CN114956490A - 一种垃圾渗滤液深度处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种垃圾渗滤液深度处理工艺,属于废水处理领域。一种垃圾渗滤液深度处理工艺,包括以下步骤:通入待处理渗滤液,投加芬顿试剂进行芬顿反应,芬顿反应后进行曝气,出水,其中芬顿试剂为过氧化氢和亚铁盐;通入曝气后的出水,依次投加无机絮凝剂和有机絮凝剂,搅拌,然后沉淀分离并出水;通入沉淀后的出水,依次经过缺氧反应和好氧反应,然后沉淀分离并出水,其中部分污泥回流至好氧反应中;依次重复上述芬顿处理、前端沉淀处理和A/O处理;通入A/O处理中沉淀后的出水,依次投加活性炭、无机絮凝剂和有机絮凝剂,搅拌,然后沉淀分离并出水。本申请具有提高垃圾渗滤液处理效果的优点。
Description
技术领域
本申请涉及废水处理领域,尤其是涉及一种垃圾渗滤液深度处理工艺。
背景技术
垃圾渗滤液是一种有机废水,一般来源于垃圾填埋场,由于填埋场中的垃圾本身含有水分,加上雨水雪水等进入并停留在填埋场内,由此产生的垃圾渗滤液会对填埋场土地以及周边环境造成不可逆的破坏,因此处理垃圾渗滤液成了重要的环保问题。
垃圾渗滤液的水质由于存在有机物浓度高、重金属含量高、活性污泥浓度高及氨氮、总氮浓度高的难点,需要深度处理才能使垃圾渗滤液处理后的水质达到排放标准要求。
目前渗滤液处理技逐步形成了“预处理+生物处理+深度处理”的工艺路线,生物处理的方式常见为两级硝化反硝化和MBR结合的方式,深度处理的方式常见为纳滤和反渗透结合的方式,也是一种较为常见的膜分离工艺,膜分离一般只允许水和钙、镁、钠等离子通过,处理效果好,但是纳滤和反渗透会产生浓缩液,浓缩液极难降解且含盐量高,导致垃圾渗滤液的处理效果并不理想。
发明内容
为了提高垃圾渗滤液处理效果,本申请提供一种垃圾渗滤液深度处理工艺。
本申请提供的一种垃圾渗滤液深度处理工艺采用如下的技术方案:
一种垃圾渗滤液深度处理工艺,包括以下步骤:
芬顿处理:通入待处理渗滤液,调节pH至2~4,投加芬顿试剂进行芬顿反应,芬顿反应后进行曝气,出水,其中芬顿试剂为过氧化氢和亚铁盐;
前端沉淀处理:通入曝气后的出水,调节pH至7.5~8.5,依次投加无机絮凝剂和有机絮凝剂,搅拌,然后沉淀分离并出水;
A/O处理:通入沉淀后的出水,依次经过缺氧反应和好氧反应,然后沉淀分离并出水,其中部分污泥回流至好氧反应中;
循环处理:依次重复上述芬顿处理、前端沉淀处理和A/O处理,其中第二次芬顿处理中芬顿试剂用量为第一次芬顿处理中芬顿试剂用量的30%~42%;
末端沉淀处理:通入A/O处理中沉淀后的出水,依次投加活性炭、无机絮凝剂和有机絮凝剂,搅拌,然后沉淀分离并出水。
通过采用上述技术方案,渗滤液经过芬顿处理,过氧化氢与亚铁盐的混合溶液具有强氧化性,可以有效去除渗滤液中难降解的有机污染物,并通过曝气,去除渗滤液中残留的过氧化氢,降低过氧化氢对后续沉淀絮凝的影响,并降低过氧化氢对缺氧、好氧反应中微生物的影响,从而提高前端沉淀处理和A/O处理的处理效果。
本申请还将污泥回流应用于渗滤液处理中,提高好氧反应中的污泥浓度,促进好氧反应的处理效果;配合循环处理的步骤,保证渗滤液得到充分的处理,并控制第二次芬顿处理中芬顿试剂的用量,提高芬顿试剂的利用率,降低成本,并进一步降低残留的过氧化氢。
