CN106745482A - 一种用于垃圾渗滤液深度处理的光化学氧化反应器 - Google Patents
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Abstract
一种用于垃圾渗滤液深度处理的光化学氧化反应器包括垃圾渗滤液进水管路、混合池、蠕动泵、气体泵、流量计、阀门、第一重套筒、第二重套筒、第三重套筒、石英管、紫外灯、臭氧收集口、第一反应区、第二反应区、导流区、曝气头、臭氧进气口、出气口、出水口。反应器由三层圆形套筒组成并将反应器分隔成第一反应区、导流区和第二反应区，底部设有曝气头，第二反应区设有紫外灯。该反应器具有对废水色度、COD去除率高，可生化性显著提高的特点，并且可通过收集臭氧并实施回用，提高臭氧的利用率。在实现在提高废水处理效率的同时，降低光化学氧化技术深度处理垃圾渗滤液的处理成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于垃圾渗滤液深度处理的光化学氧化反应器，尤其涉及一种能够高效利用臭氧并有效去除垃圾渗滤液色度的反应器，属于污水处理领域。
背景技术
随着我国生活水平显著提高，工业得到前所未有的发展。据统计，生活垃圾正在以每年9%的速度高速增长。而垃圾的处理方式主要有：卫生填埋、焚烧、高温堆肥。其中，卫生填埋具有经济成本低得到广泛的运用。与此同时，卫生填埋会产生大量的垃圾渗滤液，垃圾渗滤液是一种高浓度、高色度、难降解的有机废水，对人体、植被及环境具有巨大的危害。之前普遍采用生化处理方式处理垃圾渗滤液，但由于垃圾渗滤液的难降解性，以及国家颁布的新标准GB16889-2008《国家生活垃圾填埋场污染控制标准》，生化法已经难以满足垃圾渗滤液处理排放标准。
工程上，针对垃圾渗滤液的处理工艺主要有生物处理工艺和物理化学处理法。随着人民环保意识增强以及国家排放标准的日益严格，传统的生物处理方法已经不能达到最新的污水排放标准。为此，生物处理法+深度处理技术在垃圾渗滤液处理工艺中开始得到广泛的关注和应用。生物处理法具有低经济性，将高浓度废水处理到一定浓度，再采用深度处理技术将废水处理达标排放。目前，深度处理技术主要包含高级氧化处理技术和膜分离技术。由于膜分离技术具有投资运行成本高，浓缩液难处理且膜易污染等缺点，其实质是污染物的转移而不是转化。相对于膜分离技术而言，高级氧化技术具有无二次污染、运行费用较低、可实现污染物的完全转化等显著优点，具有应用推广价值。
光化学氧化技术是一种光源辐射作用下，产生羟基自由基将废水中的难降解有机物氧化成小分子物质，甚至将部分污染物完全矿化成水和二氧化碳的污水处理技术。它对难降解而具有毒性的小分子有机物去除效果极佳，光氧化反应使水中产生许多活性极高的自由基，这些自由基无选择性的将有机物结构给破坏。同时，废水的可生化性得到大幅提高，为后续的生化处理奠定基础。因此，光化学氧化技术具有降解效率高，无二次污染、反应迅速等显著优点。
目前，光化学氧化技术尚未在垃圾渗滤液深度处理的工程中得到推广应用，除了处理效率低、处理成本偏高外，还需要解决的关键问题是高效光化学反应器的设计。目前光化学反应器普遍存在结构简单、效率低下、利用率不高以及无法解决色度对光化学氧化技术处理垃圾渗滤液的影响等问题。本专利设计的反应器具有臭氧利用率高、处理效率好并且可解决高色度对光化学氧化技术处理垃圾渗滤液的影响等优点，为光化学氧化技术在高浓度、高色度、难降解有机废水处理中的推广应用奠定基础。
发明内容
为了解决垃圾渗滤液深度处理光化学氧化技术与工艺中臭氧利用率低、处理效果差及处理成本高等突出问题，本发明提供一种适用于垃圾渗滤液深度处理的光化学氧化反应器。
本发明提供了一种用于垃圾渗滤液深度处理的光化学氧化反应器，其特征在于：所述反应器包括渗滤液进水管路（1）、混合池（2）、蠕动泵（3）、气体泵（4）、阀门（5）、曝气头（6）、臭氧收集回用管路（7）、紫外灯（8）、石英管（9）、尾气出气口（10）、臭氧收集口（11）、出水口（12）、第一反应区（13）、第二反应区（14）、导流区（15）、进水口（16）、臭氧回用流量计（17）、臭氧进气流量计（18）、臭氧进气口（19）。
