CN102336483A

CN102336483A - 一种垃圾渗滤液浓水的处理方法及装置

Info

Publication number: CN102336483A
Application number: CN2011102204673A
Authority: CN
Inventors: 赵凤秋
Original assignee: BEIJING JEEGREEN TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING JEEGREEN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-08-02
Filing date: 2011-08-02
Publication date: 2012-02-01

Abstract

本发明公开了一种垃圾渗滤液浓水的处理方法及装置。该浓水处理方法，包括如下步骤：将待处理浓水的pH值调至2～8后，加入由过氧化氢和FeSO₄·7H₂O组成的芬顿试剂进行氧化反应，得到浓水氧化处理后水；所述芬顿试剂的加入量以所述过氧化氢计为每升所述浓水加入90-250毫摩尔所述过氧化氢；所述芬顿试剂中，所述过氧化氢和FeSO₄·7H₂O的摩尔比为2∶1～10∶1；所述浓水是垃圾渗滤液依次经过生化处理和膜处理得到的浓水，所述膜处理为纳滤膜处理和/或反渗透膜处理。本发明的浓水COD_Cr去除率为98％以上，色度去除率＞95％，BOD₅去除率＞96％。本发明可以广泛用于各种垃圾渗滤液的处理过程中。

Description

一种垃圾渗滤液浓水的处理方法及装置

技术领域

本发明涉及一种垃圾渗滤液处理方法及装置，特别是关于一种在经过纳滤、反渗透膜处理产生的垃圾渗滤液浓水的处理方法及装置。

背景技术

垃圾渗滤液是高浓度、成分复杂的污水，对它的处理是国内外水处理界的难题。垃圾渗滤液中主要含有大量的有机污染物，有机污染物可分为：可生物降解和难以生化的有机物。为适应垃圾渗滤液的特点，垃圾渗滤液的处理一般都采用生化+膜处理的的方式。生化处理用于将大量的可生化有机物去除；膜处理则用于截留难以生化的有机物及其它无机污染物。膜处理一般采用纳滤膜处理和反渗透膜处理，在纳滤、反渗透膜处理的过程中将会产生约20～30％的浓水，浓水中含有大量被膜截留的难生化的有机物、盐分等，如果直接排放会造成二次污染，目前的处理方法是将这些浓水回流到垃圾填埋场或是调节池的方式。经过实际验证，这样做虽然没有对前面的生化***造成不利的影响，但是总有部分水量在处理***内循环，难降解的有机物、污水中的盐分在处理***中循环，长时间的回流，有不断积累之虑，使处理***内废水含盐量提高。高含盐量会降低微生物的活性，影响生化处理的效果；更主要的是盐量高会导致纳滤、反渗透膜结垢，影响膜通量，加速膜清洗频率，从而降低膜的使用寿命；同时处理***中盐分的积累，也容易导致管道结垢。因此这些浓水的处理成为垃圾渗滤液处理中的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种垃圾渗滤液处理中产生的浓水的处理方法及装置。

本发明所提供的浓水处理方法，包括如下步骤：将待处理浓水的pH值调至2～8后，加入由过氧化氢和FeSO₄·7H₂O组成的芬顿试剂进行氧化反应，得到浓水氧化处理后水；所述芬顿试剂的加入量以所述过氧化氢计为每升所述浓水加入90-250毫摩尔所述过氧化氢；所述芬顿试剂中，所述过氧化氢和FeSO₄·7H₂O的摩尔比为2∶1～10∶1；所述浓水是垃圾渗滤液依次经过生化处理和膜处理得到的浓水，所述膜处理为纳滤膜处理和/或反渗透膜处理。

