公布日：2023.02.28
申請日：2022.11.25
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F11/122(2019.01)I;C02F11/127(2019.01)I;C02F103/06(2023.01)N;C02F1/461(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F3/
12(2023.01)N;C02F1/467(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/58(2023.01)N;C02F1/28(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種老齡垃圾滲濾液深度處理系統(tǒng)及方法。系統(tǒng)的微電解反應(yīng)裝置、Fenton反應(yīng)裝置、沉淀池、生化脫氮裝置、電氧化裝置、余氯去除裝置依次連接；步驟包括：S1、垃圾滲濾液的生化出水先調(diào)酸后進(jìn)入微電解反應(yīng)器（4）中；S2、Fenton反應(yīng)后加堿回調(diào)pH后進(jìn)入沉淀池，沉淀池的出水進(jìn)入生化脫氮裝置；S3、經(jīng)過生化脫氮處理，去除水中的硝酸鹽氮和氨氮，通過MBR膜分離后得到脫氮產(chǎn)水；S4、將脫氮產(chǎn)水進(jìn)行電氧化處理得到電氧化產(chǎn)水，經(jīng)過余氯去除后，得到最終的排放水；S5、余氯去除裝置產(chǎn)生的污泥經(jīng)過第二脫水機(jī)處理后，清液進(jìn)入產(chǎn)水池，脫水污泥進(jìn)入回收裝置。本發(fā)明系統(tǒng)無濃縮液產(chǎn)生，運(yùn)行成本較低、產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定，出水水質(zhì)中各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足GB16889-2008中表2的標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求書
1.一種老齡垃圾滲濾液深度處理系統(tǒng)，其特征是包括微電解反應(yīng)裝置、Fenton反應(yīng)裝置、加藥裝置、沉淀池、第一脫水機(jī)、生化脫氮裝置、電氧化裝置、余氯去除裝置、第二脫水機(jī)、回收裝置；微電解反應(yīng)裝置、Fenton反應(yīng)裝置、沉淀池、生化脫氮裝置、電氧化裝置、余氯去除裝置依次連接；所述微電解反應(yīng)裝置包括調(diào)酸池（1）、微電解反應(yīng)器（4）；所述調(diào)酸池（1）、微電解反應(yīng)器（4）之間的管道上設(shè)置提升泵（2）、流量計(jì)（3）；所述Fenton反應(yīng)裝置Fenton反應(yīng)器（10）；所述Fenton反應(yīng)器（10）采用內(nèi)外桶結(jié)構(gòu)，內(nèi)桶安裝第一攪拌機(jī)（8）和雙氧水加藥管（9），外桶安裝催化劑支撐層（18）和分離器（17）；所述外桶底部連接第一鼓風(fēng)機(jī)（7）；所述沉淀池反應(yīng)區(qū)（13）、沉淀區(qū)（14）；所述反應(yīng)區(qū)（13）內(nèi)設(shè)置第二攪拌機(jī)（12）、堿加藥管（11）；沉淀區(qū)（14）的上部設(shè)置斜管，底部設(shè)置污泥泥斗（15）和刮泥機(jī)；所述生化脫氮裝置包括生化反應(yīng)池和MBR膜反應(yīng)器；所述生化反應(yīng)池包括第一反硝化池（22）、硝化池（23）、第二反硝化池（24）；所述MBR膜反應(yīng)器包括MBR膜箱（28）、膜組件（30）；所述第二反硝化池（24）底部通過MBR進(jìn)水泵（27）連接MBR膜箱（28），MBR膜箱（28）連接第三鼓風(fēng)機(jī)（29），MBR膜箱（28）底部連接污泥回流泵（31），膜組件（30）上部連接MBR產(chǎn)水泵（32）、MBR產(chǎn)水箱（33）；所述電氧化裝置包括電解槽、電源，所述電解槽通過抽氣風(fēng)機(jī)（50）連接噴淋塔（51），所述噴淋塔（51）下部設(shè)置堿液水箱（52）；所述余氯去除裝置包括余氯反應(yīng)器（64）、污泥罐（65）、過濾裝置（66）、產(chǎn)水池（67）、板框壓濾機(jī)（69）。