CN116332438B - 一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法 - Google Patents

一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，属于垃圾浓缩液处理技术领域；该方法包括以下步骤：S1、将垃圾渗滤液膜浓缩液和吸附剂混合后处理，制得第一处理液；S2、将第一处理液生化处理后，制得第二处理液；S3、将第二处理液和光催化剂混合后光催化处理。本发明中通过吸附、生化处理和光催化处理进行，从而大大提升了垃圾渗滤液膜浓缩液中COD和氨氮的处理效果。

Description

一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法
技术领域
本发明属于垃圾浓缩液处理技术领域，尤其涉及一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法。
背景技术
膜浓缩液具有COD浓度高和高氨氮的特点；相关技术中垃圾渗滤液膜浓缩液主要有回灌法、膜蒸馏、回喷法等工艺。回灌法由于有机物降解比较慢，且高氨氮会抑制产甲烷菌的活性，导致处理效率降低。膜蒸馏的成本高，蒸馏通量小，能耗大且运行状态不稳定。回喷法对设备的维护要求高，运行故障率高。
相关技术中还公开了一种垃圾渗滤液的纳滤浓缩液处理工艺，该工艺包括预处理、一级膜处理和二级膜处理几个步骤。主要采用两级物料膜系统对垃圾渗滤液的纳滤浓缩液进行浓缩分离，以提取难生化降解的大分子有机物腐殖酸，由于该工艺技术运用了多级膜处理，在一定程度上提高了成本，且污染物的去除效果有限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题和缺陷的至少一个方面。
具体如下，本发明提供了一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，包括以下步骤：
S1、将垃圾渗滤液膜浓缩液和吸附剂混合后处理，制得第一处理液；
S2、将所述第一处理液生化处理后，制得第二处理液；
S3、将所述第二处理液和光催化剂混合后光催化处理；
所述吸附剂包括以下重量份数的制备原料：
硅酸盐100份、硼酸盐1份~2份、镁盐10份~15份、铝盐 30份~40份和铜盐3份~4份；
所述吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
S01、将所述硅酸盐、水和酸液混合后反应，制得聚硅酸；
S02、将所述聚硅酸、硼酸盐、镁盐、铜盐和铝盐混合后反应；
所述光催化剂包括以下制备原料：
三聚氰胺100份和5-二氟甲氧基-2-巯基-1H-苯并咪唑 2份~5份；
所述光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将所述三聚氰胺和所述5-二氟甲氧基-2-巯基-1H-苯并咪唑混合后煅烧；
所述煅烧的温度为500℃~600℃。
根据本发明处理方法技术方案中的一种技术方案，至少具备如下有益效果：
本发明中通过吸附、生化处理和光催化处理进行，从而大大提升了垃圾渗滤液膜浓缩液中COD和氨氮的处理效果。
本发明在吸附过程中加入一定量的聚硅酸硼镁铝铜吸附剂，从而提升吸附剂的去除效果；在聚硅酸硼镁铝铜吸附剂中引入硼、镁、铝和铜元素，其中，硼元素能提高聚硅酸的稳定性，并可提高吸附剂的COD和氨氮效果；铝元素和镁元素具有活性大和吸附能力强的特性，从而提升吸附剂的COD和氨氮效果。
本发明中以三聚氰胺为前驱体，以5-二氟甲氧基-2-巯基-1H-苯并咪唑为功能化试剂以及掺杂剂，利用热聚合的方式制备了超薄F和S共掺杂g-C3N4光催化剂。本发明通过S和F两种杂原子对g-C3N4进行共掺杂，引入了更多缺陷，提高了光催化反应的效率；同时氟元素还能提升光催化剂的稳定性，从而大大提升了COD和氨氮的去除效果。
根据本发明的一些实施方式，所述垃圾渗滤液膜浓缩液的COD为20000mg/L~50000mg/L。
根据本发明的一些实施方式，所述垃圾渗滤液膜浓缩液的COD为20000mg/L~40000mg/L。
根据本发明的一些实施方式，所述垃圾渗滤液膜浓缩液的COD为20000mg/L~30000mg/L。
根据本发明的一些实施方式，所述垃圾渗滤液膜浓缩液的COD为20000mg/L~25000mg/L。
根据本发明的一些实施方式，所述垃圾渗滤液膜浓缩液的氨氮为2000mg/L~5000mg/L。
根据本发明的一些实施方式，所述垃圾渗滤液膜浓缩液的氨氮为2000mg/L~4000mg/L。
根据本发明的一些实施方式，所述垃圾渗滤液膜浓缩液的氨氮为2000mg/L~3000mg/L。
根据本发明的一些实施方式，所述垃圾渗滤液膜浓缩液的氨氮为2000mg/L~2500mg/L。
