一种用于垃圾渗滤液膜分离系统的联合净化处理方法技术方案

本发明专利技术涉及一种垃圾渗滤液膜分离工序的进水预处理及出水后处理联合净化处理方法。其中，进水预处理至少包括制备具有改善吸附性能的改性凹凸棒石并对渗滤液进行杂质吸附处理步骤，以及利用涂布介孔二氧化硅颗粒作为过滤介质的过滤单元对进入膜分离系统的水进行处理的步骤；所述垃圾渗滤液膜分离工序出水后处理包括：在电磁净化池中，用二氧化硅磁性微球作为吸附介质对膜过滤出水进行净化处理的步骤。本发明专利技术的上述联合处理方法制备及运行成本较低，操作实施简单；借助高效吸附难降解有机物，克服了膜容易堵塞、膜通量降低快的缺陷，并有效降低膜浓缩液产量、改善膜分离系统出水水质。

A combined purification method for landfill leachate membrane separation system

【技术实现步骤摘要】
一种用于垃圾渗滤液膜分离系统的联合净化处理方法
本专利技术涉及污水处理领域，尤其涉及垃圾渗滤液处理领域，具体涉及一种基于非膜法降低膜浓缩液产量的联合净化处理方法。
技术介绍
垃圾渗滤液是垃圾处理过程中产生的难降解有机废水，具有水质变化大、成分复杂、有机物及氨氮含量高等特点，垃圾渗滤液的处理是垃圾处理中的一大难题。目前现有技术中，对于垃圾渗滤液的处理普遍采用生化处理加膜分离处理的工艺，膜分离通常采用纳滤联合反渗透的处理工艺，以保证出水COD满足标准。其中，生化处理法可以去除垃圾渗滤液中的大部分有机物，从而降低COD、氨氮含量，膜法处理可以去除难降解大分子有机污染物。在实际的操作中，生物处理存在多种问题。生物法分为好氧生物处理、厌氧生物处理或二者的结合，例如活性污泥法、曝气氧化、污泥床、固定化生物反应器等。但单纯的生物法处理垃圾渗滤液受环境、温度影响，效果较差。例如，脱氮不完全，不能保证出水TN达标；生物处理段出水中存在大量难降解物质，COD高于100mg/L，不能满足排放标准；色度、浊度也不达标等。因此现有技术中在生物处理之后继续采用膜分离处理工艺。膜法处理也存在明显弊端。虽然采用双膜法可提高出水水质，但仍存在一系列问题，例如膜法处理成本高、易污堵导致使用寿命短，且对进水水质例如盐分、重金属等有较高要求；尤其是存在产生难以处理的浓缩液等问题。具体地，纳滤膜和反渗透膜使得有机物污染物大部分被膜截留，产生了一定量的截留浓缩液，又称为垃圾渗滤液膜浓缩液，也就是说，垃圾渗滤液膜浓缩液是渗滤液经过生物降解等生化处理后再经渗透膜截留的不具有可生化性的残余液，金属离子及含盐量很高，另外含有大量难降解的有机物以及氨氮、总氮等。一般地，膜处理工艺通常产生15％以上甚至高达30％的膜浓缩液，成为更加难以处理的废水，只能回灌、化学氧化处理、焚烧或固化，这些手段要么加重处理系统的负担，要么成本较高，高度耗能。因此，对于目前垃圾渗滤液处理普遍采用的“生物处理+膜分离深度处理”组合工艺，如何降低膜浓缩液的产生量是本领域中垃圾废水处理的难点。膜法处理的另一个问题是对来自生化处理段的来水净化不足，高杂质含量和高浓度盐分等污染物容易导致膜通量和产水率快速降低，进而产生更多浓缩液，并污染膜。尤其是反渗透的运行压力高，膜污染情况更为严重。膜污染严重时会产生栓塞现象，即使在高压力下也难以继续进行高效分离，需要频繁清洗。因此，在膜处理前，有必要对来水进行适当的预处理，以减少膜系统负荷，降低被污染和堵塞几率，提高分离效率，同时降低对膜定期清洗的频率。现有技术中，对于垃圾渗滤液的处理可列举如下。CN107814458公开了一种城市生活垃圾渗滤液的处理方法，该方法针对垃圾渗滤液有机物浓度高且难降解等特点，由预处理、厌氧反应器、膜生物反应器、电催化膜反应器等技术集成开发而成。垃圾渗滤液首先通过混凝沉淀等预处理去除其中的胶体或油类、悬浮物和大部分重金属，然后进入厌氧反应器，在厌氧微生物作用下去除有机污染物并将有机氨转化为无机氨，再经外置膜生物反应器即缺氧反消化、好氧消化、超滤膜分离等实现高浓度氨氮、COD、BOD、SS等有效去除；再经电催化膜反应器电化学氧化和还原反应将有机物分解为有机小分子或CO2和水、氨氮分解为氮气、重金属还原等进一步去除，使出水水质达到国家或行业相关标准排放或回用。