申请日2012.10.17
公开(公告)日2013.01.30
IPC分类号C02F1/52
摘要
一种带硼、硅酸基团铁系絮凝剂处理垃圾渗滤液的方法，属于资源、环保领域，其特征是处理步骤为：1：在絮凝搅拌池中投加10~300mg/L的带硼、硅酸基团的铁系高效复合絮凝剂，快速搅拌1~3min，搅拌速度160-220r/min，使絮凝剂与垃圾渗滤液充分混合;2：让与絮凝剂充分混合的垃圾渗滤液经过8~20min的慢速搅拌，搅拌速度30-60r/min，使絮体长大，然后通过斜管沉淀池，使絮体充分沉降，上清液流向生化处理工序。本发明在调节池与生化反应之间加入絮凝预处理，不改变原有的工艺，就能够大幅度减少垃圾渗滤液中的有毒有害污染物质，提高其可生化性，降低后续生化工序的负担。
权利要求书
1.一种带硼、硅酸基团铁系絮凝剂处理垃圾渗滤液的方法，其特征是处理步骤如下：
步骤1：在絮凝搅拌池中投加10~300mg/L的带硼、硅酸基团的铁系高效复合絮凝剂， 快速搅拌1~3min，搅拌速度160-220r/min，使絮凝剂与垃圾渗滤液充分混合;带硼、硅酸基团的铁系高效复合絮凝剂成份摩尔比：Fe/Si=0.4～0.6， Si/(Al+ Fe)=0.7～0.9，B/Si=0.25～0.35;
步骤2：让与絮凝剂充分混合的垃圾渗滤液经过8~20min的慢速搅拌，搅拌速度30-60r/min，使絮体长大，然后通过斜管沉淀池，使絮体充分沉降，上清液流向生化处理工序。
说明书
一种带硼、硅酸基团铁系絮凝剂处理垃圾渗滤液的方法
技术领域
本发明属于资源、环保领域，此方法涉及一种带硼、硅酸基团的铁系高效复合絮凝剂，用于垃圾填埋场对于垃圾渗滤液的处理过程，从而使垃圾渗滤液能够得到有效的处理。
背景技术
国内外处理垃圾渗滤液的技术很多，主要有：混凝、吸附、吹脱、生物处理法(好氧生物处理、厌氧生物处理、厌氧—好氧相结合)、化学氧化法(催化湿式氧化法、光催化氧化法、电化学氧化法、Feton试剂氧化法等)、膜处理方法(反渗透、纳滤等)、土地处理法(回灌处理、人工湿地等)及其相应方法的组合。但从当前来看，厌氧、好氧匹配的生物处理技术仍然是垃圾渗滤液处理的主要方法，由于垃圾渗滤液水质复杂，水质波动很大，通常难以适应水质和水量的变化，尤其当氨氮浓度非常高而温度较低时时，污染物毒性及温度环境抑制生物生长，导致出水水质恶化，很难达到国家标准，所以往往需要辅以反渗透等深度处理技术这无疑增加了处理成本。
发明内容
本发明的目的是为了解决传统处理垃圾渗滤液成本过高的问题，提供一种经调节池以后的垃圾渗滤液在在进入生化池之前进行预处理，从而提高其可生化性，降低毒性。
一种带硼、硅酸基团铁系絮凝剂处理垃圾渗滤液的方法，带硼、硅酸基团的铁系高效复合絮凝剂成份摩尔比：Fe/Si=0.4～0.6， Si/(Al+ Fe)=0.7～0.9，B/Si=0.25～0.35。
具体包括以下步骤：
步骤1：在絮凝搅拌池中投加10~300mg/L的带硼、硅酸基团的铁系高效复合絮凝剂，快速搅拌1~3min，搅拌速度160-220r/min，使絮凝剂与垃圾渗滤液充分混合;
步骤2：然后让与絮凝剂充分混合的垃圾渗滤液经过8~20min的慢速搅拌，搅速度30-60r/min，使絮体长大，然后通过斜管沉淀池，使絮体充分沉降。上清液流向生化处理工序。
带硼、硅酸基团的铁系高效复合絮凝剂能够与垃圾渗滤液中的大分子污染物以及胶体颗粒等物质迅速结合，形成较大的絮体，快速沉降，污泥量小。