根据本发明的一些实施方式，所述吸附剂包括以下重量份数的制备原料：
硅酸盐100份、硼酸盐1.5份~2份、镁盐13份~15份、铝盐 30份~35份和铜盐3份~3.5份。
根据本发明的一些实施方式，步骤S1中所述处理的时间为60min~80min。
根据本发明的一些实施方式，步骤S1中所述处理过程中分散速度为100r/min~150r/min。
根据本发明的一些实施方式，所述生化处理的溶氧量为2mg/L~5mg/L。
根据本发明的一些实施方式，所述生化处理的温度为15℃~35℃。
根据本发明的一些实施方式，所述生化处理的时间为10h~20h。
根据本发明的一些实施方式，所述生化处理的pH为8~9。
根据本发明的一些实施方式，所述生化处理在MBR膜生物反应器中进行。
根据本发明的一些实施方式，所述MBR膜生物反应器的MLSS控制在5g/L~10g/L之间。
根据本发明的一些实施方式，所述MBR膜生物反应器的SV30控制在40％~50％之间。
根据本发明的一些实施方式，所述光催化剂包括以下制备原料：
三聚氰胺100份和5-二氟甲氧基-2-巯基-1H-苯并咪唑 2份~3份。
根据本发明的一些实施方式，所述光催化处理选用的光源为模拟太阳光。
根据本发明的一些实施方式，所述光催化处理的光照强度为5Lux~8Lux。
根据本发明的一些实施方式，所述光催化处理的温度为20℃~30℃。
根据本发明的一些实施方式，所述光催化处理过程中分散速度为100r/min~150r/min。
根据本发明的一些实施方式，所述光催化处理的时间为20min~30min。
根据本发明的一些实施方式，所述光催化剂和所述第二处理液的质量体积比为1g~2g：1L。
根据本发明的一些实施方式，所述吸附剂和所述垃圾渗滤液膜浓缩液的质量体积比为10g~20g:1L。
根据本发明的一些实施方式，所述硅酸盐和水的质量体积比为100g~200g：1L。
根据本发明的一些实施方式，所述硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述硼酸盐为硼酸钠或硼酸钾中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述镁盐为硫酸镁、硝酸镁或氯化镁中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述铝盐为硫酸铝、硝酸铝和氧化铝中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述铜盐为硫酸铜、硝酸铜或氯化铜中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述酸液为硫酸溶液。
根据本发明的一些实施方式，所述硫酸的质量分数为15%~25%。
根据本发明的一些实施方式，步骤S01中所述混合后的pH为2~4。
根据本发明的一些实施方式，步骤S01中所述反应的温度为20℃~30℃。
根据本发明的一些实施方式，步骤S01中所述反应的时间为60min~120min。
根据本发明的一些实施方式，步骤S02中所述反应的温度为40℃~50℃。
根据本发明的一些实施方式，步骤S02中所述反应的时间为200min~300min。
根据本发明的一些实施方式，所述煅烧的时间为2h~4h。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明中COD和氨氮采用G70 Pro 多参数水质检测站进行检测。
本发明处理前的垃圾渗滤液膜浓缩液的COD为24300mg/L，氨氮浓度为2360mg/L。
实施例1
本实施例为一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，由以下步骤组成：
S1、将垃圾渗滤液膜浓缩液和吸附剂混合后处理，处理后固液分离，收集液相，制得第一处理液；
本步骤处理过程中分散速度为150r/min，处理的时间为70min；
吸附剂和垃圾渗滤液膜浓缩液的质量体积比为15g：1L；
S2、将第一处理液生化处理后，制得第二处理液；
本步骤中生化处理在MBR膜生物反应器中进行，MLSS控制在8g/L±1g/L之间，溶解氧DO为3.5mg/L，SV30控制在45％±2％，运行温度控制在23℃±2℃，pH控制为8.5±0.5。
S3、将第二处理液和光催化剂混合后光催化处理；
本步骤中光催化处理选用的光源为模拟太阳光；
本步骤中光催化处理的时间为20min；
本步骤中光催化处理的光照强度为7Lux；
本步骤中光催化处理的温度为25℃；
本步骤中光催化处理过程中分散速度为150r/min；
本步骤中光催化剂和第二处理液的质量体积比为1.5g：1L；
吸附剂包括以下重量份数的制备原料：
硅酸盐（硅酸钠）100份、硼酸盐（硼酸钠）1.8份、镁盐（硫酸镁）14份、铝盐（硫酸铝）32份和铜盐（硫酸铜）3.2份；
