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混凝沉淀树脂吸附Fenton氧化工艺处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液

通讯
来源: 作者: 2018-10-24 03:43:29

摘要:采用混凝沉淀-树脂吸附-Fenton氧化工艺处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液,筛选了该工艺各工段最佳的运行方式和参数。在最佳条件下,COD的去除率达98.1%。将吸附出水或氧化出水与垃圾渗滤液处理纳滤出水合并排放,各项出水指标均能达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)一级排放标准。树脂脱附效果好,脱附液体积为膜滤浓缩液的1/10,实现了膜滤浓缩液减量化的目的。

关键词:垃圾渗滤液;膜滤浓缩液;树脂吸附;Fenton氧化

城市垃圾渗滤液的污染控制是城市垃圾填埋技术中的一大难题。2008年,环境保护部针对垃圾渗滤液的处理提出了更为严格的标准——《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)。在垃圾渗滤液的各类处理工艺中,生化+膜滤的组合工艺是相对比较成熟的工艺,在世界范围内有着广泛的工程应用。主要技术提供商如德国维尔利(WWAG)和美国颇尔(PALL)在国内多个城市也都建有示范工程。该工艺对垃圾渗滤液的处理具有运行稳定、出水效果良好、占地面积小等优点。但是由于这类工艺应用了膜分离装置,在达标排放上清液的同时,不可避免地会产生一批浓缩液。

垃圾渗滤液膜滤浓缩液(以下简称膜滤浓缩液)是垃圾渗滤液经过生物降解之后被纳滤膜(或反渗透膜)截留的残余液,一般不具有可生化性,主要成分为腐殖质类物质,呈棕黑色,COD很高,并且含有大量的金属离子,处置不当很容易造成严重的二次污染。膜滤浓缩液的体积占垃圾渗滤液原液体积的8%~20%,流量大,转移运输费用高。技术提供商尝试的一些处理方法如混凝沉淀、蒸发浓缩或吸附焚烧,或处理效果不好,或使用条件苛刻,处理费用极高。因此,目前还没有理想的膜滤浓缩液处理方法。笔者尝试以树脂吸附法为核心,辅助混凝沉淀预处理和化学氧化深度处理,为膜滤浓缩液的处理提供新的思路。

1实验部分

1.1处理工艺

膜滤浓缩液取自常州市垃圾填埋场,该垃圾填埋场渗滤液采用德国维尔利(WWAG)公司的A/O型膜生物反应器(MBR)+纳滤膜(BIOMEMBRAT)组合工艺处理,处理量为200t/d。膜滤浓缩液产量为25t/d,采用的处理工艺流程见图1,主要出水水质指标见表1。

图1膜滤浓缩液处理工艺流程

表1膜滤浓缩液各工段处理后出水水质

1.2实验材料和方法

膜滤浓缩液所含有机物浓度太高,因此不适合直接用树脂吸附。预处理选用混凝沉淀,选用垃圾渗滤液处理中常用的混凝剂如聚合铝、聚合铝铁、阴离子聚丙烯酰胺(PAM)、Ca(OH)2等对膜滤浓缩液的处理效果进行对比。混凝沉淀中快速搅拌2min,慢速搅拌3min,静置10min后测定COD去除率。

通过对比各种吸附剂对混凝沉淀后膜滤浓缩液的吸附效果,选择最佳吸附剂。树脂吸附剂包括:NDA-88、NDA-150、NDA-7、NDA-1800、DAX-8(美国Supelco公司);XAD-4、XAD-7(美国Rohm-Hass公司);D201;D301;A100(英国Purolite公司)。实验采用摇瓶法:将各种吸附剂经过预处理清洗之后,分别取0.5g不同吸附剂加入到100mL混凝沉淀后的膜滤浓缩液(pH=4.0)中,在恒温振荡器(298K)中以120r/min的速度振荡24h后测定COD的去除率。pH对NDA-88树脂吸附效果影响的实验同样采用摇瓶法。

NDA-88树脂吸附和脱附最佳条件的筛选在固定床动态实验中确定,树脂吸附柱自制,规格为φ16mm×300mm,装入10mL湿树脂后,用蠕动泵确定流速,将混凝沉淀后的膜滤浓缩液以一定的流量自上而下通过树脂吸附柱,测定吸附流出液每个级分的COD浓度(Cv)。吸附饱和后进行脱附,预实验通过静态脱附的方法筛选出8%(质量分数)的NaOH溶液作为脱附剂。在动态脱附的条件下考察了8%的NaOH溶液脱附的最佳脱附流速和脱附温。

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