申请日2019.03.26
公开(公告)日2019.05.28
IPC分类号C02F1/463; C02F1/467; C02F103/06; C02F101/16; C02F101/30; C02F101/12
摘要
本发明公开了一种处理垃圾渗滤液反渗透浓缩液的方法。该方法集成了电化学絮凝、电Fenton、化学氧化及化学脱氯过程，以实现反渗透浓缩液的总氮和COD的同时高效去除。相比于传统的依赖于BDD阳极或DSA电极的电化学氧化过程，本发明的方法无需昂贵的BDD阳极或DSA电极，从而降低工艺的构建成本。基于本发明的方法，本发明还提供了一种集成反应器，适合于反渗透浓缩液中的总氮和COD的去除，同时出水无有效氯积累环境风险低。该反应器操作简单，运行稳定，适合于在实际工程上进行推广。
权利要求书
1.一种处理垃圾渗滤液反渗透浓缩液中污染物的方法，其特征在于，在同一体系中，通过电絮凝过程产生的铁絮体实现反渗透浓缩液中大分子难降解有机物的去除，在絮凝反应结束后，通过加入过氧化氢，与电絮凝过程的还原态铁引发电Fenton反应，实现COD的进一步去除，电化学反应器出水的氨氮通过脱氨反应器中的次氯酸钙填料氧化为氮气去除，最终脱氨反应器出水中的有效氯在脱氯反应器过程中铁屑填料的作用下分解成氯离子以实现有效氯的去除，所述污染物指总氮和COD，所述同一体系指在一个完整的运行周期下的整个工艺体系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以成本低廉的铁板作为电化学反应器的阳极材料。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以稳定性好、可长期运行的铁板、铜板、锌板作为电化学反应器的阴极材料。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以成本低廉的次氯酸钙作为脱氨反应器的脱氮填料。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以成本低廉的废弃铁屑作为脱氯反应器的脱氯填料。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以成本低廉的沸石作为脱氨反应器和脱氯反应器的其他辅助填料。
7.一种处理反渗透浓缩液的反应器，其特征在于，包括：
可同时实现电絮凝和电Fenton的电化学反应器，放置脱氨填料和辅助填料的脱氨反应器和放置脱氯填料和辅助填料的脱氯反应器。
8.根据权利要求7所述的反应器，其特征在于，可同时实现电絮凝和电Fenton的电化学反应器在实现电Fenton过程时需要由连接的过氧化氢储罐以设定的流量注入过氧化氢。
9.根据权利要求7所述的反应器，其特征在于，所述可同时实现电絮凝和电Fenton的电化学反应器的运行方式包括：
水流首先通过进水口进入反应器后，关闭进水口，之后接通电源启动电化学系统，运行电絮凝过程，在经过设定时间后，打开过氧化氢储罐，执行电Fenton过程，电化学反应结束后，关闭电源，静止沉淀，沉淀由下端的排泥口排除，上清液由出水口排出进入脱氨反应器，随后流入脱氯反应器，处理后由脱氯床反应器的出水口排出。
10.根据权利要求7所述的反应器，其特征在于，所述脱氨反应器的填料为次氯酸钙和沸石，所述脱氯反应器的填料为废弃铁屑和沸石，所述辅助填料为沸石。
说明书
一种处理垃圾渗滤液反渗透浓缩液的反应器和方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种处理垃圾渗滤液反渗透浓缩液的方法及反应器。
背景技术