本发明的原理是：当带硼、硅酸基团的铁系高效复合絮凝剂溶于水后，聚硅酸依靠表面羟基的氢键作用可以吸附许多其他分子,并且硅酸在聚合过程中，随着分子量的不断增加和并联成网状,吸附架桥能力增强，聚合度增大，混凝处理效果加强,形成的矾花大且易于沉降。Al3+、Fe3+会发生逐级水解反应，同时水解产物之间还会发生羟基桥联聚合反应，生成不同聚合度的高电荷络离子，如Al2(OH)42+、Al3( OH ) 54+、Al13( OH )327+、Al13O4(OH)247+、Fe2(OH )24+、Fe3( OH )45+、Fe4O(OH)46+等。这些络合物正电荷密度较高，吸附电中和作用较强。同时，它们的氢氧化物聚合体表面积较大，吸附架桥能力强。随着凝聚的进行，Al3+、Fe3+ 的形态都会经历单体—聚合体—聚集体—溶胶或者沉淀的转化过程，不同的水解聚合形态依靠不同的机理发挥混凝效果。
结合絮体组织结构的电镜分析，可知带硼、硅酸基团的铁系高效复合絮凝剂具有的优异混凝性能和稳定性能是硅酸聚合产物、水解聚合产物以及它们和某种形式的B相互之间作用所形成的新的聚合物等共同作用的结果，混凝机理包括电中和作用、吸附架桥作用、沉淀网捕等，并以后两者为主。在这些作用下，该复合絮凝剂可以聚集大量悬浮物，并紧密包裹胶体颗粒、悬浮物、絮凝剂水解产物等，从而形成絮体，有效地去除水中的有机物质等杂质。
通过多组正交试验，改变絮凝剂投加量、pH值、动力学条件等参数，找到预处理垃圾渗滤液的“最佳”工艺技术参数：投加量为10~300mg/L，pH值为5~10，动力学条件为快速搅拌1~3min，搅拌速度时间1~3min、慢速搅拌(50r/min左右)时间8~20min。
本研究开发的新型带硅酸、硼酸根基团高效复合絮凝剂特别适用于含纳米级胶体颗粒的高浓度有机废液处理，因此，本方法将其应用于垃圾渗滤液的预处理，强化预处理工艺，把污染物的处理转向“源头”，旨在降低生化及深度处理压力，降低运行成本。
常规混凝剂对垃圾渗滤液处理，COD的去除率一般为10% ~25%，而本方法处理工艺，COD去除率可达50%左右，可大大缓解生化处理压力，降低处理成本，同时过程中产生的污泥还可进消化池生产甲烷气体，因此，此该方法具有很好的经济价值与环境效益，具有广阔的应用前景。
本发明的有益效果是：由于采用上述技术方案，本发明主要针对调节池垃圾渗滤液，即在调节池与生化反应之间加入絮凝预处理，这样既不改变原有的工艺，添加一个小的工序，就能够大幅度减少垃圾渗滤液中的有毒有害污染物质，提高其可生化性，降低后续生化工序的负担，且不需要调节pH值。产生污泥可并入厂区污泥处理或者由于其高含量的有机物可利用其进行产气回收，达到二次利用。
具体实施方式：
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例
步骤1：在絮凝搅拌池中投加高效絮凝剂250mg/L，控制快速搅拌装置的转速为200r/min，搅拌时间为2min，使絮凝剂与垃圾渗滤液充分混合;
步骤2：对于充分混合后的垃圾渗滤液，控制慢速搅拌装置转速为50r/min，搅拌时间为10min，使絮体长大，更好地与渗滤液中的污染物质结合，然后通过斜管沉淀池，絮体充分沉降。絮凝处理后的渗滤液的浊度、COD和NH3-N分别为2.093、576mg/L和42.22mg/L，去除率分别为97%、48%和18%。