所述浓水可为如下水质的污水：重铬酸钾法化学需氧量(COD_cr)是2500-6000mg/L，五日生化需氧量(BOD₅)是300-600mg/L，色度是400-700倍；所述浓水具体可为如下水质的污水：COD_cr是3000-5500mg/L，BOD₅是300-550mg/L，色度是450-650倍；所述浓水进一步还可为下述a)或b)的污水：

a)COD_cr是3200-5350mg/L，BOD₅是320-540mg/L，色度是480-620倍；

b)COD_cr是4380-5350mg/L，BOD₅是410-540mg/L，色度是500-600倍。

在本发明的实施例中列举了如下四种水质的垃圾渗滤液处理中产生的浓水：

1)COD_cr是3272mg/L，BOD₅是320mg/L，色度是500倍；

2)COD_cr是5350mg/L，BOD₅是540mg/L，色度是600倍；

3)COD_cr是3200mg/L，BOD₅是330mg/L，色度是480倍；

4)COD_cr是4380mg/L，BOD₅是410mg/L，色度是620倍。

所述芬顿试剂中，所述过氧化氢和FeSO₄·7H₂O的摩尔比具体可为3∶1～6∶1。

所述芬顿试剂的加入量以所述过氧化氢计为每升所述待处理的垃圾渗滤液处理中产生的浓水可加入90-180毫摩尔所述过氧化氢，如90-144毫摩尔/L所述过氧化氢。

上述处理方法中，所述氧化反应时间可为0.5～2.0h；所述氧化反应的温度为20-25℃。

上述处理方法在所述氧化反应结束后，还包括将氧化反应后得到的水的pH值调到6-8.5的步骤。

为实现上述浓水处理方法的装置是按如下方式布置的：

设置一浓水储存池、储酸池、硫酸亚铁储存池、双氧水储存池、储碱池。纳滤或反渗透的浓水出水管连通到浓水储存池。浓水储存池和储酸池的出水管连通到氧化反应器的前端。硫酸亚铁储存池和双氧水储存池的出水管连通到一混合器，混合器的出水管连通到上述氧化反应器的前部，并且在此出水管上设置计量泵。储碱池的出水管连通到氧化反应器的出水管上，储碱池的出水管和氧化反应器的出水管汇合后的合并输送管连通到一沉淀池。沉淀池的出水管上安装阀门，经检验合格后直接排放或按勾兑比例与反渗透处理的出水一起排放。沉淀池的污泥输送到污泥浓缩池。在浓水储存池、储酸池、硫酸亚铁储存池、双氧水储存池、储碱池上也均设置有阀门。

上述在氧化反应器的入口端和沉淀池的入口端均设置pH控制仪，在氧化反应器和混合器内均间隔设置有折返板，每一折返板与氧化反应器壁体之间均留有流通口，流通口按上、下、上……，或下、上、下……这样的间隔次序设置。氧化反应器内间隔设置的折返板，可延长水的流程和污水与芬顿试剂充分混合时间，以利于其充分反应。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、经多次试验和实际工程运行数据证明，本发明的浓水COD_Cr去除率为98％以上，色度去除率＞95％，BOD₅去除率＞96％。本发明处理得到的浓水处理后水达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)的标准，可以直接排放利用。本发明可以广泛用于各种垃圾渗滤液的纳滤、反渗透膜处理产生的浓水。

2、本发明的浓水处理方法作为纳滤、反渗透膜处理的后续完善工序，使垃圾渗滤处理工艺技术更趋合理，运行更加顺畅，延长了处理***中MBR(超滤膜)、反渗透、纳滤膜、反渗透膜的清洗周期，提高了膜的使用寿命，节约了膜处理的成本。

附图说明

图1是本发明浓水处理工艺流程示意图；

图2是垃圾渗滤液纳滤、反渗透膜处理和产生的浓水处理综合工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明是采用高级氧化法(利用芬顿试剂)来处理垃圾渗滤液处理过程中纳滤、反渗透膜处理后产生的浓水。这种浓水处理的方法是：

