CN102040301B - 一种处理城市垃圾渗滤液膜浓缩液的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种城市垃圾渗滤液膜出水浓缩液的处理组合工艺，处理工艺由一次混凝沉淀、光电氧化、二次混凝沉淀和过滤单元构成。一次混凝沉淀单元首先去除膜浓缩液中的大分子溶解性物质，采用氢氧化钙、聚合氯化铁、聚合氯化铝或硫酸铝和氢氧化钙两者的复配，同时加入助凝剂聚丙烯酰胺，絮凝剂投量为500-800mg/L，聚丙烯酰胺的投量为10mg/L；经过混凝沉淀处理后化学需要量去除率在40％左右，色度去除率超过50％。光电氧化单元可以有效去除氨氮和部分难降解性有机物，光电氧化单元所施加的电流密度在200-500A/m²范围内，停留时间为1.0-2.0小时，电极材料为形稳电极，光源为紫外灯；经过光电单元后氨氮去除率可以达到80％，出水化学需氧量大约在800-1000mg/L之间。二次混凝沉淀单元去除剩余的有机组分和金属离子，硫酸亚铁投量为500mg/L，同时投加氢氧化钙或者生石灰溶液，浓度为500mg/L，出水化学需氧量可以降低到500mg/L以下，氨氮浓度降低到50mg/L。最后经过砂滤单元去除絮体和悬浮物。

Description

一种处理城市垃圾渗滤液膜浓缩液的方法

技术领域

本发明公开一种有效处理垃圾渗滤液膜过滤浓缩液的处理方法，属于水处理技术领域。

背景技术

城市垃圾的卫生填埋、堆肥是目前国内广泛采用的城市垃圾处理方法。垃圾在填埋、堆肥过程中产生的渗滤液是一种水质水量变化大、氨氮含量高，成分复杂的高浓度难处理有机废水。随着国家环保要求的提高，某些地区逐渐开始实行新的排放标准政策。出水要求达到GB 16889-2008《中华人民共和国国家标准》表3要求。传统的生化处理和混凝沉淀工艺难以满足需求。因而，人们一直在探索如何高效经济的处理垃圾渗滤液。为了保证化学需氧量(COD)、氨氮以及总氮完全达标，现在某些地区常常采用纳滤和反渗透组合技术。生化出水的难降解有机污染物大部分可以被纳滤单元截留，纳滤出水在经过反渗透处理，几乎可以保证所有污染指标均可达到排放要求。但是纳滤和反渗透组合工艺在实际操作过程中存在诸多问题。纳滤和反渗透的进水负荷较大，增加了膜污染问题，而且清洗强度增大，膜的使用寿命短。尽管纳滤和反渗透膜对有机污染物具有极佳的截留率，但对氨氮的截留性能不稳定，容易造成出水氨氮浓度超标。同时膜工艺对污染物只是实现了截留，在膜单元过程中会有大量的膜浓水产生，产生的膜浓水具有较高的COD含量和盐度。一些填埋场采用将其回灌到填埋场的方法进行处理，但是由于大量的反渗透浓水难以被生化降解，因此又再一次进入渗滤液处理系统中，同时其含有高浓度盐度，严重影响渗滤液处理系统正常运行。

因此产生的浓缩液急需处理。目前国内外在垃圾渗滤液处理工艺中浓缩液的处理方法大致有2种，一种是将浓缩液回灌到填埋场中，这种处理办法的实质是浓缩液无限回流，使渗滤液水质逐渐恶化。另外就是进行简单处理，通常采用方法有混凝沉淀法、蒸发干化法和吸附焚烧法等。其中蒸发干化法对设备要求高，运行费用高，操作管理复杂；吸附焚烧法在国外运行较多，但是对吸附剂的要求高，通常采用的活性炭机械强度差，再生困难。此外，南京大学的李爱民教授和德国维尔利公司合作研究以离子交换树脂为核心的处理方法，据报道处理后的水符合GB16889-97中的一级排放标准。这种方法以抗污染树脂的吸附有机物为主要处理手段，通常常见的离子交换树脂在高COD条件下使用，工作交换容量急剧下降，离子交换树脂吸附的浓缩液在树脂吸附饱和后的再生废液更难以处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种生活垃圾渗滤液处理中膜浓缩液的处理方法。

本发明公开的工艺主要包括一次混凝沉淀，光电氧化处理、二次混凝沉淀和过滤四个单元。一次混凝沉淀单元：纳滤膜出水通常作为生化处理的后续单元，纳滤膜的出水主要是分子量在500道尔顿以下的有机物，因此纳滤膜的浓缩液主要为难生物降解的大分子量的有机污染物，此部分主要为溶解性的腐殖质，为难生化降解性组分。通过投加絮凝剂和助凝剂使污染物通过混凝沉淀反应，混凝沉淀单元可以去除大部分的大分子量的有机物质，以保证进入光电氧化单元进水水质要求。混凝剂可以采用氢氧化钙、聚合氯化铁、聚合氯化铝、或硫酸铝和氢氧化钙的复配，同时需要加入助凝药剂聚丙烯酰胺(PAM)。混凝剂的投量为500-800mg/L左右，聚丙烯酰胺投量为10mg/L。一次混凝沉淀过程中COD的去除率大约在30％左右，脱色率为60％。

