公布日：2023.02.28
申请日：2022.11.25
分类号：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
本发明公开了一种老龄垃圾渗滤液深度处理系统及方法。系统的微电解反应装置、Fenton反应装置、沉淀池、生化脱氮装置、电氧化装置、余氯去除装置依次连接；步骤包括：S1、垃圾渗滤液的生化出水先调酸后进入微电解反应器（4）中；S2、Fenton反应后加碱回调pH后进入沉淀池，沉淀池的出水进入生化脱氮装置；S3、经过生化脱氮处理，去除水中的硝酸盐氮和氨氮，通过MBR膜分离后得到脱氮产水；S4、将脱氮产水进行电氧化处理得到电氧化产水，经过余氯去除后，得到最终的排放水；S5、余氯去除装置产生的污泥经过第二脱水机处理后，清液进入产水池，脱水污泥进入回收装置。本发明系统无浓缩液产生，运行成本较低、产水水质稳定，出水水质中各项指标均能满足GB16889-2008中表2的标准。
权利要求书
1.一种老龄垃圾渗滤液深度处理系统，其特征是包括微电解反应装置、Fenton反应装置、加药装置、沉淀池、第一脱水机、生化脱氮装置、电氧化装置、余氯去除装置、第二脱水机、回收装置；微电解反应装置、Fenton反应装置、沉淀池、生化脱氮装置、电氧化装置、余氯去除装置依次连接；所述微电解反应装置包括调酸池（1）、微电解反应器（4）；所述调酸池（1）、微电解反应器（4）之间的管道上设置提升泵（2）、流量计（3）；所述Fenton反应装置Fenton反应器（10）；所述Fenton反应器（10）采用内外桶结构，内桶安装第一搅拌机（8）和双氧水加药管（9），外桶安装催化剂支撑层（18）和分离器（17）；所述外桶底部连接第一鼓风机（7）；所述沉淀池反应区（13）、沉淀区（14）；所述反应区（13）内设置第二搅拌机（12）、碱加药管（11）；沉淀区（14）的上部设置斜管，底部设置污泥泥斗（15）和刮泥机；所述生化脱氮装置包括生化反应池和MBR膜反应器；所述生化反应池包括第一反硝化池（22）、硝化池（23）、第二反硝化池（24）；所述MBR膜反应器包括MBR膜箱（28）、膜组件（30）；所述第二反硝化池（24）底部通过MBR进水泵（27）连接MBR膜箱（28），MBR膜箱（28）连接第三鼓风机（29），MBR膜箱（28）底部连接污泥回流泵（31），膜组件（30）上部连接MBR产水泵（32）、MBR产水箱（33）；所述电氧化装置包括电解槽、电源，所述电解槽通过抽气风机（50）连接喷淋塔（51），所述喷淋塔（51）下部设置碱液水箱（52）；所述余氯去除装置包括余氯反应器（64）、污泥罐（65）、过滤装置（66）、产水池（67）、板框压滤机（69）。
2.根据权利要求1所述的一种老龄垃圾渗滤液深度处理系统，其特征是所述微电解反应器（4）内安装填料承托层（6），填料承托层（6）上填装填料（5），所述填料（5）采用高温烧结铁碳微电解填料。
3.根据权利要求1所述的一种老龄垃圾渗滤液深度处理系统，其特征是所述外桶上部设置溢流堰，溢流堰为环形。
4.根据权利要求1所述的一种老龄垃圾渗滤液深度处理系统，其特征是所述膜组件（30）采用中空纤维膜。
5.根据权利要求1所述的一种老龄垃圾渗滤液深度处理系统，其特征是所述电解槽包括第一电解槽（45）、第二电解槽（46）、第三电解槽（47）；电解槽采用分级处理，第一电解槽（45）作为第一级电解，第一电源（42）连接第一电解槽（45），电流密度为400~600A/m2，阳极板采用钛涂层钌铱系电极；第二电解槽（46）作为第二级电解，第二电源（43）连接第二电解槽（46），电流密度为200~400A/m2，阳极板采用钛涂层钌铱系电极或钛涂层PbO2电极；第三电解槽（47）作为第三级电解，第三电源（44）连接第三电解槽（47），电流密度为100~200A/m2，阳极板采用钛涂层钌铱系电极或钛涂层PbO2电极或BDD电极。
