CN109205928B - 一种深度处理渗滤液的方法及系统 - Google Patents
一种深度处理渗滤液的方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109205928B CN109205928B CN201811062613.2A CN201811062613A CN109205928B CN 109205928 B CN109205928 B CN 109205928B CN 201811062613 A CN201811062613 A CN 201811062613A CN 109205928 B CN109205928 B CN 109205928B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- percolate
- layer
- gas
- leachate
- treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/007—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by irradiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1487—Removing organic compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/18—Absorbing units; Liquid distributors therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/708—Volatile organic compounds V.O.C.'s
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/91—Bacteria; Microorganisms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
- B01D2259/804—UV light
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
- C02F1/46109—Electrodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/06—Contaminated groundwater or leachate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/32—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
本发明公开了一种深度处理渗滤液的方法及系统,该方法包括以下步骤:待处理的渗滤液通入电解池(100),进行电化学处理;对完成电化学处理的絮凝浊液进行固液分离,将絮凝的沉淀物/悬浮物排出;固液分离后的出水通入湿地净化装置(200),通过铺设的填料层对渗滤液污染物进行降解或脱除,并最终出水;优选地,该方法还包括对渗滤液的挥发性有机物及恶臭气进行去除的步骤。本发明中方法和系统,通过电氧化、电絮凝,湿地深度处理有效降低或去除渗滤液中的污染物含量,甚至能够通过除臭系统消除渗滤液引致的大气污染,实现了对渗滤液的有效管理和处置,保证渗滤液在人类活动中不影响人类健康。
Description
技术领域
本发明涉及渗滤液处理领域,特别涉及一种深度处理渗滤液的方法及系统。
背景技术
垃圾渗滤液指垃圾在堆放和填埋过程中由于自身的分解作用、降雨及其他外部来水的渗流作用下产生的液体。在垃圾渗滤液中存在多种类型的无机和有机污染物,其中包括难降解的有毒有害污染物及其重金属。
渗滤液具有以下特点:(1)污染物浓度高,成分复杂:在垃圾渗滤液的产生过程中,由于垃圾中原有的、以及垃圾降解后产生的污染物经过溶解、洗淋等作用进入垃圾渗滤液中,以致垃圾渗滤液污染物浓度特别高,而且成分复杂。垃圾渗滤液的这一特性是其它污水无法比拟的,造成了处理和处理工艺选择的难度大;(2)水质变化大:不同的地区生活垃圾的组成可能相差很大。相应的渗滤液水质也会有很大差异。垃圾渗滤液水质因水量变化而变化,同时随着填埋年限的增加,垃圾渗滤液污染物的组成及浓度也发生相应的变化。由于渗滤液成份复杂、常规生化技术难以较好处理,未较好处理的渗滤液进入环境中,将引致水体、土壤及整个生态系统的恶化。
基于上述状况,本发明提供了一种深度处理渗滤液的系统及方法,有效去除有机物和重金属等污染物,避免高含量污染物渗入地下污染地下水,或者渗滤液无法利用造成管理和储存困难,或者渗滤液处理效果差而用于灌溉污染农田等,保证渗滤液在人类活动中不影响人类健康,便于管理和再利用。
发明内容
为了解决上述问题,本发明人进行了锐意研究,提供了一种渗滤液处理系统,该系统包括电解池、沉淀池、以及湿地净化装置,通过电氧化、电絮凝,湿地深度处理(物理、化学、生物三种协同作用)有效降低或去除渗滤液中的污染物(如有机物、重金属、氮、磷等)含量,实现了对渗滤液的有效管理和处置,保证渗滤液在人类活动中不影响人类健康,从而完成本发明。
本发明的目的在于提供以下技术方案:
(1)一种深度处理渗滤液的方法,该方法包括以下步骤:
步骤1),待处理的渗滤液通入电解池100,进行电化学处理;
步骤2),对完成电化学处理的絮凝浊液进行固液分离,将絮凝的沉淀物/悬浮物排出;
步骤3),固液分离后的出水通入湿地净化装置200,通过铺设的填料层对渗滤液污染物进行降解或脱除,并最终出水。
(2)一种深度处理渗滤液的系统,所述系统用于实施上述(1)所述的方法;该系统包括依次连接的渗滤液配水池500、电解池100和湿地净化装置200,
渗滤液配水池500为可容纳液体的容器,用于渗滤液均质调配,将调配后的渗滤液输送至电解池100;
电解池100包括三个电极,与正极连接的阳极110、与负极连接阴极120、以及不与电源连接的两性电极130;将电处理后的渗滤液传输至湿地净化装置200;
湿地净化装置200由上至下铺设有五个功能层:
第一层为0-200cm处铺设的土壤层210,用于支撑水生植物的生长,进行重金属吸附和有机物的降解;