反应器是一个圆桶加盖筒体，由三层圆形套筒组成，三层套筒高低不同。其中，中央第一层套筒与底板构成第一反应区（13），第一反应区（13）底部设有进水口（16）和一个曝气头（6），顶部设有尾气出气口（10）；第二层套筒与上底板相连，底部则未与下底板相连，与第一层套筒构成导流区（15）；液体从第一反应区（13）经过导流区（15）进入到第二反应区（14）；最外层套筒与第二层套筒构成第二反应区（14），第二反应区设有五根沿周向均匀布置的石英管（9），石英管（9）中插入紫外灯（8），底部设有五个曝气头（6），曝气头（6）与紫外灯（8）互相交错放置，且第二反应区（14）的顶部设有两个臭氧收集口（11），将第二反应区（14）尾气臭氧进行收集回收并通过臭氧回用管路（7）经过气体泵（4）泵入第一反应区（13），反应器的出水口设置在最外层套筒上，与第一层套筒顶部齐平。
所述反应器利用中间套筒与上盖相连隔绝第一反应区（13）和第二反应区（14），为第二反应区（14）反应区臭氧的重新利用提供了条件。
所述的第一反应区（13）和第二反应区（14）均设有曝气装置，并且第二反应区（14）出气口中未完全利用的臭氧尾气通过收集回用管路（7）直接充入第一反应区（13）提高臭氧利用率，同时又可有效去除垃圾渗滤液的色度，以减少色度对垃圾渗滤液的光化学氧化处理的影响。
本发明的工作过程如下：垃圾渗滤液二级出水由进水管路（1）进入混合池（2），再由蠕动泵（3）泵入进水口（17）进入第一反应区（13），并充分利用回收的臭氧进行废水的脱色处理。经过臭氧脱色后废水经导流区（15）进入第二反应区（14），进行光化学氧化反应。处理后的废水最后从出水口（16）排出；臭氧则从臭氧进气口（19）由周向均布的五个曝气装置曝气进入第二反应区（14）进行反应。反应后的臭氧尾气由第二反应区上方的臭氧收集口（11）收集，通过臭氧回用管路（7）由气体泵（4）泵入第一反应区（13）底部的曝气头进入第一反应区（13）进行垃圾渗滤液的脱色处理，最后由尾气出气口（10）排出。
本发明的有益效果是：经试验，本反应器处理垃圾渗滤液二级出水时的COD的去除率达到85%以上，色度去除率达到100%，经该反应器处理后其出水水质B/C由0.1达到0.3左右，能够较好地满足后续生化处理的要求，并且臭氧利用率比其他装置提高10%左右。本反应器还可以灵活变化不同的处理工艺，适用于UV/O3、UV/H2O2/O3等光化学氧化处理技术工艺。
附图说明
图1为本发明的主视示意图；图2为本发明的装置俯视示意图；
图中：1—进水管路；2—混合池；3—蠕动泵；4—气体泵；5—阀门；6—曝气装置；7—臭氧回用管路；8—紫外灯；9—石英管；10—尾气出气口；11—臭氧收集口；12—出水口；13—第一反应区；14—第二反应区；15—导流区；16—进水口；17—臭氧回用流量计；18—臭氧进气流量计；19—臭氧进气口。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
所述反应器包括渗滤液进水管路（1）、混合池（2）、蠕动泵（3）、气体泵（4）、阀门（5）、曝气头（6）、臭氧收集回用管路（7）、紫外灯（8）、石英管（9）、尾气出气口（10）、臭氧收集口（11）、出水口（12）、第一反应区（13）、第二反应区（14）、导流区（15）、进水口（16）、臭氧回用流量计（17）、臭氧进气流量计（18）、臭氧进气口（19）。
反应器是一个圆桶加盖筒体，由三层圆形套筒组成，三层套筒高低不同。其中，中央第一层套筒与底板构成第一反应区（13），第一反应区（13）底部设有进水口（16）和一个曝气头（6），顶部设有尾气出气口（10）；第二层套筒与上底板相连，底部则未与下底板相连，与第一层套筒构成导流区（15）；液体从第一反应区（13）经过导流区（15）进入到第二反应区（14）；最外层套筒与第二层套筒构成第二反应区（14），第二反应区设有五根沿周向均匀布置的石英管（9），石英管（9）中插入紫外灯（8），底部设有五个曝气头（6），曝气头（6）与紫外灯（8）互相交错放置，且第二反应区（14）的顶部设有两个臭氧收集口（11），将第二反应区（14）尾气臭氧进行收集回收并通过臭氧回用管路（7）经过气体泵（4）泵入第一反应区（13），反应器的出水口设置在最外层套筒上，与第一层套筒顶部齐平。
