[发明专利]渗滤液MBR+NF浓缩液中高浓度Ca2+、Mg2+去除及再利用方法

说明书

技术领域

本发明属于垃圾处理技术领域，具体涉及一种垃圾渗滤液MBR+NF浓缩液中高浓度Ca²⁺、Mg²⁺去除及再利用方法。

背景技术

垃圾渗滤液是一类含有机物、氨氮、重金属、无机盐等复杂污染物的高浓度有机废水，是垃圾卫生填埋、焚烧、堆肥过程中的主要二次污染之一。目前渗滤液处理典型工艺为MBR+NF，该组合工艺在使处理出水达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）中排放标准限值的同时，不可避免地产生占原液体积1/8-1/4的MBR+NF浓缩液，目前处理这种浓缩液的方法有回灌填埋场、高级氧化、回喷焚烧炉与飞灰固化和蒸发等，但这些方法都存在成本昂贵或影响处理系统稳定性等缺陷或不足，实际上难于长期稳定运行。

早期垃圾填埋场或焚烧发电厂的渗滤液含有较高浓度的二价无机盐离子如Ca²⁺、Mg²⁺等。目前已公开或授权的关于从垃圾渗滤液MBR+NF浓缩液中分离回收腐植酸的专利尚未注意到其的不利影响。在对渗滤液MBR+NF浓缩液膜分离回收腐植酸过程中，随着浓缩倍数的增加，浓缩液中二价盐离子浓度在原有基础上进一步升高，渗透压升高，有效推动力下降，导致膜通量下降而无法进行高倍数的浓缩，或大大提高能耗。此外，二价离子被膜截留富集在膜表面，由于过饱和而极易生成CaSO₄沉淀析出在膜表面而造成不可逆污染，进而破坏膜系统。在MBR+NF浓缩液分离回收腐植酸工艺中，膜污染关系到工艺运行的稳定性、经济性。因此，在处理料液之前，对料液进行有效的预处理，可以有效降低料液中高浓度的Ca²⁺、Mg²⁺离子，提高膜通量，减轻膜污染，以保障后续膜分离系统的分离浓缩效果、运行稳定性和经济性。本发明采用磷酸盐沉淀法去除Ca²⁺、Mg²⁺，所产生的沉淀物经溶解形成含腐植酸水溶肥料的原料，而上清液中由于Ca²⁺、Mg²⁺及磷酸盐浓度很低，非常有利于后续采用膜技术提取含腐植酸水溶肥料。

发明内容

本发明的目的在于针对含高浓度Ca²⁺、Mg²⁺的渗滤液MBR+NF浓缩液在膜技术提取含腐植酸水溶肥料过程中难于高倍数浓缩、能耗较高或硫酸钙等析出造成膜系统难于稳定运行等缺陷，提供一种利用磷酸根来沉淀去除渗滤液MBR+NF浓缩液中高浓度的Ca²⁺、Mg²⁺，并对固液分离后沉淀物进行再利用的方法。该工艺先进、实用、经济，流程及设备简单，占地少，无二次污染。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

（1）将渗滤液MBR+NF浓缩液泵入反应池，根据化学计量比n（Ca²⁺+Mg²⁺）/n（PO₄^3-）=1.6-1.7投加磷酸三钠，调节反应料液pH=10-11，机械搅拌反应10~15min；

（2）将步骤（1）得到的反应混合液，通过固液分离得到吸附有腐植酸的磷酸钙、镁混合沉淀物以及上清液；渗滤液MBR+NF浓缩液经去除Ca²⁺、Mg²⁺处理后得到的上清液中Ca²⁺<250mg/L、Mg²⁺<200mg/L、PO₄^3-<20mg/L；

（3）将步骤（2）中的沉淀物通过加入浓硝酸溶解，形成含腐植酸水溶性肥料的原料，其有机物COD浓度（主要是腐植酸）在10g/L以上；

步骤（2）中的上清液中Ca²⁺、Mg²⁺及磷酸盐含量很低，有利于其进一步膜提取腐植酸为水溶性肥料。

本发明的显著优点在于：

（1）本发明中选择磷酸三钠做为沉淀剂来去除MBR+NF浓缩液中高浓度Ca²⁺、Mg²⁺，不仅降低了料液中Ca²⁺、Mg²⁺的浓度，而且形成的磷酸钙镁混合沉淀物还吸附一定量的腐植酸，沉淀物加浓硝酸调节pH溶解后，形成含有腐植酸及N、P等营养元素的溶液，可作为含腐植酸水溶肥料的原料；