第二层为200-700cm处铺设的透气层220,用于支撑土壤层,并进行重金属、氮磷吸收和有机物的吸附固定;透气层由天然沸石、石灰石和活性炭组成,混合比例为(3~5):1:1,优选为4:1:1;透气层中天然沸石、石灰石和活性炭的粒径为0.10~0.20cm;
第三层为700-1200cm处铺设的填料层230,用于重金属吸附固定和有机物的降解;填料层中填料为由杭锦土负载纳米零价铁材料与粉煤灰通过常温造粒形成的多孔介质颗粒,其中,纳米零价铁:杭锦土:粉煤灰为0.1:
(1~10):(10~50);多孔介质颗粒粒径为0.20~0.30cm;
第四层为1200-1500cm处铺设的生物层240,用于重金属吸附固定、有机物的降解以及氮磷去除;生物层中填料为生物活性炭,负载有硝化细菌和聚磷菌,生物活性炭的粒径为0.10~0.50cm;
第五层为1500-2000cm处铺设的承托层250,用于承托重金属和有机物的吸附固定;承托层的填料为砾石,砾石的粒径为1.0~5.0cm。
优选地,该系统还包括处理渗滤液的挥发性有机物及恶臭气体即臭气的除臭系统,所述除臭系统包括气体引入装置和气体处理装置;
所述气体引入装置包括气体传输管1000和风机2000,臭气在风机2000作用下进入气体传输管1000,并将臭气引入到后续气体处理装置;
所述气体处理装置包括水平串连的淋洗室3000和处理塔4000,臭气由淋洗室3000进入,经处理后由处理塔4000的排气口排出;
所述淋洗室3000为封闭装置,淋洗室3000顶部安装喷头3100,通过喷洒的除臭液洗去通入的臭气中产生臭味的成分,所产生的液体循环至渗滤液液体处理步骤中;
所述处理塔4000由下至上依次包括垂直串联并行的干燥单元4100、光处理单元4200和吸附单元4300,干燥单元4100中填充吸水材料,用于吸附臭气中由淋洗室3000带出的水分;光处理单元4200中设置紫外灯4210,用于气体中有机物的降解和微生物的灭活;所述吸附单元4300中填充吸附材料,用于吸附臭气中产生臭味的气体成分,对臭气进行深度净化。
根据本发明提供的一种深度处理渗滤液的方法及系统,具有以下有益效果:
(1)本发明可依据不同类型渗滤液特征,通过调配电解池电极材料、电极排布和电流密度,控制电解池氧化-絮凝能力,在不使用任何氧化剂和絮凝剂的条件,实现难降解污染物的氧化和重金属的吸附稳定化处理;
(2)本发明耦合湿地系统优势,湿地填料层采用廉价的杭锦土、粉煤灰与铁粉合理组配,在常温造粒形成的有序多孔材料。该填料的使用将提升湿地系统的吸附性能,同时还具备对持久性污染的还原能力,弥补电化学氧化-絮凝未完全去除的污染物;
(3)本发明耦合氧化、还原、吸附及絮凝等多重水质净化机制于一体,可适应多种类型渗滤液,耐冲击负荷高,出水稳定,操作简便;
(4)本发明创造性的将渗滤液液体处理和渗滤液臭气处理相结合,实现了渗滤液的综合处理。
附图说明
图1示出本发明实施例1中渗滤液处理系统结构示意图;
图2示出本发明实施例2中渗滤液处理系统结构示意图;
图3示出本发明实施例3中渗滤液处理系统结构示意图;
图4示出本发明实施例4中渗滤液除臭系统结构示意图;
图5示出本发明实施例4中渗滤液除臭系统的紫外灯-套管结构关系示意图。
附图标号说明:
100-电解池;
110-阳极;
120-阴极;
130-两性电极;
200-湿地净化装置;
210-土壤层;
220-透气层;
230-填料层;
240-生物层;
250-承托层;
310-水泵;
320-加压罐;
330-射流器;
400-沉淀池;
410-多层斜板;
420-多孔隔板;
430-隔水挡板;
500-渗滤液配水池;
1000-气体传输管;
2000-风机;
3000-淋洗室;
3100-喷头;
3300-“V”型导流槽;
4000-处理塔;
4100-干燥单元;
4200-光处理单元;
4210-紫外灯;
4220-套管;
4230-密封填料;
4300-吸附单元;
4310-挡流板;
5000-多孔墙;
6000-自动监测装置。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明进行详细说明,本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。
如图1和图3所示,本发明人进行了大量研究,提供了一种深度处理渗滤液的方法,以有效控制渗滤液中污染物如有机物、重金属、总氮、总磷含量。该方法包括以下步骤:
待处理的渗滤液通入电解池100,进行电化学处理,包括通过电氧化和电絮凝使有机物降解、重金属沉降、脱氮脱磷和氯去除等;
对完成电化学处理的絮凝浊液进行固液分离,将絮凝的沉淀物/悬浮物排出;
固液分离后的出水通入湿地净化装置200,通过铺设的填料层对渗滤液污染物进行降解或脱除,如氮磷和重金属固定和脱除、难降解污染物的降解,并最终出水。
本发明中,由于渗滤液成分复杂且水质变化较大,为保证对渗滤液的高效处理,有必要根据渗滤液处理系统(包括电解池100、湿地净化装置200)的能力,对原始的渗滤液进行调配,如将不同来源的渗滤液进行混合,或者对高浓度污染物渗滤液进行稀释,又或者对低浓度污染物渗滤液进行浓缩。
调配后的渗滤液满足以下指标中的一项或多项,其COD(化学需氧量)为1000~10000mg/L,氨氮为100~800mg/L,总氮为200~1000mg/L,总磷为0~300mg/L,重金属总量为0~1000mg/L,氯化物(以Cl-计)为1000~10000mg/L,以及pH为6~9。
本发明中,电解池100包括三个电极即与正极连接的阳极110、与负极连接阴极120、以及不与电源连接的两性电极130。
本发明中,阳极110由钛基氧化物组成,选自Ti/Pt/PbO2电极、Ti/Pt/SbO2-Sb2O4电极或Ti/IrO2/RuO2电极中的任意一种,优选为Ti/IrO2/RuO2,该电极具有高电催化活性、高耐腐蚀性和优异的机械稳定性。
阴极120由碳基材料组成,选自石墨毡电极、活性炭纤维电极或金刚石薄膜电极中的任意一种。
两性电极130选自铁电极、铝电极或铁/铝合金电极中的任意一种。
本发明中,三种电极及电极材料的选择使得电解池中可共同存在电氧化和电絮凝两种净化形式。电氧化过程中,水分子在阳极表面上放电产生被吸附的·OH,·OH对被吸附在阳极上的有机物的亲电进攻而发生氧化作用,将有机物矿化为CO2和H2O;重金属在阴极发生还原反应以回收重金属离子;氯化物通过阴极还原法成功去除氯。
