垃圾渗滤液纳滤浓缩液处理组合工艺

本发明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。所述类电Fenton高级氧化中，是利用絮凝上清液残余Fe3+作为催化剂前驱物，使其对有机物降解的效果较普通电解得到明显提升。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，***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。

　　权利要求书

　　1.一种安全高效地处理垃圾渗滤液纳滤浓缩液的组合工艺，其特征在于，包括铁基絮凝沉淀处理、类电Fenton高级氧化和活性炭吸附三步依次的处理过程。

　　2.根据权利要求1所述的铁基絮凝沉淀处理过程，其特征在于，首先向装有渗滤液纳滤浓缩液的搅拌槽中加入聚合硫酸铁、氯化铁、硝酸铁中的一种或多种铁基絮凝剂，其投加量为0.2~15 g/L，反应的***适宜pH为1~7，接着在50~500 r/min搅拌速度下搅拌2~30 min以充分反应;再加入助凝剂聚丙烯酰胺或壳聚糖中的至少一种，投加量为0.5~15 mg/L，在20~200 r/min搅拌速度下搅拌2~100 min，然后静置沉淀。

　　3.根据权利要求1所述的类电Fenton高级氧化过程，其特征在于，类电Fenton所利用的铁基催化剂前驱物为絮凝反应上清液中剩余的溶解性Fe3+，类电Fenton过程所需Fe3+的适宜浓度为0.5~5 mmol/L。

　　4.根据权利要求3所述的的类电Fenton高级氧化过程，其特征在于，电解过程所用阳极为钌系混合金属电极，阴极为不锈钢电极，电极片数量2-12片，厚度0.5~3 mm，间距0.5~10cm，电流密度5~30 mA/cm2。

　　5.根据权利要求1所述的的活性炭吸附过程，其特征在于，吸附床中活性炭填充层的水力停留时间为20~60 min。

　　说明书

　　一种安全高效的垃圾渗滤液纳滤浓缩液处理组合工艺

　　技术领域

　　本发明***涉及水污染控制领域，特别是指一种处理垃圾渗滤液纳滤浓缩液的组合工艺。

　　背景技术

　　《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)对垃圾渗滤液的排放标准作了严格规定。为达标排放，全国大型垃圾填埋场普遍采用“膜生物反应器-纳滤-反渗透工艺(MBR-NF-RO工艺，简称全膜工艺)”，虽然可以保证尾水达标排放，但由于纳滤(NF)、反渗透(RO)仅仅起到物理过滤作用，所以在透过液达标的同时，会产生20-30%体积的膜过滤浓缩液。其中纳滤浓缩液难降解有机物及重金属含量很高，同时含有高浓度的盐分，处理难度大，成本高，是全膜法工艺遇到的***困难的问题。

　　目前，纳滤浓缩液常采用回灌填埋场、膜浓缩、蒸发-结晶、絮凝沉淀-高级氧化等方法进行处理。回灌填埋场不能从根本上治理污染，且易产生二次污染问题。***CN103964609A和CN1923875A公开了一种利用膜浓缩法处理纳滤浓缩液的方法，但二者均存在能耗及运行压力高，产水率低的问题，且新产生的膜浓缩液仍需处理，从而使处理成本增加。***CN104211245A和CN103570157A采用蒸发工艺处理，其运行操作比较方便，处理彻底，且大部分污染物形成晶体，但该工艺腐蚀结垢问题严重，且运行费用高。高级氧化方法可借助于所产生自由基的强氧化性实现有机污染物的高效去除，逐渐成为***开发的热点。***CN105130088B、CN104478157B和CN104478157A均采用包含絮凝沉淀-高级氧化的组合工艺处理纳滤浓缩液，但上述两步物化处理不能使纳滤浓缩液达标排放。为强化处理，前两个***在明显降低有机负荷和提高可生化性后排入生物处理系统进一步处理，而***CN104478157A采用两步高级氧化，即电解和臭氧氧化串联工艺进行处理，虽可强化效果，但浓缩液中腐殖酸同时会与电解过程中产生的活性氯反应生成有毒副产物，导致更强毒性。因此，开发一种用于纳滤浓缩液处理的高效且安全的组合工艺就显得很有必要。

