CN110642480B - 一种用于垃圾渗滤液处理的方法及*** - Google Patents

一种用于垃圾渗滤液处理的方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于垃圾渗滤液处理的方法及***，***包括有渗滤液浓缩装置、高级氧化反应器、一级A/O反应池以及二级A/O反应池；该高级氧化反应器的输入口连通渗滤液浓缩装置的浓缩液输出口，该一级A/O反应池的输入口连通高级氧化反应器的输出口，该二级A/O反应池的输入口连通一级A/O反应池的输出口。本发明中渗滤液浓缩装置可以提高渗滤液中氯离子的浓度，可显著提高后续电解处理的效率，高级氧化反应器可以对经浓缩过的污水进行处理，提高污水的可生化性，从而有效提高A/O反应***对污水的处理效果，该方法及***具有高效富集垃圾渗滤液中的氯离子，并有效利用电解产生的有效氯和羟基自由基处理污水等优势，未来必将有更广阔的应用前景。

Description

一种用于垃圾渗滤液处理的方法及***
技术领域
本发明涉及环境保护领域技术，尤其是指一种用于垃圾渗滤液处理的方法及***。
背景技术
垃圾渗滤液是一种源自分解发酵产生的水分及外来水分渗入垃圾而产生的污水，呈黑色或者褐色，并带有恶臭气味。
垃圾渗滤液含有大量的有机物和无机物，包括各种难降解有机物、无机盐和金属离子。由于垃圾成分复杂，渗滤液的污染物含量很高，而且往往含有生物毒性，给其处理带来了极大的困难。
此外，渗滤液还含有大量的腐殖质和腐殖酸等大分子有机物。这些有机物虽然没有生物毒性，但由于分子量大，具有很好的化学稳定性，微生物无法实现有效的降解，因此，只采用生物处理不能实现对渗滤液COD的有效去除。
目前采用对于垃圾渗滤液的处理多采用物化(预处理)—生物处理—物化(深度处理)的工艺流程。合适的预处理措施可有效地提高渗滤液的可生化性，改善后续工艺的运行环境。而现阶段对于垃圾渗滤液的预处理大多是絮凝沉淀、臭氧氧化和氨吹脱等。
现有的各种垃圾渗滤液的处理设备，其处理能力较差，效率不高，出水水质的COD、氨氮等不能达到排放标准或存在二次污染。所以开发探索高效、经济、满足新排放标准的垃圾渗滤液处理工艺和装置是垃圾填埋处理过程中急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种用于垃圾渗滤液处理的方法及***，其能解决垃圾渗滤液的问题，使排水满足相应的排放标准。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
一种用于垃圾渗滤液处理的***，包括有渗滤液浓缩装置、高级氧化反应器、一级A/O反应池以及二级A/O反应池；该高级氧化反应器的输入口连通渗滤液浓缩装置的浓缩液输出口，该一级A/O反应池的输入口连通高级氧化反应器的输出口，该二级A/O反应池的输入口连通一级A/O反应池的输出口。
优选的，所述渗滤液浓缩装置的构成为卷式RO膜和DTRO膜组件。
优选的，所述高级氧化反应器包括有容器本体、空气泵和AC/DC电源；该容器本体中设置有布气板、多个阳极和多个阴极，该布气板悬设于容器本体内，该多个阳极和多个阴极间隔交错并排设置在容器本体中，多个阳极和多个阴极均位于布气板的上方，相邻的阳极和阴极之间设置有活性炭填料，该容器本体的底部设置有空气输入口，空气输入口位于布气板的下方；该空气泵位于容器本体外，空气泵通过气管连接空气输入口，气管上设置有阀门，该AC/DC电源位于电解槽外并与各个阳极和各个阴极导通连接。
优选的，所述阳极为钌铱钛基电极，钌铱钛基电极涂层各组分的占比为：钌元素与铱元素的摩尔比为3～7，电极的Ru-IrO2涂层厚度为5～10μm。
优选的，所述阴极为气凝胶石墨烯电极。
优选的，所述活性炭填料为负载Fe-Fe3O4/g-C3N4的活性炭填料，各组分的占比为Fe：Fe3O4：g-C3N4＝32～38：50～54：9～13。
优选的，所述活性炭填料为2～5mm的活性炭颗粒，在活性炭颗粒上负载Fe和Fe3O4掺杂的g-C3N4作为催化剂，催化剂以50～200nm的不规则形状微粒均匀分散在活性炭表面。