本发明中两性电极的加入使得电絮凝成为可能(阳极由钛基氧化物组成,阳极不会发生电絮凝)。两性电极朝向阳极的一面形成阴极,朝向阴极的一面形成阳极,在电氧化方面,相当于缩短了阴极和阳极之间的间距,起到了强化电场的作用,提高了污染物的电解去除效率;在电絮凝方面,两性电极可以作为牺牲电极,通过溶解Fe或Al产生絮凝剂,吸附渗滤液中的有机污染物、重金属元素(尤其是As、Pb和Cd)、磷和其他带电化合物,并能够作为沉淀剂将上述污染物分离出渗滤液,从而降低COD、重金属含量、浊度和颜色。两性电极的使用使得电化学处理过程中不需添加Fe或Al盐,降低运行成本,减少形成的污泥量。特别地,对于金属元素,其以Fe-As、Fe-Pb、Al-As、Al-Cd共沉淀结合Fe(OH)3或Al(OH)3絮体的形式析出。
在本发明一种优选的实施方式中,阳极110、阴极120和两性电极130为平板电极,电流密度控制在50~1000A/m2,阳极110和阴极120之间的间距为0.5~50cm,电解池中水力停留时间为0.5~2h。
电流密度对电氧化至关重要,电流密度低影响有机物的矿化效果,降低电氧化的效率;电流密度增高,有机物的高效降解与氨氧化竞争,氨氧化效率降低;电流密度继续增高,有机物和氨降解完全,但能耗高且利用率低。在50~1000A/m2范围内,可有效实现有机物的矿化降解,结合絮凝作用,有机物的去除率极高,氨氮去除效果也可得到有效保证。
电解过程中极间距减小,能有效降低电压损失,提高输出功率,污染物传质速率提高,去除效果增强;极间距过小,不利于电流控制。对于调配后的渗滤液,在极间距为0.5~50cm时,极间距配合电流密度控制,利于相关污染物的有效去除。
在本发明一种优选的实施方式中,电解池100带有射流循环装置,射流循环装置包括用循环管道依次连接的水泵310、加压罐320和射流器330,循环管道的进水端和出水端与电解池100连通,在水泵310的带动下实现电解池100中渗滤液的循环,提高渗滤液的传质效率。
进水端位于电解池100的上部,出水端位于电解池100的底部且介于阳极110和电解池壁之间,而并非阳极110和阴极120之间。
水泵310为气液混合泵,利用负压吸入气体,将气体通入流动的渗滤液中;
加压罐320接收混有气体的渗滤液,通过加压使气体溶解在渗滤液中,为射流器330提供高压汽水混合物,
射流器330从外部吸入气体,并将气体与传输的高压汽水混合物混合后喷射至盛有渗滤液的电解池100中,溶解在渗滤液中的气体以纳微气泡的形式从渗滤液中析出,喷射的渗滤液为纳微气泡水。纳米气泡水为含有100~500nm尺寸的微小气泡的水或水溶液,其不仅含有较高的溶氧量,同时在纳米气泡破裂过程中会形成强氧化剂,加速污染物的矿化处理。
纳微气泡水产生的原因是通过改变气体压力,使气体在液体中溶解度增加,再通过突然的压力恢复使溶解的气体以纳微气泡的形式析出。由于纳米气泡水中气泡尺寸小,比表面积大,能表现出有别于普通气泡的特性,如由于体积很小在装置中停留时间长,缓慢上升后,zeta电位升高,比表面积增大(普通气泡上升过程中体积增大,比表面积减小;而纳微气泡由于表面张力影响,内部气体产生自增压效果,上升过程中,比表面积增大),发生溃灭产生活性氧自由基,如羟基自由基,从而对水中的长碳链有机物进行高效降解;而溃灭瞬间产生的高温同样利于长碳链有机物的降解。
本发明一种优选实施方式中,由于存在电絮凝作用,吸附有污染物如有机物、重金属、磷等的絮凝物需要通过沉淀或过滤方式滤除。为此,设置与电解池连接的沉淀池400,所述沉淀池400为改进斜板沉淀池,其包括位于中部的多层斜板410和底部的沉淀区,
沉淀区呈“V”型槽体,用于汇集絮凝物,沉淀区上方固定有多孔隔板420,多层斜板410固定在多孔隔板420上;
多层斜板410由多个平行且倾角为45°~65°的斜板组成,各斜板间距为50~80mm;斜板的设计,方便絮凝物从沉淀池靠重力作用自流出,节省收集污泥的能耗。
在一种优选的实施方式中,所述沉淀池400还包括隔水挡板430,隔水挡板430为一轻质平板,其漂浮在沉淀池400的渗滤液表面并通过设置在沉淀池400内壁设定高度的一个或多个具有相同高度的凸起限位(隔水挡板位于凸起的下方)。絮凝物的性质决定其在沉淀池中为缓慢下降的过程,且渗滤液在由电解池100通至沉淀池400后的一段时间内,絮凝物存在上下漂浮的过程,隔水挡板430的设置对漂浮到渗滤液表面的絮凝物起到向下施压的作用,促进絮凝物的下沉。结合多层斜板,絮凝物的沉降速率提升明显。
在进一步优选的实施方式中,沉淀池400的水力停留时间为0.5h~4h。
在本发明另一种优选的实施方式中,本发明人进行了大量研究,通过对电极形式、电解池—射流装置的布局,实现了电化学处理—固液分离—射流的一体化处理。
此时,阴极120为管壁分布有微孔的封闭式筛管,阳极110和两性电极130为平板电极,阳极110和两性电极130插入阴极筛管中,其微孔孔径为0.05~1μm,电处理后使絮凝物停留在阴极筛管中,净化后的渗滤液透过阴极筛管进入电解池100中阴极120外的区域;
阴极筛管上端或下端设置输入口用于通入待处理的渗滤液,并在输入口相对端设置输出口,通过该输出口能够定期输出富集有絮凝物的渗滤液;
射流循环装置的循环管道进水端连接到阴极120外部电解池100内,经水泵310、加压罐320、射流器330,射入阴极筛管中。
此时,电压控制在4~14V,电流密度控制在50~1000A/m2,电解池中水力停留时间为0.5~2h。
在该实施方式中,电解池可以同时实现电化学反应和负载污染物的絮凝物分离双重功能。在净化处理较长时间后,或者阴极中絮凝物含量达到设定限度后,可停止电解,通过输出口将阴极中的渗滤液输出,沉淀去除絮凝物。
同时,通过调控电压控制阴极析出氢气,氢气气泡在脱离阴极的过程中产表面张力,使阴极中的絮凝物远离阴极无法形成固定粘结;射流冲力以及射流带来的纳微气泡的溃灭,均会对渗滤液带来搅动,降低絮凝物在阴极、阳极和两性电极上的附着,在保留絮凝物的同时保证电氧化反应的进行。
本发明中,湿地净化装置200由上至下铺设有五个功能层,
第一层为土壤层210,用于支撑水生植物的生长,进行重金属吸附和有机物的降解;
第二层为透气层220,用于支撑土壤层,并进行重金属、氮磷吸收和有机物的吸附固定;
第三层为填料层230,用于重金属吸附固定和有机物的降解;
第四层为生物层240,用于重金属吸附固定、有机物的降解以及氮磷去除;
第五层为承托层250,用于支撑其上层的填料,实施重金属和有机物的吸附固定。
在本发明的一种优选的实施方式中,0-200cm处铺设有土壤层210。