吸附剂的制备方法，由以下步骤组成：
S01、将硅酸盐、水（硅酸盐和水的质量体积比为200g：1L）和酸液（质量分数为20%的硫酸溶液，添加量为使混合体系的pH为3）混合后反应（反应的温度为25℃，时间为100min），制得聚硅酸；
S02、将聚硅酸、硼酸盐、镁盐、铜盐和铝盐混合后反应（反应的温度为45℃，反应的时间为240min）；
光催化剂包括以下制备原料：
三聚氰胺100份和5-二氟甲氧基-2-巯基-1H-苯并咪唑 3份；
光催化剂的制备方法，由以下步骤组成：
将三聚氰胺和5-二氟甲氧基-2-巯基-1H-苯并咪唑充分研磨混合后煅烧（煅烧的温度为550℃，煅烧的时间为2h）。
实施例2
本实施例为一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，与实施例1的差异在于：光催化剂包括以下制备原料：
三聚氰胺100份和5-二氟甲氧基-2-巯基-1H-苯并咪唑5份。
其他步骤参照实施例1中进行。
实施例3
本实施例为一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，与实施例1的差异在于：
吸附剂包括以下重量份数的制备原料：
硅酸盐（硅酸钠）100份、硼酸盐（硼酸钠）1份、镁盐（硫酸镁）15份、铝盐（硫酸铝）40份和铜盐（硫酸铜）4份。
其他步骤参照实施例1中进行。
实施例4
本实施例为一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，与实施例1的差异在于：
吸附剂包括以下重量份数的制备原料：
硅酸盐（硅酸钠）100份、硼酸盐（硼酸钠）2份、镁盐（硫酸镁）10份、铝盐（硫酸铝）30份和铜盐（硫酸铜）3份。
光催化剂包括以下制备原料：
三聚氰胺100份和5-二氟甲氧基-2-巯基-1H-苯并咪唑4份。
其他步骤参照实施例1中进行。
实施例5
本实施例为一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，与实施例1的差异在于：
吸附剂包括以下重量份数的制备原料：
硅酸盐（硅酸钠）100份、硼酸盐（硼酸钠）1.2份、镁盐（硫酸镁）10份、铝盐（硫酸铝）38份和铜盐（硫酸铜）3.8份。
光催化剂包括以下制备原料：
三聚氰胺100份和5-二氟甲氧基-2-巯基-1H-苯并咪唑2份。
其他步骤参照实施例1中进行。
对比例1
本对比例为一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，与实施例1的差异在于：
光催化剂包括以下制备原料：三聚氰胺100份；
光催化剂的制备方法，由以下步骤组成：
将三聚氰胺充分研磨混合后煅烧（煅烧的温度为550℃，煅烧的时间为2h）。
其他步骤参照实施例1中进行。
对比例2
本对比例为一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，与实施例1的差异在于：
吸附剂包括以下重量份数的制备原料：
硅酸盐（硅酸钠）100份、硼酸盐（硼酸钠）1.8份、镁盐（硫酸镁）14份和铜盐（硫酸铜）3.2份；
吸附剂的制备方法，由以下步骤组成：
S01、将硅酸盐、水（硅酸盐和水的质量体积比为200g：1L）和酸液（质量分数为20%的硫酸溶液，添加量为使混合体系的pH为3）混合后反应（反应的温度为25℃，时间为100min），制得聚硅酸；
S02、将聚硅酸、硼酸盐、镁盐和铜盐混合后反应（反应的温度为45℃，反应的时间为240min）。
其他步骤参照实施例1中进行。
对比例3
本对比例为一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，与实施例1的差异在于：
吸附剂包括以下重量份数的制备原料：
硅酸盐（硅酸钠）100份、硼酸盐（硼酸钠）1.8份和铜盐（硫酸铜）3.2份；
吸附剂的制备方法，由以下步骤组成：
S01、将硅酸盐、水（硅酸盐和水的质量体积比为200g：1L）和酸液（质量分数为20%的硫酸溶液，添加量为使混合体系的pH为3）混合后反应（反应的温度为25℃，时间为100min），制得聚硅酸；
S02、将聚硅酸、硼酸盐和铜盐混合后反应（反应的温度为45℃，反应的时间为240min）。
其他步骤参照实施例1中进行。
对比例4
本对比例为一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，与实施例1的差异在于：
吸附剂包括以下重量份数的制备原料：
硅酸盐（硅酸钠）100份和铝盐（硫酸铝）32份；
吸附剂的制备方法，由以下步骤组成：
S01、将硅酸盐、水（硅酸盐和水的质量体积比为200g：1L）和酸液（质量分数为20%的硫酸溶液，添加量为使混合体系的pH为3）混合后反应（反应的温度为25℃，时间为100min），制得聚硅酸；