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種老齡垃圾滲濾液深度處理系統(tǒng)，其特征是所述微電解反應(yīng)器（4）內(nèi)安裝填料承托層（6），填料承托層（6）上填裝填料（5），所述填料（5）采用高溫?zé)Y(jié)鐵碳微電解填料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種老齡垃圾滲濾液深度處理系統(tǒng)，其特征是所述外桶上部設(shè)置溢流堰，溢流堰為環(huán)形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種老齡垃圾滲濾液深度處理系統(tǒng)，其特征是所述膜組件（30）采用中空纖維膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種老齡垃圾滲濾液深度處理系統(tǒng)，其特征是所述電解槽包括第一電解槽（45）、第二電解槽（46）、第三電解槽（47）；電解槽采用分級處理，第一電解槽（45）作為第一級電解，第一電源（42）連接第一電解槽（45），電流密度為400~600A/m2，陽極板采用鈦涂層釕銥系電極；第二電解槽（46）作為第二級電解，第二電源（43）連接第二電解槽（46），電流密度為200~400A/m2，陽極板采用鈦涂層釕銥系電極或鈦涂層PbO2電極；第三電解槽（47）作為第三級電解，第三電源（44）連接第三電解槽（47），電流密度為100~200A/m2，陽極板采用鈦涂層釕銥系電極或鈦涂層PbO2電極或BDD電極。
6.一種老齡垃圾滲濾液深度處理方法，其特征是采用微電解-Fenton+生化脫氮+電氧化對垃圾滲濾液進(jìn)行深度處理，步驟包括：S1、垃圾滲濾液的生化出水先調(diào)酸后進(jìn)入微電解反應(yīng)器（4）中，去除水中的COD和色度，同時(shí)提高B/C以及提供Fenton反應(yīng)的亞鐵離子；S2、微電解處理后繼續(xù)進(jìn)行Fenton反應(yīng)，Fenton反應(yīng)后加堿回調(diào)pH后進(jìn)入沉淀池，沉淀池的出水進(jìn)入生化脫氮裝置，污泥進(jìn)入第一脫水機(jī)，脫水后的清液進(jìn)入生化脫氮裝置，脫水后的污泥進(jìn)入回收裝置；S3、沉淀池出水經(jīng)過生化脫氮處理，去除水中的硝酸鹽氮和氨氮，通過MBR膜分離后得到脫氮產(chǎn)水；S4、將脫氮產(chǎn)水進(jìn)行電氧化處理得到電氧化產(chǎn)水，電氧化產(chǎn)水經(jīng)過余氯去除后，得到最終的排放水，排放水進(jìn)入產(chǎn)水池儲存；S5、余氯去除裝置產(chǎn)生的污泥經(jīng)過第二脫水機(jī)處理后，清液進(jìn)入產(chǎn)水池，脫水污泥進(jìn)入回收裝置，與沉淀池脫水污泥一起回收制取Fenton催化劑，催化劑進(jìn)入Fenton反應(yīng)裝置回用。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種老齡垃圾滲濾液深度處理方法，其特征是所述步驟S2中Fenton反應(yīng)后加堿回調(diào)pH為7.0~7.5；所述第一脫水機(jī)采用板框壓濾機(jī)或離心機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種老齡垃圾滲濾液深度處理方法，其特征是所述步驟S3中生化脫氮采用A/O/A工藝。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種老齡垃圾滲濾液深度處理方法，其特征是所述步驟S4中電氧化采用連續(xù)電解方式，設(shè)置三級電氧化處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種老齡垃圾滲濾液深度處理方法，其特征是所述步驟S4中電氧化產(chǎn)水采用粉末活性炭去除余氯。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足提供一種老齡垃圾滲濾液深度處理系統(tǒng)及方法，解決垃圾滲濾液濃縮液難以處理的問題，降低運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的處理效果和出水水質(zhì)。