一种用于垃圾渗滤液处理的方法，采用前述一种用于垃圾渗滤液处理的***，包括有以下步骤：
(1)垃圾渗滤液流经渗滤液浓缩装置，提高渗滤液中氯离子的浓度,经过膜过滤的清水直接排放；
(2)经过渗滤液浓缩装置截留的浓缩液进入高级氧化反应器中，进行高级氧化反应，为后续的生化反应进行预处理；
(3)经过高级氧化处理后的浓缩液流入一级A/O反应池中，进行反硝化/硝化反应；
(4)经过一级A/O反应后的污水，再流入到二级A/O反应池中，从而进一步的除氨氮和有机物，即可使出水达标排放。
优选的，所述渗滤液浓缩装置所产生的浓缩液中氯离子浓度大于3000mg/L，根据需要浓缩氯离子的倍数，将渗滤液通过渗滤液浓缩装置，采用单级DTRO时，施加的压力范围为4.5～6.5Mpa；采用卷式RO与DTRO组合时，卷式RO施加的压力范围为2.0～3.0Mpa，DTRO施加的压力范围为4.5～6.5Mpa。
优选的，所述高级氧化所采用的方法为类Fenton法，为保证羟基自由基和有效氯的产生效率，类Fenton中的电解条件为pH范围为3～5；电流密度范围为50～300A/m2；电解时间范围为30～300min，电压范围为20V～60V，曝气量范围为0.05～0.20m3/h。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：
本发明中渗滤液浓缩装置可以提高渗滤液中氯离子的浓度，可显著提高后续电解处理的效率，高级氧化反应器可以对经浓缩过的污水进行处理，提高污水的可生化性，从而有效提高A/O反应***对污水的处理效果，该方法及***具有高效富集垃圾渗滤液中的氯离子，并有效利用电解产生的有效氯和羟基自由基处理污水等优势，将垃圾渗滤液中的有机物、氨氮含量降至最低，达到排放标准，而且不会造成二次污染，未来必将有更广阔的应用前景。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明：
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中高级氧化反应器的结构示意图。
附图标识说明：
10、渗滤液浓缩装置 20、高级氧化反应器
21、电解槽 22、空气泵
23、AC/DC电源 24、布气板
25、阳极 26、阴极
27、活性炭填料 28、气管
29、阀门 201、空气输入口
30、一级A/O反应池 40、二级A/O反应池
具体实施方式
请参照图1和图2所示，其显示出了本发明一种用于垃圾渗滤液处理的***的具体结构，包括有渗滤液浓缩装置10、高级氧化反应器20、一级A/O反应池30以及二级A/O反应池40。
所述渗滤液浓缩装置10的构成为卷式RO膜和DTRO膜组件，当原液TDS浓度小于5000mg/L的时候，先用卷式RO膜浓缩，浓液再进DTRO进行二次浓缩。当原液TDS浓度大于5000mg/L的时候，直接使用DTRO浓缩。
该高级氧化反应器20的输入口连通渗滤液浓缩装置10的浓缩液输出口，具体而言，如图2所示，所述高级氧化反应器20包括有电解槽21、空气泵22和AC/DC电源23；该电解槽21中设置有布气板24、多个阳极25和多个阴极26，该布气板24悬设于电解槽21内，该多个阳极25和多个阴极26间隔交错并排设置在电解槽21中，多个阳极25和多个阴极26均位于布气板24的上方，相邻的阳极25和阴极26之间设置有活性炭填料27，该电解槽21的底部设置有空气输入口201，空气输入口201位于布气板24的下方；该空气泵22位于电解槽21外，空气泵22通过气管28连接空气输入口201，气管28上设置有阀门29，该AC/DC电源23位于电解槽21外并与各个阳极25和各个阴极26导通连接。所述阳极25为钌铱钛基电极，对于含有大量氯离子的渗滤液而言，钌铱钛基电极在电解过程中槽电压高，有利于渗滤液中氯离子的氧化产生间接氧化作用，钌铱钛基电极涂层各组分的占比为：钌元素与铱元素的摩尔比为3～7，电极的Ru-IrO2涂层厚度为5～10μm。所述阴极26为气凝胶石墨烯电极，应用于电芬顿体系中，可以克服H2O2产率不高、电流效率较低等问题。所述活性炭填料27为负载Fe-Fe3O4/g-C3N4的活性炭填料，各组分的占比为Fe：Fe3O4：g-C3N4＝32～38：50～54：9～13，提高反应体系的氧化效率。所述活性炭填料27为2～5mm的活性炭颗粒，在活性炭颗粒上负载Fe和Fe3O4掺杂的g-C3N4作为催化剂，催化剂以50～200nm的不规则形状微粒均匀分散在活性炭表面。
