申请日2016.06.24
公开(公告)日2016.09.21
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理的组合工艺，步骤为：浓缩液先Fenton氧化，后絮凝沉降，再缺氧/好氧MBBR，将浓缩液进行Fenton氧化处理，使难被微生物降解的高分子和大分子有机物污染物分解成小分子化合物，提高了BOD5/CODCr值，使浓缩液可生化性变好，为后续缺氧/好氧MBBR中微生物进一步降解污染物提供良好的条件。由于Fenton氧化+絮凝沉降法对有机物有很好的去除效果，但是对NH4+‑N去除效果不明显，后续通过缺氧/好氧MBBR对有机物进一步降解，同时对NH4+‑N具有良好的去除效果。该组合工艺运行方式灵活，对有机物和NH4+‑N去除彻底且不产生二次污染。
摘要附图
权利要求书
1.一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理的组合工艺，具体包含以下工序：膜浓缩液通过Fenton氧化、絮凝沉降、缺氧/好氧MBBR生化处理的方式进行组合处理。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理的组合工艺，其特征在于：所述Fenton氧化步骤包括：
(1)将浓缩液加酸或碱进行调节pH值为3-4 ;
(2)按照摩尔浓度[Fe2+]/[H2O2]=1/3-1/5;质量浓度H2O2/CODCr=1/1-1.2/1的比例投加Fenton药剂，先投加二价铁盐后投加H2O2;
(3)在机械搅拌作用下，Fenton氧化时间为2-4h。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理的组合工艺，其特征在于：所述絮凝沉降步骤包括：
(1)絮凝沉降前调节浓缩液pH值为7.5-8.5;
(2)絮凝剂PAM配成0.1%-0.5%的水溶液，具体投加量通过小试实验确定，絮凝沉降时间1-2h。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理的组合工艺，其特征在于：所述缺氧/好氧MBBR步骤包括：
(1)缺氧/好氧MBBR生化处理，MBBR填料多为聚乙烯、聚丙烯及其改性材料制成，密度应为0.95-1.02 g·cm-3，中空圆柱体，长5～8mm，直径10mm左右，内部有十字支撑架，外部有翅片;
填料填充率为反应器有效容积的40%—60%。
5.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理的组合工艺，其特征在于：所述缺氧/好氧MBBR，其具体各阶段HRT可依据污染物浓度及C/N有所调整，内循环回流比一般为100%-300%。
6.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理的组合工艺，其特征在于：所述缺氧MBBR中，搅拌器采用具有香蕉型搅拌叶片，外形轮廓线条柔和，不损坏填料。
说明书
一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理的组合工艺
技术领域
本发明涉及高浓度有机废水处理技术领域，具体涉及一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理的组合工艺。
背景技术
在城市生活垃圾处理方法中，填埋法是目前世界上应用最广泛的垃圾处理技术，填埋过程中不可避免会产生渗滤液，这种渗滤液是一种具有急性和慢性双重毒性的高浓度废水，垃圾渗滤液一旦泄露，对地表水及地下水具有极大的潜在危害，被公认为是高环境污染风险性有机废水。
