CN115650500A

CN115650500A - 一种渗滤液膜浓缩液全量化处理方法

Info

Publication number: CN115650500A
Application number: CN202211329484.5A
Authority: CN
Inventors: 曾善文; 张睿思; 毛霖; 石广; 伍灵; 荆黎; 余夏
Original assignee: National Electric Investment Group Yuanda Environmental Protection Engineering Co ltd; Chongqing Yuanda Flue Gas Treatment Franchise Co ltd Technology Branch
Current assignee: National Electric Investment Group Yuanda Environmental Protection Engineering Co ltd; Chongqing Yuanda Flue Gas Treatment Franchise Co ltd Technology Branch
Priority date: 2022-10-27
Filing date: 2022-10-27
Publication date: 2023-01-31

Abstract

本发明提供一种渗滤液膜浓缩液全量化处理方法，包括如下步骤：(1)将待处理的渗滤液膜浓缩液送入预处理池后，投加聚合氯化铝，搅拌反应6～10min；(2)步骤(1)中出水进入光芬顿处理池，调节pH为2～4，再依次加入双氧水和硫酸亚铁，并采用紫外光照射处理池，持续搅拌反应2～4h；(3)步骤(2)中出水进入AO生物处理池，并加入耐盐脱氮细菌进行反应，通过生物处理后的出水可以直接排入受纳水体；其中，步骤(2)中双氧水的投加量为6.37～19.11mL/g COD；硫酸亚铁的投加量≤0.5g/L。本发明方法处理成本低、出水能够满足直接排放标准，同时能够实现膜浓缩液的全量化处理。

Description

一种渗滤液膜浓缩液全量化处理方法

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体地，本发明涉及一种渗滤液膜浓缩液全量化处理方法。

背景技术

填埋场渗滤液是一种成份复杂、污染物浓度高、难于处理的高浓度有机废水。据统计，超过80％的填埋场渗滤液处理采用了膜法，包括反渗透膜、纳滤膜、DTRO膜等。膜法的大规模使用在处理了前端渗滤液的同时，也会造成大量膜浓缩液的产生，据统计，吨水渗滤液产生膜浓缩液为30％～40％。

现阶段，膜浓缩液的处理技术主要采用回灌法。虽然这种方法在短期内不会对垃圾渗滤液中污染物浓度造成显著影响，但是直接回灌浓缩液会使得浓缩液中大量难以被生物降解的污染物、有毒物质、重金属以及盐分等在垃圾填埋体中积累，如果长期使用会造成垃圾填埋体中的含盐量增加，从而导致微生物的活性降低、处理难度加大，也会导致膜处理系统中膜的损耗加大，换膜频率增加，不仅会增加处理成本还会给填埋场的运营作业带来巨大的安全隐患。因此，需要寻求一种代替回灌法的技术，来进行垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理。

当前，行业内在尝试进行膜浓缩液的处理工程案例中多采用蒸发相关的技术，但是这项技术的膜浓缩液处理成本往往在200元/吨以上，这一高昂的成本抑制了蒸发技术在膜浓缩液处理领域的大规模应用，同时蒸发的固态物质作为一种固体废物需要额外处置。

因此研发一种高效、低成本的渗滤液膜浓缩液全量化处理技术变得尤为紧迫，同时具备巨大的市场潜力。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明实施例提出一种渗滤液膜浓缩液全量化处理方法。

本发明实施例提出一种渗滤液膜浓缩液全量化处理方法，包括如下步骤：

(1)预处理：将待处理的渗滤液膜浓缩液送入预处理池后，投加聚合氯化铝，搅拌反应6～10min，出水进入光芬顿处理阶段；

(2)光芬顿处理：步骤(1)中出水进入光芬顿处理池，调节pH为2～4，然后依次加入双氧水和硫酸亚铁，并采用紫外光对处理池进行全照射，持续搅拌反应2～4h，出水进入AO生物处理阶段；

(3)AO生物处理：步骤(2)中出水进入AO生物处理池，并加入耐盐脱氮细菌进行反应，通过生物处理后的出水可以直接排入受纳水体；

其中，步骤(2)中，所述双氧水的投加量为6.37～19.11mL/g COD；所述硫酸亚铁的投加量≤0.5g/L。

本发明实施例渗滤液膜浓缩液全量化处理方法通过控制处理过程中各原料的投加量以及处理时间等关键工艺参数，使得渗滤液膜浓缩液处理更高效，不会产生需要额外处理的固态废物，处理彻底，实现了渗滤液膜浓缩液的全量化处理，且其工艺路线简单，易操作；此外，与蒸发法相比，本发明实施例处理方法预计膜浓缩液处理运行成本不到蒸发处理成本的70％，处理费用性价比高。

