一种垃圾渗滤液中氨氮的去除方法技术

本发明专利技术公开了一种垃圾渗滤液中氨氮的去除方法，属于废水处理领域。其步骤主要包括：先向垃圾渗滤液中投加镁盐和磷酸盐，调节ｐＨ值，镁盐、磷酸盐、氨氮的摩尔比，混合搅拌，生成磷酸铵镁沉淀，分离上清液和沉淀物，沉淀脱水，向脱水后的磷酸铵镁中投加高炉矿渣，控制磷酸铵镁和高炉矿渣的重量比，加水搅拌，然后热解磷酸铵镁，控制热解时间、温度，热解产生的氨气通过生物滴滤床处理，回收热解固体产物，循环用于氨氮的处理。本发明专利技术不仅可以循环利用化学沉淀药剂去除氨，节省费用，还可以资源化利用高炉矿渣。经过本发明专利技术处理的出水氨氮浓度可以降低到１００ｍｇ／ｌ以下，大大改善了后续生化处理的条件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种垃圾渗滤液的处理方法，具体的说是一种垃圾渗滤液中氨 氮的去除方法。
技术介绍
垃圾渗滤液的成分相当复杂，不仅含有高浓度的有机物，而且还含有高浓度 的氨氮、碱和重金属等，是一种难处理的废水。在垃圾填埋初期，垃圾渗滤液的可生化性较好，B/C达到0.7左右。但随着垃圾填埋时间的延长，氨氮质量浓度 增加，C与N质量比小于3，同时垃圾渗滤液的可生化性下降，B/C较低。目前， 既经济又有效的去除垃圾渗滤液中高浓度COD的方法是厌氧生物处理法。但是 由于高浓度的氨氮对生物处理有抑制和毒害作用，为利用生物处理去除COD， 有必要对氨氮进行预处理，降低其含量。垃圾渗滤液中的高浓度氨氮一直是一个处理难题。废水中的氨氮去除方法主 要包括生物法和物理化学法两大类。生物法去除废水中氨氮具有运行成本低，操 作管理简便等特点，但是生物法更适合于处理低浓度的氨氮废水，高浓度的氨氮 废水往往会抑制生化反应，而物理化学方法处理高浓度的氨氮废水更具有优势。现有技术中，物理化学法去除废水中的氨氮主要有吹脱法、折点氯化法、膜 吸收法、化学沉淀法等。吹脱法去除废水中氨氮，即将气体通入水中，使水中溶 解的游离氨穿过气液界面，向气相转移，达到脱除氨氮的目的。但是该技术的局 限性在于， 一是不能将氨氮浓度降到很低，当浓度不高时，吹脱效果不是很好， 二是吹脱需要在碱性条件下进行，当吹脱结束后，还要加酸将pH值调回中性， 所以并不是非常适用。折点氯化法是将氯气通入废水中达到某一点，在该点时水 中游离氯含量最低。该方法除氨的机理为氯气与氨气反应生成了无害的氮气。这 种方法的局限性在于处理后的水中含有残余的氯，需要进行后续处理，去除残余 的氯，因此不适合大规模推广应用。膜吸收过程是将膜分离和吸收相结合而出现 的一种新型膜过程，膜吸收法处理含氨废水具有效率高等特点。但是，膜吸收法的使用，要求对原水进行严格的预处理和常规处理，才能避免频繁的膜污染和膜 淤塞，所以处理费用很高，管理操作不便，并不适合应用于大规模的水处理工程。 化学沉淀法去除垃圾渗滤液中的氨氮目前是一种应用非常广泛的技术，该方法又称为MAP法。该方法去除氨氮的工艺原理是向废水中投加镁盐和磷酸盐与 废水中的氨氮发生化学反应，生成磷酸铵镁沉淀(MgNH4P04*6H20)而被去除。 Mg2++NH4++P043+6H20 — MgNH4P04'6H20丄该方法工艺流程简单，易于操作管理，但是由于化学药剂费用比较高，影响 了该方法的进一步推广应用。专利CN 1623924A公布了一种方法，将化学沉淀法中产生的沉淀物磷酸铵 镁加热，当温度达到150 30(TC，最佳温度在200 25CrC时，沉淀物磷酸铵 镁分解，放出氨气，然后将热解产物磷酸氢镁循环利用，回用做沉淀剂，降低了 化学沉淀法中化学药剂的部分费用。曰本的Kenichi等向沉淀产物磷酸铵镁中加入氢氧化钠，然后在70 80°C 下加热，得到氨气，加热后的产物作为沉淀剂回用；德国的Bings Hubert等向 沉淀产物磷酸铵镁中加入氢氧化钠，加热温度为80 150°C (Kenichi E, Kaoru I， Kyoji T. Ammonia Removal from Wastewaters, Japan Kokai 77 04 649， Appl， 75/80， 1975， 538; Bings Hubert, Lehmkuhl Josef, Process for recovery of ammonia from process and waste waters. Eur. Pat, Appl, EP490,396)。上述技 术虽然可以降低热解磷酸铵镁的温度，减少热解时间，降低能耗，但是添加氢氧 化钠作为热解磷酸铵镁的辅助药剂，增加了药剂使用的费用。