一种垃圾渗沥液生化出水处理材料

技术领域

本发明属于环保材料领域，涉及一种垃圾渗沥液生化出水处理材料。

背景技术

生化降解是污水处理中通用的步骤，对于垃圾渗沥液是一类常见的污水来源，对于这类污水，生化处理往往存在处理深度不够的问题，处理后的污水COD、氨氮等指标无法达到排放标准。为了使后段污水达到排放标准，业内通常采用高级氧化、纳滤反渗透等工艺，然而这些工艺都存在着一定的弊端，例如高级氧化中的“芬顿”法存在试剂操作复杂、处理后污泥多等缺陷，臭氧法存在能耗较高的问题，纳滤反渗透则会产生污染物富集的浓水，需要低温蒸发等后续处理工艺，这些弊端使得上述工艺的综合处理成本较高。因此，亟待开发一种具有较高处理深度且成本相对较低的污水处理技术。

发明内容

要解决的技术问题：根据调研，垃圾渗沥液的生化出水COD通常介于500-1000mg/L，氨氮介于30-50mg/L，其他指标基本符合二级排放标准，针对这一特点，本发明提出一种垃圾渗沥液生化出水处理材料，通过对垃圾渗沥液生化出水中难以生化分解的有机质和氨氮氧化+吸附共同作用，使处理后的污水达到二级排放标准。

技术方案：

一种垃圾渗沥液生化出水处理材料，其制备方法如下：

(1)将羟基磷灰石粉体、粘合剂、分散剂混合为均匀浆料；

(2)将浆料加入到食用油中搅拌1h，过滤清洗后水化养护24h，烘干得到微球；

(3)将微球置于箱式电阻炉中烧结，得到多孔微球；

(4)将烧结后的微球置于质量百分比浓度为10％的次氯酸钠水溶液中浸泡1h后取出，在60℃干燥。

进一步的，制备方法步骤(1)中所述的羟基磷灰石粉体粒径为20-200nm，所述的粘合剂为聚乙烯醇、明胶或其组合物，所述分散剂为水溶淀粉、葡聚糖、黄原胶、聚乙二醇中的一种或组合。浆料的制备方法如下：将3份粘合剂和6份分散剂加入70份水中，加热搅拌溶解后冷却至室温，加入21份羟基磷灰石粉体搅拌均匀，并保持搅拌放置结块。

进一步的，制备方法步骤(2)中所述的搅拌速度100-200rpm，食用油与浆料的总体积比5:1，水化养护温度为40±5℃，湿度为90％以上。

进一步的，步骤(3)中的烧结条件为50℃～550℃之间的升温速率为50℃/h，550℃保温1h，550℃～1200℃之间的升温速率为200℃/h，在1200℃烧结3h后随炉冷却至室温。

进一步的，所述的垃圾渗沥液生化出水处理材料适用于COD≤1000mg/L，氨氮≤50mg/L的垃圾渗沥液生化出水。

进一步的，所述的垃圾渗沥液生化出水处理材料使用方法为：将微球按0.05-0.2％的质量百分比加入垃圾渗沥液生化出水，搅拌1h后自然沉降1h，滤除沉降产物，处理后水体可达到COD＜100mg/L、氨氮＜15mg/L的二级排放标准。

进一步的，所述的垃圾渗沥液生化出水处理材料可通过如下方法回收并循环使用4-5次：

(1)将沉降产物水洗后烘干，在800℃下烧结3h，升温速率不超过100℃/h，随后随炉冷却至室温；

(2)将烧结后的微球置于质量百分比浓度为10％的次氯酸钠水溶液中浸泡1h后取出，在60℃干燥。

有益效果：

垃圾渗沥液生化出水中的COD来源主要是腐殖酸和联苯及蒽醌类物质，这类物质难以通过絮凝法沉降，而一般的氧化剂由于氧化深度有限，无法达到有效降COD的效果。本发明针对垃圾渗沥液生化出水的组分特点，采用中效氧化+吸附的方法，先将腐殖酸、联苯、蒽醌等氧化为羧酸类的物质，再通过羟基磷灰石的吸附作用实现处理产物的沉降，提供了一种相对经济实用的处理方法，由于微球可循环使用，每吨污水的处理费用约为28-34元(材料费+二级污水排污费)，相比于高级氧化法(如臭氧法)，本发明不需要昂贵的臭氧发生设备和持续的能耗，相比于芬顿法，本发明不需要操作强酸，且污泥量较少，综合比较，本发明可节约30-50％的处理成本。

