的垃圾滲濾液mbr+nf濃縮液中腐植酸分離回收工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于垃圾滲濾液的處理領(lǐng)域，具體涉及一種含高濃度SO42-的滲濾液MBR+NF濃縮液中腐植酸分離回收工藝。該工藝主要是通過各個(gè)系統(tǒng)的集成，回收腐植酸濃度不小于30g/L的濃縮液作為肥料的工藝。整個(gè)工藝包括預(yù)處理系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)、膜清洗系統(tǒng)以及膜冷卻系統(tǒng)。預(yù)處理系統(tǒng)是先對(duì)SO42-進(jìn)行處理，去除高濃度的SO42-離子，可以保證膜分離系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明所提供的分離回收工藝先進(jìn)、實(shí)用、可靠，特別適合于高SO42-濃度的滲濾液MBR+NF濃縮液中腐植酸的提取。
【專利說明】含高濃度S042_的垃圾滲濾液MBR+NF濃縮液中腐植酸分離回收工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于垃圾滲濾液的處理領(lǐng)域，具體涉及一種含高濃度so42_的滲濾液MBR+NF濃縮液中腐植酸分離回收工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]垃圾滲濾液是一種高濃度難處理的有機(jī)廢液，其所含的難降解有機(jī)物主要成分是腐植酸，通常采用膜分離技術(shù)進(jìn)行處理，因此形成了目前處理滲濾液的典型MBR+NF組合工藝。雖然MBR+NF工藝能夠有效解決垃圾滲濾液達(dá)標(biāo)排放的問題，但在膜運(yùn)行過程中，不可避免會(huì)產(chǎn)生約8%-20%的MBR+NF濃縮液。
[0003]國內(nèi)外對(duì)MBR+NF濃縮液的常規(guī)處理方法主要有回灌、蒸發(fā)、回噴及高級(jí)氧化技術(shù)等?；毓鄷?huì)使溶解鹽類很快積累，導(dǎo)致滲濾液的滲透壓迅速增高，使膜系統(tǒng)效率降低或失效；蒸發(fā)不僅成本昂貴，對(duì)設(shè)備腐蝕性高，而且進(jìn)一步的濃縮液去向也成為一大問題；回噴法雖然投資少，處理徹底，但處理量小，而且能耗大，設(shè)備易腐蝕；而高級(jí)氧化雖然不會(huì)造成二次污染，但成本也較貴，操作條件嚴(yán)格，且不能有效解決濃縮液的排放問題。所以，MBR+NF濃縮液至今仍未得到有效可行的處理，究其原因主要是因?yàn)镸BR+NF濃縮液性質(zhì)較為特殊。而對(duì)垃圾滲濾液MBR+NF濃縮液進(jìn)行資源化利用，不但解決了滲濾液MBR+NF濃縮液的污染問題，還可以從中回收高活性的腐植酸用以制成水溶肥料，進(jìn)而降低了 MBR+NF濃縮液的處理成本，具有可觀的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益，并實(shí)現(xiàn)了滲濾液的全面污染控制和可持續(xù)處理。
[0004]早期垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)滲濾液和垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液因呈酸性，使得大量S042_等無機(jī)鹽離子溶解進(jìn)入滲濾液，另外，處理滲濾液的典型工藝MBR+NF在運(yùn)行操作過程中為了控制進(jìn)入NF單元的pH值為6飛.5，需要加酸調(diào)節(jié)，一些運(yùn)營單位為了降低加酸成本，投加的是硫酸，這些都使得MBR+NF濃縮液中S042_濃度很高。雖然目前有專利已公開幾種滲濾液MBR+NF濃縮液中腐植酸分離回收或提取方法，但這些方法均沒有考慮到滲濾液MBR+NF濃縮液在含高濃度SO/—情況下，再經(jīng)高倍數(shù)的膜分離濃縮，被大量截留的SO/—不僅造成膜過濾有效壓力大大降低，而且可能因形成CaSOjX淀析出而引起嚴(yán)重的膜污染，甚至破壞膜分離系統(tǒng)。因此，需要對(duì)滲濾液MBR+NF濃縮液中高濃度SO/—預(yù)先去除，以保障后續(xù)膜分離系統(tǒng)的分離濃縮效果、運(yùn)行穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。另外，為使?jié)B濾液MBR+NF濃縮液中腐植酸分離回收或提取方法或工藝能實(shí)際應(yīng)用，本發(fā)明還對(duì)所需的配套系統(tǒng)進(jìn)行了集成。