聚铁+芬顿深度处理垃圾渗滤液的研究和实践

发表于:2012-09-28 来源:市容环卫网
关键词: 垃圾渗滤液

  湖南迪亚环境工程有限公司技术部部长 孙翼虎

  湖南迪亚环境工程有限公司2011年自行研究出一种深度处理垃圾渗滤液的可行技术,成为垃圾渗滤液出水稳定达标的有力保证。该技术的核心是通过聚合硫酸铁(简称聚铁)絮凝沉淀,再经过芬顿氧化后混凝沉淀,最终达到对COD、色度、浊度和氨氮的去除。

  一、 原理

  絮凝,是通过化学絮凝剂和废水中的污染物混合,使得水中胶体物质带电脱稳,形成

  不溶于水的粒子,大量的带电粒子与水中悬浮物质碰撞结合,卷扫絮凝,形成矾花,矾花之间相互挤压粘连,最终在水中沉降下来,达到固液分离。

  芬顿高级氧化,是向废水中投加芬顿试剂(H2O2和Fe2+),产生氧化性很强的羟自由基(•OH),羟自由基与废水中污染物发生氧化还原反应,使得废水中的污染物质得到降解,特别是对一些难生物降解的有机物能起到很好的处理效果。

  絮凝主要是对水中胶体和悬浮颗粒物起作用,而芬顿高级氧化主要是对废水中的溶解性污染物起作用。絮凝在前段可以大大降低废水中的胶粒和悬浮颗粒物的浓度,从而为后段的芬顿处理降低了负荷,为芬顿处理达到良好的效果以及降低总成本提供了保障。

  二、 实验研究

  国内有许多研究者在理论阶段对此过程作出了研究,如陈文松等人研究了其在印染废水处理中的应用【1】,苏荣军等人研究了其在制药废水处理中的应用【2】。李军等人研究了不同絮凝剂和芬顿联用处理垃圾渗滤液的效果【3】。尹军等人对其处理垃圾渗滤液的效能和成本进行了研究【4】。

  本公司技术人员在以上研究人员文献的理论基础上,结合公司以往的研究经验,用实际废水进行了一系列的小试实验。

  1. 絮凝实验

  通过对一系列的絮凝剂进行实验,其中包括无机絮凝剂FeCl3、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3、

  AlCl3和高分子絮凝剂PAC、PFS、PAFC(聚合氯化铝铁)等。

  由上表可看出PFS(聚合硫酸铁)在COD和色度去除率都有不错的去除率。氯化铁对色度的去除绿虽高,但是其具有强腐蚀性和强吸水性,工程上难以应用。温度对铝系絮凝剂的去除效率影响较大,而且水中铝离子过量对人体有害【5】,因此出于工程条件和环保理念的考虑,虽然PFS和PAFC对COD的色度的去除很大,但不利于实际运用。PFS在与芬顿结合处理时,有一个优点,就是最佳pH范围在4-6,比较接近芬顿反应的pH环境,因此,在此条件下,芬顿反应无须额外加酸,依靠芬顿试剂产生的酸度便能达到最佳反应pH。

  2. 芬顿实验

  本公司有若干年用芬顿处理垃圾渗滤液的实践经验,对芬顿实验的条件控制有自己的

  一套方法和实践处理理念。

  芬顿实验先取絮凝后出水用烧杯进行小试,采取单因素选择法考察各种变量对COD、色度、浊度等的去除率。

  根据实验进行计算,单独芬顿深度处理的处理成本为26.7元/吨渗滤液,而增加絮凝段则处理成本降低至22.4元/吨渗滤液,降低了16%的成本费用,说明这种处理方法有实际应用的前景。

  三、 实际工程应用

  1. 絮凝+芬顿深度处理废水装置的设计

  本装置的设计理念是用最小的能耗和药剂量进行连续进水处理,以达到理想的处理效

  果。下图是聚铁和芬顿装置示意图,共分为加药系统、絮凝混合系统、沉淀系统和芬顿反应系统。如图所示,除酸碱投加机、絮凝剂投加机和芬顿试剂投加机以外,加药系统还包括溶药槽和搅拌系统;絮凝混合系统主要是聚铁混合器,并包括管道混合系统;沉淀系统有构筑物沉淀池(竖流式)和絮凝沉淀器;芬顿反应系统包括芬顿试剂混合罐、静止反应罐和混凝混合罐。

  图1 絮凝装置示意图

  

  图2 芬顿反应装置示意图

  聚铁混合器是本套装置的关键部分,其设计图如附图所示,采取的混合方式是重力流水力混合,这样可以降低机械搅拌所耗费的电能。

  2. 实际应用数据

  以下是怀化市芷江垃圾场使用该装置后处理数据的一部分

  

    装置的总水力停留时间为5小时。从以上数据可以看出连续运行后处理效果基本稳定,

  处理效率接近

  经过半个月的实验观察,该装置的处理效果最高达到 ,并运行基本稳定,污染物的去

  除率接近实验去除率,说明达到最佳运行状态。

    四、 实验的后续部分任务

  1、 长期观察和调试实验装置,以期达到处理的最佳效果,并核算实际成本。

  2、 改进试验装置和试验其他絮凝混合方法,在合理的成本上达到最佳混合条件。

  3、试验该工艺在不同浓度条件的渗滤液上的应用。

  参考文献

  【1】 陈文松,韦朝海.Fenton氧化-混凝法处理印染废水的研究.工业水处理.2004(4):39-41.

  【2】 苏荣军,谷芳,黄丽坤. 絮凝-芬顿氧化法处理制药污水的研究. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2009(6):292-295

  【3】 李军,王磊,彭锋,刘红,何建平,孟光辉,陈刚,金永祥. Fenton氧化/混凝法后续处理垃圾渗滤液研究.中国给水排水.2008(3):64-67.

  【4】 尹 军,蒋宝军,吴晓燕,梁 梁,刘 亮,张居奎. 混凝与Fenton联用处理垃圾渗滤液的.效能及成本. 环境工程学报.2010(5):988-992.

  【5】 徐国想, 阮复昌. 铁系和铝系无机絮凝剂的性能分析. 重庆环境科学. 2001(6):52-55.


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