專利名稱：一種城市垃圾滲濾液的組合處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開一種有效處理垃圾滲濾液膜過濾濃縮液的處理方法，屬于水處理技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
城市垃圾的衛(wèi)生填埋、堆肥是目前國內(nèi)廣泛采用的城市垃圾處理方法。垃圾在填 埋、堆肥過程中產(chǎn)生的滲濾液是一種水質(zhì)水量變化大、氨氮含量高，成分復雜的高濃度難處 理有機廢水。隨著國家環(huán)保要求的提高，某些地區(qū)逐漸開始實行新的排放標準政策。出水 要求達到GB 16889-2008《中華人民共和國國家標準》表3要求。傳統(tǒng)的生化處理和混凝 沉淀工藝難以滿足需求。因而，人們一直在探索如何高效經(jīng)濟的處理垃圾滲濾液。為了保 證化學需氧量(COD)、氨氮以及總氮完全達標，現(xiàn)在某些地區(qū)常常采用納濾和反滲透組合技 術(shù)。生化出水的難降解有機污染物大部分可以被納濾單元截留，納濾出水在經(jīng)過反滲透處 理，幾乎可以保證所有污染指標均可達到排放要求。但是納濾和反滲透組合工藝在實際操 作過程中存在諸多問題。納濾和反滲透的進水負荷較大，增加了膜污染問題，而且清洗強度 增大，膜的使用壽命短。盡管納濾和反滲透膜對有機污染物具有極佳的截留率，但對氨氮的 截留性能不穩(wěn)定，容易造成出水氨氮濃度超標。同時膜工藝對污染物只是實現(xiàn)了截留，在膜 單元過程中會有大量的膜濃水產(chǎn)生，產(chǎn)生的膜濃水具有較高的COD含量和鹽度。一些填埋 場采用將其回灌到填埋場的方法進行處理，但是由于大量的反滲透濃水難以被生化降解， 因此又再一次進入滲濾液處理系統(tǒng)中，同時其含有高濃度鹽度，嚴重影響滲濾液處理系統(tǒng) 正常運行。因此產(chǎn)生的濃縮液急需處理。目前國內(nèi)外在垃圾滲濾液處理工藝中濃縮液的處理 方法大致有2種，一種是將濃縮液回灌到填埋場中，這種處理辦法的實質(zhì)是濃縮液無限回 流，使?jié)B濾液水質(zhì)逐漸惡化。另外就是進行簡單處理，通常采用方法有混凝沉淀法、蒸發(fā)干 化法和吸附焚燒法等。其中蒸發(fā)干化法對設備要求高，運行費用高，操作管理復雜；吸附焚 燒法在國外運行較多，但是對吸附劑的要求高，通常采用的活性炭機械強度差，再生困難。 此外，南京大學的李愛民教授和德國維爾利公司合作研究以離子交換樹脂為核心的處理方 法，據(jù)報道處理后的水符合GB16889-97中的一級排放標準。這種方法以抗污染樹脂的吸附 有機物為主要處理手段，通常常見的離子交換樹脂在高COD條件下使用，工作交換容量急 劇下降，離子交換樹脂吸附的濃縮液在樹脂吸附飽和后的再生廢液更難以處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生活垃圾滲濾液處理中膜濃縮液的處理方法。本發(fā)明公開的工藝主要包括混凝沉淀預處理，光電氧化處理和后續(xù)吸附三個單 元。其中混凝沉淀為相對成熟的處理技術(shù)，在此只對其進行簡要的介紹，光電氧化處理和最 后的氧化/吸附單元為本發(fā)明專利公開的工藝的核心單元?；炷恋韱卧{濾膜出水通常作為生化處理的后續(xù)單元，納濾膜的出水主要是分子量在500道爾頓以下的有機物，因此納濾膜的濃縮液主要為難生物降解的大分子量的 有機污染物，此部分主要為溶解性的腐殖質(zhì)，為難生化降解性組分。通過投加絮凝劑和助 凝劑使污染物通過混凝沉淀反應，混凝沉淀單元可以去除大部分的大分子量的有機物質(zhì)， 以保證進入光電氧化單元進水水質(zhì)要求。混凝劑可以采用傳統(tǒng)的氫氧化鈣、氯化鋁、氯化 鐵和硫酸鋁等聚合絮凝劑，同時需要加入助凝藥劑聚丙烯酰胺(PAM)?；炷齽┑耐读繛?500-800mg/L左右，PAM的投量較少，大約為10mg/L。經(jīng)過混凝的水，通過沉淀作用將絮體 沉淀，然后沉淀出水進入下一單元進行處理?；炷^程中COD的去除率大約在30%左右，脫 色率為60%。同時混凝沉淀單元可以去除滲濾液中大部分金屬離子。光電氧化單元經(jīng)過混凝沉淀單元的出水中含有剩余的溶解性有機物和氨氮，主 要為分子量較小的組分。光電催化處理可以將剩余的溶解性有機物進行氧化處理，同時可 以氧化去除絕大部分氨氮和總氮類物質(zhì)，并且經(jīng)過光電氧化過程處理后，可以對滲濾液進 行消毒處理，滅活其中大部分的微生物和病菌。關(guān)于光電氧化處理滲濾液的原理和方法已 在專利Q00810227020)中詳細論述。