目前，国内外许多学者对垃圾渗滤液处理技术方面已经开展了大量的相关研究，随着2008年我国《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)的颁布，对垃圾渗滤液的处理提出了更高的要求，NF、RO等膜处理技术越来越多的被用于垃圾渗滤液处理中，用于饮用水处理级别的膜处理技术正逐渐成为我国垃圾填埋场处理渗滤液的主流技术路线。但是这种膜技术只是仅仅起到了物理过滤作用，当垃圾渗滤液经过膜处理之后，产生清水的同时，也会产生8～30%高浓度有机废水，称之为“浓缩液”。浓缩液可生化性极低(通常BOD5/CODCr<0.1)，其主要成份为腐殖质类物质，呈棕黑色，具有高CODCr、高NH4+-N、并且含有大量的无机离子等特点，因此，二次污染物浓缩液已成为目前垃圾渗滤液膜处理技术过程中的一个非常棘手的问题。
如果将浓缩液直接排放到自然环境中，会对土壤、地下水、地表水等周边的生态环境及人健康产生极大危害;若大量浓缩液直接排入市政污水管网，过高的总溶解性固体会影响活性污泥的正常活性。随着膜处理技术在我国垃圾渗滤液处理中越来越广泛的应用，产生的膜浓缩液成为亟待解决的问题。因此开发行之有效的垃圾渗滤液浓缩液处理技术显得尤为重要。
目前，国内外针对垃圾渗滤液膜浓缩液常见的处理方法有回灌法、膜蒸馏法、蒸发法、燃烧法、高级氧化法等。
(1)回灌法，回灌法的实质是把生活垃圾填埋场作为一个以垃圾为主要填料的生物滤床。回灌的浓缩液通过重力作用，自上而下流经垃圾填埋层，其中的有机污染物被垃圾中的微生物所降解。对于回灌处理来说，水力负荷、有机负荷和回灌频率是回灌处理的最重要的三个技术参数。
德国是最早采用回灌法处理浓缩液的国家，从1986年开始将反渗透浓缩液回灌填埋场，结果表明：在充分考虑填埋场的特征设计基础上，采用回灌处理浓缩液后，填埋场排出的渗滤液中主要污染物质浓度没有发生显著变化。然而，许多研究者表明，随时间的推移，回灌的弊端逐渐显现，回灌过程中水流容易形成短路，使得地下水造成污染的可能性增加;填埋层含水率增加，易引起不均匀沉降;难降解有机物积累、含盐量增加、电导率升高，导致膜产水率下降甚至系统不能运行。
(2)膜蒸馏法，膜蒸馏是膜技术与蒸发过程相结合的膜分离过程，其优点在于蒸馏过程几乎是在常温下进行，膜两侧只需要维持适当温差即可，设备简单，操作灵活方便，蒸馏效果好。其缺点在于膜成本较高，蒸馏通量小，由于浓度极化、温度极化等因素的影响，运行状态不稳定。另外，膜蒸馏是一个有相变的过程，汽化潜热使得热能利用率较低。
(3)蒸发法，蒸发法处理浓缩液是指在一定的温度和压强下，把浓缩液中相对易挥发的组分分离出去的过程，使得浓缩液体积减少90%-98%。目前应用较多的有机械压缩蒸发法、浸没蒸发法。这两种工艺在实际运行过程中都会碰到设备的腐蚀问题，设备装置的主材须是价格昂贵的耐腐蚀材料，造成设备造价昂贵以及后期维护费用高，成为处理膜浓缩液的主要限制性因素。
(4)焚烧法，焚烧法作为一种有效的减量化、无害化方式在处理高浓度有机废液方面已经得到较为广泛的应用。常用的废液焚烧炉主要有液体喷射型焚烧炉、流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉。焚烧法具有占地少、处理效率高、污染物破除彻底和能量再利用等优点，但焚烧法的初期投资大、焚烧技术控制复杂、操作水平要求高，而且焚烧过程中伴随着有害物质如二噁英类物质的排放、结焦结渣以及炉体腐蚀等亟待解决的问题，这些都限制了焚烧法在膜浓缩液处理方面的推广应用。
(5)高级氧化法，高级氧化技术是以产生具有强氧化能力的羟基自由基(·OH)为特点，在高温高压、电、声、光辐照、催化剂等反应条件下，使难降解有机污染物氧化成小分子物质，最终氧化成二氧化碳和水。根据自由基的产生方式和反应条件的不同，可将其分为光化学氧化、声化学氧化、臭氧氧化、电化学氧化、Fenton氧化等。目前来说，相对于以上几种膜浓缩液处理技术，高级氧化技术是处理垃圾膜浓缩液的较优方法，其特点主要是：①高效，高级氧化技术降解有机物的速度非常快。②产物无害，高级氧化法把有机污染物最终氧化成二氧化碳和水，从而达到了彻底去除COD的目的。③相对来讲，经济成本低，可操作性强，它是一种物理化学过程，很容易加以控制。然而诸多研究表明，虽然采用高级氧化法与混凝沉降法处理膜浓缩液对有机物有很好的去除效果，但是对NH4+-N去除效果不明显。