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種含有高濃度SO/—的滲濾液MBR+NF濃縮液中腐植酸分離回收工藝，整個(gè)工藝包括預(yù)處理系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)、膜清洗系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)。該工藝先進(jìn)、實(shí)用、可靠，特別適合于高SO/—離子濃度的滲濾液MBR+NF濃縮液中腐植酸的提取。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案: (i )將滲濾液MBR+NF濃縮液泵入預(yù)處理系統(tǒng)，先進(jìn)入反應(yīng)沉淀池，根據(jù)化學(xué)計(jì)量比按殘留SO廣離子濃度200-500mg/L所需的量投加BaCl2，反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀以去除S042_離子，攪拌反應(yīng)5-15min，之后沉淀6h，進(jìn)行固液分離，上清液進(jìn)入集水池；沉淀污泥排入高溫自來水進(jìn)行洗脫，回收吸附在污泥上的腐植酸等有機(jī)物，控制洗脫時(shí)間30-60min，pH=l.5-2，溫度80°C，洗脫后沉淀6h，經(jīng)固液分離后，上部洗脫液也排入集水池與上述上清液混合，再經(jīng)調(diào)整pH后進(jìn)入超濾過濾器去除懸浮物，得到過濾液，暫存在調(diào)節(jié)池內(nèi)；超濾過濾器所用的膜是一種聚偏二氟乙烯膜，膜孔徑為0.02-0.1 μ m ;
(ii)將步驟(i)得到的過濾液，從調(diào)節(jié)池內(nèi)由泵提升進(jìn)入膜分離系統(tǒng)進(jìn)行腐植酸分離回收，得到腐植酸濃度不小于30g/L的濃縮液，該膜分離系統(tǒng)包括納濾系統(tǒng)和超濾系統(tǒng)；納濾系統(tǒng)進(jìn)料液為調(diào)節(jié)池內(nèi)過濾液，產(chǎn)生的納濾濃縮液作為超濾系統(tǒng)的進(jìn)料液；而納濾透過液進(jìn)入膜清洗系統(tǒng)，用于膜的反沖洗，多余的直接達(dá)標(biāo)排放；超濾系統(tǒng)產(chǎn)生的濃縮液中腐植酸濃度達(dá)到30g/L以上，經(jīng)增補(bǔ)氮、磷、鉀這些元素即得含腐植酸水溶性肥料；超濾透過液回流至納濾系統(tǒng)與進(jìn)料液混合再次分離濃縮；
(iii)步驟(?)中膜分離系統(tǒng)在分離濃縮過程中由于不可避免的膜污染引起通量下降，當(dāng)膜通量< 5L/m2.h時(shí)，開啟膜清洗系統(tǒng)進(jìn)行膜的反沖洗；
(iv)步驟(?)中膜分離系統(tǒng)采用錯(cuò)流過濾方式，膜面沖刷會(huì)導(dǎo)致料液升溫，可能超過膜組件的適用溫度范圍而破壞膜分離性能，因此設(shè)有膜冷卻系統(tǒng)，控制膜分離系統(tǒng)進(jìn)料液的溫度< 37 °C。
[0007]本發(fā)明所述的含高濃度SO/—的滲濾液MBR+NF濃縮液中腐植酸分離回收工藝技術(shù)參數(shù):
1、系統(tǒng)組成
預(yù)處理系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)、膜清洗系統(tǒng)和膜冷卻系統(tǒng)
2、預(yù)處理系統(tǒng)
反應(yīng)時(shí)間5-15min
反應(yīng)沉淀時(shí)間 6h 洗脫時(shí)間30-60min
洗脫沉淀時(shí)間 6h 洗脫 pH1.5-2
洗脫溫度80°C
洗脫泥水比1:3-1:9
超濾過濾器孔徑 0.02-0.1 μ m
3、膜分尚系統(tǒng)
納濾濃縮倍數(shù) 5-15倍超濾濃縮倍數(shù) 10-15倍納濾濃縮液 COD 5000-10000mg/L 超濾濃縮液腐植酸30-45g/L
4、膜冷卻系統(tǒng)
膜分離系統(tǒng)進(jìn)料液溫度< 37°C
5、膜清洗系統(tǒng)膜通量< 5L/m2.h時(shí)開啟。
[0008]本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于:
(1)本發(fā)明通過在膜分離濃縮之前設(shè)一預(yù)處理系統(tǒng)，去除高濃度的S042_離子，可以保證膜分離系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，并能提高納濾系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)，從而提高腐植酸的回收率，最終還可以有效地降低運(yùn)行費(fèi)用；
