一种老龄垃圾渗滤液分离与反应集成净化方法

本发明涉及一种老龄垃圾渗滤液分离与反应集成净化方法，属于环境保护领域，应用于老龄生活垃圾渗滤液处理。

背景技术：

1、老龄垃圾渗滤液中含有高浓度氨氮、生物难降解有机物、盐及少量的挥发性有机污染物，直接排放将会污染自然水体和土壤，严重危害人民生命健康。专利cn115259546a公开了一种基于“生物+多级膜”的组合工艺，是老龄垃圾渗滤液处置的典型工艺，其中生物处理工段主要针对氨氮和小分子有机污染物、膜处理工段主要分离生物难降解污染物，具体工序根据水质水量亦存在差异。

2、老龄垃圾渗滤液中的氨氮除了可以用专利cn110357271b公开了一种基于“硝化-反硝化”处理的过程转化为对环境无害的氮气之外，专利cn212609575u公开的汽提脱氨法，也能有效分离垃圾渗滤液中的氨氮。然而，现有的汽提脱氨过程需要消耗大量热蒸汽，具有过程能耗、操作成本高的缺点。对于某些场景中的老龄垃圾渗滤液，专利cn213537454u公开了一种dtro膜技术替代上述组合工艺直接处理老龄垃圾渗滤液，膜出水也符合相关排放标准。

3、实际上，老龄渗滤液中的生物易降解有机物含量一般很低，因此组合工艺中的生物处理工段只能起到膜过程的预处理作用，将不能通过膜分离的小分子有机物和氨氮优先去除。作为老龄渗滤液组合工艺主体的膜分离技术虽然能够实现出水达标排放，但不可避免地产生了大量的膜浓缩液后直接回灌填埋场，并没有转化为对环境无害的物质，造成难降解有机污染物如腐殖酸及各类无机盐的持续性累积，并未从根本上降解渗滤液中的难降解有机污染物。

4、专利cn217627972u公开了一种多级mvr技术处置膜浓缩液的方法，但是此类技术在处置污染物的过程中并未将膜浓缩液中的难降解有机物转化为无机小分子，污染物残留在蒸发固体废弃物中，最后需要外送至焚烧厂高温焚烧处置。因此，老龄垃圾渗滤液处理的“卡脖子”问题是缺乏与膜分离匹配的浓缩液反应净化技术将其中的有机类污染物完全转化为对环境无害的物质。

技术实现思路

1、本发明针对现有老龄垃圾渗滤液处理技术中存在的膜浓缩液难以净化的问题，围绕膜分离过程提供了一种分离-反应集成的老龄垃圾渗滤液综合处理方法。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种老龄垃圾渗滤液分离与反应集成净化方法，其特征在于将垃圾渗滤液泵入碱性调节池中，搅拌均匀后用氢氧化钠溶液调至碱性软化渗滤液；软化过程形成的钙镁沉淀重力沉积在沉淀池底部，实现固液分离，软化后的渗滤液在恒温气提塔中通过高速气体夹带脱除游离氨及挥发性有机污染物；气提塔釜液经纳滤系统进行处理；