　　发明内容

　　有鉴于此，本发明***的目的在于提出一种安全高效地处理垃圾渗滤液纳滤浓缩液的组合工艺，该工艺能高效地去除渗滤液浓缩液中难降解有机物和重金属的污染，并明显降低有毒副产物的浓度，提高出水的安全性。

　　基于上述目的，本发明***提供的一种垃圾渗滤液纳滤浓缩液处理组合工艺，本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，具体包括：

　　(1)铁基絮凝沉淀处理：根据本发明***的一种安全高效的渗滤液纳滤浓缩液处理组合工艺，首先向装有渗滤液纳滤浓缩液的搅拌槽中加入聚合硫酸铁、氯化铁、硝酸铁中的一种或多种铁基絮凝剂，借助Fe3+的水解反应，适量铁基絮凝剂的投加同时为絮凝反应提供了适宜的pH条件，接着辅以短暂快速搅拌使之充分反应。然后加入助凝剂聚丙烯酰胺或壳聚糖中的至少一种，并利用较长时间的慢速搅拌强化助凝效果。该絮凝过程可高效去除浓缩液中腐殖酸等有机物，同时借助于重金属与有机物的结合，实现重金属的去除。反应结束并静置后取上清液进入下一步处理过程。

　　(2)类电Fenton高级氧化：根据本发明***的一种安全高效的渗滤液纳滤浓缩液处理组合工艺，类电Fenton所利用的铁基催化剂前驱物由絮凝反应上清液中剩余的溶解性Fe3+提供。溶解性Fe3+首先通过阴极的还原转化为Fe2+， 然后催化阳极氧化产生的活性氯产生?OH，进而降解有机物。本发明***类电Fenton过程所用阳极为钌系混合金属电极，阴极为不锈钢电极，并通过调整极板数量、间距、电流密度等参数实现合适的活性氯及Fe2+产率，从而达到比直接电解更高效的COD去除效果。催化氧化过程中发生的主要反应如式(1)~(4)。

　　阴极：Fe3++e?→Fe2+ (1)

　　阳极：2Cl?-2e?→Cl2(aq) (2)

　　溶液：Cl2(aq)+H2O→HClO+Cl?+H+ (3)

　　HClO+Fe2+→Fe3++?OH+Cl? (4)

　　(3)活性炭吸附：基于本发明***提供的一种安全高效的渗滤液纳滤浓缩液处理组合工艺，将类电Fenton高级氧化出水泵入活性炭吸附床，吸附絮凝和高级氧化处理后剩余或新生成的小分子有机物，同时吸附类电Fenton过程中产生的有毒副产物，实现浓缩液的安全高效处理。

　　从上面所述可以看出，本发明***提供的渗滤液浓缩液处理组合工艺具有如下有益效果：

　　1. 絮凝效率高，污泥沉降性好。本发明***通过选择合适的絮凝剂，可实现有机物及重金属的高效去除。此外，助凝剂的投加可明显提升所产生铁泥的沉降性。

　　2. 节省酸碱试剂。利用Fe3+的水解反应，投加适量所选絮凝剂可获得絮凝反应所需的适宜pH，同时，絮凝出水pH值亦适于类电Fenton过程，因此可大大节省酸碱试剂。

　　3. 高效降解COD。絮凝前处理过程可去除大部分有机污染物，其所需设备简单，药剂成本低。借助于Fe2+的催化，第二步的类电Fenton过程电流效率明显提高，同时由于设置活性炭吸附小分子有机物，类电Fenton过程主要是降低有机物分子量，进而提高活性炭吸附效率，因此其通电时间短，耗电量低。

　　4. 出水安全，有毒副产物含量低。一方面，由于絮凝过程去除了大量腐殖酸物质，使得生成的有毒副产物量减少，另一方面，本发明***同时设置活性炭吸附有毒副产物，出水安全性进一步提高。

　　5. 流程紧凑，各步骤之间衔接良好。***步絮凝反应一方面主要去除腐殖酸等大分子有机物，而小分子物质可通过下面的类电Fenton和活性炭吸附过程完成去除;另一方面其上清液中剩余Fe3+可作为类电Fenton过程的催化剂前驱物，避免了催化剂的二次投加。第二步类电Fenton不但可实现有机物的直接矿化，而且可降低仍不能完全矿化有机物的分子量，提高第三步活性炭吸附的效率。第三步中活性炭可对类电Fenton过程产生的有毒副产物进行吸附，实现安全高效处理。