在本发明的一些实施例中，还包括在步骤(3)AO生物处理中的好氧过程中额外投加碳源，以确保反应初始的COD/TN比控制在(3～5):1；其中，所述碳源为三水乙酸钠、丙酸钠、丁酸钠、乳酸钠、葡萄糖中的至少一种。

在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，所述聚合氯化铝的投加量为8.82～17.64g/gTP。

在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，所述紫外光的波长范围为190～400nm。

在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，所述双氧水的投加量优选为10～15mL/gCOD。

在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，所述pH的调节剂为硫酸或盐酸。

在本发明的一些实施例中，步骤(3)中，反应的pH值为7.3±0.2，反应温度为常温。

本发明所具有的优点和有益效果为：本发明实施例渗滤液膜浓缩液全量化处理方法，采用“预处理-光芬顿处理-AO生物处理”对渗滤液膜浓缩液进行处理，该方法操作简单，出水能够满足直接排放标准，且不存在需额外处理的固态废物，实现膜浓缩液的零排放，即实现了渗滤液膜浓缩液的全量化处理；且本发明实施例处理方法投资成本和运行成本较低，与蒸发法相比，本发明实施例处理方法预计膜浓缩液处理运行成本不到蒸发处理成本的70％，节约处理成本。

附图说明

图1为本发明实施例中渗滤液膜浓缩液全量化处理方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

除非另作定义，本发明所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内有一般技能的人士所理解的通常意义。

本发明实施例中所涉及的原材料，如无特殊说明，均为可通过商业途径获得或者通过公知方法制备或加工得到的材料；本发明实施例中未注明具体条件的实验方法为所属领域熟知的常规方法和常规条件。

如图1所示，本发明实施例提出一种渗滤液膜浓缩液全量化处理方法，包括如下步骤：

其中，步骤(2)中，双氧水的投加量为6.37～19.11mL/g COD；硫酸亚铁的投加量≤0.5g/L。

非限制性举例如：步骤(1)中的反应时间可以为6min、7min、8min、9min、10min等；步骤(2)中的反应时间可以为2h、2.5h、3h、3.2h、4h等。

非限制性举例如：步骤(2)中，双氧水的投加量为6.37mL/g COD、8.25mL/g COD、10.47mL/g COD、15.68mL/g COD、19.11mL/g COD；硫酸亚铁的投加量为0.1g/L、0.2g/L、0.35g/L、0.4g/L、0.5g/L等。

在本发明的一些实施例中，还包括在步骤(3)AO生物处理中的好氧过程中额外投加碳源，以确保反应初始的COD/TN比控制在(3～5):1(非限制性举例如：COD/TN比控制为3:1、3.5:1、4:1、5:1等)，其中，碳源为三水乙酸钠、丙酸钠、丁酸钠、乳酸钠、葡萄糖中的至少一种；另，餐厨垃圾、污泥产酸发酵液等也可作为碳源。

在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，聚合氯化铝(PAC)的投加量为(8.82～17.64)g/g TP(非限制性举例如：去除每克TP需要投加8.82g PAC、10.05g PAC、12.14gPAC、14.06gPAC、15.63g PAC、17.64g PAC等)；其中，PAC中，有效铝含量为14.8％。通过加入PAC，可以去除渗滤液膜浓缩液中的TP(总磷)，同时实现部分脱色以及部分COD的降解，从而改善渗滤液膜浓缩液水质，降低其污染物负荷，减轻后续光芬顿氧化处理的难度。

在本发明的一些实施例中，步骤(1)和(2)中搅拌的方式包括磁力搅拌、机械搅拌等混匀方式。

在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，紫外光(UV)的波长范围为190～400nm，非限制性举例如：190nm、200nm、280nm、315nm、360nm、400nm等。

在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，双氧水的投加量优选为10～15mL/g COD，非限制性举例如：10mL/g COD、12mL/g COD、13.5mL/g COD、15mL/g COD等。

在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，pH的调节剂为硫酸或盐酸。

本发明方法中光芬顿处理阶段主要是对渗滤液膜浓缩液进行脱色以及COD去除，通过向反应液中加入一定量的硫酸亚铁(催化剂)和双氧水(氧化剂)，使其在紫外光照射下对渗滤液膜浓缩液中的有机物进行氧化，将膜浓缩液中大分子有机物的结构打破，转变为小分子有机物，将难生物降解的有机物环状分子或长链分子的部分断裂而被有效去除，从而增强原水有机物的可生化性。

