CN113754151A - 一种垃圾渗滤液的预处理方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种垃圾渗滤液的预处理方法和***，涉及废水处理技术领域。本发明提供的步垃圾渗滤液的预处理方法包括以下步骤：(1)将垃圾渗滤液原水经过混凝剂预处理后，加入絮凝剂沉淀分离得到第一级上清液；(2)将步骤(1)所得的第一级上清液的pH值调节至10‑11，加入脱氨剂，反应沉淀后得到第二级上清液。本发明通过采用混凝预处理垃圾渗滤液原水，能有效去除垃圾渗滤液原水中大部分悬浮物及胶体，以降低后续工艺处理负荷及处理成本，并利用脱氨剂与废水中的NH⁴⁺反应生成溶度积很小的MgNH₄PO₄·6H₂O产物，从而降低了渗滤液中氨氮对后续处理工艺中微生物的抑制作用。

Description

一种垃圾渗滤液的预处理方法和***

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及一种垃圾渗滤液的预处理方法和***。

背景技术

垃圾渗滤液水质特点是氨氮含量高，有机物浓度高，可生化性差，成分复杂。早期垃圾填埋场渗滤液氨氮浓度一般在3000-4000mg/L，主要来源于蛋白质等含氨类有机物降解产生的氨基酸的脱氨基反应，以及有机物的水解发酵反应。早期垃圾渗滤液有机物浓度一般为4000-8000mg/L，且生化需氧量(BOD5)与化学需氧量(COD)的比值(即B/C值)低。好氧生化处理一般要求废水营养比例为C:N:P＝100:5:1，而垃圾渗滤液由于氨氮浓度高，营养比例失衡，这与微生物生长繁殖所需要的营养比例相差较大，氨氮含量高，对生化起抑制作用，所以需要对垃圾渗滤液预处理去除一部分氨氮，以及将大分子有机物降解为微生物所能利用的小分子有机物，为后续的生化处理减轻负荷。

目前对于高氨氮废水预处理方法一般为①磷酸铵镁化学沉淀法(MAP)，该方法所采用的化学原料镁盐和磷盐成本比较高，而且投加磷盐可能造成二次污染，导致出水总磷含量增加；②氨吹脱法，该方法需对废水进行加热，产生水蒸气需要能耗，且吹脱的氨气需再收集处理，容易造成二次污染且成本较高；③折点加氯法，该方法的副产物氯氨和氯代有机物会造成二次污染。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种垃圾渗滤液的预处理方法和***，旨在解决目前垃圾渗滤液氨氮浓度高，营养比例失衡的问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提出了一种垃圾渗滤液的预处理方法，包括以下步骤：

(1)将垃圾渗滤液原水经过混凝剂预处理后，加入絮凝剂沉淀分离得到第一级上清液；

(2)将步骤(1)所得的第一级上清液的pH值调节至10-11，加入脱氨剂，反应沉淀后得到第二级上清液。

本发明技术方案中，将垃圾渗滤液原水先经过混凝预处理，结合絮凝剂共同发挥的网捕、架桥等作用，使垃圾渗滤液原水形成无机沉淀絮体，之后经过沉淀池，通过重力作用使废水中部分不溶性有机污染物、悬浮物等污染物在沉淀池中分离出来，从而得到第一级上清液，为后续处理减轻负荷；第一级上清液进入pH调节池调节pH为10-11后，进入脱氨池，加入脱氨剂，脱氨剂可与第一级上清液中的NH₄ ⁺发生反应生成大量的MgNH₄PO₄·6H₂O产物，由于MgNH₄PO₄·6H₂O溶度积很小，其在水中主要以沉淀的形式存在，再经过斜管沉淀池沉淀、分离后得到第二级上清液，此时的第二级上清液相较于垃圾渗滤液原水的氨氮含量大大降低。

作为本发明所述垃圾渗滤液的预处理方法的优选实施方式，所述步骤(2)中的脱氨剂的主要成分包括：铝硅酸盐、二氧化硅、氧化镁、磷酸氢钠和粉煤灰，所述脱氨剂的添加量为4-6g/L。

