CN1923875A - 一种从垃圾渗滤液膜处理浓缩液中提取腐殖酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从垃圾渗滤液膜处理浓缩液中提取腐殖酸的方法。本发明所提供的从垃圾渗滤液膜处理浓缩液中提取腐殖酸的方法，是将第一套膜处理系统与第二套膜分离系统通过管线相连，将垃圾渗滤液泵入第一套膜处理系统，将处理过程的带有压力的浓缩液直接通入第二套膜分离系统中，处理得到腐殖酸。本发明方法克服了渗滤液膜处理浓缩液提取腐殖酸技术存在的动力消耗大、能量浪费严重的问题，充分、合理的利用处理过程中的能量，具有良好的社会和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种从垃圾渗滤液膜处理浓缩液中提取腐殖酸的方法。
背景技术
渗滤液是世界范围内填埋场所面临的一大难题。随着垃圾填埋场填埋时间的增长，BOD/COD比值逐渐下降，渗滤液越来越难以处理已成为公认事实。近几年国内外的诸多研究及实践证实，生物处理可实现高效脱氮，但有机污染物控制指标通常难以实现，渗滤液经生物处理后出水残余的COD一般在300～1500mg/L之间。进一步的研究表明，生物处理出水中有机物几乎全部是极难降解的腐殖酸，它是渗滤液难处理的主要原因。
随着环境保护标准日趋严格，许多国家对渗滤液处理的要求越来越高，尤其是欧美国家，越来越多的填埋场使用膜技术处理渗滤液。近几年来，以膜为主的组合工艺在我国北京等经济较发达地区也已成为主流渗滤液处理技术。膜处理技术是指在压差推动下进行的物理分离过程，包括微滤、超滤、纳滤、反渗透等。为确保出水水质达标，纳滤和反渗透常用于最后的分离过程，微滤和超滤一般用于纳滤和反渗透的预处理。纳滤可去除分子量为200～1000以上的有机物和多价离子，操作压力通常在1.0～4.0Mpa之间。反渗透可去除分子量小于200的有机物以及各种离子，其实质是脱水技术，操作压力通常在3.0～20.0Mpa之间。膜处理渗滤液时把进料分成两部分，一部分是比较干净的透过液(处理出水)，另一部分是含被截留物质(包括腐殖酸)的浓缩液。膜处理系统通常设置浓缩液循环管路，以便获得较高的浓缩倍数以及防止膜堵塞。
膜技术能够高效截留腐殖酸，确保出水达到相当高的排放标准，但是大量的高分子和小分子有机物、无机盐类以及微量重金属、有毒有机物等物质也一同被截留在膜浓缩液中。
对于回收的浓缩液，最初一般采用回灌方法将其返回到填埋场中，但是，在此循环中溶解盐类会很快积累，导致渗滤液的渗透压迅速增高，使膜系统效率降低或失效。目前，膜浓缩液大多被运送到污水处理厂等设施进行处理，从污染物总量控制的角度出发，基本相当于将全部渗滤液转移至污水处理厂。
在膜处理浓缩液中含有大量腐殖酸，对植物的生长有一定的积极效应，但同时还有无机盐类、重金属、有毒有机物等毒性物质，长期直接施用会对植物产生抑制作用，甚至导致植物死亡。需要对其中的腐殖酸进行处理才能应用于工、农业中。
从渗滤液膜处理浓缩液中提取腐殖酸，并去除其中的无机盐类和重金属等杂质，是实现渗滤液膜处理浓缩液中腐殖酸资源化的必要前提。已公开文献中均采用合适截留分子量的膜单元分离提取渗滤液中的腐殖酸，腐殖酸保留在膜单元的浓缩相，而无机盐、重金属以及大量水分则透过膜单元形成透过液。此过程中需要外加动力以提供膜单元分离提取腐殖酸所需要的压差。
专利申请文件《渗滤液“生物处理+纳滤工艺”膜截留液的资源化方法》(申请号200510012191.4)公开了一种渗滤液“生物处理+纳滤工艺”膜截留液的资源化方法，采用“纳滤+蒸发”的组合工艺制取有机液体肥料，其中制取肥料的纳滤系统操作压差为0.5～1.5Mpa，动力消耗极大，而且“生物处理+纳滤工艺”中的纳滤系统存在大量剩余动力未能充分利用，能量浪费严重。
发明内容
针对渗滤液膜处理浓缩液提取腐殖酸技术存在的动力消耗大、能量浪费严重的问题，本发明提供了一种从垃圾渗滤液膜处理浓缩液中提取腐殖酸的方法。
本发明所提供的从垃圾渗滤液膜处理浓缩液中提取腐殖酸的方法，是将两套膜系统通过管线直接相连，然后，将垃圾渗滤液泵入第一套膜处理系统，将处理过程中带有压力的浓缩液通入第二套膜分离系统中，通过第二套膜分离系统提取得到腐殖酸。
其中，第一套膜处理系统用于浓缩垃圾渗滤液，第二套膜分离系统用于从浓缩液中提取腐殖酸。当浓缩液压力高于第二套膜分离系统所需要的操作压力时，两套膜系统的连接管线带有减压阀；为了能补充第二套膜分离系统提取过程中的动力消耗，在第二套膜分离系统中还带有循环泵。
第二套膜分离系统常用的膜为纳滤膜或超滤膜，截留分子量为300-1000，操作压力为0.5-1.5MPa。
第一套膜处理系统常用的膜为纳滤膜或反渗透膜，截留分子量小于1000，操作压力为1-20MPa。
本发明的有益效果：