(2)本發(fā)明的滲濾液MBR+NF濃縮液中腐植酸分離回收工藝集成了預(yù)處理系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)、膜清洗系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，構(gòu)成了一個(gè)完整的可操作性強(qiáng)的分離回收系統(tǒng)，容易實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010]本發(fā)明用下述實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于下述實(shí)施例。
[0011]下面結(jié)合附圖1，對(duì)本發(fā)明的工藝流程作進(jìn)一步描述。
[0012]整個(gè)分離回收工藝由預(yù)處理系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)、膜清洗系統(tǒng)和膜冷卻系統(tǒng)組成。具體流程為:(1)首先MBR+NF濃縮液經(jīng)收集于集水池后泵入預(yù)處理系統(tǒng)的反應(yīng)沉淀洗脫池中，通過投加BaCl2,與SO/—離子反應(yīng)5-15min，產(chǎn)生BaSO4沉淀，靜置沉淀6h后收集上清液于集水池中，然后用80°C清水洗脫沉淀的污泥，并用鹽酸調(diào)節(jié)pH=l.5-2，解吸出附著于BaSO4沉淀表面的腐植酸，洗脫時(shí)間30-60min，沉淀6h后排出洗脫的上清液，與儲(chǔ)存在集水池中的反應(yīng)沉淀上清液混合，經(jīng)NaOH調(diào)節(jié)pH至6-6.5后泵入膜孔徑為0.02-0.1 μ m的超濾過濾器，去除懸浮物后得到過濾液進(jìn)入調(diào)節(jié)池，集水池中超濾過濾器截留液回到反應(yīng)沉淀洗脫池；(2)接著將調(diào)節(jié)池中過濾液泵入膜分離系統(tǒng)，先經(jīng)5 μ m的保安過濾器過濾后，再由高壓泵增壓，先后經(jīng)過納濾系統(tǒng)和超濾系統(tǒng)分離濃縮，得到腐植酸濃度不小于30g/L的濃縮液，納濾透過液進(jìn)入膜清洗系統(tǒng)，用于膜的反沖洗，多余的直接達(dá)標(biāo)排放，而超濾透過液回流至納濾系統(tǒng)與進(jìn)料液混合重新分離濃縮；(3)分離濃縮過程中，由膜冷卻系統(tǒng)控制膜分離系統(tǒng)進(jìn)料液的溫度< 37°C ； (4)分離濃縮過程中，當(dāng)膜通量< 5L/m2.h時(shí)，開啟膜清洗系統(tǒng)進(jìn)行膜的反沖洗。
[0013]實(shí)施例1
下面以對(duì)某生活垃圾滲濾液處理廠產(chǎn)生的MBR+NF濃縮液進(jìn)行腐植酸分離回收為例，進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0014]該生活垃圾滲濾液處理廠滲濾液為垃圾填埋場(chǎng)與焚燒廠混合滲濾液，日產(chǎn)生滲濾液1500噸，采用以水質(zhì)均衡作為預(yù)處理工藝，以MBR為生化主體處理工藝，以NF/R0為深度處理工藝的處理流程。該處理廠日產(chǎn)生MBR+NF濃縮液約300噸，其水質(zhì)如下:C0D為900-3000mg/L，腐植酸濃度約為600_2100mg/L，電導(dǎo)率為12-19ms/cm，SO廣濃度高達(dá)2500-7000 mg/LJBR-NF濃縮液經(jīng)收集池由原料泵提升至反應(yīng)沉淀洗脫罐，先加入8&(:12進(jìn)行反應(yīng)攪拌15min后，靜置沉淀6h后將上清液排出至集水池中；再加入80°C的自來水對(duì)沉淀污泥上吸附的腐植酸等有機(jī)物進(jìn)行洗脫，并用計(jì)量泵把儲(chǔ)酸罐里的鹽酸加入罐中調(diào)節(jié)PH值為1.5，洗脫時(shí)間60min，洗脫后靜置沉淀6h后將底部污泥排至儲(chǔ)泥罐，洗脫上清液也排至集水池；用NaOH調(diào)節(jié)中上清液pH值至6后，用泵提升至超濾過濾器，去除懸浮物，超濾過濾器截留液回流至集水池中，過濾液則進(jìn)入調(diào)節(jié)池中，由泵提升至進(jìn)料罐，再由進(jìn)料泵經(jīng)過精密過濾器保安過濾后由高壓泵增壓進(jìn)入納濾膜組件進(jìn)行10倍分離濃縮，經(jīng)過納濾系統(tǒng)分離產(chǎn)生的透過液，由于可滿足《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)的要求，所以收集至納濾透過液罐用于反沖洗用水，多余的直接排放；所得的納濾濃縮液先收集在中間料桶，再進(jìn)入超濾系統(tǒng)進(jìn)一步分離濃縮。中間料桶中的納濾濃縮液由泵經(jīng)過精密過濾器保安過濾后由高壓泵增壓進(jìn)入超濾膜組件進(jìn)行12倍分離濃縮，最后濃縮倍數(shù)的超濾濃縮液中腐植酸濃度達(dá)到32g/L，滿足國家農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《含腐植酸水溶肥料》(NY1106-2010)中對(duì)腐植酸的指標(biāo)要求。