CN110117135公开了一种垃圾渗滤液处理方法，包括如下步骤：S1，对渗滤液进行至少一次反硝化-硝化处理；S2，经反硝化-硝化处理后的渗滤液经管式膜过滤处理；S3，管式膜出水经膜过滤深度处理；S4，采用树脂吸附法对膜过滤深度处理后的滤液进行脱氮处理，得到达标排放液体。该专利技术在常规垃圾渗滤液处理流程中加入树脂吸附处理步骤，达到去除出水总氮的目的。但是树脂成本较高，且不易分离。CN110143688公开了纳滤浓缩液的处理技术，尤其是是垃圾渗滤液处理过程中产生的纳滤浓缩液的处理方法；将浓缩液储存罐中的中浓液泵入1号反应沉淀罐，加入三氯化铁和PAM，搅拌沉淀，上层清液泵入2号反应罐；在2号反应沉淀罐加入纯碱和PAM助凝，沉淀，抽滤，滤液泵入超滤原水罐；超滤、纳滤，超滤、纳滤的浓缩液返回各自进水罐，经过一段时间浓缩，超滤、纳滤进水罐中均匀沉淀物析出，排入3号反应沉淀罐，投加氯化钙，经沉淀过滤后，清液返回第一步，和中浓液一起进行处理；处理后出水有机物浓度和总硬度浓度均低于膜滤清液中的出水有机物及总硬度浓度，避免了腐殖质和硬度离子在膜生物反应器内的累积，出水满足GB16889-2008表2排放标准。CN110117124提出一种不产浓缩液的垃圾渗滤液全量达标深度处理技术工艺及方法，该工艺包括：硫自养反硝化处理步骤，用于利用硫自养反硝化菌对不产浓缩液的垃圾渗滤液生化出水进行深度脱氮；和高效吸附处理步骤，用于对硫自养反硝化处理步骤的出水中难降解有机物及色度进行吸附去除，同时去除部分有机氮，最终实现出水达标排放。CN107540135提供了一种安全高效的垃圾渗滤液纳滤浓缩液处理组合工艺，所述组合工艺包括铁基絮凝沉淀处理、类电Fenton高级氧化和活性炭吸附处理三个过程。所述铁基絮凝沉淀处理是通过控制铁盐投加量达到絮凝适宜pH，以强化絮凝效果。通过设置活性炭吸附过程，其可同时高效吸附前两步处理后剩余的小分子有机物和类电Fenton过程所产生的有毒副产物，最终实现浓缩液的安全高效处理，从而有效解决水污染控制领域中垃圾渗滤液纳滤浓缩液处理难、出水毒性大的问题。该专利解决的是膜浓缩液的处理问题，没有解决降低膜浓缩液的产生问题。CN109502841提供一种垃圾渗滤液的深度处理耦合装置及其耦合工艺，该耦合装置包括：电絮凝装置、一级微滤陶瓷膜装置、二级超滤陶瓷膜装置；电絮凝装置通过第一水泵与一级微滤陶瓷膜装置连接；一级微滤陶瓷膜装置通过第二水泵与二级超滤陶瓷膜装置连接；二级超滤陶瓷膜装置的超滤陶瓷膜的膜孔径小于一级微滤陶瓷膜装置的微滤陶瓷膜的膜孔径。通过设置电絮凝装置、一级微滤陶瓷膜装置，二级超滤陶瓷膜装置依次对经过生化处理未达标排放的垃圾渗滤液进行电絮凝、一次过滤和二次过滤，即可得到达标排放的垃圾渗滤液，整个耦合装置简单、前期投资、运行、维护成本低。上述现有技术中，主要针对的是如何处理膜浓缩液。没有解决降低膜浓缩液的产量问题。而且公开的利用处理浓缩液的方法均存在运行压力高，产水率低的问题，且新产生的膜浓缩液仍需处理，成本较高。高级氧化方法可实现有机污染物的高效去除，但是成本较高，处理量不大。可见，现有技术中对于膜分离之后的浓缩液进行处理的报道较多，但是针对膜分离系统的进水预处理及出水后处理的联合工艺报道较少。因此，开发一种用于膜分离系统的进水预处理及出水后处理的净化组合工艺，对降低膜浓缩液产量、减轻膜分离系统压力及出水水质十分必要。
技术实现思路
针对现有技术垃圾渗滤液膜分离工艺的不足，本专利技术提出一种降低膜浓缩液产量、减轻膜分离系统负担的垃圾渗滤液膜分离工序进水预处理及出水后处理联合净化处理方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于垃圾渗滤液膜分离系统的进水预处理及出水后处理联合净化处理方法，其特征在于，所述的进水预处理至少包括下列步骤：/n(1)制备具有改善吸附性能的改性凹凸棒石并对垃圾渗滤液进行杂质吸附处理；其中，所述改性凹凸棒石中至少包括5wt％的硅烷偶联剂改性的凹凸棒石；/n以及，/n(2)将改性凹凸棒石吸附处理后的滤清液通过管道泵送至膜分离系统，其中泵送管道含有至少一组涂布介孔二氧化硅颗粒作为过滤介质的过滤单元；其中，所述过滤单元由两层或两层以上的滤布及涂覆在滤布上或填充在滤布之间的介孔二氧化硅颗粒组成；/n其中，所述的出水后处理包括下列步骤：/n制备二氧化硅磁性微球；在电磁净化池中，用二氧化硅磁性微球作为吸附介质对膜分离出水进行净化处理；其中，净化池中二氧化硅磁性微球颗粒的用量为0.5-2wt％。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于垃圾渗滤液膜分离系统的进水预处理及出水后处理联合净化处理方法，其特征在于，所述的进水预处理至少包括下列步骤：