1、纳滤和反渗透等渗滤液膜处理工艺运行成本较高，动力消耗大是主要因素之一，其操作压力通常高达1-20MPa，很大部分动力由于浓缩液排放而浪费。本发明提供的一种从渗滤液膜处理浓缩液中提取腐殖酸的方法可充分利用原渗滤液膜处理系统的残留动力，避免能源浪费；
2、渗滤液中腐殖酸可提取为液态肥实现资源化，但是提取过程动力消耗很大。本发明提供的一种从渗滤液膜处理浓缩液中提取腐殖酸的方法可充分利用原渗滤液膜处理系统的动力，节约能源效果显著；
3、本发明将渗滤液膜处理工艺的动力节余与腐殖酸资源化膜分离系统的动力需求有效结合在一起，既解决了膜处理浓缩液的处理难题，又实现了腐殖酸的资源化利用，而且还节省了大量能源，是资源节约型、环境友好型社会建设的有力技术支撑。
附图说明
图1为本发明从渗滤液膜处理浓缩液中提取腐殖酸的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明从渗滤液膜处理浓缩液中提取腐殖酸的方法作进一步描述。
本发明结合原渗滤液膜处理系统操作压力高的特点，在其浓缩液排料管直接，必要时通过减压阀，连接基于膜组件的腐殖酸资源化膜分离系统，充分利用原渗滤液膜处理系统的操作压力，使渗滤液膜浓缩液中的腐殖酸得到提取。
如图1所示，渗滤液经第一套膜处理系统(纳滤或者反渗透)处理后分成两部分：一部分为处理出水，另一部分为膜浓缩液，其中富含腐殖酸。在渗滤液膜处理系统中，为达到预期的浓缩倍数，浓缩液需进行多次循环，循环管路内操作压力很高，约为1～20MPa。多次循环后产生的剩余浓缩液排放时不可避免的带走一部分能量。将两套膜处理系统通过管线连接，这样，就可以在处理过程中将浓缩液直接通入第二套膜分离系统，其所携带能量可以作为第二套膜分离系统的操作动力，使得第一套膜处理系统的剩余浓缩液所携带的能量得到充分利用。必要时，第一套膜处理系统浓缩液排料管与第二套膜分离系统之间可设置减压阀，以便将操作压力降至腐殖酸资源化系统要求的压力范围内。膜处理浓缩液经过腐殖酸提取环节后，压力会有所下降，可根据需要增加一台循环泵以补充操作压力。
下面以具体实施例详细说明。
某填埋场以截留分子量为300-500的纳滤膜系统处理渗滤液，操作压力为3MPa，浓缩倍数为7，处理后产生了占原渗滤液体积15％的浓缩液，含有大量腐殖酸、无机盐、小分子有机物以及微量重金属、有毒有机物。浓缩液被排放至一常压储罐存放。
按原方案，浓缩液由储罐提出，通入截留分子量为1000的超滤膜系统，操作压力为0.6MPa，浓缩提出得到腐殖酸产品，获得1吨腐殖酸产品的能耗为800kWh。
按本发明所提供方法，将用来提取腐殖酸的超滤膜系统直接与纳滤膜系统连接，纳滤膜浓缩液通过中间的减压阀直接进入超滤膜系统，减压阀将纳滤膜浓缩液的高达3MPa压力减为0.6MPa，以满足超滤膜系统的操作要求。通过此项技术改进，可获得明显的降耗效果，获得1吨腐殖酸产品的能耗降为300kWh。
Claims (9)
1、一种从垃圾渗滤液膜处理浓缩液中提取腐殖酸的方法，是将两套膜系统通过管线直接相连，然后，将垃圾渗滤液泵入第一套膜处理系统，将处理过程中带有压力的浓缩液通入第二套膜分离系统中，通过第二套膜分离系统提取得到腐殖酸。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一套膜处理系统与第二套膜分离系统的连接管线带有减压阀。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第二套膜分离系统还带有循环泵。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第二套膜分离系统的膜为超滤膜或纳滤膜。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：第二套膜分离系统的膜的截留分子量为300-1000。
6、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：第二套膜分离系统的操作压力为0.5-1.5MPa。
7、根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于：所述第一套膜处理系统为纳滤或反渗透膜处理系统。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述第一套膜处理系统的膜的截留分子量小于1000。
9、根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述第一套膜处理系统的操作压力为1-20MPa。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090107 Termination date: 20110927 |