6.一种老龄垃圾渗滤液深度处理方法，其特征是采用微电解-Fenton+生化脱氮+电氧化对垃圾渗滤液进行深度处理，步骤包括：S1、垃圾渗滤液的生化出水先调酸后进入微电解反应器（4）中，去除水中的COD和色度，同时提高B/C以及提供Fenton反应的亚铁离子；S2、微电解处理后继续进行Fenton反应，Fenton反应后加碱回调pH后进入沉淀池，沉淀池的出水进入生化脱氮装置，污泥进入第一脱水机，脱水后的清液进入生化脱氮装置，脱水后的污泥进入回收装置；S3、沉淀池出水经过生化脱氮处理，去除水中的硝酸盐氮和氨氮，通过MBR膜分离后得到脱氮产水；S4、将脱氮产水进行电氧化处理得到电氧化产水，电氧化产水经过余氯去除后，得到最终的排放水，排放水进入产水池储存；S5、余氯去除装置产生的污泥经过第二脱水机处理后，清液进入产水池，脱水污泥进入回收装置，与沉淀池脱水污泥一起回收制取Fenton催化剂，催化剂进入Fenton反应装置回用。
7.根据权利要求6所述的一种老龄垃圾渗滤液深度处理方法，其特征是所述步骤S2中Fenton反应后加碱回调pH为7.0~7.5；所述第一脱水机采用板框压滤机或离心机。
8.根据权利要求6所述的一种老龄垃圾渗滤液深度处理方法，其特征是所述步骤S3中生化脱氮采用A/O/A工艺。
9.根据权利要求6所述的一种老龄垃圾渗滤液深度处理方法，其特征是所述步骤S4中电氧化采用连续电解方式，设置三级电氧化处理。
10.根据权利要求6所述的一种老龄垃圾渗滤液深度处理方法，其特征是所述步骤S4中电氧化产水采用粉末活性炭去除余氯。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的不足提供一种老龄垃圾渗滤液深度处理系统及方法，解决垃圾渗滤液浓缩液难以处理的问题，降低运行成本，实现稳定的处理效果和出水水质。
本发明的技术解决方案是：一种老龄垃圾渗滤液深度处理系统，包括微电解反应装置、Fenton反应装置、加药装置、沉淀池、第一脱水机、生化脱氮装置、电氧化装置、余氯去除装置、第二脱水机、回收装置；微电解反应装置、Fenton反应装置、沉淀池、生化脱氮装置、电氧化装置、余氯去除装置依次连接；所述微电解反应装置包括调酸池、微电解反应器；所述调酸池、微电解反应器之间的管道上设置提升泵、流量计；所述Fenton反应装置Fenton反应器；所述Fenton反应器采用内外桶结构，内桶安装第一搅拌机和双氧水加药管，外桶安装催化剂支撑层和分离器；所述外桶底部连接第一鼓风机；所述沉淀池反应区、沉淀区；所述反应区内设置第二搅拌机、碱加药管；沉淀区的上部设置斜管，底部设置污泥泥斗和刮泥机；所述生化脱氮装置包括生化反应池和MBR膜反应器；所述生化反应池包括第一反硝化池、硝化池、第二反硝化池；所述MBR膜反应器包括MBR膜箱、膜组件；所述第二反硝化池底部通过MBR进水泵连接MBR膜箱，MBR膜箱连接第三鼓风机，MBR膜箱底部连接污泥回流泵，膜组件上部连接MBR产水泵、MBR产水箱；所述电氧化装置包括电解槽、电源，所述电解槽通过抽气风机连接喷淋塔，所述喷淋塔下部设置碱液水箱；所述余氯去除装置包括余氯反应器、污泥罐、过滤装置、产水池、板框压滤机。
所述微电解反应器内安装填料承托层，填料承托层上填装填料，所述填料采用高温烧结铁碳微电解填料。
所述外桶上部设置溢流堰，溢流堰为环形。
所述膜组件采用中空纤维膜。
所述电解槽包括第一电解槽、第二电解槽、第三电解槽；电解槽采用分级处理，第一电解槽作为第一级电解，第一电源连接第一电解槽，电流密度为400~600A/m2，阳极板采用钛涂层钌铱系电极；第二电解槽作为第二级电解，第二电源连接第二电解槽，电流密度为200~400A/m2，阳极板采用钛涂层钌铱系电极或钛涂层PbO2电极；第三电解槽作为第三级电解，第三电源连接第三电解槽，电流密度为100~200A/m2，阳极板采用钛涂层钌铱系电极或钛涂层PbO2电极或BDD电极。