第一层土壤层210上种植的水生植物为香根草、菖蒲或西伯利亚鸢尾,选用混种方式。香根草、菖蒲或西伯利亚鸢尾对重金属表现出极高的富集能力,且生长周期短,表现出很好的水体净化效果。通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用,可有效降低水中重金属、总氮、总磷、和COD值。选用此三种水生植物混种方式,降低了对重金属选择的差异性,为行之有效的降低整体重金属的生态方法。
在本发明的一种优选的实施方式中,200-700cm处铺设透气层220,透气层220由天然沸石、石灰石和活性炭组成,混合比例为(3~5):1:1优选为4:1:1。
天然沸石、石灰石和活性炭均具有较多的孔隙结构及相应的吸附能力,尤其是活性炭吸附能力极强;而天然沸石的分子结构框架使其在矿石材料中对重金属、氨氮和有机物的吸附能力有更大的优势;石灰石对水体的酸碱性起到有效的调节作用,利于上层植物生长以及第四层生物层中微生物的活性。天然沸石增加,活性炭和石灰石量相应减小,对污染物的吸附能力降低;活性炭量增加,天然沸石和石灰石量相应减小,虽然提高了吸附能力,但对土壤层的支撑能力以及水体酸碱度调节能力下降;石灰石量增加,天然沸石和活性炭量相应减小,提高了水体酸碱度调节能力,但吸附能力下降。
透气层220中天然沸石、石灰石和活性炭的粒径为0.10~0.20cm。湿地系统是物理、化学、生物三种协同作用有效降低或去除渗滤液中的污染物的措施,适度的溶氧量利于物理、化学、生物反应的进行。透气层中填料粒径选择考虑到气体流通和污染物吸附的协调,在此范围内,不会由于填料堆积过密导致气体流通差,同时具有较好的吸附能力。
在本发明的一种优选的实施方式中,700-1200cm处铺设第三层填料层230,填料层230中填料为由杭锦土负载纳米零价铁材料与粉煤灰通过常温造粒形成的多孔介质颗粒,其中,纳米零价铁:杭锦土:粉煤灰的重量比为0.1:(1~10):(10~50)。
纳米零价铁具有尺度小、表面效应大、吸附能力强、能快速降解环境中多种污染物(如重金属、氯代物、硝基芳香族化合物)等特点,但由于自身磁性引力易引起团聚,对污染物的降解率下降且不易回收。杭锦土富含稀土元素和稀有元素,是以斜绿泥石、坡缕石、伊利石、方解石等为主要矿物结合的一种混合黏土,其具有较强的吸附性和离子交换性。将纳米零价铁负载在杭锦土上,以抑制团聚的发生,且同时兼具纳米零价铁和杭锦土污染物处理功能。杭锦土负载纳米零价铁通过液相还原法获得,即将杭锦土与三价铁盐混合,在惰性气体保护下加入还原剂如硼氢化钠还原获得。
粉煤灰目前是作为废弃物处理的,将其与杭锦土负载纳米零价铁材料通过造粒形成多孔介质后,将粉煤灰的阳离子交换特性和孔道结构结合,可实现重金属等污染物的吸附,使得废弃污染源得到有效利用。其中,常温造粒的方法为现有技术中任意常温造粒方法,如参照(蒋丽,谌建宇,李小明,等.2011.粉煤灰陶粒对废水中磷酸盐的吸附试验研究[J].环境科学学报,31(7):1413-1420)中方法造粒,造粒获得的多孔介质颗粒粒径为0.20~0.30cm。在材质方面,该粒径多孔介质质地坚硬不易破损;在功能方面,透气性良好且利于污染物吸附-还原或吸附-固定。
在本发明的一种优选的实施方式中,1200-1500cm处铺设有生物层240,填料为负载有细菌的活性炭,即生物活性炭。
上述负载的细菌包括硝化细菌(亚硝酸细菌和硝酸细菌)和聚磷菌,其可以通过载体结合法(如陈朝晖,张涵等.生物炭及其固定化微生物对垃圾堆肥的除臭增效作用(英文)[J].科学技术与工程,2013,13(32):9592-9597+9618.记载方法)固定在生物炭上,通过生物炭吸附和微生物代谢联用提高氮磷去除效率。
聚磷菌在需氧条件下,能够合成聚磷酸盐蓄积在细菌细胞内,在厌氧条件下释放出磷,其好氧聚磷量大于厌氧释磷量,故通过聚磷菌的加入可有效控制渗滤液中磷含量。硝化细菌能够将氨氮氧化成亚硝酸根和硝酸根形式,反硝化细菌则能够利用有机物和硝酸盐进行反硝化脱氮,两者结合实现氮的去除。
生物活性炭的粒径为0.10~0.50cm,该粒径有利于实现有氧环境和缺氧环境的共存,利于微生物的功能的实现。
在本发明的一种优选的实施方式中,1500-2000cm处铺设有承托层250,填料为砾石。砾石的粒径为1.0~5.0cm。砾石为风化岩石,具有孔洞结构和吸附污染物的性能;同时其较高的粒径便于经过上述四层处理后的渗滤液由湿地净化装置底部排出。
在本发明的一种优选的实施方式中,湿地净化装置200由第一层土壤层210进水,由第五层承托层250出水,其为潜流湿地净化装置。潜流模式,渗滤液在流动过程中依次经过不同的介质层,从而达到对重金属、有机物和氮磷的净化。湿地净化装置200水力停留时间为1~5天。
本发明在渗滤液处理过程中,将电化学技术与湿地工艺结合。电化学技术以原位产生电子作为氧化剂可实现难降解污染的高效分解,同时其具有设备成本低、操作简单、灵活多变及可自动化的优势。电絮凝、电Fenton(Fe2+/H2O2体系,)及电化学氧化技术作为电化学主要的技术类型,现有技术中存在单独将其运用到废水处理的情况。然而,仅仅依靠电化学技术完成高浓度渗滤液的彻底净化,不但大大增加能耗,还对电极消耗过大。人工湿地工艺简单,运行方便,管理经济,对污水的负荷波动有一定的自适应能力,抗冲击能力强。对COD、N、P、重金属的去除率均较高。人工强化湿地属于半自然条件的人工处理工艺,其技术灵活多变,适用范围广,但人工湿地对生物有毒害作用的水质处理效果较差,处理时间长。本发明耦合电化学的快速高效处理技术与湿地低成本、高效脱氮除磷的优点,实现了滤液的深度处理。
本发明的另一目的在于提供一种渗滤液处理系统,该系统包括依次连接的渗滤液配水池500、电解池100和湿地净化装置200,
渗滤液配水池500为可容纳液体的容器,用于渗滤液均质调配,将调配后的渗滤液输送至电解池100;
电解池100包括三个电极,与正极连接的阳极110、与负极连接阴极120、以及不与电源连接的两性电极130;将电处理后的渗滤液传输至湿地净化装置200;
湿地净化装置200由上至下铺设有五个功能层:
第一层为0-200cm处铺设的土壤层210,用于支撑水生植物的生长,进行重金属吸附和有机物的降解;
第二层为200-700cm处铺设的透气层220,用于支撑土壤层,并进行重金属、氮磷吸收和有机物的吸附固定;透气层由天然沸石、石灰石和活性炭组成,混合比例为(3~5):1:1,优选为4:1:1;透气层中天然沸石、石灰石和活性炭的粒径为0.10~0.20cm;