高炉矿渣是高炉溶渣出炉经水淬得到的无定型结构的粒渣。一般高炉矿渣主 要含氧化钙、氧化硅、氧化铝、氧化镁等。目前，我国渣场堆积的高炉渣约1 亿吨。这些矿渣如果不加以处理，就会对环境造成危害。因此，如何根据高炉矿 渣的性质，资源化利用高炉矿渣，是一个值得研究和探讨的问题。高炉矿渣已经 应用于新型建筑材料等方面(S. K. Malhotra and S. P. Tehri. Development of bricks from granulated blastfurnace slag. Construction and Building Materials, 1996,110(3), 191 193〉。目前，高炉矿渣在辅助磷酸铵镁加热分解方面的研究 和应用未见文献报道和专利公开。生物滴滤床处理氨氮气体是一种越来越被普遍采用的新兴环保技术，这种技术同传统的空气污染控制技术相比，具有投资省、运行费用低、能耗低、二次污染小、操作维护简单等优点(Paul Togna, Manjari Singh. Biological vapor-phase treatment using bio-filter and bio-tricking filter reactor: practical operating regimes. Envir. Progr.， 1994，13(2):94 97;李国文，胡洪营，郝吉明等.生物 滴滤塔中挥发性有机物降解模型及应用.中国环境科学，2001, 20(7):315 317)。目前，采用生物滴滤床技术处理磷酸铵镁热解产生的氨气方面的研究和应用未见 文献报道和专利公开。
技术实现思路
1. 专利技术要解决的技术问题针对现有技术中去除垃圾渗滤液中氨氮所存在的问题，本专利技术提供了一种垃 圾渗滤液中氨氮的去除方法，采用了投加高炉矿渣辅助磷酸铵镁热解的方法，可 以降低磷酸铵镁热解温度，减少热解时间，提高热解效率，减少投加氢氧化钠热 解磷酸铵镁所需的药剂费用，资源化利用高炉矿渣。2. 本专利技术的技术方案本专利技术的技术方案如下，其步骤包括(1) 将垃圾渗滤液引入反应池中，向反应池中按镁盐磷酸盐氨氮摩尔比 为(0.9 1.5):(0.7 1.3):1.0加入可溶性镁盐和磷酸盐，然后再加入氢 氧化钠调节反应体系的pH值为8.5 10.0，混合搅拌反应液，然后进行 自然沉淀，将上清液和沉淀物进行分离；(2) 将步骤(1)中分离后的沉淀进行脱水，向脱水后的沉淀物中按照磷酸铵 镁与高炉矿渣重量比为10:(1 3)投加高炉矿渣，加水混合搅拌，然后加 热分解，加热时间为2h 6h，温度控制在80 160'C;(3) 步骤(2)中加热分解后产生的氨气浓度控制在100 400 mg/r^后进入 生物滴滤床,生物滴滤床的气体停留时间为20 100s。上述的步骤(2)中所述的热解后的固体产物为磷酸氢镁、磷酸镁、磷酸钠 镁等物质的混合物，可再次用于垃圾渗滤液中氨氮的处理，与其中的氨氮反应生 成磷酸铵镁沉淀物，从而实现了化学沉淀药剂的循环利用。加入垃圾渗滤液中的热解产物量与氨氮含量的重量比为热解产物质量垃圾渗滤液中氨氮的含量为 (15 30): 1。步骤(1)中所使用的镁盐为氯化镁、硫酸镁、氧化镁等，磷酸盐为磷酸钠、 磷酸钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾等。向垃圾渗滤液 中加入镁盐和磷酸盐后，混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垃圾渗滤液中氨氮的去除方法，其步骤包括：（１）将垃圾渗滤液引入反应池中，向反应池中按镁盐∶磷酸盐∶氨氮摩尔比为０．９～１．５∶０．７～１．３∶１．０加入可溶性镁盐和磷酸盐，然后再加入氢氧化钠调节反应体系的ｐＨ值为８．５～１０．０ ，混合搅拌反应液，然后进行自然沉淀，将上清液和沉淀物进行分离；（２）将步骤（１）中分离后的沉淀进行脱水，向脱水后的沉淀物中按照磷酸铵镁与高炉矿渣重量比为１０∶１～３投加高炉矿渣，加水混合搅拌，然后加热分解，加热时间为２ｈ～６ｈ，温度 控制在８０～１６０℃；（３）步骤（２）中加热分解后产生的氨气浓度控制在１００～４００ｍｇ／ｍ↑［３］后进入生物滴滤床，生物滴滤床的气体停留时间为２０～１００ｓ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任洪强，张涛，丁丽丽，谭婧，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]