1)将单独的纳滤或反渗透处理，或纳滤和反渗透综合处理过程中产生的浓水通入浓水储存池，将酸、硫酸亚铁、双氧水、碱水分别加入到各自相应的储存池中待用。

2)将浓水和盐酸在氧化反应前充分混合，调整浓水的pH值为2～8，通入氧化反应器，同时从氧化反应器前部加入双氧水和硫酸亚铁的摩尔比为2∶1～10∶1的芬顿试剂，进行氧化反应。

3)氧化反应后的浓水经管道送入沉淀池，在送入沉淀池的管道中加入一定量的碱(N_aOH)，经管道水流和沉淀池布水区的混合使浓水的pH值维持在6～8.5。

4)经沉淀澄清后的出水通过输送管道排放到反渗透处理后的出水管中直接排放。

或通过在输送管道上设置的控制阀门，在某些需要的情况下与反渗透出水按一定比例勾兑后达标排放。

5)沉淀过程中产生的污泥排入污泥浓缩池，浓缩的污泥干化后返回垃圾填埋场，填埋处置。

这里，在氧化反应器内设置有折返板，目的是延长水的流程和污水与芬顿试剂充分混合，以利于其充分反应。

这里，浓水pH值的测量由pH控制仪完成。双氧水和硫酸亚铁的配兑是在一混合器中进行，混合器内设置有折返板，加强混合。混合后的芬顿试剂由计量泵控制，加入到反应器的前半部(见图1)。

对本工艺，双氧水的用量和反应时间的控制是根据待处理浓水的实际情况进行调整。

从垃圾渗滤液处理的全流程来看，浓水处理是设在渗滤液处理***的末端，膜处理(纳滤、反渗透)之后(如图2所示)。申请人先后申请过专利号为ZL200810056984.X的“一种垃圾渗滤液处理工艺”，申请号为200910084744.5的“一种垃圾渗滤液的处理工艺及装置”发明专利。随着北京市科委资助的“科技型中小企业创新基金无偿资助项目”，“垃圾渗滤液总氮MBR脱除工艺”在试验中取得明显的进展，于2010年4月，又申请了“一种垃圾渗滤液生物脱氮工艺及装置”(申请号：2010101511311)，该项技术和研发的装置已用于多项实际垃圾渗滤液处理工程中，并取得了很好的脱氮效果，使处理后的垃圾渗滤液的总氮、氨氮都达到排放标准。前述各专利申请涉及了垃圾渗滤液的纳滤处理、反渗透处理，以及脱氮处理。本次申请是在前述各专利的基础上，为消除原工艺流程中浓水返回调节池可能造成的难生物降解有机物和盐分在处理***中累积的问题而提出的。

下面是一个具体的完整垃圾渗滤液处理流程实施例，如图2所示：

1)将填埋场渗滤液汇入调节池。

2)由泵将填埋场渗滤液打入厌氧罐，在厌氧罐经水解酸化使填埋场渗滤液中大分子有机物分解成小分子有机物并产生酸，利于甲烷菌使水中较小分子有机污染物转化成沼气。

3)厌氧反应产生的沼气，经设在厌氧罐上部的沼气排放管排放；排放的沼气先经管道送入沼气净化器，净化后回收利用或是直接点燃放空。

4)厌氧反应后的出水进入缺氧一级反硝化罐，一级反硝化罐同时接受来自好氧一级硝化罐和MBR回流污水。厌氧出水基本不含溶解氧，而来自一级好氧硝化罐和MBR回流污水因经过充分的曝气，其溶解氧＞2.0mg/L。控制三股水的流入比列，可以维持污水中溶解氧在0.2-0.5mg/L的缺氧状态。

5)缺氧一级反硝化的出水进入好氧一级硝化罐；好氧一级硝化的污水进入缺氧二级反硝化罐；缺氧二级反硝化的出水进入好氧二级硝化罐，好氧二级硝化的出水进入MBR处理器；好氧二级硝化罐的污水同时回流进行缺氧二级反硝化。