第三层为700-1200cm处铺设的填料层230,用于重金属吸附固定和有机物的降解;填料层中填料为由杭锦土负载纳米零价铁材料与粉煤灰通过常温造粒形成的多孔介质颗粒,其中,纳米零价铁:杭锦土:粉煤灰为0.1:
(1~10):(10~50);多孔介质颗粒粒径为0.20~0.30cm;
第四层为1200-1500cm处铺设的生物层240,用于重金属吸附固定、有机物的降解以及氮磷去除;生物层中填料为生物活性炭,负载有硝化细菌(亚硝酸细菌和硝酸细菌)和聚磷菌,生物活性炭的粒径为0.10~0.50cm;
第五层为1500-2000cm处铺设的承托层250,用于承托重金属和有机物的吸附固定;承托层的填料为砾石,砾石的粒径为1.0~5.0cm。
在一种优选的实施方式中,电解池100的阳极110由钛基氧化物组成,选自Ti/Pt/PbO2电极、Ti/Pt/SbO2-Sb2O4电极或Ti/IrO2/RuO2电极中的任意一种,优选为Ti/IrO2/RuO2,该电极具有高电催化活性、高耐腐蚀性和优异的机械稳定性。
阴极120由碳基材料组成,选自石墨毡电极、活性炭纤维电极或金刚石薄膜电极中的任意一种。
两性电极130选自铁电极、铝电极或铁/铝合金电极中的任意一种。
在本发明一种优选的实施方式中,电解池100带有射流循环装置,射流循环装置包括用循环管道依次连接的水泵310、加压罐320和射流器330,循环管道的进水端和出水端与电解池100连通,在水泵310的带动下实现电解池100中渗滤液的循环;
进水端位于电解池100的上部,出水端位于电解池100的底部且介于阳极和电解池壁之间;
水泵310为气液混合泵,利用负压吸入气体,将气体通入流动的渗滤液中;加压罐320接收混有气体的渗滤液,通过加压使气体溶解在渗滤液中,为射流器330提供高压汽水混合物;
射流器从外部吸入气体,并将气体与传输的高压汽水混合物混合后喷射至盛有渗滤液的电解池100中,溶解在渗滤液中的气体以纳微气泡的形式从渗滤液中析出,即喷射的渗滤液为纳微气泡水。
在一种优选的实施方式中,电解池100和湿地净化装置200之间设置沉淀池400,所述沉淀池为改进斜板沉淀池,其包括位于中部的多层斜板410和底部的沉淀区;
沉淀区为“V”型槽体,用于汇集絮凝物,沉淀区上方固定有多孔隔板420(其上密集分布有纵向通孔),多层斜板410固定在多孔隔板420上;
多层斜板410为多个平行且倾角为45°~65°的斜板组成,各斜板间距为50~80mm;斜板的设计,方便絮凝物从沉淀池靠重力作用自流出,节省收集污泥的能耗。
在进一步优选的实施方式中,所述沉淀池400还包括隔水挡板430,隔水挡板430为一轻质平板,其漂浮在沉淀池的渗滤表面并通过设置在沉淀池内壁设定高度的一个或多个具有相同高度的凸起限位(隔水挡板落在凸起下方)。隔水挡板430的设置对漂浮到渗滤液表面的絮凝物起到向下施压的作用,促进絮凝物的下沉。
在另一种优选的实施方式中,电解池100和湿地净化装置200之间不需设置沉淀池,通过对电极形式、电解池—射流装置的布局,实现了电化学处理—固液分离—射流的一体化处理。
此时,阴极120为管壁分布有微孔的封闭式筛管,阳极110和两性电极130为平板电极,阳极110和两性电极130插入筛管中,其微孔孔径为0.05~1μm,电处理后使絮凝物停留在阴极筛管中,净化后的渗滤液透过阴极筛管进入电解池100中阴极外的区域;
筛管上端或下端设置输入口用于通入待处理的渗滤液,并在输入口相对端设置输出口用于定期输出富集有絮凝物的渗滤液;
射流循环装置的循环管道进水端连接到阴极110外部电解池100内,经水泵310、加压罐320、射流器330,射入阴极筛管中。
本发明人经过研究发现,渗滤液在转运、存储和处理过程中,不断腐化降解,挥发大量有毒气体,如硫化氢、氨气、甲硫醇、甲硫醚、及苯系物等,长期暴露于这种环境中,会对居民和废弃物处理人员产生严重影响。然而,对渗滤液的臭气处理尚未得到关注和深入研究。
本发明人针对渗滤液臭气问题进行了研究,设计了一种除臭系统,该除臭系统属于渗滤液处理系统,对渗滤液的挥发性有机物及恶臭气体统称为臭气进行去除,所述除臭系统包括气体引入装置和气体处理装置;
所述气体引入装置包括气体传输管1000和风机2000,臭气在风机2000作用下进入气体传输管1000,并将臭气引入到后续气体处理装置;
所述气体处理装置包括水平串连的淋洗室3000和处理塔4000,臭气由淋洗室3000进入,经处理后由处理塔4000的排气口排出;
所述淋洗室3000为封闭装置,淋洗室3000顶部安装喷头3100,通过喷洒的除臭液洗去通入的臭气中产生臭味的成分。当除臭液为水时,可将水溶性物质(如氨气、硫化氢)的去除;当除臭液为酸性液体时,可将碱性气体成分如氨气去除,当除臭液为碱性液体(如次氯酸钠水溶液)时,可将酸性气体成分如硫化氢去除;淋洗所形成的液体循环至渗滤液液体处理步骤中(进入渗滤液配水池500);
所述处理塔4000由下至上依次包括垂直串联并行的干燥单元4100、光处理单元4200和吸附单元4300,干燥单元4100中填充吸水材料,用于吸附臭气中由淋洗室3000带出的水分;光处理单元4200中设置紫外灯4210,用于气体中有机物(如苯系物)的降解和微生物(如厌氧菌)的灭活;所述吸附单元4300中填充吸附材料,用于吸附臭气中产生臭味的气体成分,对臭气进行深度净化。
本发明的中,气体传输管1000的管口能够进入渗滤液配水池500或垃圾中转室,进而使渗滤液配水池500或垃圾中转室与除臭系统相连。优选地,气体传输管1000的管口安装在渗滤液配水池500或垃圾中转室的上部,便于收集产生的臭气。其中,渗滤液配水池500为调配渗滤液的装置,所述垃圾中转室为用于垃圾转运及存储的装置。
在本发明中,待处理臭气由淋洗室3000下部通入。
淋洗室3000顶部或其它部位固定水泵,通过导流管将除臭液送入喷头3100,经喷头3100分流作用后喷洒入淋洗室3000。
在一种优选的实施方式中,淋洗室3000的喷头3100数量为一个或多个,优选数量至少为4个,以增大喷头3100喷淋范围。
在一种优选的实施方式中,所述淋洗室3000中喷洒的除臭液的温度为40~60℃,在该温度下,除臭液会产生水蒸气,水蒸气充盈在喷淋式空间中,增加了与气体中产生臭味的成分的接触时间,利于沉降产生臭味的成分。