(1)制备具有改善吸附性能的改性凹凸棒石并对垃圾渗滤液进行杂质吸附处理；其中，所述改性凹凸棒石中至少包括5wt％的硅烷偶联剂改性的凹凸棒石；
以及，
(2)将改性凹凸棒石吸附处理后的滤清液通过管道泵送至膜分离系统，其中泵送管道含有至少一组涂布介孔二氧化硅颗粒作为过滤介质的过滤单元；其中，所述过滤单元由两层或两层以上的滤布及涂覆在滤布上或填充在滤布之间的介孔二氧化硅颗粒组成；
其中，所述的出水后处理包括下列步骤：
制备二氧化硅磁性微球；在电磁净化池中，用二氧化硅磁性微球作为吸附介质对膜分离出水进行净化处理；其中，净化池中二氧化硅磁性微球颗粒的用量为0.5-2wt％。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的进水预处理还进一步包括：对来自生化处理段的垃圾渗滤液进行固液分离或过滤处理，以及加入复合絮凝剂进行混凝沉淀处理的步骤；其中，所述的复合絮凝剂由无机主絮凝剂和高分子助凝剂组成，其重量用量比为2-3:1。


3.一种用于垃圾渗滤液膜分离系统的进水预处理及出水后处理的联合净化处理方法，其特征在于，所述的进水预处理包括如下步骤S1-S4：
步骤S1：对来自生化处理段且经过初步分离污泥的渗滤液进行进一步固液分离或过滤处理；
步骤S2：将步骤S1得到的滤液引入调节混凝池，调节缓冲处理后加入复合絮凝剂进行分阶段混凝沉淀处理，具体操作如下：
步骤S2-1：向所述调节缓冲池中加入碳酸钠及氢氧化钠混合试剂，调节pH至7.5-8.5，缓慢搅拌0.5-1h后静置沉淀1-3h，使得碳酸根和氢氧根离子与渗滤液中的钙镁离子充分反应；
优选地，混合试剂中碳酸钠及氢氧化钠摩尔比为2-5:1；
步骤S2-2：向调节缓冲池中分阶段加入由主絮凝剂和助凝剂配制的复合絮凝剂进行混凝处理；所述复合絮凝剂由无机主絮凝剂和高分子助凝剂组成；絮凝结束后进行固液分离，滤清液经砂滤池或砂滤袋过滤后泵送于吸附池；
其中，所述无机主絮凝剂选自聚合氯化铝、聚合硫酸铁或聚合氯化铁中的至少一种，所述助凝剂为PAM絮凝剂；
步骤S3：制备具有改善吸附性能的改性凹凸棒石，并置于吸附池中对上述经砂滤处理后的滤清液进行杂质吸附处理，具体吸附操作为：缓慢搅拌15-30min后静置沉淀2-6h，然后进行固液分离，上清液泵送至后续系统；
其中，所述改性凹凸棒石中包含5-15wt％的硅烷偶联剂改性的凹凸棒石；
步骤S4：将上述经改性凹凸棒石吸附处理的上清液通过供液泵管道输送至膜分离系统，其中泵送管道含有至少一组涂布介孔二氧化硅颗粒作为过滤介质的过滤单元；在真空或加压作用下，可以过滤得到直接用于后续膜分离系统的澄清度较高的滤清液；
其中，所述过滤单元由两层或以上的滤布及涂覆在滤布上或填充在滤布之间的介孔二氧化硅颗粒组成；
所述的出水后处理步骤如下：
步骤S5：上述经膜分离系统处理后的出水清液集中于净化池中，用二氧化硅磁性微球作为吸附介质进行净化处理，经净化处理的滤液可直接排放或作为循环用水用于渗滤液处理过程的需水步骤；
其中，净化处理具体操作如下：
S5-1：制备二氧化硅磁性微球颗粒并加入净化池中至待处理水量的0.5-2wt％，缓慢搅拌5-10min后使其充分分散，然后静置1h之后再次缓慢搅拌5-10min进行二次分散，继续静置吸附1-2h；吸附完成后启动电磁装置用磁场分离池中磁性微球；
S5-2：将分离出的磁性微球分散在水或酸碱溶液中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠勤，黄春华，陈当灏，刘文明，王晶，张彬，张世裕，
申请(专利权)人：瀚蓝福清固废处理有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35