另外本申请不采用膜处理工艺,不产生渗滤液,而且处理速率更快。
可选的,在芬顿处理中,曝气过程在脱气池中进行,脱气池中每平方米的曝气量为3~5m3/h,曝气时间为5~15min。
通过采用上述技术方案,在上述范围内的曝气量和曝气时间,可以充分有效的将渗滤液中的过氧化氢排走,降低过氧化氢对后续处理的影响。
可选的,在A/O处理中,缺氧反应投加有乙酸钠。
通过采用上述技术方案,乙酸钠作为碳源,促进反硝化的进行。
可选的,亚铁盐选用硫酸亚铁,所述芬顿试剂的投加量与待处理渗滤液的COD含量的重量比为(3~5):1,所述过氧化氢与硫酸亚铁的重量比为1:(1~2)。
通过采用上述技术方案,根据渗滤液的COD含量,控制过氧化氢与硫酸亚铁的用量和配比,有助于提高芬顿反应降解有机污染物的效果。
可选的,所述无机絮凝剂为聚合氯化铝,所述有机絮凝剂为聚丙烯酰胺。
通过采用上述技术方案,聚合氯化铝和聚丙烯酰胺配合使用,可有效对渗滤液中复杂的成分进行絮凝沉降。
可选的,所述无机絮凝剂的投加量与待处理渗滤液的COD含量的重量比为(0.4~0.8):1,所述有机絮凝剂的投加量与待处理渗滤液的COD含量的重量比为(1~1.5):1。
通过采用上述技术方案,上述投加量的无机絮凝剂和有机絮凝剂,配合对渗滤液的絮凝效果更佳。
可选的,所述有机絮凝剂为聚丙烯酰胺接枝香蕉纤维,所述聚丙烯酰胺接枝香蕉纤维的制备方法:将香蕉纤维、丙烯酰胺和水在70~80℃下搅拌混合,然后逐滴加入引发剂水溶液,滴加完毕后继续反应,过滤,得到聚丙烯酰胺接枝香蕉纤维,所述香蕉纤维、丙烯酰胺、水和引发剂的重量比为10:(2.6~3.4):(60~100):(0.1~0.25)。
通过采用上述技术方案,实现聚丙烯酰胺在香蕉纤维上的接枝以及聚合成型,香蕉纤维作为聚丙烯酰胺的载体,不仅可以提高聚丙烯酰胺的稳定性,而且由于香蕉纤维具有良好的吸附作用,有助于将渗滤液的重金属以及有机悬浮物吸引至聚丙烯酰胺,从而大大提高有机絮凝剂对渗滤液的处理效果。
可选的,所述香蕉纤维与丙烯酰胺反应前先进行预处理,预处理步骤为:将香蕉纤维放入质量浓度为5%~10%的高锰酸钾溶液中浸泡10~20min,过滤,水洗,完成预处理。
通过采用上述技术方案,预处理后的香蕉纤维原纤化程度降低,促使香蕉纤维的羟基暴露,促进接枝反应,通过控制高锰酸钾溶液的浓度和预处理时间,尽量减少被高锰酸钾氧化的羟基,从而保证接枝反应的进行。
可选的,在沉淀处理中,所述有机絮凝剂为聚丙烯酰胺接枝香蕉纤维,投加所述有机絮凝剂之前,先将渗滤液体系的pH调节至9~9.5。
通过采用上述技术方案,在pH为9~9.5的环境下,有助于提高聚丙烯酰胺接枝香蕉纤维的吸附和絮凝效果,降低COD。
综上所述,本申请具有以下有益效果:
1、渗滤液经过芬顿处理,过氧化氢与亚铁盐的混合溶液具有强氧化性,可以有效去除渗滤液中难降解的有机污染物,并通过曝气,去除渗滤液中残留的过氧化氢,降低过氧化氢对后续沉淀絮凝的影响,并降低过氧化氢对缺氧、好氧反应中微生物的影响,从而提高前端沉淀处理和A/O处理的处理效果。另外本申请还将污泥回流应用于渗滤液处理中,提高好氧反应中的污泥浓度,促进好氧反应的处理效果;配合循环处理的步骤,保证渗滤液得到充分的处理,并控制第二次芬顿处理中芬顿试剂的用量,提高芬顿试剂的利用率,降低成本。
2、本申请的有机絮凝剂采用聚丙烯酰胺接枝香蕉纤维,有助于将渗滤液的重金属以及有机悬浮物吸引至聚丙烯酰胺,从而大大提高有机絮凝剂对渗滤液的处理效果。