本发明技术方案中，脱氨剂溶于水后，释放的镁离子及磷酸根离子可与第一级上清液中的NH₄ ⁺发生反应生成大量的MgNH₄PO₄·6H₂O产物，从而实现氨氮的去除。

作为本发明所述垃圾渗滤液的预处理方法的优选实施方式，所述步骤(1)中的混凝剂为硫酸亚铁，所述硫酸亚铁的添加量为500-600mg/L；所述絮凝剂为聚丙烯酰胺，所述聚丙烯酰胺的添加量为3-5mg/L。

作为本发明所述垃圾渗滤液的预处理方法的优选实施方式，所述步骤(1)中的混凝剂预处理前将所述垃圾渗滤液原水的pH值调节至7.5-8.5。

作为本发明所述垃圾渗滤液的预处理方法的优选实施方式，在所述步骤(2)之后，还包括：

(3)将步骤(2)所得的第二级上清液的pH值调节至2.5-3.5，进入铁碳固定床中，加入过氧化氢，在曝气搅拌条件下反应，沉淀分离得到第三级上清液。

本发明技术方案中，继续将第二级上清液的pH值调节至2.5-3.5，进入铁碳固定床中，加入过氧化氢，在曝气搅拌条件下反应。该过程利用废水中铁和碳粒组成的反应***、构成无数的微电池，微电池反应产生的电场力作用于胶体粒子，使胶体粒子定向移动并沉积在电极上；微电解体系还会生成大量自由基和离子等物质对污染物进行降解；反应体系中连续生成的亚铁离子和少量双氧水构成了芬顿试剂，能有效氧化渗滤液中难降解有机污染物及降低色度。

第二级上清液在铁碳固定床中进行微电解反应的机理如下：

阳极(铁)：Fe-2e^-→Fe²⁺，E0(Fe²⁺/Fe)＝-0.44V，

阴极(碳)：

a、当在酸性溶液时：2H⁺+2e^-→2[H]→H₂↑，E0(2H⁺/H₂)＝0.0V(析氢腐蚀)，

b、当在中性充氧溶液时：O₂+2H₂O+4^e-→4OH^-，E0(O₂/OH^-)＝0.401V，

c、当在酸性充氧及存在SO₄ ^2-环境时：O₂+4H⁺+4e^-→2H₂O，E0(O₂/H₂O)＝1.23V(吸氧腐蚀)或O₂+2H⁺+2e^-→H₂O₂。

作为本发明所述垃圾渗滤液的预处理方法的优选实施方式，所述步骤(3)中的过氧化氢的添加量为200-300mg/L；所述步骤(3)中添加聚丙烯酰胺进行沉淀，所述聚丙烯酰胺的添加量为3-5mg/L。

第二方面，本发明还提出一种垃圾渗滤液的预处理***，按照水流运行方向依次包括第一混凝反应池、第一絮凝反应池、第一斜管沉淀池、第二pH调节池、脱氨池和第二斜管沉淀池。

本发明技术方案中，第一混凝反应池中加入混凝剂硫酸亚铁，第一絮凝反应池中加入絮凝剂聚丙烯酰胺，垃圾渗滤液原水依次经过第一混凝反应池、第一絮凝反应池，通过混凝剂、絮凝剂的网捕、架桥等作用形成无机沉淀絮体后进入第一斜管沉淀池，通过重力作用使废水中的部分不溶性有机污染物、悬浮物等污染物分离出来，分离出来的上清液出水进入第二pH调节池，调节pH值至指定范围后，进入脱氨池继续进行反应，废水中的NH₄ ⁺在脱氨池中发生反应生成大量的溶度积很小的MgNH₄PO₄·6H₂O产物，经过第二斜管沉淀池沉淀后分离的上清液，相较于垃圾渗滤液原水，已去除了大部分氨氮。

作为本发明所述垃圾渗滤液的预处理***的优选实施方式，在所述第一混凝反应池之前，还设置有第一pH调节池和/或调节池；在所述脱氨池和所述第二斜管沉淀池之间，还设置有第二混凝反应池和/或第二絮凝反应池。

