去除及再利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于垃圾處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種垃圾滲濾液MBR+NF濃縮液中高濃度Ca2+、Mg2+去除及再利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]垃圾滲濾液是一類含有機(jī)物、氨氮、重金屬、無機(jī)鹽等復(fù)雜污染物的高濃度有機(jī)廢水，是垃圾衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥過程中的主要二次污染之一。目前滲濾液處理典型工藝為MBR+NF，該組合工藝在使處理出水達(dá)到《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)中排放標(biāo)準(zhǔn)限值的同時(shí)，不可避免地產(chǎn)生占原液體積1/8-1/4的MBR+NF濃縮液，目前處理這種濃縮液的方法有回灌填埋場、高級氧化、回噴焚燒爐與飛灰固化和蒸發(fā)等，但這些方法都存在成本昂貴或影響處理系統(tǒng)穩(wěn)定性等缺陷或不足，實(shí)際上難于長期穩(wěn)定運(yùn)行。
[0003]早期垃圾填埋場或焚燒發(fā)電廠的滲濾液含有較高濃度的二價(jià)無機(jī)鹽離子如Ca2+、Mg2+等。目前已公開或授權(quán)的關(guān)于從垃圾滲濾液MBR+NF濃縮液中分離回收腐植酸的專利尚未注意到其的不利影響。在對滲濾液MBR+NF濃縮液膜分離回收腐植酸過程中，隨著濃縮倍數(shù)的增加，濃縮液中二價(jià)鹽離子濃度在原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步升高，滲透壓升高，有效推動(dòng)力下降，導(dǎo)致膜通量下降而無法進(jìn)行高倍數(shù)的濃縮，或大大提高能耗。此外，二價(jià)離子被膜截留富集在膜表面，由于過飽和而極易生成CaSOjX淀析出在膜表面而造成不可逆污染，進(jìn)而破壞膜系統(tǒng)。在MBR+NF濃縮液分離回收腐植酸工藝中，膜污染關(guān)系到工藝運(yùn)行的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性。因此，在處理料液之前，對料液進(jìn)行有效的預(yù)處理，可以有效降低料液中高濃度的Ca2+、Mg2+離子，提高膜通量，減輕膜污染，以保障后續(xù)膜分離系統(tǒng)的分離濃縮效果、運(yùn)行穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明采用磷酸鹽沉淀法去除Ca2+、Mg2+，所產(chǎn)生的沉淀物經(jīng)溶解形成含腐植酸水溶肥料的原料，而上清液中由于Ca2+、Mg2+及磷酸鹽濃度很低，非常有利于后續(xù)采用膜技術(shù)提取含腐植酸水溶肥料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對含高濃度Ca2+、Mg2+的滲濾液MBR+NF濃縮液在膜技術(shù)提取含腐植酸水溶肥料過程中難于高倍數(shù)濃縮、能耗較高或硫酸鈣等析出造成膜系統(tǒng)難于穩(wěn)定運(yùn)行等缺陷，提供一種利用磷酸根來沉淀去除滲濾液MBR+NF濃縮液中高濃度的Ca2+、Mg2+，并對固液分離后沉淀物進(jìn)行再利用的方法。該工藝先進(jìn)、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)，流程及設(shè)備簡單，占地少，無二次污染。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
(1)將滲濾液MBR+NF濃縮液栗入反應(yīng)池，根據(jù)化學(xué)計(jì)量比n(Ca2++Mg2+)/η (Ρ043 )=1.6-1.7投加磷酸三鈉，調(diào)節(jié)反應(yīng)料液pH=10-ll，機(jī)械攪拌反應(yīng)10~15 min ；
