CN117285179B - 一种垃圾渗滤液全量化组合处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及一种垃圾渗滤液全量化组合处理方法，其包括依次连接的调节池、一级沉淀池、A/O池、二级沉淀池、pH调节池、芬顿氧化池和BAC滤池；其中，所述一级沉淀池和二级沉淀池中加入改性絮凝剂；所述改性絮凝剂包括一种具有核壳结构的物质，以及PAM；核结构：部分接枝烷基羧酸的聚硅酸盐；壳结构：黄原胶与壳聚糖的混合物。本发明在一级沉淀池和二级沉淀池中加入改性絮凝剂，该改性絮凝剂对于垃圾渗滤液的复杂成分有优异的絮凝效果，极大地分离了固液废弃物，从而使得后续工段的处理压力大大减轻，降低了A/O处理的负荷，使得菌种降解废水中有机物的效率大大提升，从而最终排水的指标更为优异。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种垃圾渗滤液全量化组合处理方法。
背景技术
随着我国环保趋势越来越严格，工业废水废液、生活垃圾或填埋废弃液体，以及多种复杂污染或腐败物残余液体的处理，国标或行标必将要求越来越严格。这些废水废液中，通常含有大量的有机卤化物、磷化物、氮化物、硫化物、无机盐等，BOD和COD极高，若不在排放前将这些物质尽量除去，则会对自然环境造成严重的危害。而排放后的废弃物（如金属离子、有机致癌物等）随着自然水循环后，又大概率会回流到人们生活中，并被人体摄入（如通过饮用水、食物等），对人体造成不可逆的损害。
众多废水中，垃圾渗滤液是一种含量复杂且较难处理的废液。因为垃圾渗滤液中成分含量极为复杂，具有明显的地域性和气候性变化，与该地区人们的生活活动主流趋势和习惯极为密切，一般认为含有上百种的有机污染物以及几十种金属离子，并且混合后还有可能发生各种化学反应，使得最终的渗滤液成分更为未知。
目前处理垃圾渗滤液的主流方式是A/O处理法，并且在A/O池的两端，串联各种预处理和后处理池，如调节池、氧化池等。可以说对于废液的预处理和后处理，也对最后排水的最终排放前的COD、含氮值等有决定性影响。然而，目前人们更多地是关注A/O处理工段的技术优化，而忽视了其他串联工段，如预处理工段的技术优化。
因此，本发明提出了一种基于沉淀池的优化技术手段，使得垃圾渗滤液的排出废水的最终数值更为优异。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种垃圾渗滤液全量化组合处理方法，其主要改进在于，在一级沉淀池和二级沉淀池中加入改性絮凝剂，该改性絮凝剂对于垃圾渗滤液的复杂成分有优异的絮凝效果，极大地分离了固液废弃物，从而使得后续工段的处理压力大大减轻，降低了A/O处理的负荷，使得菌种降解废水中有机物的效率大大提升，从而最终排水的指标更为优异。
本发明的一个目的在于，提供一种垃圾渗滤液全量化组合处理方法，其包括依次连接的调节池、一级沉淀池、A/O池、二级沉淀池、pH调节池、芬顿氧化池和BAC滤池；
其中，所述一级沉淀池和二级沉淀池中加入改性絮凝剂；
所述改性絮凝剂包括一种具有核壳结构的物质，以及PAM；
核结构：部分接枝烷基羧酸的聚硅酸盐；
壳结构：黄原胶与壳聚糖的混合物；
所述部分接枝烷基羧酸的聚硅酸盐的制备方法为：将聚硅酸铝铁浸泡在双氧水中，加热煮沸，然后清洗，得到前驱体；然后将所述前驱体与烷基羧酸溶液共混，70-80℃超声反应10-20 min，得到部分接枝的聚硅酸铝铁；
所述改性絮凝剂的制备方法为：将部分接枝的聚硅酸铝铁用黄原胶和壳聚糖的混合物包裹，形成核壳结构。
具有核壳结构的物质与PAM的质量比，为1:5-1:10。
值得一提的是，
一级沉淀池和二级沉淀池中，采用间歇法投放本发明设计的改性絮凝剂，投放量为0.3-2 g/L，水力停留时间均设置为10-18 h；
一级沉淀池和二级沉淀池中的水体经固液分离后，部分污泥需要回流到A/O池的缺氧池中，作为菌种吸附和繁殖的场所；而其余污泥则经过污泥压滤机进一步脱水后，统一收集。污泥回流比可以设置为污泥量的10-20 wt%；