光電氧化處理的停留時間為2_3小時，所采用的電流 密度為200-500A/m2，電極材料為形穩(wěn)陽極，陰極采用不銹鋼或者形穩(wěn)陽極，電極連接方式 為復極式或者單極式。采用光電氧化處理單元可以有效去除氨氮和總氮，對COD的去除率 大約為60%左右。氧化/吸附單元經(jīng)過光電氧化處理單元的出水中COD大約為1000-2000mg/L左 右。為此我們進行了進一步的氧化/吸附處理。在這部分處理過程中，首先我們向光電單 元的出水中投加硫酸亞鐵溶液，濃度大約在500mg/L。同時投加聚合氯化鋁溶液，濃度控制 在100mg/L。經(jīng)過氧化吸附處理后的出水在經(jīng)過砂濾過濾，即可以達標排放。在此過程中 我們將電化學產(chǎn)生過程中的多余的次氯酸用來氧化硫酸亞鐵，使其轉(zhuǎn)化為三價鐵離子，三 價鐵離子進而水解生成鐵氧化物，這樣與高錳酸鉀還原產(chǎn)生的二氧化錳生成鐵錳復合氧化 物，可以對水中的溶解性有機組分進行氧化吸附除去，同時添加聚合氯化鋁可以將鐵錳氧 化物沉淀下來，出水經(jīng)過砂濾柱過濾即可以達標排放。


圖1.垃圾滲濾液膜濃縮液綜合處理工藝
具體實施例方式實施例1采用本發(fā)明公開的組合工藝處理中老齡垃圾滲濾液，滲濾液采自北京一填埋場。 首先采用厭氧工藝進行處理，然后采用好氧膜生物反應器進行好氧生化處理，生化出水經(jīng) 過混凝沉淀單元處理，混凝沉淀出水進入光電氧化反應單元，氧化出水在經(jīng)過吸附/氧化 過濾單元即可以出水達標排放。其中垃圾滲濾液采自一填埋場，該滲濾液屬于中老齡垃圾 滲濾液。原水C0D&濃度為4000-7000mg/L，氨氮濃度為1500-2000mg/L。厭氧和好氧反 應器的停留時間分別為50和40小時，混凝沉淀單元采用商業(yè)品級的聚合氯化鐵混凝劑， 同時加入助凝劑聚丙烯酰胺(10mg/L)，光電單元停留時間為1小時，氧化/吸附單元采用 自制材料，已在專利O00910080596.X)中公開，用量為lg/L，氧化吸附單元的停留時間為 0. 5小時。最終反應出水CODtt濃度為30-60mg/L，氨氮濃度為3_7mg/L，出水滿足新標準GB16889-2008《中華人民共和國國家標準》表3要求。實施例2采用實施例1所描述的滲濾液處理工藝。垃圾滲濾液采自南方一填埋場，滲濾液 屬于新鮮滲濾液。原水CODtt濃度為15000-20000mg/L，氨氮濃度為1000-1500mg/L，總氮濃 度為1200-1800mg/L。厭氧和好氧單元停留時間分別為70和55小時，混凝沉淀單元采用工 業(yè)用聚合氯化鋁作為混凝劑，混凝劑投量為500mg/L ；同時加入助凝劑聚丙烯酰胺(IOmg/ L)。光電氧化停留時間為0.5小時，氧化/吸附單元采用已在專利Q00910080596. χ)中公 開的材料，用量為500mg/L。吸附/氧化單元的停留時間為0.5小時。最終出水CODtt濃度 為20-40mg/L，氨氮濃度為2-8mg/L，總氮濃度為8_15mg/L，BOD濃度為15mg/L。出水滿足 新標準GB 16889-2008《中華人民共和國國家標準》表3要求。實施例3采用實施例1所描述的滲濾液處理工藝。垃圾滲濾液采自南方一填埋場，滲濾液 屬于新鮮滲濾液。原水C0D&濃度為15000-20000mg/L，氨氮濃度為1000-1500mg/L，總氮 濃度為1200-1800mg/L。厭氧和好氧單元停留時間分別為70和55小時，混凝沉淀單元采 用工業(yè)用聚合氯化鋁和聚合氯化鐵作為混凝劑，混凝劑總投量為500mg/L ；同時加入助凝 劑聚丙烯酰胺(10mg/L)。光電氧化停留時間為0.3小時，氧化/吸附單元采用已在專利 (200910080596. χ)中公開的材料，用量為400mg/L。吸附/氧化單元的停留時間為0. 5小 時。最終出水C0D&濃度為15-35mg/L，氨氮濃度為2_7mg/L，總氮濃度為6_10mg/L，BOD濃 度為13mg/L。出水滿足新標準GB 16889-2008《中華人民共和國國家標準》表3要求。實施例4采用實施例1所描述的滲濾液處理工藝。垃圾滲濾液采自南方一填埋場，滲濾 液屬于新鮮滲濾液。原水C0D&濃度為15000-20000mg/L，氨氮濃度為1000_1500mg/L，總 氮濃度為1200-1800mg/L。厭氧和好氧單元停留時間分別為70和55小時，混凝沉淀單 元采用工業(yè)用硫酸鋁和聚合氯化鐵作為混凝劑，混凝劑總投量為300mg/L ；同時加入助凝 劑聚丙烯酰胺(10mg/L)。光電氧化停留時間為0.5小時，氧化/吸附單元采用已在專利 (200910080596. χ)中公開的材料，用量為350mg/L。吸附/氧化單元的停留時間為0. 5小 時。最終出水C0D&濃度為15-35mg/L，氨氮濃度為2_7mg/L，總氮濃度為6_10mg/L，BOD濃 度為13mg/L。出水滿足新標準GB 16889-2008《中華人民共和國國家標準》表3要求。