在一种优选的实施方式中,所述淋洗室3000中横向固定有一层丝网,或者,淋洗室3000中横向固定有多层丝网,在纵向方向上多层丝网之间具有设定间距。优选设置多层丝网。丝网为带有多孔的网状物,如金属丝网或纤维丝网。丝网的设置及丝网的多孔特点,使得喷淋下的除臭液能够在淋洗室3000空间中形成一层或多层液膜,液膜的存在增加了气体与液体的接触时间和接触面积,利于提高除臭效率。
在本发明中,所述淋洗室3000底部设置“V”型导流槽3300,喷淋下的除臭液汇聚于“V”型导流槽3300中,便于及时导出淋洗室3000,利于淋洗室3000的清理和维护。“V”型导流槽3300的斜坡坡度为5°~45°,优选为5°~15°。
本发明的中,淋洗室3000和处理塔4000之间通过管道连通,特别地,经淋洗室3000处理后排出的臭气由其上部(即超过设定高度处,如喷头高度处)排出,通入处理塔4000底部,经处理后由处理塔4000顶部排气口排出。
本发明中,干燥单元4100、光处理单元4200和吸附单元4300相互独立且允许气体流通。干燥单元4100、光处理单元4200和吸附单元4300之间通过管道连通,或者在干燥单元4100、光处理单元4200和吸附单元4300之间分别构筑多孔墙5000,多孔墙5000上开设连通两侧空间的多个纵向通孔。优选采用多孔墙5000连通。相较于专门设置管道,多孔墙5000结构简单、占用空间少,且通过控制多孔墙5000上通孔的数目或者大小,可方便调节气体进入后续处理单元的流量。
在本发明一种优选的实施方式中,干燥单元4100中填充的吸水材料选自吸水树脂、无水氯化钙、硅胶等,这些吸水材料均可以干燥后重复利用。
在本发明中,光处理单元4200中的紫外灯4210的个数为一个或多个,优选为多个。光处理单元4200中设置的紫外灯4210为具有一定长度的紫外灯管。
在一种优选的实施方式中,光处理单元4200的内壁表面覆盖有光催化材料涂层,如二氧化钛、氧化锌、硫化镉、氧化锡或氧化钨涂层,优选为二氧化钛涂层。光催化材料涂层的设置极大提高了有机物降解效率。
在进一步优选的实施方式中,紫外灯4210的个数为多个。每个紫外灯4210外套设有内壁涂有光催化材料涂层的套管4220,各套管4220纵向平行固定。
套管4220可为各种形状,如棱柱状、圆柱状、不规则曲管状等,以能实现套设紫外灯4210,促进有机物降解和微生物灭活功能为准,在此不做具体限定。
当干燥单元4100和光处理单元4200通过管道输送臭气时,该管道分别将臭气传送至各套管4220内。
当干燥单元4100和光处理单元4200通过多孔墙5000允许臭气流通时,套管4220下端与多孔墙5000接触,多孔墙5000上的纵向通孔均落入各套管4220内。
优选地,套管4220与光处理单元4200内壁之间存在空隙时,通过填装密封填料4230填充空隙,该密封填料4230为轻质不透气材料,如各种浆料等。
在本发明中,吸附单元4300中填充的吸附材料为活性炭,优选为负载有除臭细菌的活性炭,即生物活性炭。
其中,除臭细菌为好氧细菌,可以包括但不限于硝化细菌(亚硝酸细菌和/或硝酸细菌)、栖泥绿菌、化硫硫杆菌、排硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、脱氮硫杆菌。好氧菌如硝化细菌,可消除垃圾中经常产生的厌氧菌,而厌氧菌正是垃圾散发臭气的原因。由于臭气的重要来源为氨及硫化氢,除臭细菌优选为除氮和除硫细菌。
同时,除臭细菌可以通过载体结合法(如陈朝晖,张涵等.生物炭及其固定化微生物对垃圾堆肥的除臭增效作用(英文)[J].科学技术与工程,2013,13(32):9592-9597+9618.记载方法)固定在生物炭上,通过生物炭吸附和微生物代谢联用提高除臭效率。
在一种优选的实施方式中,吸附单元4300中横向固定有一个或多个挡流板4310,优选为多个挡流板4310,更优选多个挡流板4310在臭气流通方向上设置为多行,各行挡流板4310错位排布,使得臭气在流通时能够受到挡流板4310阻挡,减缓臭气流通时间,增加臭气流通路程,便于臭气与吸附材料充分接触,在吸附单元4300中往返曲折流通后,由排气口排出。
挡流板4310可以安装在吸附单元4300的内壁上进而插入吸附材料中,也可以是不固定于吸附单元4300的内壁上,仅简单的活动安插在吸附材料中。
在本发明中,排气口与自动监测装置6000连接,通过自动监测装置6000测定排出气体的成分及含量,便于实时监测垃圾除臭装置的运行状态。排气口上连接的自动监测装置6000可以为小巧或便携式自动监测装置,或者大型的自动监测装置,如VOCs在线自动检测系统(天津同阳科技发展有限公司)。
实施例
实施例1
一种深度处理渗滤液的方法,渗滤液的液体处理通过如图1所示的系统实现。
待处理的渗滤液在渗滤液配水池500进行调配,然后通入电解池100,进行电化学处理;对完成电化学处理的絮凝浊液进行固液分离,将絮凝的悬浮物排出;固液分离后的出水通入湿地净化装置200,通过铺设的填料层对渗滤液污染物进行降解或脱除,如氮磷和重金属固定和脱除、难降解污染物的降解,并最终出水。
电解池100由阳极Ti/Pt/SbO2-Sb2O4、阴极石墨碳毡和铁两性电极组成,阳极110、阴极120和两性电极130为平板电极,两性电极130位于阳极110和阴极120之间;电流密度为200A/m2,阳极110和阴极120间距为10cm,水力停留1h。电处理后的渗滤液传输至沉淀池400。
沉淀池400包括隔水挡板430、位于中部的多层斜板410和底部的沉淀区。经沉淀1h,上清进入湿地净化装置200。
湿地净化装置200由上至下铺设有五个功能层。第一层为0-200cm处铺设的土壤层210,土壤层上种植香根草、菖蒲和西伯利亚鸢尾。第二层为200-700cm处铺设的透气层220,透气层由天然沸石、石灰石和活性炭组成,混合比例为4:1:1;透气层中天然沸石、石灰石和活性炭的粒径为0.10~0.20cm。第三层为700-1200cm处铺设的填料层230,填料为由杭锦土负载纳米零价铁材料与粉煤灰通过常温造粒形成的多孔介质颗粒,其中,纳米零价铁:杭锦土:粉煤灰为0.1:5:20;多孔介质颗粒粒径为0.20~0.30cm。第四层为1200-1500cm处铺设的生物层240,填料为粒径0.10~0.50cm生物活性炭,负载有硝化细菌(亚硝酸细菌和硝酸细菌)和聚磷菌。第五层为1500-2000cm处铺设的承托层250,填料为砾石,砾石的粒径为1.0~5.0cm。沉淀池出水进入湿地系统后,水力停留1天。
