垃圾焚烧厂渗滤液反渗透膜浓缩液的分质处理工艺研究

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膜处理法因其占地面积小和处理效果好的特点,常用作垃圾渗滤液的达标处理工艺。但是,膜处理技术的应用会产生约占进水15%-30%的膜浓缩液,比原渗滤液更难处理。目前国内外处理膜浓缩液方法如填埋、蒸发存在处理设备容易损坏、成本高等技术局限,膜浓缩液的处理已成为当前垃圾处理面临的一个治污难题。本研究采用对膜浓缩液中有机污染物和无机污染物这两类物质分离与处理相结合的分质处理方式,分别构建双极膜电渗析系统、热活化过硫酸钠系统、反硝化生物滤池系统等主要处理单元,研究各处理单元的最佳工艺条件,探究单元组合工艺以实现膜浓缩液达标排放。主要结论如下:(1)在双极膜电渗析系统中,当酸室初始酸浓度和碱室初始碱浓度为0.05mol/L,电流密度为6 m Acm-2,电解质硫酸钠浓度为0.2 mol/L,电极板为钛镀钌铱材料时,经过160 min电解后浓缩液中Na+和Cl-的去除率分别达到95.5%和94.5%,显示对无机盐离子有很高的去除率;回收酸平均浓度达到1.34 mol/L,回收碱平均浓度达到1.59 mol/L。(2)在热活化过硫酸钠高级氧化系统中,当温度为80℃,投加的过硫酸钠浓度为150 m M,初始p H为3时,经过6 h反应后膜浓缩液中CODCr的平均去除率可以达到71.2%,色度的平均去除率可达到96%,氨氮的平均去除率为86.2%,BOD5由原来的20 mg/L增大至平均158 mg/L,大大提高了膜浓缩液的可生化性。(3)在反硝化生物滤池系统中,当C/N为5,HRT为4 h时,经过15 d的驯化培养成熟后总氮的去除率为65.75%,CODCr的去除率为47.84%,但总磷指标在反硝化生物滤池系统中几乎没有去除。(4)通过对比两个单元组合处理工艺:双极膜电渗析系统(预处理)+热活化过硫酸钠高级氧化系统+反硝化生物滤池系统和热活化过硫酸钠高级氧化系统+反硝化生物滤池系统可以得出,热活化过硫酸钠高级氧化系统+反硝化生物滤池系统组合工艺出水的CODCr、总氮、总磷指标浓度都达不到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)排放限值;而经过双极膜电渗析系统预处理后,再进入热活化过硫酸钠高级氧化系统+反硝化生物滤池系统组合工艺浓缩液的出水CODCr、色度、氨氮、总氮指标最终去除率分别为94.17%、99.64%、88.68%和86.25%,实现了浓缩液的达标排放。双极膜电渗析系统作为预处理单元去除盐分是十分有必要的。为了实现总磷指标达标排放,在组合工艺后加入Al2(SO4)3试剂沉淀除磷,总磷指标出水浓度为1.23 mg/L,去除率达到95.32%,实现总磷指标达标排放。
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