[发明专利]多重沉淀法去除城市垃圾填埋场浓缩液钙、镁离子

说明书

技术领域

本发明涉及多重沉淀法去除城市垃圾填埋场浓缩液钙、镁离子。

背景技术

由于城市垃圾填埋场所产生的渗滤液对环境危害非常严重，当今世界上很多国家对渗滤液的治理非常重视。甚至某些传统的纯水制备技术诸如：纳滤、反渗透在垃圾渗滤液处理领域也有了规模化应用。在国内，几年前颁布的《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)对垃圾渗滤液的处理提出了更严格的要求。这就意味着在渗滤液处理设施新建和改建设计过程中，必须要采用更为先进的处理水技术。由于垃圾渗滤液的可生化性较差，仅仅靠生化法处理很难达到预期目的。因此，物理性的分离技术诸如：超滤、纳滤以及反渗透备受工程技术人员的关注。目前，全国大多数在建或者改建的垃圾填埋场的渗滤液处理工程都采用了超滤、纳滤以及反渗透技术。值得注意的是无论纳滤还是反渗透都仅仅是一个物理性的分离过程，这就意味着在膜滤处理过程中必然会有浓缩液的产生。一般而言浓缩液的含盐量非常高，此外浓缩液中还含有生化降解残留下来的有机污染物，虽然浓度不高但是可生化性非常差。由此可见，采用纳滤、反渗透技术能够使渗滤液处理满足废水达标排放的要求，但是浓缩液无害化处置才是衡量渗滤液处理是否全面达标的关键之所在。

目前，针对浓缩液处置常用方法有两种：其一为蒸发焚烧，其二为浓缩液直接回灌。浓缩液的蒸发是利用高效蒸发装置，将垃圾渗滤液中的水分及氨与其它物质分离。蒸发产出的少量浓缩液可以通过固化填埋和焚烧处理。由于很多填埋场和垃圾焚烧设施比邻而建，给浓缩液回喷焚烧提供了有利条件。值得注意的是，目前技术人员还没找到解决在蒸发和焚烧过程中存在的酸腐蚀、盐腐蚀以及结垢导致热效率低的有效方法，无论蒸发还是焚烧设备的故障率都很高难以在工程领域取得广泛应用。

浓缩液的回灌是指将膜深度处理产生的浓缩液回输送到垃圾填埋场进行垃圾堆体的渗流处理。从1986年开始，浓缩液回灌就作为垃圾渗滤液处理的一个组成部分而被采用。渗滤液回灌是让浓缩液再回到填埋场继续参与生物降解。因此，回灌处理从本质上讲是延续了填埋场的降解过程，不会对垃圾填埋场产生明显不利的影响。值得注意的是浓缩液中含有大量的盐分被填埋场防渗膜和渗滤液处理系统的反渗透膜所阻挡，只能在垃圾填埋场到渗滤液处理站这个封闭的体系中循环。随着垃圾填埋的进行不断有新的盐分被带入系统导致渗滤液中的盐份累积，从而提高了渗滤液的电导率使膜处理设施的产水率降低，影响渗滤液处理系统的稳定运行。

针对浓缩液处理难的问题，我们提出首先将浓缩液中的一部分盐（钙离子和镁离子以及部分重金属离子）通过沉淀的方式分离出来。然后将脱盐的浓缩液回灌到垃圾填埋场。

从分析数据可以看出，浓缩液中的二价盐中钙离子和镁离子占绝大多数，并且是以暂时硬度和永久硬度的形式存在的。图1所示为垃圾填埋场管道系统出现盐类沉积以后的图片记录。这些沉积物主要是二价盐类引起的，因此将除掉浓缩液中的二价盐作为我们的主要目标。

石灰-苏打法，是目前除掉废水暂时硬度的常用方法。其采用的主要化学药剂是石灰和苏打，以及必要的混凝剂。废水中的钙离子和镁离子最终转化为Mg(OH)₂和CaCO₃难溶盐沉淀。石灰苏打法工艺流程简图见图2

前期的研究结果表明：投入石灰和苏打后反应过程进行的比较快，但是凝聚过程进行的非常缓慢，所生成的Mg(OH)₂和CaCO₃是以胶体和微悬浮颗粒的形式存在的。投加Al₂(SO₄)₃混凝剂后沉淀速率改善不明显。另外由于石灰苏打法反应过程的最佳pH为10?11.5。在pH调整的过程中需要加入苏打或者碱。因此净化后的废水中含盐量（TS）有相当幅度提高。此外这种方法的污泥产量很大，投入1kg石灰产泥量在2.2kg左右。因为所产生的污泥最终的处置方式是固化填埋以免沉淀下来的盐类再次回到填埋场系统，所以产泥量大的石灰-?苏打法并非是处理浓缩液的最佳选择。

针对石灰苏打法在处理浓缩液二价盐方面存在的诸多问题，我们提出采用多重沉淀法处理浓缩液的技术路线。以此解决石灰苏打法产泥量大，需要投入大量沉淀剂和混凝剂等方面问题。

发明内容

本发明的目的在于利用多重沉淀法浓缩液中的钙离子、镁离子以及部分重金属离子能够通过正盐、复盐和络合反应生成溶解度较低的盐类沉淀，使浓缩液中的二价盐和部分重金属离子得到去除。

本发明为达到上述目的采取的技术方案时：