具体实施方式

实施例一：

(1)将3g聚乙烯醇(PVA)、6g水溶淀粉溶于70g热水中，冷却至室温，500rpm搅拌并加入21g纳米羟基磷灰石粉体，混合均匀后持续搅拌；

(2)取植物油500g，100rpm下搅拌并加入(1)中浆料，搅拌1h后过滤，使用石油醚清洗后在40℃、湿度为90％的恒温恒湿箱中水化养护1h，80℃下烘干；

(3)将微球置于箱式电阻炉中，设定50℃～550℃之间的升温速率为50℃/h,550℃保温1h，550℃～1200℃之间的升温速率为200℃/h，在1200℃烧结3h后随炉冷却至室温；

(4)将烧结后的微球置于质量百分比浓度为10％的次氯酸钠水溶液中浸泡1h后取出，在60℃干燥。

某垃圾电厂渗沥液生化出水中COD＝840mg/L，氨氮＝45mg/L，在1L上述生化出水中加入1g微球，100rpm搅拌1h，静置沉降1h，过滤除去微球后测得处理后出水COD＝65mg/L，氨氮＝11mg/L。

实施例二：

(1)将3g明胶、6g聚乙二醇溶于70g热水中，冷却至室温，500rpm搅拌并加入21g纳米羟基磷灰石粉体，混合均匀后持续搅拌；

(2)取植物油500g，100rpm下搅拌并加入(1)中浆料，搅拌1h后过滤，使用石油醚清洗后在40℃、湿度为90％的恒温恒湿箱中水化养护1h，80℃下烘干；

(3)将微球置于箱式电阻炉中，设定50℃～550℃之间的升温速率为50℃/h,550℃保温1h，550℃～1200℃之间的升温速率为200℃/h，在1200℃烧结3h后随炉冷却至室温；

(4)将烧结后的微球置于质量百分比浓度为10％的次氯酸钠水溶液中浸泡1h后取出，在60℃干燥。

某垃圾填埋场渗沥液生化出水中COD＝570mg/L，氨氮＝35mg/L，在1000L上述生化出水中加入500g微球，100rpm搅拌1h，静置沉降1h，过滤除去微球后测得处理后出水COD＝60mg/L，氨氮＝12mg/L。

实施例三：

(1)实施例二中使用过的微球水洗后烘干，在800℃下烧结3h，升温速率不超过100℃/h，随后随炉冷却至室温；

(2)将烧结后的微球置于质量百分比浓度为10％的次氯酸钠水溶液中浸泡1h后取出，在60℃干燥。

使用实施例二中同一生化出水样品(COD＝570mg/L，氨氮＝35mg/L)，在1L上述生化出水中加入1g微球，100rpm搅拌1h，静置沉降1h，过滤除去微球后测得处理后出水COD＝65mg/L，氨氮＝9mg/L。

对比例1：

使用实施例二中同一生化出水样品(COD＝570mg/L，氨氮＝35mg/L)，在1L上述生化出水中加入0.1g次氯酸钠，100rpm搅拌1h，静置沉降1h，过滤除去不溶物后测得处理后出水COD＝210mg/L，氨氮＝13mg/L。

对比例2：

实施例二中使用过的微球水洗后烘干，在800℃下烧结3h，升温速率不超过100℃/h，随后随炉冷却至室温。

使用实施例二中同一生化出水样品(COD＝570mg/L，氨氮＝35mg/L)，在1L上述生化出水中加入1g微球，100rpm搅拌1h，静置沉降1h，过滤除去微球后测得处理后出水COD＝490mg/L，氨氮＝33mg/L。