(2)將步驟(1)得到的反應(yīng)混合液，通過固液分離得到吸附有腐植酸的磷酸鈣、鎂混合沉淀物以及上清液；滲濾液MBR+NF濃縮液經(jīng)去除Ca2+、Mg2+處理后得到的上清液中Ca2+〈250mg/L、Mg2+〈200 mg/L、P043〈20 mg/L ；
(3)將步驟(2)中的沉淀物通過加入濃硝酸溶解，形成含腐植酸水溶性肥料的原料，其有機(jī)物COD濃度(主要是腐植酸)在10g/L以上；
步驟(2)中的上清液中Ca2+、Mg2+及磷酸鹽含量很低，有利于其進(jìn)一步膜提取腐植酸為水溶性肥料。
[0006]本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于:
(1)本發(fā)明中選擇磷酸三鈉做為沉淀劑來去除MBR+NF濃縮液中高濃度Ca2+、Mg2+，不僅降低了料液中Ca2+、Mg2+的濃度，而且形成的磷酸鈣鎂混合沉淀物還吸附一定量的腐植酸，沉淀物加濃硝酸調(diào)節(jié)pH溶解后，形成含有腐植酸及N、P等營養(yǎng)元素的溶液，可作為含腐植酸水溶肥料的原料；
(2 )經(jīng)過固液分離后的MBR+NF濃縮液上清液中的Ca2+、Mg2+濃度較低，且該方法引進(jìn)的磷酸根濃度也很低，非常有利于后續(xù)對其采取膜技術(shù)提取腐植酸為水溶性肥料；
(3)本方法先進(jìn)、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)，流程及設(shè)備簡單，占地少，無二次污染。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]本發(fā)明用下述實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于下述實(shí)施例。下面結(jié)合附圖1，對本發(fā)明的工藝流程作進(jìn)一步描述。
[0009]整個(gè)工藝包括磷酸鹽反應(yīng)系統(tǒng)、沉淀固液分離系統(tǒng)和沉淀物加濃硝酸溶解系統(tǒng)。具體流程為:(1)將含高濃度Ca2+、Mg2+的滲濾液MBR+NF濃縮液栗入反應(yīng)系統(tǒng)中，按化學(xué)計(jì)量比 n (Ca2++Mg2+) /η (Ρ043 ) =1.64 投加 Na3P04.12H20，與 Ca2+、Mg2+離子反應(yīng) 15min，反應(yīng)過程中調(diào)節(jié)反應(yīng)料液的pH=10.5，產(chǎn)生磷酸鈣、磷酸鎂沉淀；(2)將反應(yīng)后的混合液流入沉淀固液分離系統(tǒng)進(jìn)行泥水分離，得到含低濃度Ca2+、Mg2+和磷酸根濃度也很低的MBR+NF濃縮液上清液和吸附有腐植酸的磷酸鈣、磷酸鎂沉淀物；(3)將吸附有腐植酸的磷酸鈣、磷酸鎂混合沉淀物加入濃硝酸(65~68%)，加入體積為沉淀物體積的6-8%，調(diào)節(jié)pH=3使沉淀物溶解，溶解后溶液中有機(jī)物C0D濃度大于10g/L，可作為含腐植酸水溶肥料的原料；(4)經(jīng)固液分離后的MBR+NF濃縮液上清液中的Ca2+〈250 mg/L, Mg2+<200 mg/L, P043〈20 mg/L，可進(jìn)一步采用膜技術(shù)提取腐植酸為水溶性肥料。
[0010]實(shí)施例1
下面以對某生活垃圾填埋場滲濾液與垃圾焚燒廠滲濾液混合液的MBR+NF濃縮液中的Ca2+、Mg2+去除及再利用為例，進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0011]該生活垃圾滲濾液處理廠滲濾液為垃圾填埋場與焚燒廠混合滲濾液，日產(chǎn)生滲濾液1500噸，采用以水質(zhì)均衡作為預(yù)處理工藝，以MBR為生化主體處理工藝，以NF為深度處理工藝的處理流程。該處理廠日產(chǎn)生MBR+NF濃縮液約300噸，其水質(zhì)如下:Ca2+及Mg 2+的濃度分別為2646 mg/L和1224 mg/L，P043 =5 mg/L。