作为本发明所述垃圾渗滤液的预处理***的优选实施方式，在所述第二斜管沉淀池之后，还设置有第三pH调节池、铁碳固定床和第三斜管沉淀池。

本发明技术方案中，在第二斜管沉淀池之后，进一步设置第三pH调节池、铁碳固定床和第三斜管沉淀池，可进一步对废水中的有机物进行降解，并降低废水的色度。

作为本发明所述垃圾渗滤液的预处理***的优选实施方式，在所述铁碳固定床和所述第三斜管沉淀池之间，还设置有第三絮凝反应池。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明通过采用FeSO₄混凝预处理垃圾渗滤液原水，能有效去除垃圾渗滤液原水中大部分悬浮物及胶体，以降低后续工艺处理负荷及处理成本；

(2)本发明利用脱氨剂与废水中的NH₄ ⁺发生反应生成MgNH₄PO₄·6H₂O产物，降低了渗滤液中氨氮对后续处理工艺中微生物的抑制作用，相较于传统的脱氨法(如MAP化学沉淀法、吹脱法)，脱氨效果更好、成本更低，并且可避免二次污染等问题；

(3)本发明针对铁碳微电解工艺，增加空气搅拌及投加双氧水药剂，形成芬顿试剂，有效氧化渗滤液中大分子难降解有机污染物，降低色度，并解决了传统铁碳微电解固定床易结块和短流的弊端，提高了处理后渗滤液的可生化性；

(4)本发明综合采用“硫酸亚铁混凝预处理+脱氨剂反应+铁碳固定床”组合工艺，三者协同作用，对于氨氮含量高、有机物浓度高、成分复杂的垃圾渗滤液原水具有良好的处理效果。

附图说明

图1为本发明实施例1的垃圾渗滤液预处理***示意图；

图2为本发明实施例1的垃圾渗滤液预处理***中的铁碳固定床装置示意图；

其中的附图说明为：1-调节池，2-第一pH调节池，3-第一混凝反应池，4-第一絮凝反应池，5-第一斜管沉淀池，6-第二pH调节池，7-脱氨反应池，8-第二混凝反应池，9-第二絮凝反应池，10-第二斜管沉淀池，11-第三pH调节池，12、13-铁碳固定床，14-第三絮凝反应池，15-第三斜管沉淀池；12、13-铁碳固定床中包括：a-填料层，b-曝气头。

具体实施方式

为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将通过具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例的垃圾渗滤液预处理***如图1所示，按照水流运行方向依次包括：调节池(1)、第一pH调节池(2)、第一混凝反应池(3)、第一絮凝反应池(4)、第一斜管沉淀池(5)、第二pH调节池(6)、脱氨反应池(7)、第二混凝反应池(8)、第二絮凝反应池(9)、第二斜管沉淀池(10)、第三pH调节池(11)、铁碳固定床(12、13)、第三絮凝反应池(14)、第三斜管沉淀池(15)；

调节池(1)可用于储存垃圾渗滤液原水；

铁碳固定床(12)、铁碳固定床(13)的内部结构相同，具体结构如图2所示，铁碳固定床(12、13)中设置有填料层(a)、曝气头(b)，填料层(a)为活性炭铁屑。

实施例2

以实施例1的垃圾渗滤液预处理***为基础，处理COD含量为6000-8000mg/L、氨氮含量为2500-3000mg/L的垃圾渗滤液原水。

本实施例的垃圾渗滤液预处理方法包括以下步骤：

第一步、按照水流运行方向，将垃圾渗滤液原水依次通过调节池(1)、第一pH调节池(2)、第一混凝反应池(3)、第一絮凝反应池(4)、第一斜管沉淀池(5)，该过程中，将第一pH调节池(2)的pH值调节至7.5-8.5，在第一混凝反应池(3)中投加混凝剂硫酸亚铁，硫酸亚铁的添加量为500mg/L，在第一絮凝反应池(4)中投加絮凝剂聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺的添加量为5g/L，经第一斜管沉淀池(5)沉淀分离后得到第一级上清液；