權(quán)利要求
1.一種基于生化厭氧處理一生化好氧處理一混凝沉淀一光電氧化一氧化/吸附單元 的垃圾滲濾液處理工藝，其特征在于它采用如下步驟A.厭氧處理單元通過傳統(tǒng)的厭氧反硝化處理，可以去除滲濾液中大部分氨氮和有機 組分；B.好氧生化處理單元厭氧處理單元出水進入好氧生化處理進行硝化反應，進一步去 除高濃度氨氮和有機組分；C.混凝沉淀單元生化出水中含有大量的難生物降解的大分子量有機污染物，通過混 凝沉淀單元可以去除大部分此類物質(zhì)，保證進入光電氧化單元進水水質(zhì)要求；D.光電氧化單元經(jīng)過混凝沉淀單元的出水中含有剩余的溶解性有機物和氨氮，光電 氧化單元可以將剩余的溶解性有機物進行氧化處理，同時可以氧化去除絕大部分氨氮類物 質(zhì)，并且將氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣，保證總氮有效去除，關(guān)于光電養(yǎng)化處理滲濾液的方法已在專利 中(200810227020)有詳細描述；E.吸附/氧化處理單元采用自制的吸附材料，專利O00910080596.χ)已有描述，通 過吸附和氧化作用去除大部分剩余化學需氧量(COD)和氨氮以及金屬離子，保證出水達標 排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生化處理一混凝沉淀一光電氧化一氧化/吸附的垃圾滲濾液 處理工藝，其特征在于厭氧和好氧處理單元為常規(guī)的工藝即可以。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生化處理一混凝沉淀一光電氧化一氧化/吸附的垃圾滲濾液 處理工藝，其特征在于混凝沉淀單元所采用混凝劑可以是氯化鐵、氯化鋁、硫酸鐵和硫酸鋁 中的任一種或者幾種絮凝劑的復配，混凝劑投量控制在300-600mg/L，同時加入助凝劑聚丙 烯酰胺，濃度為10-20mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生化處理一混凝沉淀一光電氧化一氧化/吸附的垃圾滲濾 液處理工藝，其特征在于光電氧化單元所施加的電流密度在200-500A/m2范圍內(nèi)，停留時間 為0. 5-1. 0小時，電極材料為形穩(wěn)電極，光源為紫外燈，關(guān)于光電氧化方法的具體描述見專 利(200810227020)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生化處理一混凝沉淀一光電氧化一氧化/吸附的垃圾滲濾液 處理工藝，其特征在于氧化/吸附單元可以有效氧化/吸附剩余的溶解性COD和氨氮，并且 該吸附單元可以實現(xiàn)在線制備、在線投加和原位再生，關(guān)于材料的制備與再生方法已在專 利(200910080596. χ)有詳細描述。
6.一種基于生化厭氧處理一生化好氧處理一混凝沉淀一光電氧化一氧化/吸附單 元的垃圾滲濾液處理工藝可以有效處理滲濾液，經(jīng)此工藝處理的垃圾滲濾液可以達到 GB16889-2008《中華人民共和國國家標準》表3要求。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種城市垃圾滲濾液膜出水濃縮液的處理組合工藝，處理工藝由混凝沉淀、光電氧化以及氧化吸附過濾單元構(gòu)成?；炷恋韱卧コ鏊械拇蠓肿尤芙庑晕镔|(zhì)，采用聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、硫酸鋁和硫酸鐵中的任一種或者兩種及多種的復配，同時加入助凝劑聚丙烯酰胺，COD去除率在30％左右。光電氧化單元可以有效去除氨氮及總氮和部分難降解性有機物，經(jīng)過光電單元處理后氨氮和總氮去除率可以達到99％，剩余COD濃度大約在1000-2000mg/L之間。最后氧化吸附單元去除剩余的有機組分和金屬離子，氧化/吸附單元在專利(200910080596.x)已有詳細描述。本組合工藝具有投資省，運行費用低，操作簡單和運行靈活等特點，不僅適用于滲濾液的無害化處理，也可應用于高氨氮、高有機物負荷，水質(zhì)波動大的含鹽廢水處理。
文檔編號C02F1/28GK102040309SQ20091023607
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月19日
發(fā)明者蘭華春, 劉會娟, 劉銳平, 曲久輝, 趙旭 申請人:中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心