在一级好氧罐和MBR反应器设曝气设备，可充分向污水曝气，使污水中溶解氧＞2.0mg/L，在溶解氧充分的条件下污水中的氨氮转化成硝酸盐氮(-NO₃、-NO₂)。一级硝化、反硝化和二级硝化、反硝化都是前置反硝化，所不同的是，二级反硝化污水经过前面生化作用，有可能有机碳含量不足，所以二级反硝化连接有补碳装置。

好氧一级硝化、二级硝化产生的污泥通过管道排入污泥浓缩池。

6)MBR处理后的出水进入膜处理流程，膜处理流程是：MBR出水进入中间水箱，经泵增压先经过保安过滤器再进入纳滤机组处理；纳滤出水进入级间水箱，再经高压泵增压打入反渗透机组进行处理。

7)反渗透机组处理后出水，达标直接排放或是回用。

纳滤机组出水设有超越管道与反渗透出水管连接，以便使纳滤出水达标时，可超越反渗透机组直接排放；或是纳滤出水与反渗透出水按一定比列勾兑可达标时，可将纳滤、反渗透机组出水勾兑排放。

8)对纳滤机组和反渗透机组处理时产生的浓水进行处理，对这部分浓水的处理，就是前面所述的浓水处理方法，在此不重复叙述。

下面以实施例1-4为例，详细阐明利用上述装置处理垃圾渗滤液处理过程中产生浓水的技术方案。

下述实施例1-4中的COD_Cr按照GB 11914-89中的方法检测，BOD₅按照GB 7488-87中的方法检测。

色度用稀释倍数法测定。

根据公式[COD_Cr去除率＝(处理前COD_Cr值-处理后COD_Cr值)/处理前COD_Cr值；BOD₅去除率＝(处理前BOD₅值-处理后BOD₅值)/处理前BOD₅值计算COD_Cr和BOD₅去除率；色度去除率＝(处理前色度值-处理后色度值)/处理前色度值。

实施例1、处理垃圾渗滤液处理过程中产生的浓水

本实施例待处理的垃圾渗滤液处理中产生的浓水是垃圾渗滤液纳滤膜和反渗透膜处理过程中产生的浓水分别通入到浓水储存池的综合浓水，该浓水的水质如下：COD_cr是3272mg/L，BOD₅是320mg/L，色度为500倍，pH值为6.5。

本实施例是实际渗滤液处理工程中进行的：采用的芬顿试剂由H₂O₂和FeSO₄·7H₂O组成，H₂O₂和FeSO₄·7H₂O的摩尔比为3∶1。

将上述浓水以每小时625L的速度从浓水储存池中抽出，向浓水储存池通入氧化反应器的管道中通入盐酸，经管道和氧化反应器前部的水流折返，调节待处理浓水的pH值为4，向该氧化反应器前部加入芬顿试剂，并与调节pH后的浓水相遇、混合，使芬顿试剂中的H₂O₂在待处理浓水中的浓度为108mM(108mmol/L)。使通入芬顿试剂的氧化反应器的温度维持在20-25℃ 1小时。氧化反应结束，浓水氧化处理后水经管道送入沉淀池，在送入沉淀池的管道中加入一定量的碱(N_aOH)，经管道水流和沉淀池布水区的混合使浓水的pH值维持在6～8。经沉淀澄清后的出水经检测，其COD_cr是63.6mg/L，BOD₅是12mg/L，色度为20倍。

本实施例的COD_cr的去除率为98.1％，BOD₅的去除率为96.3％，色度的去除率为96％。

实施例2、处理垃圾渗滤液处理过程中产生的浓水

本实施例待处理的垃圾渗滤液处理中产生的浓水是垃圾渗滤液纳滤膜和反渗透膜处理过程中产生的浓水分别通入到浓水储存池的综合浓水，该浓水的水质如下：COD_cr 是5350mg/L，BOD₅是540mg/L，色度为600倍，pH值为7。

