溶液；
调节所述水相的pH值至5，调节温度220～280℃、压力3～9MPa进行催化湿式氧化反应，以获得尾气与第二处理液；
将所述尾气通入氢氧化钠溶液中和吸收；
将磷酸和镁盐依次加入所述第二处理液中进行复盐沉淀反应，以获得磷酸镁铵钾复盐与滤液，将所述滤液排出。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的资源化处理方法，其特征在于，所述获取渗滤液，将其pH值调节至1～5，获得第一处理液的步骤中：所述渗滤液采用硫酸调节其pH值。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的资源化处理方法，其特征在于，所述将萃取剂加入所述第一处理液中，调节温度20～60℃进行络合萃取，以获得水相和有机相的步骤中：所述萃取剂包括络合剂与稀释剂，所述络合剂包括三辛胺、磷酸三丁酯、三烷基胺和三烷基氧膦中的一种或多种，所述稀释剂包括煤油、磺化煤油、正辛醇和异辛醇中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的资源化处理方法，其特征在于，所述对所述有机相进行反萃处理，获得腐殖酸盐溶液的步骤中：所述反萃处理用反萃剂为无机碱，所述无机碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氧化镁、氢氧化钙、氧化钙和碳酸钙中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的资源化处理方法，其特征在于，所述调节所述水相的pH值至5，调节温度220～280℃、压力3～9MPa进行催化湿式氧化反应，以获得尾气与第二处理液的步骤中：所述催化剂为由贵金属活性组分、稀土金属活性组分与过渡金属活性组分组成的负载型催化剂。
6.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的资源化处理方法，其特征在于，将磷酸和镁盐依次加入所述第二处理液中进行复盐沉淀反应的步骤中：所述第二处理液复盐沉淀反应中氨氮、钾离子的总摩尔量与镁盐、磷酸的总摩尔量之比为1：1～1.6：1。
7.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的资源化处理方法，其特征在于，将磷酸和镁盐依次加入所述第二处理液中进行复盐沉淀反应的步骤中：所述镁盐包括氧化镁、氢氧化镁、氯化镁和硫酸镁硝酸镁中的一种或多种。
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