附图说明
图1是本申请垃圾渗滤液深度处理工艺流程图。
附图标记说明:
1、pH调节池;11、芬顿反应池;12、脱气池;13、混凝池;14、絮凝池;15、沉淀池;2、缺氧池;21、好氧池;22、中沉池;3、活性炭吸附池;31、末端混凝池;32、末端絮凝池;33、终沉池。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
香蕉纤维选自香蕉的假茎,将香蕉的假茎压榨脱水、刮麻、水洗,烘干,得到香蕉纤维,香蕉纤维的平均直径为20μm,平均长度为16mm。
制备例
制备例1
聚丙烯酰胺接枝香蕉纤维的制备方法,包括以下步骤:
称取10kg香蕉纤维、2.6kg丙烯酰胺、60kg水和3kg引发剂水溶液,其中引发剂水溶液中引发剂为过硫酸铵,引发剂水溶液中过硫酸铵的重量含量为0.1kg。
先将香蕉纤维浸泡于质量浓度为5%的高锰酸钾溶液中20min,然后过滤,水洗,完成预处理。
将预处理后的香蕉纤维、丙烯酰胺和水加入搅拌釜中,在70℃下搅拌混合,然后逐滴加入引发剂水溶液,1h内滴加完毕,滴加完毕后继续反应2h,反应结束后过滤,滤体水洗,然后在60℃烘箱中干燥1h,得到聚丙烯酰胺接枝香蕉纤维。
制备例2
聚丙烯酰胺接枝香蕉纤维的制备方法,包括以下步骤:
称取10kg香蕉纤维、3.4kg丙烯酰胺、100kg水和3kg引发剂水溶液,其中引发剂水溶液中引发剂为过硫酸铵,引发剂水溶液中过硫酸铵的重量含量为0.25kg。
先将香蕉纤维浸泡于质量浓度为10%的高锰酸钾溶液中10min,然后过滤,水洗,完成预处理。
将预处理后的香蕉纤维、丙烯酰胺和水加入搅拌釜中,在80℃下搅拌混合,然后逐滴加入引发剂水溶液,1h内滴加完毕,滴加完毕后继续反应2h,反应结束后过滤,滤体水洗,然后在60℃烘箱中干燥1h,得到聚丙烯酰胺接枝香蕉纤维。
制备例3
本制备例与制备例1的区别在于,香蕉纤维的预处理步骤不同。
具体的,将香蕉纤维浸泡于质量浓度为20%的高锰酸钾溶液中40min,然后过滤,水洗,完成预处理。
实施例
实施例1
一种垃圾渗滤液深度处理工艺,包括以下步骤:
芬顿处理:将经过生物处理的待处理渗滤液通入pH调节池1,在本实施例中,待处理渗滤液通入时的COD含量为1200mg/L。往pH调节池1中添加硫酸,调节渗滤液pH至2,然后将渗滤液通入芬顿反应池11中,并投加芬顿试剂进行芬顿反应,其中芬顿试剂由过氧化氢和硫酸亚铁组成,过氧化氢的投加量为1800mg/L,硫酸亚铁的投加量为1800mg/L,芬顿反应池11停留时间为8h,芬顿反应后将渗滤液通入脱气池12并进行曝气,每平方米脱气池12的曝气量为3m2/h,曝气时间为5min,然后出水。
前端沉淀处理:脱气池12的出水通入混凝池13,先加入氢氧化钠,将渗滤液pH调节至7.5,然后投加无机絮凝剂,本实施例的无机絮凝剂为聚合氯化铝,无机絮凝剂的投加量为480mg/L,搅拌反应30min,将渗滤液通入絮凝池14,此时渗滤液的pH为7.7,投加有机絮凝剂,本实施例的有机絮凝剂为聚丙烯酰胺,有机絮凝剂的投加量为1200mg/L,搅拌反应30min,然后将渗滤液通入沉淀池15,沉淀分离出上清液并出水。