该一级A/O反应池30的输入口连通高级氧化反应器20的输出口，该二级A/O反应池40的输入口连通一级A/O反应池30的输出口。
本发明还公开了一种用于垃圾渗滤液处理的方法，采用前述一种用于垃圾渗滤液处理的***，包括有以下步骤：
(1)垃圾渗滤液流经渗滤液浓缩装置10，提高渗滤液中氯离子的浓度,经过膜过滤的清水直接排放。所述渗滤液浓缩装置10所产生的浓缩液中氯离子浓度大于3000mg/L，根据需要浓缩氯离子的倍数，将渗滤液通过渗滤液浓缩装置10，采用单级DTRO时，施加的压力范围为4.5～6.5Mpa；采用卷式RO与DTRO组合时，卷式RO施加的压力范围为2.0～3.0Mpa，DTRO施加的压力范围为4.5～6.5Mpa。
(2)经过渗滤液浓缩装置10截留的浓缩液进入高级氧化反应器20中，进行高级氧化反应，为后续的生化反应进行预处理。
(3)经过高级氧化处理后的浓缩液流入一级A/O反应池30中，进行反硝化/硝化反应。所述高级氧化所采用的方法为类Fenton法，为保证羟基自由基和有效氯的产生效率，类Fenton中的电解条件为pH范围为3～5；电流密度范围为50～300A/m2；电解时间范围为30～300min，电压范围为20V～60V，曝气量范围为0.05～0.20m3/h。
(4)经过一级A/O反应后的污水，再流入到二级A/O反应池40中，从而进一步的除氨氮和有机物，即可使出水达标排放。生化降解处理时间是直至垃圾渗滤液中的COD含量低于100mg/L，氨氮降至25mg/L。
下面将以两个具体的事例对本发明做进一步说明：
实施例一：
采用本发明处理某垃圾填埋场的垃圾渗滤液：
广州某厂垃圾渗滤液300m3/d，COD 2750mg/L，氨氮185mg/L，pH 8.75，总氮283mg/L，氯离子3290mg/L；将收集的垃圾渗滤液导入渗滤液浓缩装置10，通过一级DTRO***，控制施加压力为5.0MPa，使垃圾渗滤液中氯离子浓度升至6360mg/L。
将垃圾渗滤液导入至高级氧化反应器20中进行电芬顿氧化处理，利用空气泵22不断鼓入空气，控制空气流量为0.08m3/h。调节pH至4，控制电流密度为80A/m2，电压为40V，电解60min,直至渗滤液中COD降至367mg/L，氨氮降至48.5mg/L；并将生成的氯气(未参与氧化部分)通过气体管道导入至排水中进行消毒处理。
将垃圾渗滤液导入至两级A/O反应池中进行生化降解处理，直至渗滤液中COD降至80mg/L，氨氮降至12mg/L，总氮降至30mg/L，出水排放，水质达到《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)》的表二标准。进水及各流程出水水质情况如下表所示:
Figure GDA0003212652650000081
实施例二：
采用本发明处理某垃圾填埋场的垃圾渗滤液：
深圳某厂垃圾渗滤液200m3/d，COD 1300mg/L，氨氮170mg/L，pH 7.85，总氮340mg/L，氯离子2890mg/L；将收集的垃圾渗滤液导入渗滤液浓缩装置10，通过一级DTRO***，控制施加压力为4.5MPa，使垃圾渗滤液中氯离子浓度升至5030mg/L。
将垃圾渗滤液导入至高级氧化反应器20中进行电芬顿氧化处理，利用空气泵22不断鼓入空气，控制空气流量为0.10m3/h。调节pH至4，控制电流密度为120A/m2，电压为50V，电解60min,直至渗滤液中COD降至438mg/L，氨氮降至65mg/L；并将生成的氯气通过气体管道导入至排水中进行消毒处理。
将垃圾渗滤液导入至两级A/O反应池中进行生化降解处理，直至渗滤液中COD降至60.5mg/L，氨氮降至13mg/L，总氮降至25mg/L，出水排放，水质达到《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)》的表二标准。进水及各流程出水水质情况如下表所示：