A/O池分共2级串联，每一级分为缺氧段和好氧段，水力停留时间均设置为30-48h；
pH调节池中的pH维持在7-8左右；
芬顿氧化工段为一系列细分工段的统称，均为常规工艺：在进入芬顿氧化工段后，废水被调节至pH为2-3；然后采用硫酸亚铁-双氧水的氧化工段来大幅度降低废水COD，该工段的水力停留时间设置为8-12 h；处理后的废水进行碱中和，pH调节至7左右；然后经脱气、絮凝、沉淀铁泥，最终排出废水至后续工段；
硫酸亚铁-双氧水的氧化工段中，硫酸亚铁的用量为25-35 kg/h，双氧水的用量为15-20 L/h；
BAC滤池中，通过生物炭对准排出的废水作最后处理，水力停留时间为4-8 h；生物活性炭投放量为300-500 mg/L。
进一步地，所述聚硅酸盐和烷基羧酸的摩尔比为1:5-1:10。
进一步地，所述pH调节池中pH为7-9。
进一步地，所述BAC滤池中臭氧浓度为2 mg/L以下。
进一步地，所述一级沉淀池和二级沉淀池的水力停留时间是12-24 h。
进一步地，所述黄原胶和壳聚糖的溶液中，黄原胶和壳聚糖的质量比为1:1-1:4。
进一步地，所述黄原胶和壳聚糖的溶液为饱和溶液。
本发明的另一个目的在于，提供上述处理方法所形成的垃圾渗滤液全量化组合处理系统。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的改性絮凝剂，聚硅酸盐进行了部分的疏水化改性，又保留了其部分亲水的表面，可以在投入废水中后，一部分吸附有机污染物（如苯环类有机物），另一部分吸附亲水类物质（如金属离子、无机盐等），从而相比于传统硅酸盐类絮凝剂，具有更为优异的除浊和脱色的效果，沉降效果更为显著。
2、壳结构为壳聚糖和黄原胶的共混合成的聚合物，其本身具有亲水性，包裹聚硅酸盐后的核壳结构，投入水中后，具有缓释效果；并且改性聚硅酸盐上的接枝烷基链，与壳结构又有一定的分子间作用力，从而可以使得改性聚硅酸盐缓慢、均匀地溢出壳结构中，对污泥的沉降效果更为显著，避免一次投加过多，导致过多的改性聚硅酸盐还未来得及与污水成分作用，就随污泥一起沉降，从而絮凝剂效率过低的情况。
3、具有核壳结构的物质复配PAM后，对于大多数有机、无机类成分均可以进行有效沉降，具有广谱性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式和保护不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。
本发明所述聚硅酸盐为聚硅酸铝铁，采购自河南翔龙环保科技有限公司；
本发明所述PAM，采购自河南森鼎环保科技有限公司；
本发明涉及的份数，除特别指明，否则均指质量份数。
实施例1
一种改性絮凝剂，其制备方法如下：
S1、将聚硅酸铝铁浸泡在双氧水中，加热煮沸，然后清洗，得到前驱体；
S2、将前驱体浸泡在十二酸的水溶液（50 wt%）中（前驱体:十二酸=1:3，m/m），加热至70℃，超声10 min，得到部分接枝的聚硅酸铝铁；
S3、将聚硅酸铝铁用黄原胶和壳聚糖的混合物（黄原胶:壳聚糖=1:1，m/m）包裹，形成核壳结构（核结构:壳结构=1:5，m/m），得到所述具有核壳结构的物质；
S4、使用前，将所述具有核壳结构的物质与PAM共混（1:3，m/m）。
实施例2
一种改性絮凝剂，其制备方法如下：
S1、将聚硅酸铝铁浸泡在双氧水中，加热煮沸，然后清洗，得到前驱体；
S2、将前驱体浸泡在十四酸的水溶液（50 wt%）中（前驱体:十四酸=1:2，m/m），加热至70℃，超声15 min，得到部分接枝的聚硅酸铝铁；
S3、将聚硅酸铝铁用黄原胶和壳聚糖的混合物（黄原胶:壳聚糖=1:1，m/m）包裹，形成核壳结构（核结构:壳结构=1:6，m/m），得到所述具有核壳结构的物质；
S4、使用前，将所述具有核壳结构的物质与PAM共混（1:4，m/m）。