A/O处理:沉淀池15的出水通入缺氧池2,进行缺氧反应,同时向缺氧池投加乙酸钠作为碳源,乙酸钠投加量为30mg/L,缺氧池停留时间为3h,然后将渗滤液通入好氧池21,好氧池21停留时间为4h,然后然后将渗滤液通入中沉池22,沉淀分离出上清液并出水,其中占中沉池22污泥总量20%的污泥回流至好氧池21。
循环处理:中沉池22的出水依次重复上述芬顿处理、前端沉淀处理和A/O处理,其中第二次芬顿处理中芬顿试剂用量为第一次芬顿处理中芬顿试剂用量的30%。
末端沉淀处理:将第二次A/O处理的中沉池22的出水通入活性炭吸附池3,投加活性炭,活性炭的投加量为80mg/L,搅拌反应30min,然后将渗滤液通入末端混凝池31,投加无机絮凝剂,本实施例的无机絮凝剂为聚合氯化铝,聚合氯化铝的投加量为480mg/L,搅拌反应30min,将渗滤液通入末端絮凝池32,此时渗滤液的pH为7.6,投加有机絮凝剂,本实施例的有机絮凝剂为聚丙烯酰胺,有机絮凝剂的投加量为1200mg/L,搅拌反应30min,然后将渗滤液通入终沉池33,沉淀分离出上清液并出水,完成渗滤液的深度处理。
实施例2
一种垃圾渗滤液深度处理工艺,包括以下步骤:
芬顿处理:将经过生物处理的待处理渗滤液通入pH调节池1,在本实施例中,待处理渗滤液通入时的COD含量为1200mg/L。往pH调节池1中添加硫酸,调节渗滤液pH至4,然后将渗滤液通入芬顿反应池11中,并投加芬顿试剂进行芬顿反应,其中芬顿试剂由过氧化氢和硫酸亚铁组成,过氧化氢的投加量为2000mg/L,硫酸亚铁的投加量为4000mg/L,芬顿反应池11停留时间为8h,芬顿反应后将渗滤液通入脱气池12并进行曝气,每平方米脱气池12的曝气量为5m2/h,曝气时间为15min,然后出水。
前端沉淀处理:脱气池12的出水通入混凝池13,先加入氢氧化钠,将渗滤液pH调节至8.5,然后投加无机絮凝剂,本实施例的无机絮凝剂为聚合氯化铝,无机絮凝剂的投加量为960mg/L,搅拌反应30min,将渗滤液通入絮凝池14,此时渗滤液的pH为8.3,投加有机絮凝剂,本实施例的有机絮凝剂为聚丙烯酰胺,聚丙稀酰胺的投加量为1800mg/L,搅拌反应30min,然后将渗滤液通入沉淀池15,沉淀分离出上清液并出水。
A/O处理:沉淀池15的出水通入缺氧池2,进行缺氧反应,同时向缺氧池投加乙酸钠作为碳源,乙酸钠投加量为40mg/L,缺氧池停留时间为3h,然后将渗滤液通入好氧池21,好氧池21停留时间为4h,然后然后将渗滤液通入中沉池22,沉淀分离出上清液并出水,其中占中沉池22污泥总量30%的污泥回流至好氧池21。
循环处理:中沉池22的出水依次重复上述芬顿处理、前端沉淀处理和A/O处理,其中第二次芬顿处理中芬顿试剂用量为第一次芬顿处理中芬顿试剂用量的42%。
末端沉淀处理:将第二次A/O处理的中沉池22的出水通入活性炭吸附池3,投加活性炭,活性炭的投加量为80mg/L,搅拌反应30min,然后将渗滤液通入末端混凝池31,投加无机絮凝剂,本实施例的无机絮凝剂为聚合氯化铝,聚合氯化铝的投加量为960mg/L,搅拌反应30min,将渗滤液通入末端絮凝池32,此时渗滤液的pH为8.5,投加有机絮凝剂,本实施例的有机絮凝剂为聚丙烯酰胺,有机絮凝剂的投加量为1800mg/L,搅拌反应30min,然后将渗滤液通入终沉池33,沉淀分离出上清液并出水,完成渗滤液的深度处理。
实施例3
一种垃圾渗滤液深度处理工艺。
本实施例与实施例1的区别在于,本实施例的有机絮凝剂为制备例1制得的聚丙烯酰胺接枝香蕉纤维。