4、游离氨、挥发性有机污染物和纳滤系统中的浓缩液经临氧裂解催化反应转化为无机小分子，从而获得不含有机污染物的无机纳/钾混合盐水资源。

5、上述方法中：碱性的ph调节至8～12，经气提处理后气提塔釜液中氨氮浓度≤10mg/l。

6、上述方法中：所述的老龄垃圾渗滤液中盐的质量分数为2～5.5％；

7、所述的老龄垃圾渗滤液中cod浓度为500～5800mg/l，氨氮浓度为1300～2200mg/l；

8、所述的老龄垃圾渗滤液的硬度为650～1800mg/l。

9、上述方法中：所述的气提塔中填料为拉西环、鲍尔环、θ环、阶梯环、波纹板填料、金属丝网波纹填料、格栅填料中的一种或两种。

10、上述方法中：气提塔的塔体温度范围30～70℃，气液比为300～1500：1，高速气体是空气气速度为50～280m3/h。

11、上述方法中：所述的纳滤系统的回收率为75～95％，工作压力为0.5～2mpa，纳滤系统中的分离膜材质为聚酰胺纤维。

12、上述方法中：所述的临氧裂解催化剂为酸性分子筛负载金属氧化物，金属氧化物的负载量为10～35％。

13、上述方法中：所述的金属氧化物为氧化钒、氧化铜、氧化铈、氧化锰、氧化钴中的一种或两种；所述的酸性载体为y型、β型分子筛中的一种。

14、上述方法中：所述的临氧裂解反应器的温度为400～500℃，空速为0.5～5h-1。

15、在一些更为详细的技术方案中：

16、一种老龄垃圾渗滤液分离与反应集成净化方法，该净化方法首先将垃圾渗滤液泵入碱性调节池中，搅拌均匀后采用氢氧化钠溶液将垃圾渗滤液调节至碱性，钙/镁离子在碱性条件下形成沉淀，达到软化垃圾渗滤液的目的；软化垃圾渗滤液由塔顶泵入装有填料的气提塔，空气由塔底通入气提塔，在填料的作用下塔内空气与渗滤液充分接触，游离氨和少量挥发性有机污染物被脱除。气提塔釜液经高压泵进入纳滤系统处理得到的透过液达标排放；游离氨、挥发性有机污染物和纳滤浓缩液通入临氧裂解反应器，在双功能催化剂作用下，所有有机物和游离氨直接转化为对环境无害的无机小分子，催化剂通过水洗脱盐后回收，获得不含有机污染物的无机纳/钾混合盐水资源化利用。本发明所述的老龄垃圾渗滤液的净化方法，具体包括以下步骤：

17、软化：在调节池中将垃圾渗滤液的ph至8～12，得到钙镁沉淀沉积在调节池底部，固液分离后得到软化垃圾渗滤液。

18、气提：软化垃圾渗滤液进入装有填料的恒温气提塔中，在高速气体的夹带下脱除游离氨和挥发性有机污染物；气提塔釜液中氨氮浓度≤10mg/l。

19、纳滤：气提塔釜液经纳滤系统分离渗滤液中污染物，纳滤系统处理得到的透过液cod浓度≤70mg/l，氨氮浓度≤5mg/l；同时产生含有难降解有机物和无机盐的纳滤浓缩液进入下一步骤。

20、临氧裂解：游离氨、挥发性有机污染物和纳滤浓缩液进入临氧裂解反应器。在催化剂的作用下，难降解有机污染物通过裂化-氧化连串反应、游离氨与挥发性有机污染物通过催化氧化反应，转化为对二氧化碳、水、氮气等无机物。最终得到toc含量低于10mg/kg的钠/钾混合盐；经过水洗分离出催化剂重复使用。

21、所述的老龄垃圾渗滤液中盐的质量分数为2～5.5％，本发明首先脱除渗滤液中的钙、镁离子，避免其直接进入临氧裂解造成催化剂失活。

22、在一些更为具体的技术方案中：所述的临氧裂解催化剂是通过浸渍法制备的，包括如下步骤：

23、步骤(1)、将在400～600℃高温煅烧后的酸性载体浸泡在含有金属氧化物前驱体金属氯化盐的水溶液中，得到混合液；

24、步骤(2)、步骤(1)混合液经旋转蒸发仪去除水分后经干燥获得固体，于400～600℃的高温下热处理4～6h；热处理后金属氯化盐转化为金属氧化物，最终得到酸性载体负载金属氧化物的临氧裂解催化剂。

25、所述的金属氯化盐为氯化钒、二水合氯化铜、七水合氯化铈、四水合氯化锰、六水合氯化钴中的一种或两种。

26、所述的临氧裂解反应器温度为400～500℃，空速为0.5～5h-1。

27、本发明技术方案中：所述的压力为表压。

28、本发明的有益效果体现在：

29、本发明采用“软化-气提-纳滤-临氧裂解”的分离-反应集成方法，去除老龄垃圾渗滤液中的难降解有机污染物和氨氮，纳滤膜净化出水cod降低到70mg/l以下、氨氮降低到5mg/l以下；临氧裂解反应排放气体中非甲烷总烃浓度低到4.6mg/m3以下。出水达到国家标准生活垃圾填埋污染控制标准(gb16889-2008)，无需进一步处理即可直接排放且无二次污染。