垃圾渗滤液是城市固体废物在填埋过程中经自身有机质分解、雨水淋滤等过程形成的一种高浓度有机废水，组分复杂，含有高的总氮和COD浓度。目前由于高的效果-能耗比，微生物工艺如膜生物反应器(MBR)通常用于垃圾渗滤液原液的处理。然而，由于垃圾渗滤液组分的复杂性，通过单纯的微生物处理工艺难以实现垃圾渗滤液的达标排放。经过膜生物反应器的垃圾渗滤液生化出水仍具有高的总氮和COD浓度，因此，目前在中国超过90%的垃圾填埋场在垃圾渗滤液处置过程中，在膜生物反应器出水后端连接反渗透工艺，从反渗透工艺获得的反渗透出水，可达到垃圾渗滤液的进入市政污水管网的排入标准，从而可经过市政污水管网汇集后集中处理。然而，在垃圾渗滤液生化出水的反渗透处理过程中处理反渗透出水外，还会产生浓度更高，更具有危害性的反渗透浓缩液。目前针对反渗透浓缩液主要是将其继续回填至垃圾填埋场，因此，长期运行势必诱发更加严重的环境危害。因此，对于反渗透浓缩液的高效处理对于实现垃圾渗滤液的无害化处置至关重要。
目前以被证实，电化学技术在处理反渗透浓缩液方面具有可行性，并且由于其稳定性，易操作和环境适应性强等特征，被认为是最有潜力实现产业化的技术。过去，Fernandes等应用硼掺杂金刚石电极(BDD)处理反渗透浓缩液，获得了71%的氨氮和65%的COD去除率。此外，在Weng等的报道中，应用DSA阳极实现了59.35%的COD去除率。
然而，过去的研究报道具有一个共同特征，即需要依赖价格昂贵的BDD电极或DSA电极实现高效的污染物去除效果。然而，存在两方面的问题，一方面，从成本角度上看，BDD电极和DSA电极的成本极其昂贵尤其是BDD电极，因此势必产生高的建设成本，此外，有机质存在条件下易发生电极钝化从而导致长期运行效果的下降;第二方面，无论是BDD电极还是DSA电极都会显著的诱发高浓度有效氯副产物的形成，该物质具有高的急性细胞毒性，因此，排放过程会对下游接受生态造成严重的风险。
因此，开发一个方法，即可替代BDD电极或DSA电极的使用，又可消除出水的有效氯，对于实现反渗透浓缩液的深度、低成本且无害化处理具有重要意义。
发明内容
本发明第一方面的目的在于提供一种处理垃圾渗滤液反渗透浓缩液的集成式反应器，以解决现有电化学技术在一个反应器中实现垃圾渗滤液反渗透浓缩液中COD和总氮去除效率低的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
一种处理垃圾渗滤液反渗透浓缩液中污染物的方法，其特征在于，在同一体系中，通过电絮凝过程产生的铁絮体快速实现反渗透浓缩液中大分子难降解有机物的去除，在絮凝反应结束后，通过加入过氧化氢，与电絮凝过程的还原态铁引发Fenton反应，实现COD的进一步去除，电化学反应器出水的氨氮通过脱氨反应器中的次氯酸钙填料氧化为氮气去除，最终脱氨反应器出水中的有效氯在脱氯反应器过程中铁屑填料的作用下分解成氯离子以实现有效氯的去除。
可选的，所述阴极可采用铁、铝或铜作为电极材料。
相应的，本发明还提供一种处理垃圾渗滤液反渗透浓缩液的反应器，包括：
可同时实现电絮凝和电Fenton的电化学反应器，放置脱氨填料和辅助填料的脱氨反应器和放置脱氯填料和辅助填料的脱氯反应器。
水流首先通过进水口进入反应器后，关闭进水口，之后接通电源启动电化学系统，运行电絮凝过程，在经过设定时间后，打开过氧化氢储罐，执行电Fenton过程，电化学反应结束后，关闭电源，静止沉淀，沉淀由下端的排泥口排除，上清液由出水口排出进入脱氨反应器，随后流入脱氯反应器，处理后由脱氯床反应器的出水口排出。
一种处理垃圾渗滤液反渗透浓缩液的反应器，其特征在于，所述脱氨反应器的填料为次氯酸钙和沸石。
一种处理垃圾渗滤液反渗透浓缩液的反应器，其特征在于，所述脱氯反应器的填料为废弃铁屑和沸石。
一种处理垃圾渗滤液反渗透浓缩液的反应器，其特征在于，所述辅助填料为沸石。
本发明具有如下有益效果：本发明提供一种处理垃圾渗滤液反渗透浓缩液的方法，可在不使用价格昂贵的BDD电极或DSA电极的条件下，同时实现垃圾渗滤液反渗透浓缩液中TN和COD的去除。
本发明还提供一种处理垃圾渗滤液反渗透浓缩液的反应器，包括可同时实现电絮凝和电Fenton的电化学反应器，放置脱氨填料和辅助填料的脱氨反应器和放置脱氯填料和辅助填料的脱氯反应器。与现有技术相比，本发明可在不使用昂贵的BDD电极或DSA电极的条件下，实现反渗透浓缩液中COD和总氮的高效去除，降低了工艺的建设成本，缓解后续处理的压力。其次，本发明可有效去除剩余的有效氯，减轻出水毒性。该处理垃圾渗滤液反渗透浓缩液的反应器操作方便，自动化程度高。