以上几种方法在处理垃圾渗滤液膜浓缩液时，或多或少存在一些弊端，基于这个原因，本发明把高级氧化法、絮凝沉降法以及生物法相结合的方式，首先通过Fenton氧化分解高浓度有机污染物，同时可以提高浓缩液的可生化性，为后续MBBR打下良好基础。MBBR工艺运用了生物膜法的基本原理，充分利用了活性污泥法的优点，又克服了传统活性污泥法及固定式生物膜法的缺点。技术关键在于开发研究比重接近于水，轻微搅拌下易随水自由运动的生物填料，而且生物填料具有有效表面积大，适合微生物吸附生长的特点。使其具有耐冲击负荷强剩余污泥少，污泥龄长，运行高效稳定，搅拌和曝气系统操作方便、维护简单、灵活方便等特点。
发明内容
本发明提供了一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理的组合工艺，以解决上述方法中存在的问题，针对膜浓缩液高CODCr、NH4+-N、可生化性差等特点，同时考虑到减少二次污染，提出了浓缩液 Fenton氧化 絮凝沉降 缺氧/好氧MBBR组合工艺。对高CODCr、NH4+-N和高盐分的膜浓缩液处理起到很好的去除效果。
为了达到上述目的，本发明的具体技术解决方案是：一种垃圾渗滤液膜浓缩液处理的组合工艺，具体包含以下工序：膜浓缩液通过Fenton氧化、絮凝沉降、缺氧/好氧MBBR生化处理的方式进行组合处理。
本发明所述Fenton氧化步骤包括：
(1)将浓缩液加酸或碱进行调节pH值为3-4 ;
(2)按照摩尔浓度[Fe2+]/[H2O2]=1/3-1/5;质量浓度H2O2/CODCr=1/1-1.2/1的比例投加Fenton药剂，先投加二价铁盐后投加H2O2;
(3)在机械搅拌作用下，Fenton氧化时间为2-4h。
本发明所述絮凝沉降步骤包括：
(1)絮凝沉降前调节浓缩液pH值为7.5-8.5;
(2)絮凝剂PAM配成0.1%-0.5%的水溶液，具体投加量通过小试实验确定，絮凝沉降时间1-2h。
本发明所述缺氧/好氧MBBR步骤包括：
缺氧/好氧MBBR生化处理，MBBR填料多为聚乙烯、聚丙烯及其改性材料等制成，密度应为0.95-1.02 g·cm-3，中空圆柱体，长5～8mm，直径10mm左右，内部有十字支撑架，外部有翅片;
填料填充率为反应器有效容积的40%—60%;
缺氧/好氧MBBR，其具体各阶段HRT可依据污染物浓度及C/N等有所调整，内循环回流比一般为100%-300%;
缺氧MBBR中，搅拌器采用具有香蕉型搅拌叶片，外形轮廓线条柔和，不损坏填料。
好氧MBBR反应器中，曝气系统采用穿孔曝气管系统，不易堵塞。
本发明的特点在于：
(1)采用高级氧化法、混凝沉降法与生物法三者有机结合的方式，很好的解决了单一方法处理膜浓缩液存在的不足。
(2)首先采用Fenton氧化法处理膜浓缩液，去除大部分难降解的有机污染物，转化成无害化物质CO2和H2O，不会产生二次污染;并提高浓缩液的可生化性，为后续生物法处理奠定基础。
(3)采用混凝沉降法去除调碱过程中产生的絮状含铁泥，并且进一步去除SS、CODCr。
(4)通过Fenton氧化+混凝沉降工艺组合，使高价态盐和重金属离子得到固化并通过排泥去除。
(5)采用缺氧/好氧MBBR，具有耐冲击性强、运行稳定的特点，对NH4+-N具有良好的去除效果，并能对浓缩液CODCr进一步去除;且具有占地面积小，基建费用低等优势。
(6)该组合工艺运行方式灵活，对有机物和NH4+-N均具有很好的去除效果，同时对高价态盐和重金属离子有较好的去除效果，具有良好的经济、环境和社会效益。