将某生活垃圾渗滤通入配水池,配水水质参数:COD 3034mg/L,氨氮为155mg/L,总氮为261mg/L,总磷为30.7mg/L,重金属Pb、Cr、As分别为1.5、0.4和0.6mg/L,氯化物为5230mg/L,pH为6.7。经上述方法和系统处理后出水,COD 30.4mg/L,氨氮为4.1mg/L,总氮为6.3mg/L,总磷为0.5mg/L,重金属Pb、Cr、As未检出,氯化物为11.0mg/L。
实施例2
一种深度处理渗滤液的方法,渗滤液液体处理通过如图2所示的系统实现。
待处理的渗滤液在渗滤液配水池500进行调配,然后通入电解池100,进行电化学处理;对完成电化学处理的絮凝浊液进行固液分离,将絮凝的悬浮物排出;固液分离后的出水通入湿地净化装置200,通过铺设的填料层对渗滤液污染物进行降解或脱除,如氮磷和重金属固定和脱除、难降解污染物的降解,并最终出水。
电解池100由阳极Ti/IrO2/RuO2、阴极石墨碳毯和铁两性电极组成,阳极110、阴极120和两性电极130为平板电极,两性电极130位于阳极110和阴极120之间。电流密度为400A/m2,阳极110和阴极120间距为8cm,水力停留2h。电处理后的渗滤液传输至沉淀池400。
电解池100带有射流循环装置,射流循环装置包括用循环管道依次连接的水泵310、加压罐320和射流器330,循环管道的进水端和出水端与电解池100连通,在水泵310的带动下实现电解池100中渗滤液的循环。进水端位于电解池100的上部,出水端位于电解池100的底部且介于阳极110和电解池壁之间。水泵310为气液混合泵;加压罐320接收混有气体的渗滤液,通过加压使气体溶解在渗滤液中,为射流器330提供高压汽水混合物;射流器330从外部吸入气体,并将气体与传输的高压汽水混合物混合后喷射至盛有渗滤液的电解池100中。
沉淀池400包括隔水挡板430、位于中部的多层斜板410和底部的沉淀区。经沉淀后,上清进入湿地净化装置200。
湿地净化装置200由上至下铺设有五个功能层。第一层为0-200cm处铺设的土壤层210。第二层为200-700cm处铺设的透气层220,透气层由天然沸石、石灰石和活性炭组成,混合比例为4:1:1;透气层中天然沸石、石灰石和活性炭的粒径为0.10~0.20cm。第三层为700-1200cm处铺设的填料层230,填料为由杭锦土负载纳米零价铁材料与粉煤灰通过常温造粒形成的多孔介质颗粒,其中,纳米零价铁:杭锦土:粉煤灰为0.1:5:20;多孔介质颗粒粒径为0.20~0.30cm。第四层为1200-1500cm处铺设的生物层240,填料为粒径0.10~0.50cm生物活性炭,负载有硝化细菌(亚硝酸细菌和硝酸细菌)和聚磷菌。第五层为1500-2000cm处铺设的承托层250,填料为砾石,砾石的粒径为1.0~5.0cm。沉淀池出水进入湿地系统后,水力停留1天。
将某生活垃圾渗滤通入配水池,配水水质参数:COD 5200mg/L,氨氮为323mg/L,总氮为517mg/L,总磷为108mg/L,重金属Pb、Cr、As分别为5.1、10.7和6.2mg/L,氯化物为8080mg/L,pH为6.0。经上述方法和系统处理后出水,COD 42mg/L,氨氮为11.1mg/L,总氮为14.4mg/L,总磷为1.3mg/L,重金属Pb、Cr、As未检出,氯化物为23.7mg/L。
实施例3
一种深度处理渗滤液的方法,渗滤液液体处理通过如图3所示的系统实现。
待处理的渗滤液在渗滤液配水池500进行调配,然后通入电解池100,进行电化学处理;对完成电化学处理的絮凝浊液进行固液分离,将絮凝的悬浮物排出;固液分离后的出水通入湿地净化装置200,通过铺设的填料层对渗滤液污染物进行降解或脱除,如氮磷和重金属固定和脱除、难降解污染物的降解,并最终出水。
电解池100电解池由阳极Ti/IrO2/RuO2、阴极活性炭纤维电极和铝两性电极组成,阴极120为管壁分布有微孔的封闭式筛管,阳极110和两性电极130为平板电极,阳极110和两性电极130插入阴极筛管中,阴极筛管微孔孔径为0.08~1μm。阴极筛管上端设置输入口与渗滤液配水池500连通,并在下端设置输出口,定期输出富集有絮凝物的渗滤液,该渗滤液经固液分离后经调配重新进入电解池。射流循环装置的循环管道进水端连接到阴极120外部电解池100内,经水泵310、加压罐320、射流器330,射入阴极筛管中。控制电解池100的电流密度为300A/m2,电压10V,水力停留1h。将固液分离后的渗滤液传输至湿地净化装置200。
湿地净化装置200由上至下铺设有五个功能层。第一层为0-200cm处铺设的土壤层210。第二层为200-700cm处铺设的透气层220,透气层由天然沸石、石灰石和活性炭组成,混合比例为4:1:1;透气层中天然沸石、石灰石和活性炭的粒径为0.10~0.20cm。第三层为700-1200cm处铺设的填料层230,填料为由杭锦土负载纳米零价铁材料与粉煤灰通过常温造粒形成的多孔介质颗粒,其中,纳米零价铁:杭锦土:粉煤灰为0.1:5:20;多孔介质颗粒粒径为0.20~0.30cm。第四层为1200-1500cm处铺设的生物层240,填料为粒径0.10~0.50cm生物活性炭,负载有硝化细菌(亚硝酸细菌和硝酸细菌)和聚磷菌。第五层为1500-2000cm处铺设的承托层250,填料为砾石,砾石的粒径为1.0~5.0cm。沉淀池出水进入湿地系统后,水力停留1天。
将某生活垃圾渗滤通入配水池,配水水质参数:COD 7500mg/L,氨氮为500mg/L,总氮为650mg/L,总磷为151mg/L,重金属Pb、Cr、As分别为11.2、17.4和7.6mg/L,氯化物为8100mg/L,pH为6.9。经上述方法和系统处理后出水,COD 32.1mg/L,氨氮为8.5mg/L,总氮为10.7mg/L,总磷为1.5mg/L,重金属Pb、Cr、As未检出,氯化物为13.3mg/L。
实施例4
如图4所示,一种除臭系统,用于渗滤液气体处理。除臭系统主要包括气体传输管1000、风机2000、淋洗室3000和处理塔4000。气体传输管1000接入渗滤液配水池500的上部,右端接入风机2000,风机2000的右端接入淋洗室3000。
淋洗室3000上部均匀布置喷头3100,顶部固定水泵,通过导流管将除臭液送入喷头3100,经喷头3100分流作用后喷洒入淋洗室3000。淋洗室3000下部设有坡度为5°的“V”型导流槽3300。