MBR+NF濃縮液經(jīng)收集池由原料栗提升至反應(yīng)系統(tǒng)，按化學(xué)計(jì)量比n (Ca2++Mg2+) /η (Ρ043 ) =1.6加入Na3P04.12H20，反應(yīng)攪拌10min，反應(yīng)時(shí)調(diào)節(jié)pH=10.9 ;反應(yīng)后混合液流入沉淀系統(tǒng)進(jìn)行固液分離；泥水分離后吸附有腐植酸的磷酸鈣、磷酸鎂混合沉淀物可通過加入約占其體積6%的濃硝酸(65~68%)溶解，有機(jī)物COD濃度(主要是腐植酸)為11.2g/L, N、P等大量營養(yǎng)元素的濃度均為16g/L，可作為含腐植酸的水溶肥料的原料；固液分離后的上清液中Ca2+和Mg2+的濃度分別為52 mg/L和88 mg/L，而P043 <10 mg/L，這樣極大的降低了 MBR+NF濃縮液中Ca2+、Mg2+的濃度，且殘留的磷酸根的濃度極低，有利于對上清液進(jìn)一步膜提取為含腐植酸水溶性肥料。
[0012]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.垃圾滲濾液MBR+NF濃縮液中高濃度Ca2+、Mg2+去除及再利用方法，其特征在于:包括如下步驟: 1)將垃圾滲濾液MBR+NF濃縮液，栗入反應(yīng)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)料液pH，根據(jù)料液中鈣、鎂離子的濃度，加入磷酸三鈉，機(jī)械攪拌反應(yīng)；反應(yīng)后的泥水混合液經(jīng)固液分離，得到沉淀物和上清液；采用膜提取上清液中的腐殖酸作為水溶性肥料； 2)在步驟1)所得的沉淀物中加入濃硝酸將沉淀物溶解，作為含腐植酸水溶性肥料的原料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液MBR+NF濃縮液中高濃度Ca2+、Mg2+去除及再利用方法，其特征在于:所述的垃圾滲濾液MBR+NF濃縮液中，Ca2+>1000 mg/L, Mg2+>800 mg/L。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液MBR+NF濃縮液中高濃度Ca2+、Mg2+去除及再利用方法，其特征在于:反應(yīng)系統(tǒng)中，機(jī)械攪拌反應(yīng)的時(shí)間為10~15 min，n (Ca2++Mg2+)/n (P043 )=1.6-1.7，料液 pH=10-ll。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液MBR+NF濃縮液中高濃度Ca2+、Mg2+去除及再利用方法，其特征在于:固液分離后的上清液中Ca2+〈 250mg/L, Mg2+<200 mg/L，P043〈20 mg/L。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液MBR+NF濃縮液中高濃度Ca2+、Mg2+去除及再利用方法，其特征在于:步驟2)所制得的含腐植酸水溶性肥料的原料中，有機(jī)物COD濃度為10g/L以上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種垃圾滲濾液MBR+NF濃縮液中高濃度Ca2+、Mg2+的去除及再利用方法，本發(fā)明利用磷酸根與MBR+NF濃縮液中的Ca2+、Mg2+發(fā)生反應(yīng)，生成沉淀混合物，再進(jìn)行固液分離，從而達(dá)到有效去除Ca2+、Mg2+，且沉淀后上清液中殘留磷酸根含量很低的目的。沉淀物通過加硝酸溶解，可用作含腐植酸水溶性肥料的原料，實(shí)現(xiàn)資源利用。該方法先進(jìn)、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)，流程及設(shè)備簡單，占地少，無二次污染。
【IPC分類】C02F1/52, C02F1/28
【公開號】CN105293662
【申請?zhí)枴緾N201510822143
【發(fā)明人】許玉東, 林燕評, 李曉東
【申請人】福州大學(xué)
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月24日