Figure GDA0003212652650000091
本发明的设计重点是：本发明中渗滤液浓缩装置可以提高渗滤液中氯离子的浓度，可显著提高后续电解处理的效率，高级氧化反应器可以对经浓缩过的污水进行处理，提高污水的可生化性，从而有效提高A/O反应***对污水的处理效果，该方法及***具有高效富集垃圾渗滤液中的氯离子，并有效利用电解产生的有效氯和羟基自由基处理污水等优势，将垃圾渗滤液中的有机物、氨氮含量降至最低，达到排放标准，而且不会造成二次污染，未来必将有更广阔的应用前景。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于垃圾渗滤液处理的***，其特征在于：包括有渗滤液浓缩装置、高级氧化反应器、一级A/O反应池以及二级A/O反应池；该高级氧化反应器的输入口连通渗滤液浓缩装置的浓缩液输出口，该一级A/O反应池的输入口连通高级氧化反应器的输出口，该二级A/O反应池的输入口连通一级A/O反应池的输出口，所述高级氧化反应器包括有容器本体、空气泵和AC/DC电源；该容器本体中设置有布气板、多个阳极和多个阴极，该布气板悬设于容器本体内，该多个阳极和多个阴极间隔交错并排设置在容器本体中，多个阳极和多个阴极均位于布气板的上方，相邻的阳极和阴极之间设置有活性炭填料，该容器本体的底部设置有空气输入口，空气输入口位于布气板的下方；该空气泵位于容器本体外，空气泵通过气管连接空气输入口，气管上设置有阀门，该AC/DC电源位于电解槽外并与各个阳极和各个阴极导通连接，所述活性炭填料为负载Fe-Fe3O4/g-C3N4的活性炭填料，各组分的占比为Fe：Fe3O4：g-C3N4＝32～38：50～54：9～13。
2.如权利要求1所述的一种用于垃圾渗滤液处理的***，其特征在于：所述渗滤液浓缩装置的构成为卷式RO膜和DTRO膜组件。
3.如权利要求1所述的一种用于垃圾渗滤液处理的***，其特征在于：所述阳极为钌铱钛基电极，钌铱钛基电极涂层各组分的占比为：钌元素与铱元素的摩尔比为3～7，电极的Ru-IrO2涂层厚度为5～10μm。
4.如权利要求1所述的一种用于垃圾渗滤液处理的***，其特征在于：所述阴极为气凝胶石墨烯电极。
5.如权利要求1所述的一种用于垃圾渗滤液处理的***，其特征在于：所述活性炭填料为2～5mm的活性炭颗粒，在活性炭颗粒上负载Fe和Fe3O4掺杂的g-C3N4作为催化剂，催化剂以50～200nm的不规则形状微粒均匀分散在活性炭表面。
6.一种用于垃圾渗滤液处理的方法，其特征在于：采用如权利要求1-4任一项所述的一种用于垃圾渗滤液处理的***，包括有以下步骤：
(1)垃圾渗滤液流经渗滤液浓缩装置，提高渗滤液中氯离子的浓度,经过膜过滤的清水直接排放；
(2)经过渗滤液浓缩装置截留的浓缩液进入高级氧化反应器中，进行高级氧化反应，为后续的生化反应进行预处理；
(3)经过高级氧化处理后的浓缩液流入一级A/O反应池中，进行反硝化/硝化反应；
(4)经过一级A/O反应后的污水，再流入到二级A/O反应池中，从而进一步的除氨氮和有机物，即可使出水达标排放。
7.如权利要求6所述的一种用于垃圾渗滤液处理的方法，其特征在于：所述渗滤液浓缩装置所产生的浓缩液中氯离子浓度大于3000mg/L，根据需要浓缩氯离子的倍数，将渗滤液通过渗滤液浓缩装置，采用单级DTRO时，施加的压力范围为4.5～6.5Mpa；采用卷式RO与DTRO组合时，卷式RO施加的压力范围为2.0～3.0Mpa，DTRO施加的压力范围为4.5～6.5Mpa。
8.如权利要求6所述的一种用于垃圾渗滤液处理的方法，其特征在于：所述高级氧化所采用的方法为类Fenton法，为保证羟基自由基和有效氯的产生效率，类Fenton中的电解条件为pH范围为3～5；电流密度范围为50～300A/m2；电解时间范围为30～300min，电压范围为20V～60V，曝气量范围为0.05～0.20m3/h。
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