垃圾渗滤液纳滤浓缩液软化处理研究

2'015年12月碌己钟扶JournalofGreenScienceandTechnology第12期垃圾渗滤液纳滤浓缩液软化处理研究王楠，潘大伟，王艳秋，曹文琳，吕艳丽(辽宁科技大学化工学院，辽宁鞍山l14051)摘要：为解决高硬度、高碱度垃圾渗滤液纳滤浓缩液回灌至垃圾厂或调节池时，硬度离子富集所造成的输送管道结垢堵塞和影响膜系统正常运行等问题，采用药剂软化法分别对浓缩液原水和Fenton氧化出水进行了软化处理实验，并研究了不同药剂的软化效果。结果表明：在有加药量下，当采用氢氧化钙+氢氧化钠软化法时，硬度去除率为92．9，药剂成本为1O．95元／m。；做为Fenton工艺后除硬时，采用氢氧化钠软化法，硬度去除率为97．3，成本为6．3元／m。。软化后可以有效降低系统中硬度，减轻对膜系统的影响以及管道结垢堵塞现象。关键词：软化；垃圾渗滤液l纳滤浓缩液；高硬度高碱度中图分类号：X505文献标识码：A文章编号：1674—9944(2015)12—0212—041引言2008年，我国颁布了GB16889—2008((生活垃圾填埋场污染物控制标准》，对垃圾渗滤液处理提出了更高的要求。为了达到排放标准，“预处理+生物处理+纳滤／反渗透”工艺广泛应用于渗滤液处理]。但是膜系统会产生2O～30的膜滤浓缩液，成分复杂，难于处理，现今一般采用回灌至垃圾场或调节池的方式处理。由于纳滤膜对二价离子具有良好的拦截效果，使纳滤浓缩液中存在大量硬度离子(Ca、Mg)，直接回灌会使硬度离子在系统中不断积累，导致膜结垢严重，影响膜通量，增加膜清洗频率，影响产水率，降低膜使用寿命，使膜系统无法正常运行。同时会对输送管道造成结垢堵塞，造成输送管道内径变小，增加水流阻力，减少输送量，更严重时结垢物堵塞管道，压力增加引发水管爆裂，造成安全事故和经济损失。所以需对纳滤浓缩液进行软化处理j。水硬度包括暂时硬度(酸式碳酸盐引起)和永久硬度(硫酸盐，氯化物等引起)，软化方法包括化学法、离子交换法等方法。离子交换法对钙镁离子没有进行彻底去除，再生时同样存在系统中，所以多用于食品行业。化学法能够将钙镁离子以沉淀的方式彻底除去，且方便，廉价，能够满足软化目的要求。常用药剂有石灰、纯碱、氢氧化钙等。针对水中硬度的存在形式，常见的处理方式有石灰软化法、石灰一纯碱软化法、石灰一石膏处理法等]。本实验原水取自鞍山某垃圾卫生填埋场纳滤浓缩液，该纳滤浓缩液碱度远大于硬度，且暂硬高、钙硬低。实验研究了氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠的不同组合方式处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液，考察各药剂用量对硬度去除效果的影响，另外，对处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液难降解有机物的研究，Fenton方法采用较多，因此本论文增加了对圾渗滤液膜滤浓缩液经Fenton处理后出水的软化研究。从而降低水中硬度，提高膜运行效率，减轻管道堵塞。2实验材料和方法2．1实验材料实验原水取自鞍山某垃圾卫生填埋场经二级A／o+MBR+NF处理后的纳滤浓缩液，其水质指标见表1。从表1可以看出，纳滤浓缩液的碱度远大于硬度，且暂硬高，碱度多以重碳酸盐形式存在。钙硬度相对较低，硬度多以镁硬为主。表1纳滤浓缩液水质注：硬度、钙硬度、碱度均以碳酸钙计2．2试验方法氢氧化钠软化：在4个烧杯中加入200mL纳滤浓缩液，分别加入3O氢氧化钠，调节pH值为9、10、11、12，搅拌2Omin，静止30min，取上清液测量硬度。氢氧化钠／氢氧化钙软化：在1O个烧杯中分别加入2OOmL纳滤浓缩液，分为两组，第一组先加入300mg／L的氢氧化钠，将pH值调到10．5后，分别加入氢氧化钙，投加量为1000、1500、2000、2500、3000mg／L，搅拌30min，沉淀30min，取上清液测硬度和钙硬度。第二组先加入与第一组等量的氢氧化钙，搅拌15min后，加入与第一组等量的氢氧化钠溶液，搅拌15收稿日期：2015一lO一21作者简介：王楠(1990一)，男，辽宁沈阳人，硕士，主要从事污水处理项目研究。通讯作者：王艳秋(197l一)，女，辽宁鞍山人，高级工程师，主要从事污水处理的教学和研究工作。212王楠，等：垃圾渗滤液纳滤浓缩液软化处理研究环境及保护rain，沉淀30min，取上清液测其硬度和钙硬度。Fenton后氢氧化钙+纯碱软化：在6个烧杯中分别加入200mL经Fenton处理后的纳滤浓缩液，分别投加2000、2200、2400、2600、2800、3000mg／L的氢氧化钙，搅拌30rain，静止30min，取上清液测量硬度及钙硬度，确定氢氧化钙的最佳用量；在8个烧杯中分别加入200mL经Fenton处理后的纳滤浓缩液，分别加入最佳用量的氢氧化钙，搅拌10rain，分别投加3500、3600、3700、3800、3900、4000、4100、4200rag／L的纯碱