垃圾焚烧发电厂渗滤液RO浓水的综合利用工艺研究

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近年来,垃圾焚烧发电厂技术已被广泛应用于处理城市生活垃圾,通过这种方式可较好地将固废资源化,符合我国国情,属于鼓励发展产业,但与卫生填埋一样,生活垃圾焚烧发电也面临着渗滤液难处理的问题。RO浓水是垃圾渗滤液经过生物降解和反渗透膜截留的残余浓缩废水,呈棕黑色,有机物浓度、生物需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、有毒有害物质含量均较高,不允许排放,也不可进入市政污水处理系统。因此,一旦垃圾渗滤液RO浓水处置不当很容易造成严重的二次污染,其有效处理成为人们关注的焦点。本课题结合垃圾焚烧发电厂现有工艺,首先采用絮凝-Fenton复合处理RO浓水,再将处理后的RO浓水配制石灰浆喷淋以吸收垃圾焚烧过程产生的H2S、SO2等酸性气体,达到垃圾焚烧发电厂渗滤液RO浓水无害化的目的,进一步减少垃圾焚烧发电厂渗滤液中高浓度污染物的排放。通过分析得到垃圾渗滤液RO浓水水质结果如下:COD为4515mg/L,BOD5为918.5mg/L,NH3-N为2290mg/L、色度为420倍;该渗滤液体系中的无机污染物含量较多,矿化度为60662mg/L,无机非金属离子种类较少,金属离子种类较多,有机物种类较多。实验首先采用絮凝法对水样进行预处理,通过试验考察聚合硫酸铁(PFS)、FeCl3、聚合硫酸铝(PAS)和Al2(SO43等4种絮凝剂对该渗滤液RO浓水体系的絮凝效果,最终确定PFS为最佳絮凝剂。在pH为6、PFS加量为0.4g/L/搅拌速率为150r/min的最佳条件下,处理后的水样结果为:COD为1498.98mg/L,去除率为66.8%;NH3-N为1641.93mg/L,去除率为28.3%;色度为88倍,去除率为79%。再将处理后的水样采用Fenton氧化法进行复合处理,在Fe2+投加量为25mmol/L、n(H2O2)/n(Fe2+)为6:1、pH为3、反应时间为60min的最佳条件下,最终处理后的水样结果为:COD为376.5mg/L、NH3-N为114.5mg/L、色度为16倍,COD去除率为92%、NH3-N去除率为95%、色度去除率为96%。将通过PFS-Fenton复合处理后的RO浓水用于配制石灰浆,用作湿法脱硫工艺中的脱硫剂,从而将这部分RO浓水加以利用。但是在加入高浓度熟石灰的RO浓水中,极易发生结垢的现象,目前仍没有一种可以有效解决该问题的阻垢剂,因此,需要开发一种新的阻垢剂来针对性解决RO浓水回用系统的结垢问题。本课题针对以上RO浓水的结垢问题,根据目前的研究的背景与经验,合成一种在RO浓水环境下能有较好的阻垢效率的阻垢剂,并优化合成条件、探讨其作用机理。采用自由基水溶液聚合的办法,用马来酸酐、丙烯酸、丙烯酰胺作为原料,使用4%的过硫酸铵为引发剂,在pH为5-6、温度80℃下反应3.5h,合成了一种聚羧酸型的四元共聚物阻垢剂PMASS,其阻垢效率高达90%,测定其平均分子量为3715。通过FTIR及1H NMR对阻垢剂分子进行表征,验证了PMASS分子结构目标基团的存在,并使用SEM和EDS分析确定了该阻垢剂的阻垢功能,可以认为较好的解决了在RO浓水中的结垢问题。综合以上各部分工艺条件,对“垃圾焚烧厂渗滤液RO浓水综合利用”进行工艺研究,通过调节各部分工艺参数,同时进行简单的经济分析,验证了该工艺的可行性。
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