根据图1，其中进水管路（1）、混合池（2）、蠕动泵（3）、进水口（16）、第一反应区（13）、导流区（15）和第二反应区（14）、出水口（12）中的箭头表示水流方向。进气管路（19）、曝气头（6）、臭氧收集口（11）、臭氧回用管路（7）、气体泵（4）、尾气出气口（10）中箭头表示气流方向。
本发明的第一重套筒构成的第一反应区（13）目的为去除垃圾渗滤液的色度，臭氧经第二反应区（14）反应后的尾气通过臭氧收集口（11），经过臭氧回用管路（7），由气体泵（4）泵入第一反应区（13）来去除垃圾渗滤液的色度。
本发明中的第二反应区（14）用于光化学氧化反应，去除垃圾渗滤液的COD、氨氮等，反应后的残余臭氧为第一反应区（13）去除色度提供条件。
本发明利用垃圾渗滤液与臭氧在不同反应阶段对臭氧的反应动力学特性的不同，通过设计第一反应区（13）的管径大小以及进水流速，来调节垃圾渗滤液在第一反应区（13）的停留时间，使第二反应区（14）的尾气臭氧浓度恰好将第一反应区（13）的色度去除，提高臭氧利用率。
根据废水性质可以选择过氧化氢用量、曝气量、紫外光强度、水力停留时间和不同的臭氧回用方式，利用反应器经济高效地处理各种浓度、各种成分以及各种色度的有机废水。
对于高浓度、高色度的有机废水，出于实验成本的考虑，本反应器比较适合作为生化处理技术的后续深度处理。本反应器既可以有效的去除色度，减少色度对光化学氧化反应的影响，又可以高效地利用臭氧，节约处理成本，实现污水的达标排放。
经试验，本反应器处理垃圾渗滤液二级出水时的COD的去除率达到85%以上，色度去除率达到100%，经该反应器处理后其出水水质B/C由0.1达到0.3左右，能够较好地满足后续生化处理的要求，并且臭氧利用率比其他装置提高10%左右。
Claims (1)
1.一种用于垃圾渗滤液深度处理的光化学氧化反应器，其特征在于：所述反应器包括垃圾渗滤液进水管路（1）、混合池（2）、蠕动泵（3）、气体泵（4）、阀门（5）、曝气头（6）、臭氧收集回用管路（7）、紫外灯（8）、石英管（9）、尾气出气口（10）、臭氧收集口（11）、出水口（12）、第一反应区（13）、第二反应区（14）、导流区（15）、进水口（16）、臭氧回用流量计（17）、臭氧进气流量计（18）、臭氧进气口（19）；
反应器是一个圆桶加盖筒体，由三层圆形套筒组成，三层套筒高低不同，其中，中央第一层套筒与底板构成第一反应区（13），第一反应区（13）底部设有进水口（16）和一个曝气头（6），顶部设有尾气出气口（10）；第二层套筒与上底板相连，底部则未与下底板相连，与第一层套筒构成导流区（15）；液体从第一反应区（13）经过导流区（15）进入到第二反应区（14）；最外层套筒与第二层套筒构成第二反应区（14），第二反应区设有五根沿周向均匀布置的石英管（9），石英管（9）中插入紫外灯（8），底部设有五个曝气头（6），曝气头（6）与紫外灯（8）互相交错放置，且第二反应区（14）的顶部设有两个臭氧收集口（11），将第二反应区（14）尾气臭氧进行收集回收并通过臭氧回用管路（7）经过气体泵（4）泵入第一反应区（13），反应器的出水口设置在最外层套筒上，与第一层套筒顶部齐平；
第一反应区（13）和第二反应区（14）均设有曝气装置，并且第二反应区（14）出气口中未完全利用的臭氧尾气通过收集回用管路（7）充入第一反应区（13）以提高臭氧利用率，同时又可去有效去除垃圾渗滤液的色度，以减少色度对垃圾渗滤液的光化学氧化处理的影响；
所述反应器利用第二层套筒与上盖相连，隔绝第一反应区（13）和第二反应区（14），为第二反应区（14）反应区臭氧的重新利用提供了条件；
本发明的工作过程如下：垃圾渗滤液二级出水由进水管路（1）进入混合池（2），再由蠕动泵（3）泵入进水口（17）进入第一反应区（13），并充分利用回收的臭氧进行废水的脱色处理，经过臭氧脱色后废水经导流区（15）进入第二反应区（14），进行光化学氧化反应，处理后的废水最后从出水口（16）排出；臭氧则从臭氧进气口（19）由周向均布的五个曝气装置曝气进入第二反应区（14）进行反应，反应后的臭氧尾气由第二反应区上方的臭氧收集口（11）收集，通过臭氧回用管路（7）由气体泵（4）泵入第一反应区（13）底部的曝气头进入第一反应区（13）进行垃圾渗滤液的脱色处理，最后由尾气出气口（10）排出。
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