在本发明的一些实施例中，步骤(3)中，AO生物处理过程中，反应的pH值为7.3±0.2，反应温度为常温。

在本发明的一些实施例中，步骤(3)中，可根据TN(总氮)的实际进水浓度来调节AO生物处理过程的段数。

AO生物处理工艺即为缺氧-好氧生化处理法，其中A(Anaerobic)是厌氧段用于脱氮除磷，反硝化菌转化为亚硝酸盐，之后进一步还原成氮气排出；O(Oxic)是好氧段，用于去除水中的有机物。由于AO生物处理工艺具有节能、运行费低、能产生沼气等特点，因此针对渗滤液膜浓缩液这种高浓度的有机废水先采用厌氧工艺，然后再采用好氧工艺，厌氧和好氧工艺交替进一步处理，经过AO生物处理后，可进一步去除包括TP(总磷)、COD(化学需氧量)、TN(总氮)的污染物，尤其是用于去除TN(总氮)。

以下为本发明非限制性实施例及对比例，需要说明的是：所述对比例的方案并非现有技术，仅是为了与实施例的方案进行对比而设置，不作为对本发明的限制。

实施例1

以某渗滤液膜浓缩液样本为例，出水为纳滤膜与反渗透膜的混合液，其主要水质情况如下：TDS(总溶解固体)＝22.3g/L，COD(化学需氧量)＝1000mg/L，TP(总磷)＝28.4mg/L，TN(总氮)＝441mg/L，色度为350。而《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB 16889—2008)》(表2)标准对应限值分别为：COD≦100mg/L，TP≦3mg/L，TN≦40mg/L，色度(稀释倍数)≦40，出水TDS无排放要求。

该渗滤液膜浓缩液全量化处理方法，包括如下步骤：

(1)预处理：在搅拌条件下，将原水(待处理的渗滤液膜浓缩液)泵入预处理反应池中，进水完毕后，再投加约0.5g/L的聚合氯化铝(PAC)，搅拌反应10min，终止反应，上清液通过出水泵进入光芬顿处理池；本阶段通过投加PAC将膜浓缩液中的TP去除，TP的去除率大于95％；

(2)光芬顿处理：将预处理池出水泵入光芬顿处理池中，采用1mol/L H₂SO₄调节pH至4，然后依次投加19.11mL/L 30％双氧水(H₂O₂)、0.1g/L硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)，然后开启光源控制器，将紫外光波长调节到365nm处，紫外光源置于反应池的上端，使紫外光可以穿透整个反应池，整个反应时长为2h，反应结束后，将上清液泵入AO生物处理池中；本阶段中，色度去除率大于98％，COD去除率大于90％；

(3)AO生物处理：由于膜浓缩液进水TN浓度为441mg/L，而一段AO生物处理后TN脱除效果在80％左右，还未达到标准要求(TN≦40mg/L)，因此，本阶段需要二段AO生物处理才能保证TN出水低于表2标准限值，具体操作为：

在两段厌氧池中添加厌氧耐盐脱氮细菌，在两段好氧池中添加好氧耐盐脱氮细菌，保证各反应池中的污泥浓度在3500～5000mg/L，好氧过程需进行曝气，保证反应池内的溶解氧大于2mg/L；在搅拌条件下，将光芬顿处理池出水泵入第一段厌氧生物池，进水完毕后立即投加约3.56g/L三水乙酸钠，以保证进水COD/TN约5:1，调节pH至7.3左右，并于室温下进行反应；反应结束后，再依次通过一段好氧、二段厌氧、二段好氧，处理后的出水满足排放标准，可以直接排入受纳水体。

实施例2

以某渗滤液膜浓缩液样本为例，水样来自于纳滤膜出水口，其主要水质情况如下：TDS(总溶解固体)＝19.5g/L，COD(化学需氧量)＝1600mg/L，TP(总磷)＝32mg/L，TN(总氮)＝189mg/L，色度为185。

该渗滤液膜浓缩液全量化处理方法，包括如下步骤：

(1)预处理：在搅拌条件下，将原水(待处理的渗滤液膜浓缩液)泵入预处理反应池中，进水完毕后，再投加约0.45g/L的聚合氯化铝(PAC)，搅拌反应10min，终止反应，上清液通过出水泵进入光芬顿处理池，本阶段TP的去除率大于95％；

(2)光芬顿处理：将预处理池出水泵入光芬顿处理池中，采用1mol/L H₂SO₄调节pH至4，然后依次投加30.58mL/L 30％双氧水(H₂O₂)、16.7mg/L硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)，然后开启光源控制器，将紫外光波长调节到365nm处，紫外光源置于反应池的上端，使紫外光可以穿透整个反应池，整个反应时长为2h，反应结束后，将上清液泵入AO生物处理池中，本阶段中，色度去除率大于98％，COD去除率大于90％；