一种老龄垃圾渗滤液深度处理方法，采用微电解-Fenton+生化脱氮+电氧化对垃圾渗滤液进行深度处理，步骤包括：S1、垃圾渗滤液的生化出水先调酸后进入微电解反应器（4）中，去除水中的COD和色度，同时提高B/C以及提供Fenton反应的亚铁离子；S2、微电解处理后继续进行Fenton反应，Fenton反应后加碱回调pH后进入沉淀池，沉淀池的出水进入生化脱氮装置，污泥进入第一脱水机，脱水后的清液进入生化脱氮装置，脱水后的污泥进入回收装置；S3、沉淀池出水经过生化脱氮处理，去除水中的硝酸盐氮和氨氮，通过MBR膜分离后得到脱氮产水；S4、将脱氮产水进行电氧化处理得到电氧化产水，电氧化产水经过余氯去除后，得到最终的排放水，排放水进入产水池储存；S5、余氯去除装置产生的污泥经过第二脱水机处理后，清液进入产水池，脱水污泥进入回收装置，与沉淀池脱水污泥一起回收制取Fenton催化剂，催化剂进入Fenton反应装置回用。
所述步骤S2中Fenton反应后加碱回调pH为7.0~7.5；所述第一脱水机采用板框压滤机或离心机。
所述步骤S3中生化脱氮采用A/O/A工艺。
所述步骤S4中电氧化采用连续电解方式，设置三级电氧化处理。
所述步骤S4中电氧化产水采用粉末活性炭去除余氯。
本发明采用的技术原理如下。
1.采用铁碳微电解和Fenton耦合的处理工艺，提高渗滤液中难降解有机物的可生化性，同时利用铁离子的沉淀作用去除渗滤液中的总磷。在本工艺中，利用铁碳微电解产生的亚铁离子作为Fenton反应的催化剂，同时利用回收装置将铁碳微电解产生的铁泥和使用过的活性炭作为原料制取Fenton反应的固相催化剂，可以减少二次污染物，降低运行成本，提高经济性。
2.针对渗滤液中C/N失衡导致碳源缺乏的问题，一方面利用铁碳微电解和Fenton耦合工艺提高的可生化性提供生化脱氮的碳源，另一方面采用了A/O/A工艺提高碳源的利用效率。在A/O/A脱氮工艺中，在第一个A池中利用铁碳微电解和Fenton耦合工艺改善生化性所提供的碳源进行反硝化作用，进一步降低渗滤液中的COD；在O池中，将渗滤液生化出水中少量的氨氮转化为硝酸盐氮，氨氮转化为硝酸盐氮后进入第二个A池；在第二个A池中，渗滤液中的总氮几乎都以硝酸盐氮或亚硝酸盐氮存在，通过投加碳源进行反硝化，同时通过对第二个A池分区设置来提高脱氮效果和碳源利用效率。
3.经过生化脱氮处理后，渗滤液中未达标的污染物主要为COD，在电氧化处理中污染物随着电解时间而逐渐降低，为了提高电氧化的电流效率，本发明采用多级电解，根据污染物的衰减设置不同的电流密度，第一级采用400~600A/m2的电流密度，第二级采用200~400A/m2，第三级采用100~200A/m2，可以有效的降低运行能耗，提高经济性。
4.电氧化产水中含有浓度较高的余氯，对环境会造成不利影响，本发明采用粉末活性炭去除产水中的余氯，同时将使用后的活性炭回收制取Fenton催化剂，提高资源利用率，减少二次污染物，进一步提高经济性。
5.本发明的回收装置包括混合、造粒、干燥、高温烧结等过程，首先将活性炭和铁泥进行混合，混合后通过造粒机将其做成颗粒状，在干燥机中进行干燥后，进入煅烧炉中进行烧结，煅烧时用惰性气体作保护气，烧结温度为500~600℃，利用活性炭还原铁泥中的三价铁，得到催化剂产品，催化剂主要成分为四氧化三铁和活性炭。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下。
本发明利用微电解-Fenton耦合工艺作为生化脱氮的预处理工艺，去除水中的难降解有机物和色度，同时提高水中的B/C，减少碳源的投加量，生化脱氮采用A/O/A工艺，可以有效的提高碳源利用率和脱氮效率。电氧化工艺可以有效的去除水中的COD、色度和氨氮，保证出水水质。
本发明工艺所采用的处理系统无浓缩液产生，处理效果稳定、运行成本较低、产水水质稳定，出水水质中各项指标均能满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)中表2的标准，具有明显的经济效益和环境效益。
（发明人：蒋稳;王磊;李凯;李武;张璐）
