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垃圾渗沥液反渗透截留浓缩液处理方法研究

北极星环保网来源:科学与财富2017/1/13 11:46:54我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:垃圾渗沥液 反渗透 浓缩液

北极星环保网讯:摘要:目前最常用的处理垃圾渗沥液的工艺为膜生物反应器(MBR)和反渗透膜(RO)的组合的双膜法处理技术。但膜分离同时产生了一定数量的具有超高含盐、高色度、高浓度难降解废水——膜截留浓缩废液。本文主要介绍了目前对膜截留浓缩废液的处理方法与技术。

目前大多国家采用卫生填埋法来处理城市生活垃圾,其具有诸如投资省费用低、处理技术成熟、处理量大、适用范围广、对垃圾成分要求低等优点。但是其产生的垃圾渗沥液存在着污染地下水资源的风险。

垃圾渗沥液具有污染物浓度高、成分复杂、盐分高、毒性强等特点,目前最常用的处理工艺为膜生物反应器(MBR)和反渗透膜(RO)组合的双膜法处理技术。但膜分离同时产生了一定数量的浓缩废液。浓缩液具有CODcr浓度高、生化降解性低、腐殖酸含量高、重金属含量高等特点。

1. 浓缩液的处理工艺

浓缩液很难被一般的处理工艺处理,目前浓缩液的处理方法通常采用回灌、蒸发和高级氧化。

⑴ 回灌

回灌的浓缩液经过覆土层和垃圾层的过程中发生物理、化学以及生物化学反应,使其中的有机污染物被吸附、截留和降解。刘研萍[1]等进行了反渗透浓缩液的回灌实验研究结果显示,在厌氧条件下回灌,其  CODcr和NH4+-N去除率分别达到80%和60%以上;在好氧条件下回灌,其CODcr和NH4+-N去除率分别达到90%和96%以上。

⑵ 蒸发

通过加热蒸发过程使浓缩液中具有挥发性的有机污染物和水分与其他的污染物质分离,然后将这些挥发出来的有机污染物和水分通过生物处理等方法加以去除,而其它的污染物被进一步浓缩。岳东北[2]等研究了利用SCE工艺处理浓缩液,该工艺成功的对渗沥液中的有机污染物进行了分离,该浓缩液的初始  CODcr浓度为11000~13400mg/L之间,经过两级SCE处理之后,CODcr浓度低于230mg/L。

⑶ 高级氧化技术

高级氧化技术(APOs)是利用羟基自由基(˙OH)的强氧化能力,使大分子难降解有机物被氧化成小分子的碳氢化合物,甚至直接矿化为CO2和H2O。高级氧化技术(APOs)由于其具有氧化效率高,无针对性等的特点,特别适合于处理高浓度难生物降解的有机废水。

①Fenton氧化技术

Fenton反应主要是H2O2在Fe2+催化下生成氧化能力很强的羟基自由基(˙OH),其氧化电位仅次于氟;另外羟基自由基具有很高的电负性或亲电性,具有很强的加成反应特性,因而Fenton试剂可氧化水中大多数有机物。王东梅[3]等人利用Fenton法处理浓缩液实验结果表明,Fenton反应对TOC  去除率为71.6%,对UV254 去除率83.2%,对色度去除率为94.6%。

②臭氧氧化技术

臭氧氧化降解有机污染物的机理包括直接氧化和间接氧化两部分:直接氧化主要是指臭氧的强氧化性,能直接氧化水中的一部分有机物。间接氧化是指臭氧分子发生自分解反应,并产生大量的羟基自由基(˙OH)进行氧化。郑可[4]等人采用臭氧处理浓缩液的实验结果表明,在pH  8. 0,温度30℃,臭氧投量5 g /h,HRT为90 min 条件下,浓缩液COD、色度以及腐殖酸去除率分别达到67. 6%、98. 0%和86.  1%。

③超声处理技术

超声降解有机物是一个物理化学过程,其主要源于声空化效应及由此引发的物理和化学变化。王松林[5]等利用超声技术对渗沥液进行处理实验研究结果表明,随着输入功率增大,初始浓度低,  pH 升高,COD 去除率增大;随着初始 pH 升高,氨氮去除率迅速上升。

④电化学氧化技术

电化学氧化技术是指在外加电场的作用下,通过阳极发生的一系列化学反应,使污染物发生氧化或还原反应,转化为小分子物质,或通过电极产生的大量活性自由基与废水中的有机物反应,从而去除废水中的有机污染物。李小明[6]等利用SPR三元电极处理渗沥液,在pH为4、Cl-  为5000 mg/L、电流密度为10 A/ dm2、HRT为4 h条件下,CODcr和NH4+-N去除率分别达到90. 6% 和100%。

⑤其他高级氧化技术

除上述几种典型的技术外,还有一些高级氧化技术和其它技术组合的氧化工艺。如H2O2/O3体系、UV-Fenton 工艺、UV/O3组合等等。

2. 分析与讨论

研究表明,回灌可提高回收率,增大膜表面冲洗流速;但后期出现了污染物的积累,渗沥液电导率升高,膜产水率下降、膜过滤失效等问题。蒸发工艺具有设备工艺成熟,占地面积小,可析出回收盐类等优点,但也存在着投资和运行费用较高,耗能高,蒸发装置易结垢等。高级氧化法是以羟基自由基为主要氧化剂与有机物发生反应,反应中生成的自由基可以继续参加链式反应,或者通过生成有机过氧化自由基后,进一步发生氧化分解反应直至降解为最终产物CO2和H2O,具有氧化效率高,产物无害,易于控制等优点,是比较好的一种选择。

综上所述,高级氧化技术是目前处理垃圾渗滤液浓缩液比较合适的处理技术。前人的研究结果已证实高级氧化法在废水处理中的实用性,并在水处理领域展示了广泛的应用前景。随着对高级氧化的深入研究,可望在不久的将来在更多的领域得到广泛的应用。

延伸阅读:

垃圾渗滤液处理流程说明及应用

案例收藏!一文读懂垃圾渗滤液的几种处理新工艺

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