S02、将聚硅酸和铝盐混合后反应（反应的温度为45℃，反应的时间为240min）。
其他步骤参照实施例1中进行。
对比例5
本对比例为一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，与实施例1的差异在于：
吸附剂包括以下重量份数的制备原料：
硅酸盐（硅酸钠）100份和铝盐（硫酸铝）32份；
吸附剂的制备方法，由以下步骤组成：
S01、将硅酸盐、水（硅酸盐和水的质量体积比为200g：1L）和酸液（质量分数为20%的硫酸溶液，添加量为使混合体系的pH为3）混合后反应（反应的温度为25℃，时间为100min），制得聚硅酸；
S02、将聚硅酸和铝盐混合后反应（反应的温度为45℃，反应的时间为240min）。
光催化剂包括以下制备原料：三聚氰胺100份；
光催化剂的制备方法，由以下步骤组成：
将三聚氰胺充分研磨混合后煅烧（煅烧的温度为550℃，煅烧的时间为2h）。
其他步骤参照实施例1中进行。
本发明实施例1~5和对比例1~5中出水的COD和氨氮检测结果见表1。
表1 本发明实施例1~5和对比例1~5中出水的COD和氨氮检测结果
。
综上所述，本发明中通过吸附、生化处理和光催化处理进行，从而大大提升了垃圾渗滤液膜浓缩液中COD和氨氮的处理效果。本发明在吸附过程中加入一定量的聚硅酸硼镁铝铜吸附剂，从而提升吸附剂的去除效果；在聚硅酸硼镁铝铜吸附剂中引入硼、镁、铝和铜元素，其中，硼元素能提高聚硅酸的稳定性，并可提高吸附剂的COD和氨氮效果；铝元素和镁元素具有活性大和吸附能力强的特性，从而提升吸附剂的COD和氨氮效果。本发明中以三聚氰胺为前驱体，以5-二氟甲氧基-2-巯基-1H-苯并咪唑为功能化试剂以及掺杂剂，利用热聚合的方式制备了超薄F和S共掺杂g-C3N4光催化剂。本发明通过S和F两种杂原子对g-C3N4进行共掺杂，引入了更多缺陷，提高了光催化反应的效率；同时氟元素还能提升光催化剂的稳定性，从而大大提升了COD和氨氮的去除效果。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将垃圾渗滤液膜浓缩液和吸附剂混合后处理，制得第一处理液；
S2、将所述第一处理液生化处理后，制得第二处理液；
S3、将所述第二处理液和光催化剂混合后光催化处理；
所述吸附剂包括以下重量份数的制备原料：
硅酸盐100份、硼酸盐1份~2份、镁盐10份~15份、铝盐30份~40份和铜盐3份~4份；
所述吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
S01、将所述硅酸盐、水和酸液混合后反应，制得聚硅酸；
S02、将所述聚硅酸、硼酸盐、镁盐、铜盐和铝盐混合后反应；
所述光催化剂包括以下制备原料：
三聚氰胺100份和5-二氟甲氧基-2-巯基-1H-苯并咪唑 2份~5份；
所述光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将所述三聚氰胺和所述5-二氟甲氧基-2-巯基-1H-苯并咪唑混合后煅烧；
所述煅烧的温度为500℃~600℃。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述生化处理的溶氧量为2mg/L~5mg/L。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述光催化处理的光照强度为5Lux~8Lux。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述光催化处理的时间为10min~20min。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述光催化剂和所述第二处理液的质量体积比为1g~2g：1L。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述吸附剂和所述垃圾渗滤液膜浓缩液的质量体积比为10g~20g:1L。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述酸液为硫酸溶液。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤S01中所述混合后的pH为2~4。
9.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤S01所述混合的温度为40℃~50℃。
10.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述煅烧的时间为2h~4h。
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