超濾透過液中COD —般高于1000mg/L，回流至納濾系統(tǒng)與進(jìn)料液混合再次分離濃縮。在分離濃縮過程中，由膜冷卻系統(tǒng)控制膜分離系統(tǒng)進(jìn)料液的溫度< 37°C，冷卻系統(tǒng)由冷卻水池、提升泵、換熱器和冷卻塔組成，冷卻用水為滲濾液MBR+NF/R0工藝中反滲透單元得到的回用水或自來水；當(dāng)膜分離系統(tǒng)膜通量下降至<5L/m2.h時(shí)，開啟膜清洗系統(tǒng)，用納濾透過液或自來水對(duì)膜組件進(jìn)行相應(yīng)的反沖洗或化學(xué)藥洗，以恢復(fù)膜組件的通量。
[0015]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.含高濃度S042_的垃圾滲濾液MBR+NF濃縮液中腐植酸分離回收工藝，其特征在于:該工藝包括如下步驟: (i )將含高濃度S042_的垃圾滲濾液MBR+NF濃縮液泵入預(yù)處理系統(tǒng)，先經(jīng)過反應(yīng)沉淀、洗脫后，分別收集沉淀和洗脫的上清液，再將調(diào)整PH后的上清液經(jīng)過超濾過濾器去除懸浮物，得到過濾液； (ii)接著將經(jīng)步驟(i)處理后的過濾液，泵入膜分離系統(tǒng)進(jìn)行納濾和超濾； (iii)將步驟(ii)所得的納濾透過液進(jìn)入膜清洗系統(tǒng)，用于膜的反沖洗，多余的直接達(dá)標(biāo)排放； (iv)將步驟(ii)所得的超濾透過液回流至納濾系統(tǒng)與進(jìn)料液混合再次分離濃縮； (V)膜分離系統(tǒng)處理后，分離得到腐植酸濃度不小于30g/L的濃縮液。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的含高濃度S042_的垃圾滲濾液MBR+NF濃縮液中腐植酸分離回收工藝，其特征在于:預(yù)處理系統(tǒng)中，反應(yīng)沉淀為:根據(jù)化學(xué)計(jì)量比按殘留S042_離子濃度200-500mg/L所需的量投加BaCl2,反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀以去除S042_離子，反應(yīng)時(shí)間5-15min，反應(yīng)后沉淀時(shí)間6h。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的含高濃度S042_的垃圾滲濾液MBR+NF濃縮液中腐植酸分離回收工藝，其特征在于:所述的洗脫為將反應(yīng)沉淀后的污泥排入高溫自來水進(jìn)行洗脫，洗脫時(shí)間30-60min，洗脫后沉淀時(shí)間6h，洗脫時(shí)控制pH為1.5_2，溫度控制在80°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的含高濃度S042_的垃圾滲濾液MBR+NF濃縮液中腐植酸分離回收工藝，其特征在于:步驟(i )中超濾過濾器所用的膜是聚偏二氟乙烯膜，膜孔徑為0.02-0.1 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的含高濃度S042_的垃圾滲濾液MBR+NF濃縮液中腐植酸分離回收工藝，其特征在于:步驟(ii)中膜過濾方式為錯(cuò)流過濾。
6.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的含高濃度S042_的垃圾滲濾液MBR+NF濃縮液中腐植酸分離回收工藝，其特征在于:在步驟(?)的膜分離步驟中設(shè)有膜冷卻系統(tǒng)，控制膜分離系統(tǒng)進(jìn)料液的溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含高濃度S042_的垃圾滲濾液MBR+NF濃縮液中腐植酸分離回收工藝，其特征在于:膜冷卻系統(tǒng)中，控制膜分離系統(tǒng)進(jìn)料液溫度< 37°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含高濃度S042_的垃圾滲濾液MBR+NF濃縮液中腐植酸分離回收工藝，其特征在于:步驟(iii)中，在膜清洗系統(tǒng)中，當(dāng)膜通量< 5L/m2 -h時(shí)，開啟膜沖洗裝置進(jìn)行膜的反沖洗。
【文檔編號(hào)】C07G99/00GK104310659SQ201410633759
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】許玉東, 黃思恩, 方藝民, 林智華 申請(qǐng)人:福州大學(xué)