本实施例是实际渗滤液处理工程中进行的：采用的芬顿试剂由H₂O₂和FeSO₄.7H₂O组成，H₂O₂和FeSO₄.7H₂O的摩尔比为5∶1。

将上述浓水以每小时625L的速度从浓水储存池中抽出，向浓水储存池通入氧化反应器的管道中通入盐酸，经管道和氧化反应器前部的水流折返，调节待处理浓水的pH值为6。向该氧化反应器前部加入芬顿试剂，并与调节pH后的浓水相遇、混合，使芬顿试剂中的H₂O₂在待处理浓水中的浓度为144mM。使通入芬顿试剂的氧化反应器的温度维持在20-25℃1小时。氧化反应结束，浓水氧化处理后水经管道送入沉淀池，在送入沉淀池的管道中加入一定量的碱(N_aOH)，经管道水流和沉淀池布水区的混合使浓水的pH值维持在6～8。经沉淀澄清后的出水经检测，其COD_cr是72.5mg/L，BOD₅是8mg/L，色度为25倍。

本实施例的COD_cr的去除率为98.6％，BOD₅的去除率为98.5％，色度的去除率为95.8％。

实施例3、处理垃圾渗滤液处理过程中产生的浓水

本实施例待处理的垃圾渗滤液处理中产生的浓水是垃圾渗滤液纳滤膜和反渗透膜处理过程中产生的浓水分别通入到浓水储存池的综合浓水，该浓水的水质如下：COD_cr是3200mg/L，BOD₅是330mg/L，色度为480倍，pH值为6.5。

本实施例是实际渗滤液处理工程中进行的：采用的芬顿试剂由H₂O₂和FeSO4.7H20组成，H₂O₂和FeSO₄.7H₂O的摩尔比为4∶1。

将上述浓水以每小时625L的速度从浓水储存池中抽出，向浓水储存池通入氧化反应器的管道中通入盐酸，经管道和氧化反应器前部的水流折返，调节待处理浓水的pH值为5。向该氧化反应器前部加入芬顿试剂，并与调节pH后的浓水相遇、混合，使芬顿试剂中的H₂O₂在待处理浓水中的浓度为90mM。使通入芬顿试剂的氧化反应器的温度维持在20-25℃1小时。氧化反应结束，浓水氧化处理后水经管道送入沉淀池，在送入沉淀池的管道中加入一定量的碱(N_aOH)，经管道水流和沉淀池布水区的混合使浓水的pH值维持在6～8。经沉淀澄清后的出水经检测，其COD_cr是54mg/L，BOD₅是7mg/L，色度为10倍。

本实施例的COD_cr的去除率为98.3％，BOD₅的去除率为97.9％，色度的去除率为97.9％。

实施例4、处理垃圾渗滤液处理过程中产生的浓水

本实施例待处理的垃圾渗滤液处理中产生的浓水是垃圾渗滤液纳滤膜和反渗透膜处理过程中产生的浓水分别通入到浓水储存池的综合浓水，该浓水的水质如下：COD_cr 是4380mg/L，BOD₅是410mg/L，色度为620倍，pH值为6.8。

本实施例是实际渗滤液处理工程中进行的：采用的芬顿试剂由H₂O₂和FeSO₄.7H₂O组成，H₂O₂和FeSO₄.7H₂O的摩尔比为6∶1。

将上述浓水以每小时625L的速度从浓水储存池中抽出，向浓水储存池通入氧化反应器的管道中通入盐酸，经管道和氧化反应器前部的水流折返，调节待处理浓水的pH值为6。向该氧化反应器前部加入芬顿试剂，并与调节pH后的浓水相遇、混合，使芬顿试剂中的H₂O₂在待处理浓水中的终浓度为117mM。使通入芬顿试剂的氧化反应器的温度维持在20-25℃1.5小时。氧化反应结束，浓水氧化处理后水经管道送入沉淀池，在送入沉淀池的管道中加入一定量的碱(N_aOH)，经管道水流和沉淀池布水区的混合使浓水的pH值维持在6～8。经沉淀澄清后的出水经检测，其COD_cr是81.6mg/L，BOD₅是10mg/L，色度为15倍。