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種老齡垃圾滲濾液深度處理系統(tǒng)，包括微電解反應(yīng)裝置、Fenton反應(yīng)裝置、加藥裝置、沉淀池、第一脫水機(jī)、生化脫氮裝置、電氧化裝置、余氯去除裝置、第二脫水機(jī)、回收裝置；微電解反應(yīng)裝置、Fenton反應(yīng)裝置、沉淀池、生化脫氮裝置、電氧化裝置、余氯去除裝置依次連接；所述微電解反應(yīng)裝置包括調(diào)酸池、微電解反應(yīng)器；所述調(diào)酸池、微電解反應(yīng)器之間的管道上設(shè)置提升泵、流量計(jì)；所述Fenton反應(yīng)裝置Fenton反應(yīng)器；所述Fenton反應(yīng)器采用內(nèi)外桶結(jié)構(gòu)，內(nèi)桶安裝第一攪拌機(jī)和雙氧水加藥管，外桶安裝催化劑支撐層和分離器；所述外桶底部連接第一鼓風(fēng)機(jī)；所述沉淀池反應(yīng)區(qū)、沉淀區(qū)；所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)置第二攪拌機(jī)、堿加藥管；沉淀區(qū)的上部設(shè)置斜管，底部設(shè)置污泥泥斗和刮泥機(jī)；所述生化脫氮裝置包括生化反應(yīng)池和MBR膜反應(yīng)器；所述生化反應(yīng)池包括第一反硝化池、硝化池、第二反硝化池；所述MBR膜反應(yīng)器包括MBR膜箱、膜組件；所述第二反硝化池底部通過MBR進(jìn)水泵連接MBR膜箱，MBR膜箱連接第三鼓風(fēng)機(jī)，MBR膜箱底部連接污泥回流泵，膜組件上部連接MBR產(chǎn)水泵、MBR產(chǎn)水箱；所述電氧化裝置包括電解槽、電源，所述電解槽通過抽氣風(fēng)機(jī)連接噴淋塔，所述噴淋塔下部設(shè)置堿液水箱；所述余氯去除裝置包括余氯反應(yīng)器、污泥罐、過濾裝置、產(chǎn)水池、板框壓濾機(jī)。
所述微電解反應(yīng)器內(nèi)安裝填料承托層，填料承托層上填裝填料，所述填料采用高溫?zé)Y(jié)鐵碳微電解填料。
所述外桶上部設(shè)置溢流堰，溢流堰為環(huán)形。
所述膜組件采用中空纖維膜。
所述電解槽包括第一電解槽、第二電解槽、第三電解槽；電解槽采用分級處理，第一電解槽作為第一級電解，第一電源連接第一電解槽，電流密度為400~600A/m2，陽極板采用鈦涂層釕銥系電極；第二電解槽作為第二級電解，第二電源連接第二電解槽，電流密度為200~400A/m2，陽極板采用鈦涂層釕銥系電極或鈦涂層PbO2電極；第三電解槽作為第三級電解，第三電源連接第三電解槽，電流密度為100~200A/m2，陽極板采用鈦涂層釕銥系電極或鈦涂層PbO2電極或BDD電極。
一種老齡垃圾滲濾液深度處理方法，采用微電解-Fenton+生化脫氮+電氧化對垃圾滲濾液進(jìn)行深度處理，步驟包括：S1、垃圾滲濾液的生化出水先調(diào)酸后進(jìn)入微電解反應(yīng)器（4）中，去除水中的COD和色度，同時(shí)提高B/C以及提供Fenton反應(yīng)的亞鐵離子；S2、微電解處理后繼續(xù)進(jìn)行Fenton反應(yīng)，Fenton反應(yīng)后加堿回調(diào)pH后進(jìn)入沉淀池，沉淀池的出水進(jìn)入生化脫氮裝置，污泥進(jìn)入第一脫水機(jī)，脫水后的清液進(jìn)入生化脫氮裝置，脫水后的污泥進(jìn)入回收裝置；S3、沉淀池出水經(jīng)過生化脫氮處理，去除水中的硝酸鹽氮和氨氮，通過MBR膜分離后得到脫氮產(chǎn)水；S4、將脫氮產(chǎn)水進(jìn)行電氧化處理得到電氧化產(chǎn)水，電氧化產(chǎn)水經(jīng)過余氯去除后，得到最終的排放水，排放水進(jìn)入產(chǎn)水池儲存；S5、余氯去除裝置產(chǎn)生的污泥經(jīng)過第二脫水機(jī)處理后，清液進(jìn)入產(chǎn)水池，脫水污泥進(jìn)入回收裝置，與沉淀池脫水污泥一起回收制取Fenton催化劑，催化劑進(jìn)入Fenton反應(yīng)裝置回用。