第二步、将第一级上清液依次通过第二pH调节池(6)、脱氨反应池(7)、第二混凝反应池(8)、第二絮凝反应池(9)、第二斜管沉淀池(10)，该过程中，将第二pH调节池(6)的pH值调节至10-11，在脱氨反应池(7)中投加脱氨剂，脱氨剂的主要成分包括：铝硅酸盐、二氧化硅、氧化镁、磷酸氢钠和粉煤灰，脱氨剂的添加量为4-6g/L，在第二混凝反应池(8)中投加聚合氯化铝作为混凝剂，聚合氯化铝的添加量为200-300mg/L，在第二絮凝反应池(9)投加絮凝剂聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺的添加量为3-5mg/L，经第二斜管沉淀池(10)沉淀分离后得到第二级上清液。

经检测，第二级上清液中氨氮含量为300-400mg/L，去除率为85％左右。

实施例3

在实施例2的基础上，进一步进行以下操作：

第三步、第二级上清液依次通过第三pH调节池(11)、铁碳固定床(12、13)、第三絮凝反应池(14)、第三斜管沉淀池(15)，该过程中，将第三pH调节池(11)的pH值调节至2.5-3.5，在第三絮凝反应池(14)中投加絮凝剂聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺的添加量为3-5mg/L，经第三斜管沉淀池(15)沉淀分离后得到第三级上清液。

经检测，第三级上清液中COD含量为3000-4000mg/L，去除率为50％左右。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种垃圾渗滤液的预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将垃圾渗滤液原水经过混凝剂预处理后，加入絮凝剂沉淀分离得到第一级上清液；

(2)将步骤(1)所得的第一级上清液的pH值调节至10-11，加入脱氨剂，反应沉淀后得到第二级上清液。

2.如权利要求1所述的垃圾渗滤液的预处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中的脱氨剂的主要成分包括：铝硅酸盐、二氧化硅、氧化镁、磷酸氢钠和粉煤灰，所述脱氨剂的添加量为4-6g/L。

3.如权利要求1所述的垃圾渗滤液的预处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中的混凝剂为硫酸亚铁，所述硫酸亚铁的添加量为500-600mg/L；所述絮凝剂为聚丙烯酰胺，所述聚丙烯酰胺的添加量为3-5mg/L。

4.如权利要求1所述的垃圾渗滤液的预处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中的混凝剂预处理前将所述垃圾渗滤液原水的pH值调节至7.5-8.5。

5.如权利要求1所述的垃圾渗滤液的预处理方法，其特征在于，在所述步骤(2)之后，还包括：

(3)将步骤(2)所得的第二级上清液的pH值调节至2.5-3.5，进入铁碳固定床中，加入过氧化氢，在曝气搅拌条件下反应，沉淀分离得到第三级上清液。

6.如权利要求5所述的垃圾渗滤液的预处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中的过氧化氢的添加量为200-300mg/L；所述步骤(3)中添加聚合氯化铝进行沉淀，所述聚合氯化铝的添加量为200-300mg/L。

7.一种垃圾渗滤液的预处理***，其特征在于，按照水流运行方向依次包括第一混凝反应池、第一絮凝反应池、第一斜管沉淀池、第二pH调节池、脱氨池和第二斜管沉淀池。

8.如权利要求7所述的垃圾渗滤液的预处理***，其特征在于，在所述第一混凝反应池之前，还设置有第一pH调节池和/或调节池；在所述脱氨池和所述第二斜管沉淀池之间，还设置有第二混凝反应池和/或第二絮凝反应池。

9.如权利要求1所述的垃圾渗滤液的预处理***，其特征在于，在所述第二斜管沉淀池之后，还设置有第三pH调节池、铁碳固定床和第三斜管沉淀池。

10.如权利要求9所述的垃圾渗滤液的预处理***，其特征在于，在所述铁碳固定床和所述第三斜管沉淀池之间，还设置有第三絮凝反应池。

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