光电氧化单元：经过混凝沉淀单元的出水中含有剩余的溶解性有机物和氨氮，主要为分子量较小的组分。光电催化处理可以将剩余的溶解性有机物进行氧化处理，同时可以氧化去除绝大部分氨氮和总氮类物质，并且经过光电氧化过程处理后，可以对渗滤液进行消毒处理，灭活其中大部分的微生物和病菌。光电氧化处理的停留时间为1-2小时，所采用的电流密度为200-500A/m²，电极材料为形稳电极，光源为紫外灯。采用光电氧化处理单元可以有效去除氨氮和总氮，对COD的去除率大约为60％左右。

二次混凝沉淀过滤单元：经过光电氧化处理单元的出水中COD大约为1000-2000mg/L左右。为此我们进行了进一步的混凝沉淀处理。在这部分处理过程中，首先我们向光电单元的出水中投加硫酸亚铁溶液，浓度为500mg/L。同时投加氢氧化钙或者生石灰溶液，浓度为500mg/L。

过滤单元：过滤单元接在二次混凝沉淀出水的后面，滤料为锰砂或石英砂。

附图说明

图1.垃圾渗滤液膜浓缩液组合处理工艺

具体实施方式

实施例1

采用本发明公开的组合工艺处理某垃圾渗滤液膜出水浓缩液，该填埋场采自北京某填埋场。该填埋场首先采用厌氧工艺进行处理，然后采用好氧膜生物反应器进行好氧生化处理，生化出水经过纳滤膜处理，氧化出水在经过吸附/氧化过滤单元即可以出水达标排放。浓缩液出水化学需氧量浓度为8000-9000mg/L，氨氮浓度为2000-2500mg/L。一次混凝沉淀单元采用商业品级的聚合氯化铁混凝剂，同时加入助凝剂聚丙烯酰胺(20mg/L)，光电单元停留时间为1小时，二次混凝沉淀采用硫酸亚铁、氢氧化钙和生石灰，用量为1g/L，混凝沉淀时间为1.0小时，过滤单元采用石英砂为滤料。最终反应出水化学需氧量浓度为480mg/L，氨氮浓度为45mg/L。

实施例2

采用实施例1所描述的渗滤液处理工艺。垃圾渗滤液采自南方某填埋场，渗滤液处理工艺为厌氧→SBR好氧膜生物反应器→纳滤→出水。渗滤液纳滤膜浓缩液COD_Cr浓度为6000-7000mg/L，氨氮浓度为1500mg/L。混凝沉淀单元采用工业用聚合氯化铝作为混凝剂，混凝剂投量为600mg/L；同时加入助凝剂聚丙烯酰胺(20mg/L)。光电氧化停留时间为2小时，二次混凝沉淀采用硫酸铁、氢氧化钙和生石灰，用量为5g/L，混凝沉淀时间为1.5小时，过滤单元采用锰砂为滤料。最终出水COD_Cr浓度为350mg/L，氨氮浓度为30mg/L。

实施例3

采用实施例1所描述的渗滤液处理工艺。垃圾渗滤液采自南方某填埋场，渗滤液处理工艺为厌氧→SBR好氧膜生物反应器→纳滤→出水。渗滤液纳滤膜浓缩液COD_Cr浓度为6000-7000mg/L，氨氮浓度为1500mg/L。一次混凝沉淀单元采用氢氧化钙作为混凝剂，混凝剂投量为5g/L；同时加入助凝剂聚丙烯酰胺(50mg/L)。光电氧化停留时间为3小时，二次混凝沉淀采用硫酸亚铁和生石灰，用量为1g/L，混凝时间15分钟，沉淀时间为1.0小时，过滤单元采用粉煤灰为滤料。最终出水COD_Cr浓度为380mg/L，氨氮浓度为27mg/L。

实施例4

采用实施例1所描述的渗滤液处理工艺。垃圾渗滤液采自南方1填埋场，渗滤液处理工艺为厌氧→SBR好氧膜生物反应器→纳滤→出水。渗滤液纳滤膜浓缩液COD_Cr浓度为6000-7000mg/L，氨氮浓度为1500mg/L。混凝沉淀单元采用工业用硫酸铝和氢氧化钙作为混凝剂，混凝剂总投量为800mg/L；同时加入助凝剂聚丙烯酰胺(60mg/L)。光电氧化停留时间为2.0小时，二次混凝沉淀采用硫酸亚铁和氢氧化钙，用量为1g/L，混凝时间20分钟，沉淀时间为2小时，过滤单元采用锰砂为滤料。最终出水COD_Cr浓度为4750mg/L，氨氮浓度为70mg/L。

Claims (1)

1.一种基于一次混凝沉淀→光电氧化→二次混凝沉淀→过滤单元的垃圾渗滤液膜浓缩液的处理工艺，其特征在于：

A.一次混凝沉淀单元：膜浓缩液含有大量的难生物降解的大分子量有机污染物，通过混凝沉淀单元去除大部分此类物质，保证进入光电氧化单元进水水质要求；混凝剂采用氢氧化钙、聚合氯化铁、聚合氯化铝或硫酸铝和氢氧化钙两者的复配，同时需要加入助凝药剂聚丙烯酰胺，混凝剂的投量为500-800mg/L，聚丙烯酰胺的投量为10mg/L；

B.光电氧化单元：光电氧化单元所施加的电流密度在200-500A/m²范围内，停留时间为1-2小时，电极材料为形稳电极，光源为紫外灯；

C.二次混凝沉淀处理单元：光电氧化单元的出水中投加硫酸亚铁溶液，浓度为500mg/L，同时投加氢氧化钙或者生石灰溶液，浓度为500mg/L；

D.过滤单元采用简单的砂滤，去除二次混凝沉淀出水中的悬浮物和絮体。

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