所述步驟S2中Fenton反應(yīng)后加堿回調(diào)pH為7.0~7.5；所述第一脫水機(jī)采用板框壓濾機(jī)或離心機(jī)。
所述步驟S3中生化脫氮采用A/O/A工藝。
所述步驟S4中電氧化采用連續(xù)電解方式，設(shè)置三級電氧化處理。
所述步驟S4中電氧化產(chǎn)水采用粉末活性炭去除余氯。
本發(fā)明采用的技術(shù)原理如下。
1.采用鐵碳微電解和Fenton耦合的處理工藝，提高滲濾液中難降解有機(jī)物的可生化性，同時(shí)利用鐵離子的沉淀作用去除滲濾液中的總磷。在本工藝中，利用鐵碳微電解產(chǎn)生的亞鐵離子作為Fenton反應(yīng)的催化劑，同時(shí)利用回收裝置將鐵碳微電解產(chǎn)生的鐵泥和使用過的活性炭作為原料制取Fenton反應(yīng)的固相催化劑，可以減少二次污染物，降低運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)性。
2.針對滲濾液中C/N失衡導(dǎo)致碳源缺乏的問題，一方面利用鐵碳微電解和Fenton耦合工藝提高的可生化性提供生化脫氮的碳源，另一方面采用了A/O/A工藝提高碳源的利用效率。在A/O/A脫氮工藝中，在第一個(gè)A池中利用鐵碳微電解和Fenton耦合工藝改善生化性所提供的碳源進(jìn)行反硝化作用，進(jìn)一步降低滲濾液中的COD；在O池中，將滲濾液生化出水中少量的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮后進(jìn)入第二個(gè)A池；在第二個(gè)A池中，滲濾液中的總氮幾乎都以硝酸鹽氮或亞硝酸鹽氮存在，通過投加碳源進(jìn)行反硝化，同時(shí)通過對第二個(gè)A池分區(qū)設(shè)置來提高脫氮效果和碳源利用效率。
3.經(jīng)過生化脫氮處理后，滲濾液中未達(dá)標(biāo)的污染物主要為COD，在電氧化處理中污染物隨著電解時(shí)間而逐漸降低，為了提高電氧化的電流效率，本發(fā)明采用多級電解，根據(jù)污染物的衰減設(shè)置不同的電流密度，第一級采用400~600A/m2的電流密度，第二級采用200~400A/m2，第三級采用100~200A/m2，可以有效的降低運(yùn)行能耗，提高經(jīng)濟(jì)性。
4.電氧化產(chǎn)水中含有濃度較高的余氯，對環(huán)境會造成不利影響，本發(fā)明采用粉末活性炭去除產(chǎn)水中的余氯，同時(shí)將使用后的活性炭回收制取Fenton催化劑，提高資源利用率，減少二次污染物，進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)性。
5.本發(fā)明的回收裝置包括混合、造粒、干燥、高溫?zé)Y(jié)等過程，首先將活性炭和鐵泥進(jìn)行混合，混合后通過造粒機(jī)將其做成顆粒狀，在干燥機(jī)中進(jìn)行干燥后，進(jìn)入煅燒爐中進(jìn)行燒結(jié)，煅燒時(shí)用惰性氣體作保護(hù)氣，燒結(jié)溫度為500~600℃，利用活性炭還原鐵泥中的三價(jià)鐵，得到催化劑產(chǎn)品，催化劑主要成分為四氧化三鐵和活性炭。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下。
本發(fā)明利用微電解-Fenton耦合工藝作為生化脫氮的預(yù)處理工藝，去除水中的難降解有機(jī)物和色度，同時(shí)提高水中的B/C，減少碳源的投加量，生化脫氮采用A/O/A工藝，可以有效的提高碳源利用率和脫氮效率。電氧化工藝可以有效的去除水中的COD、色度和氨氮，保證出水水質(zhì)。
本發(fā)明工藝所采用的處理系統(tǒng)無濃縮液產(chǎn)生，處理效果穩(wěn)定、運(yùn)行成本較低、產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定，出水水質(zhì)中各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)中表2的標(biāo)準(zhǔn)，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
（發(fā)明人：蔣穩(wěn);王磊;李凱;李武;張璐）