本实施例的COD_cr的去除率为98.1％，BOD₅的去除率为97.6％，色度的去除率为97.6％。

上述实施例1-4的浓水处理结果如表1所示，表明经处理后浓水的CODcr可以达到排放要求(《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008))，处理中控制得当也完全可达到敏感地区的要求；色度完全可以达到敏感地区的要求；BOD5也可达到敏感地区的要求。

表1、实施例1-4的浓水处理情况

注：标准中括弧()内的数字为敏感地区的要求，该标准是《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)。

Claims

1.一种浓水处理方法，其特征在于：包括如下步骤：将待处理浓水的pH值调至2～8后，加入由过氧化氢和FeSO₄·7H₂O组成的芬顿试剂进行氧化反应，得到浓水氧化处理后水；所述芬顿试剂的加入量以所述过氧化氢计为每升所述浓水加入90-250毫摩尔所述过氧化氢；所述芬顿试剂中，所述过氧化氢和FeSO₄·7H₂O的摩尔比为2∶1～10∶1；所述浓水是垃圾渗滤液依次经过生化处理和膜处理得到的浓水，所述膜处理为纳滤膜处理和/或反渗透膜处理。

2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述浓水的水质如下：COD_cr是2500-6000mg/L，BOD₅是300-600mg/L，色度是400-700倍；

所述氧化反应时间为0.5～2.0h；

所述氧化反应的温度为20-25℃。

3.如权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于：所述处理方法还包括将所述浓水氧化处理后水的pH值调到6-8.5，并进行沉淀的步骤。

4.权利要求1或2或3所述的浓水处理方法在垃圾渗滤液处理中的应用。

5.一种实现如权利要求1～4之一所述浓水处理方法的装置，其特征在于：它包括一浓水储存池、储酸池、储碱池、硫酸亚铁储存池、双氧水储存池、混合器、氧化反应器、沉淀池；

垃圾渗滤液处理中纳滤膜处理和/或反渗透膜处理产生的浓水的出水管连通到所述浓水储存池；

所述硫酸亚铁储存池和双氧水储存池的出水管连通到混合器，混合器的出水管连通到氧化反应器，并且在混合器的出水管上设置计量泵；所述浓水储存池和储酸池的出水管也连通到所述氧化反应器；

所述储碱池的出水管连通到所述氧化反应器的出水管上，储碱池的出水管和氧化反应器的出水管汇合后形成的合并输送管连通到一沉淀池；

所述沉淀池的出水管连接到反渗透处理的出水管上；

所述沉淀池产生的污泥通过输送管输送到污泥浓缩池。

6.如权利要求5所述的垃圾渗滤液处理中纳滤、反渗透膜产生的浓水的处理装置，其特征在于：在所述浓水储存池、储酸池、硫酸亚铁储存池、双氧水储存池、储碱池的出水管上均设置有阀门。

7.如权利要求5所述的垃圾渗滤液处理中纳滤、反渗透膜产生的浓水的处理装置，其特征在于：在所述氧化反应器的入口端和沉淀池的入口端均设置pH控制仪。

8.如权利要求6所述的垃圾渗滤液处理中纳滤、反渗透膜产生的浓水的处理装置，其特征在于：在所述氧化反应器的入口端和沉淀池的入口端均设置pH控制仪。

9.如权利要求5或6或7或8所述的垃圾渗滤液处理中纳滤、反渗透膜产生的浓水的处理装置，其特征在于：在所述氧化反应器和混合器内均间隔设置有折返板，每一折返板与氧化反应器壁体之间均留有流通口，流通口按上、下、上……的次序设置。

10.如权利要求5或6或7或8所述的垃圾渗滤液处理中纳滤、反渗透膜产生的浓水的处理装置，其特征在于：在所述氧化反应器和混合器内均间隔设置有折返板，每一折返板与氧化反应器壁体之间均留有流通口，流通口按下、上、下……的次序设置。