实施例3
一种改性絮凝剂，其制备方法如下：
S1、将聚硅酸铝铁浸泡在双氧水中，加热煮沸，然后清洗，得到前驱体；
S2、将前驱体浸泡在十四酸的水溶液（30 wt%）中（前驱体:十四酸=1:2，m/m），加热至80℃，超声20 min，得到部分接枝的聚硅酸铝铁；
S3、将聚硅酸铝铁用黄原胶和壳聚糖的混合物（黄原胶:壳聚糖=1:3，m/m）包裹，形成核壳结构（核结构:壳结构=1:6，m/m），得到所述具有核壳结构的物质；
S4、使用前，将所述具有核壳结构的物质与PAM共混（1:5，m/m）。
对比例1
对比例1的制备方法和所用成分，与实施例1均相同，唯一不同在于，对比例1中的改性絮凝剂中，聚硅酸铝铁未经改性，直接与黄原胶和壳聚糖的混合物，形成核壳结构。
对比例2
对比例2的制备方法和所用成分，与实施例1均相同，唯一不同在于，对比例2中不含黄原胶和壳聚糖的混合物，聚硅酸铝铁直接与PAM进行共混。
测试例1
将实施例1和对比例1-2所得改性絮凝剂，分别应用于特定的垃圾渗滤液全量化组合处理系统。
该垃圾渗滤液全量化组合处理系统的工段和关键参数构成如下：
调节池（水力停留时间为2 h）→一级沉淀池（水力停留时间为12 h，投放改性絮凝剂，1 g/L）→一级A/O池（水力停留时间为36 h）→二级A/O池（水力停留时间为36 h）→二级沉淀池（水力停留时间为12 h,投放改性絮凝剂，1 g/L）→pH调节池（水力停留时间为2 h，出水pH为7）→芬顿氧化池（水力停留时间为12 h，硫酸亚铁的用量为25 kg/h，双氧水的用量为15 L/h，其余参数按常规设置）→BAC滤池（水力停留时间为4 h，生物活性炭投放量为300 mg/L）；
其中，一级沉淀池和二级沉淀池中的污泥按15 wt%的回流比，分别注入一级A/O池的缺氧工段，以及二级A/O池的缺氧工段，其余污泥经污泥压滤机处理后收集，送至污泥处理厂统一处理。
所得最终的出水结果如表1所示。
表1 水质数据
进水指标：COD：约8500 mg/L；氨氮：800 mg/L；磷：56 mg/L，外观为黑褐色不透明状。
由表1可以看出，实施例1中，对于废水的COD、氨氮和磷的处理效果是最佳的，这说明了本发明的絮凝剂在整个工段中发挥了重要作用，相同投入量的条件下，对废水各个指标的降低是最有效的。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种垃圾渗滤液全量化组合处理方法，其特征在于，所述垃圾渗滤液全量化组合处理方法包括依次连接的调节池、一级沉淀池、A/O池、二级沉淀池、pH调节池、芬顿氧化池和BAC滤池；
其中，所述一级沉淀池和二级沉淀池中加入改性絮凝剂；
所述改性絮凝剂包括一种具有核壳结构的物质，以及PAM；
核结构：部分接枝烷基羧酸的聚硅酸盐；
壳结构：黄原胶与壳聚糖的混合物；
所述部分接枝烷基羧酸的聚硅酸盐的制备方法为：将聚硅酸铝铁浸泡在双氧水中，加热煮沸，然后清洗，得到前驱体；然后将所述前驱体与烷基羧酸溶液共混，70-80℃超声反应10-20 min，得到部分接枝的聚硅酸铝铁；
所述改性絮凝剂的制备方法为：将部分接枝的聚硅酸铝铁用黄原胶和壳聚糖的混合物包裹，形成核壳结构。
2.根据权利要求1所述垃圾渗滤液全量化组合处理方法，其特征在于，所述聚硅酸盐和烷基羧酸的摩尔比为1:5-1:10。
3.根据权利要求1所述垃圾渗滤液全量化组合处理方法，其特征在于，所述pH调节池中pH为7-9。
4.根据权利要求1所述垃圾渗滤液全量化组合处理方法，其特征在于，所述BAC滤池中臭氧浓度为2 mg/L以下。
5.根据权利要求1所述垃圾渗滤液全量化组合处理方法，其特征在于，所述一级沉淀池和二级沉淀池的水力停留时间是12-24 h。
6.权利要求1-5任一项所述垃圾渗滤液全量化组合处理方法所形成的垃圾渗滤液全量化组合处理系统。
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