实施例4
一种垃圾渗滤液深度处理工艺。
本实施例与实施例1的区别在于,本实施例的有机絮凝剂为制备例2制得的聚丙烯酰胺接枝香蕉纤维。
实施例5
一种垃圾渗滤液深度处理工艺。
本实施例与实施例1的区别在于,本实施例的有机絮凝剂为制备例3制得的聚丙烯酰胺接枝香蕉纤维。
实施例6
一种垃圾渗滤液深度处理工艺。
本实施例与实施例3的区别在于,本实施例在投加聚丙烯酰胺接枝香蕉纤维前,先将渗滤液的pH调节至9。
实施例7
一种垃圾渗滤液深度处理工艺。
本实施例与实施例3的区别在于,本实施例在投加聚丙烯酰胺接枝香蕉纤维前,先将渗滤液的pH调节至9.5。
对比例
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于,本对比例不设置脱气池12,即芬顿反应池11的出水直接通入混凝池13中。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于,本对比例的A/O处理中,中沉池22的污泥不回流至好氧池21中。
性能检测试验
根据GB 16889-2008《生活垃圾填埋场污染物排放标准》,对实施例1-7和对比例1-2所处理完成的渗滤液进行检测,检测项目有化学需氧量(COD)、悬浮物含量、总铬含量和总铅含量,测试结果如表1所示。
其中,GB 16889-2008的排放浓度限值为COD 100mg/L,悬浮物30mg/L,总铬含量0.1mg/L,总铅含量0.1mg/L。
表1
COD(mg/L) | 悬浮物含量(mg/L) | 总铬含量(mg/L) | 总铅含量(mg/L) | |
实施例1 | 96 | 23 | 0.08 | 0.09 |
实施例2 | 92 | 28 | 0.1 | 0.08 |
实施例3 | 91 | 18 | 0.04 | 0.02 |
实施例4 | 93 | 17 | 0.03 | 0.03 |
实施例5 | 105 | 32 | 0.09 | 0.11 |
实施例6 | 74 | 14 | 0.03 | 0.03 |
实施例7 | 76 | 11 | 0.04 | 0.03 |
对比例1 | 164 | 43 | 0.17 | 0.22 |
对比例2 | 132 | 33 | 0.15 | 0.18 |
综合表1可知,采用本申请的深度处理工艺,可实现对垃圾渗滤液进行效果良好的深度处理,处理后垃圾渗滤液的COD、悬浮物含量、总铬含量和总铅含量均符合排放浓度标准,而且不会产生浓缩液,处理成本也低于膜工艺处理成本,综合性能更好。
结合实施例1与对比例1-2,在芬顿反应结束后进行曝气,使渗滤液中残留的过氧化氢脱去,有助于后续沉淀处理和A/O处理的效果,另外在缺氧好氧处理的中沉池回流污泥至好氧池,提高好氧处理的活性,在COD、悬浮物含量、总铬含量和总铅含量均有所提高。
结合实施例1与实施例3-5,有机絮凝剂采用聚丙烯酰胺接枝香蕉纤维,吸附絮凝的效果更加明显,有效降低渗滤液处理后的重金属以及悬浮物含量,并大大提高有机絮凝剂对渗滤液的处理效果;另外对于香蕉纤维的预处理,控制高锰酸钾溶液的浓度和处理时间,可发挥香蕉纤维更大程度的优势。
结合实施例3与实施例6-7,将絮凝池的pH控制在9~9.5,再投加有机絮凝剂,有助于提高对渗滤液的处理效果,特别是降低COD的效果明显。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种垃圾渗滤液深度处理工艺,其特征在于:包括以下步骤:
芬顿处理:通入待处理渗滤液,调节pH至2~4,投加芬顿试剂进行芬顿反应,芬顿反应后进行曝气,出水,其中芬顿试剂为过氧化氢和亚铁盐;
前端沉淀处理:通入曝气后的出水,调节pH至7.5~8.5,依次投加无机絮凝剂和有机絮凝剂,搅拌,然后沉淀分离并出水;
A/O处理:通入沉淀后的出水,依次经过缺氧反应和好氧反应,然后沉淀分离并出水,其中部分污泥回流至好氧反应中;
循环处理:依次重复上述芬顿处理、前端沉淀处理和A/O处理,其中第二次芬顿处理中芬顿试剂用量为第一次芬顿处理中芬顿试剂用量的30%~42%;
末端沉淀处理:通入A/O处理中沉淀后的出水,依次投加活性炭、无机絮凝剂和有机絮凝剂,搅拌,然后沉淀分离并出水。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液深度处理工艺,其特征在于:在芬顿处理中,曝气过程在脱气池中进行,脱气池中每平方米的曝气量为3~5m3/h,曝气时间为5~15min。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液深度处理工艺,其特征在于:在A/O处理中,缺氧反应投加有乙酸钠。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液深度处理工艺,其特征在于:亚铁盐选用硫酸亚铁,所述芬顿试剂的投加量与待处理渗滤液的COD含量的重量比为(3~5):1,所述过氧化氢与硫酸亚铁的重量比为1:(1~2)。
5.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液深度处理工艺,其特征在于:所述无机絮凝剂为聚合氯化铝,所述有机絮凝剂为聚丙烯酰胺。
6.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液深度处理工艺,其特征在于:所述无机絮凝剂的投加量与待处理渗滤液的COD含量的重量比为(0.4~0.8):1,所述有机絮凝剂的投加量与待处理渗滤液的COD含量的重量比为(1~1.5):1。
7.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液深度处理工艺,其特征在于:所述有机絮凝剂为聚丙烯酰胺接枝香蕉纤维,所述聚丙烯酰胺接枝香蕉纤维的制备方法:将香蕉纤维、丙烯酰胺和水在70~80℃下搅拌混合,然后逐滴加入引发剂水溶液,滴加完毕后继续反应,过滤,得到聚丙烯酰胺接枝香蕉纤维,所述香蕉纤维、丙烯酰胺、水和引发剂的重量比为10:(2.6~3.4):(60~100):(0.1~0.25)。
8.根据权利要求7所述的一种垃圾渗滤液深度处理工艺,其特征在于:所述香蕉纤维与丙烯酰胺反应前先进行预处理,预处理步骤为:将香蕉纤维放入质量浓度为5%~10%的高锰酸钾溶液中浸泡10~20min,过滤,水洗,完成预处理。
9.根据权利要求7所述的一种垃圾渗滤液深度处理工艺,其特征在于:在沉淀处理中,所述有机絮凝剂为聚丙烯酰胺接枝香蕉纤维,投加所述有机絮凝剂之前,先将渗滤液体系的pH调节至9~9.5。
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