(3)AO生物处理：由于膜浓缩液进水TN浓度仅为189mg/L，一段AO生物处理后TN脱除效果在80％左右，即可满足TN出水标准(TN≦40mg/L)，因此，本阶段仅需一段AO生物处理即可，具体操作为：

分别在厌氧池中添加厌氧耐盐脱氮细菌，在好氧池中添加好氧耐盐脱氮细菌，保证各反应池中的污泥浓度在3500～5000mg/L，好氧过程需进行曝气，保证反应池内的溶解氧大于2mg/L；在搅拌条件下，将光芬顿处理池出水泵入厌氧生物池中，进水完毕后立即投加约1.53g/L三水乙酸钠，以保证进水COD/TN约5:1，调节pH至7.3左右，并于室温下进行反应；反应结束后，再在好氧反应池中处理，处理后的出水满足排放标准，可以直接排入受纳水体。

对比例1

本对比例1提供一种渗滤液膜浓缩液处理方法，该处理方法与实施例1的处理方法相似，区别仅在于：本对比例1步骤(1)中PAC(聚合氯化铝)的投加量为0.2g/L(即PAC投加量小于(8.82-17.64)g/g TP)。结果表明，本对比例1渗滤液膜浓缩液经处理后，其出水TP为10.8mg/L，不能满足达标排放标准。

对比例2

本对比例2提供一种渗滤液膜浓缩液处理方法，该处理方法与实施例1的处理方法相似，区别仅在于：本对比例2步骤(2)中，双氧水(H₂O₂)的投加量为7.5mL(即双氧水的投加量小于(6.37-19.11)mL/g COD)。结果表明，本对比例2渗滤液膜浓缩液经处理后，其出水COD为189mg/L，不能满足达标排放标准；色度为78倍，出水色度也不能满足排放标准。

对比例3

本对比例3提供一种渗滤液膜浓缩液处理方法，该处理方法与实施例1的处理方法相似，区别仅在于：本对比例3步骤(2)中，pH调节至5。结果表明，本对比例3渗滤液膜浓缩液经处理后，其出水COD为303mg/L，不能满足达标排放标准。

对比例4

本对比例4提供一种渗滤液膜浓缩液处理方法，该处理方法与实施例1的处理方法相似，区别仅在于：本对比例4步骤(2)中，反应时长为1h。结果表明，本对比例4渗滤液膜浓缩液经处理后，其出水COD为282mg/L，不能满足达标排放标准。

对比例5

本对比例5提供一种渗滤液膜浓缩液处理方法，该处理方法与实施例1的处理方法相似，区别仅在于：本对比例5步骤(2)中，FeSO₄·7H₂O投加量为0.6g/L。结果表明，本对比例5渗滤液膜浓缩液经处理后，其出水COD为138mg/L，不能满足达标排放标准；色度为230倍，出水色度也不能满足排放标准。

对比例6

本对比例6提供一种渗滤液膜浓缩液处理方法，该处理方法与实施例1的处理方法相似，区别仅在于：本对比例6步骤(3)中，投加的细菌为常规脱氮细菌(如来自污水处理厂生化池的脱氮细菌)而非耐盐脱氮细菌。结果表明，本对比例6渗滤液膜浓缩液经处理后，其出水TN为388mg/L，不能满足达标排放标准。

对比例7

本对比例7提供一种渗滤液膜浓缩液处理方法，该处理方法与实施例1的处理方法相似，区别仅在于：本对比例7步骤(3)中，碳源投加后，COD/TN＝2。结果表明，本对比例7渗滤液膜浓缩液经处理后，其出水TN为64mg/L，不能满足达标排放标准。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种渗滤液膜浓缩液全量化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的渗滤液膜浓缩液全量化处理方法，其特征在于，还包括在步骤(3)AO生物处理中的好氧过程中额外投加碳源，以确保反应初始的COD/TN比控制在(3～5):1。

3.根据权利要求2所述的渗滤液膜浓缩液全量化处理方法，其特征在于，所述碳源为三水乙酸钠、丙酸钠、丁酸钠、乳酸钠、葡萄糖中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的渗滤液膜浓缩液全量化处理方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚合氯化铝的投加量为8.82～17.64g/g TP。

5.根据权利要求1所述的渗滤液膜浓缩液全量化处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述紫外光的波长范围为190～400nm。

6.根据权利要求1所述的渗滤液膜浓缩液全量化处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述双氧水的投加量为10～15mL/g COD。

7.根据权利要求1所述的渗滤液膜浓缩液全量化处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述pH的调节剂为硫酸或盐酸。

8.根据权利要求1所述的渗滤液膜浓缩液全量化处理方法，其特征在于，步骤(3)中，反应的pH值为7.3±0.2，反应温度为常温。