[发明专利]高硫酸根渗滤液纳滤浓缩液的处理利用方法

说明书

本发明公开了一种高硫酸根渗滤液纳滤浓缩液的高效处理利用方法，其主要采用两级超滤系统来分离浓缩纳滤浓缩液中腐植酸，通过纳滤系统来实现工艺尾水达标，并采用外加氯化钙进行石膏沉淀来高效去除工艺过程中形成的含阻垢剂纳滤截留液和二级超滤透过液中高浓度SO₄^2‑和Ca²⁺，调控固液分离后残留在上清液中SO₄^2‑10000mg/L，以达到渗滤液纳滤浓缩液全量处理及提取腐植酸的目的。该方法高效、简单、经济，适应性广，运行稳定，且可实现资源的良好回收利用。

技术领域

本发明属于垃圾渗滤液处理技术领域，具体涉及一种高硫酸根渗滤液纳滤浓缩液的高效处理利用方法。

背景技术

MBR+NF工艺已成为垃圾渗滤液处理的主流典型技术，但其不可避免会产生占原液体积10~20%的纳滤浓缩液，目前针对该浓缩液无害化处理主要有回灌、高级氧化、蒸发和焚烧等方法，但这些工艺分别存在技术不可行、不可靠、经济效益差等缺点，实际上难于长期稳定运行。由于纳滤浓缩液富含腐植酸，且其他成分主要为无害的无机盐，因此，基于致密超滤和纳滤组合工艺分离回收腐植酸同时实现无害化处理的方法已逐渐得到重视并发展起来，目前也有了一些专利，如授权发明专利“腐植酸的提取方法”（ZL201110272483.7）、“垃圾渗滤液深度处理工艺及专用设备”（ZL201210289032.9）和“含高浓度SO₄^2-的垃圾渗滤液纳滤浓缩液中腐植酸分离回收工艺”（ZL201410633759.3）以及申请发明专利“高浓度二价盐离子渗滤液MBR+NF浓液中腐植酸提取方法”（申请号201410689333.X）和“低浓度二价盐离子渗滤液MBR+NF浓液中腐植酸提取方法”（申请号201710843650.6）等。

一般地，纳滤对二价离子高截留（90%以上），致密超滤对二价离子也有不同程度的截留，使得现有纳滤浓缩液提取腐植酸的工艺过程中形成的料液中二价离子浓度越来越高，如SO₄^2-浓度可达25000mg/L以上，极大地降低了膜通量。研究表明，纳滤浓缩液中主要二价离子对通量有不利影响的顺序依次为SO₄^2-Ca²⁺Mg²⁺。为了降低二价离子浓度，专利“高浓度干扰物废水中Ca²⁺和SO₄^2-的沉淀方法”（申请号：201710809154.9）给出了石膏结晶去除Ca²⁺和SO₄^2-的方法，但其主要针对的是不含商品阻垢剂的超滤透过液中SO₄^2-和Ca²⁺的石膏沉淀去除。事实上，纳滤浓缩液提取腐植酸工艺过程中形成的纳滤截留液中SO₄^2-等二价离子浓度通常会高于二级超滤透过液，且其水量也更多，因此，去除其所含的二价离子则更有必要。但因纳滤截留液含有硫酸钙沉淀专用阻垢剂，专利“高浓度干扰物废水中Ca²⁺和SO₄^2-的沉淀方法”（申请号：201710809154.9）就没有明确涉及对其所含的SO₄^2-和Ca²⁺去除。现有技术中通常对这种含有阻垢剂的纳滤截留液可采取石灰-碳酸钠法去除Ca²⁺和Mg²⁺，或专利“渗滤液纳滤浓缩液中高浓度Ca²⁺、Mg²⁺去除及再利用方法”（ZL201510822143.5）中通过加入磷酸三钠并调节pH的方法来降低Ca²⁺和Mg²⁺的浓度，这些方法存在药耗大、污泥量大和运行费用高的缺点，更重要的是没有考虑对SO₄^2-的去除措施，难于避免料液中高浓度SO₄^2-对纳滤和致密超滤膜系统的强浓差极化作用及其恶化膜通量的现象。而专利“含高浓度SO₄^2-的垃圾渗滤液纳滤浓缩液中腐植酸分离回收工艺”（ZL201410633759.3）中采用BaCl₂去除SO₄^2-离子以及对沉淀物BaSO₄进行洗脱，虽然SO₄^2-去除效果好，但存在工序复杂、费用高和劳动安全风险等，工程适用性较差。此外，相当部分的纳滤浓缩液中SO₄^2-浓度较高，有的甚至可高达6500mg/L以上，而Ca²⁺的浓度较低，两者的摩尔比远高于石膏结晶反应中化学计量比1：1，使得提取腐植酸工艺过程中形成的纳滤截留液和二级超滤透过液中SO₄^2-和Ca²⁺浓度也远远偏离石膏反应化学计量比。因此，单纯利用浓缩液中Ca²⁺来去除SO₄^2-效果较差，不能有效提高膜通量，降低能耗，这样就需要外加氯化钙来补充Ca²⁺含量，以大量去除SO₄^2-。但投加过量氯化钙不但增加药耗及其费用，还会增加浓缩液中Cl^-浓度，组合工艺中纳滤系统会因Cl^-被部分截留而造成渗透压提高及提高电耗，即不适宜的氯化钙投加量会造成药耗高、污泥量大和引入Cl^-多等不利影响。因此，有必要进一步研发技术更高效、经济更合理、适应性广和运行稳定简单的高硫酸根渗滤液纳滤浓缩液处理利用方法。