处理塔4000的进气口位于处理塔4000的下部。处理塔4000从下到上包括干燥单元4100、光处理单元4200和吸附单元4300。干燥单元4100、光处理单元4200和吸附单元4300之间构筑多孔墙5000,允许臭气流通。
如图5所示,光处理单元4200中安装有多个紫外灯4210,紫外灯4210为紫外灯管。每个紫外灯4210外套设有内壁涂有光催化材料二氧化钛涂层的套管4220,各套管4220纵向平行固定。套管4220下端与多孔墙50000接触,多孔墙5000上的纵向通孔均落入各套管4220内。套管4220与光处理单元4200内壁之间存在的空隙,通过填装密封填料4230填充。
干燥单元4100填充的填料主要是吸水树脂。吸附单元4300填充有生物活性炭。排气口位于处理塔的上部,所述排气口连接有自动监测装置。
具体的,使用时,经风机2000的作用,将渗滤液配水池500的臭气送入到淋洗室3000,除臭液经过水泵送入到喷头3100,淋洗废液经“V”型导流槽3300排入到淋洗室3000外部进行处理。经淋洗室3000处理后的气体从下部进入处理塔4000,先经过干燥单元4100进行干燥,经多孔墙5000导流后,进入光处理单元4200。臭气通过紫外灯4210和二氧化钛涂层作用下进行光催化氧化,之后进入吸附单元4300。通过活性炭的吸附和微生物对气体进行进一步的处理,之后通过连接排气口的自动监测装置6000进行实时监测系统的运行状态。
以上结合具体实施方式和/或范例性实例以及附图对本发明进行了详细说明,不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解,在不偏离本发明精神和范围的情况下,可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进,这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种深度处理渗滤液的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤1),待处理的渗滤液通入电解池(100),进行电化学处理;
步骤2),对完成电化学处理的絮凝浊液进行固液分离,将絮凝的沉淀物/悬浮物排出,其中:
电解池(100)的阴极(120)为管壁分布有微孔的封闭式筛管,阳极(110)和两性电极(130)为平板电极,阳极(110)和两性电极(130)插入阴极筛管中,其微孔孔径为0.05~1μm,电处理后使絮凝物停留在阴极筛管中,净化后的渗滤液透过阴极筛管进入电解池(100)中阴极(120)外的区域;
阴极筛管上端或下端设置输入口用于通入待处理的渗滤液,并在输入口相对端设置输出口,通过该输出口能够定期输出富集有絮凝物的渗滤液;
步骤3),固液分离后的出水通入湿地净化装置(200),通过铺设的填料层对渗滤液污染物进行降解或脱除,并最终出水。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括对待处理的渗滤液进行调配,调配后的渗滤液满足以下指标中的一项或多项:COD为1000~10000mg/L,氨氮为100~800mg/L,总氮为200~1000mg/L,总磷为0~300mg/L,重金属总量为0~1000mg/L,氯化物(以Cl-计)为1000~10000mg/L,以及pH为6~9。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,电解池(100)包括三个电极,与正极连接的阳极(110)、与负极连接阴极(120)、以及不与电源连接的两性电极(130);
阳极(110)由钛基氧化物组成,选自Ti/Pt/PbO2电极、Ti/Pt/SbO2-Sb2O4电极或Ti/IrO2/RuO2电极中的任意一种;
阴极(120)由碳基材料组成,选自石墨毡电极、活性炭纤维电极或金刚石薄膜电极中的任意一种;
两性电极(130)选自铁电极、铝电极或铁/铝合金电极中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,阳极(110)为Ti/IrO2/RuO2。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,电解池(100)带有射流循环装置,射流循环装置包括用循环管道依次连接的水泵(310)、加压罐(320)和射流器(330),循环管道的进水端和出水端与电解池(100)连通,在水泵(310)的带动下实现电解池(100)中渗滤液的循环;
进水端位于电解池(100)的上部,出水端位于电解池(100)的底部且介于阳极(110)和电解池壁之间;
水泵(310)为气液混合泵,利用负压吸入气体,将气体通入流动的渗滤液中;
加压罐(320)接收混有气体的渗滤液,通过加压使气体溶解在渗滤液中,为射流器(330)提供高压汽水混合物;
射流器(330)从外部吸入气体,并将气体与传输的高压汽水混合物混合后喷射至盛有渗滤液的电解池(100)中,溶解在渗滤液中的气体以纳微气泡的形式从渗滤液中析出。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,
射流循环装置的循环管道进水端连接到阴极(120)外部电解池(100)内,经水泵(310)、加压罐(320)、射流器(330),射入阴极筛管中。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,湿地净化装置(200)由上至下铺设有五个功能层:
第一层为0-200cm处铺设的土壤层(210),用于支撑水生植物的生长,进行重金属吸附和有机物的降解;
第二层为200-700cm处铺设的透气层(220),用于支撑土壤层,并进行重金属、氮磷吸收和有机物的吸附固定;透气层由天然沸石、石灰石和活性炭组成,混合比例为(3~5):1:1;透气层中天然沸石、石灰石和活性炭的粒径为0.10~0.20cm;
第三层为700-1200cm处铺设的填料层(230),用于重金属吸附固定和有机物的降解;填料层中填料为由杭锦土负载纳米零价铁材料与粉煤灰通过常温造粒形成的多孔介质颗粒,其中,纳米零价铁:杭锦土:粉煤灰为0.1:(1~10):(10~50);多孔介质颗粒粒径为0.20~0.30cm;
第四层为1200-1500cm处铺设的生物层(240),用于重金属吸附固定、有机物的降解以及氮磷去除;生物层中填料为生物活性炭,负载有硝化细菌和聚磷菌,生物活性炭的粒径为0.10~0.50cm;
第五层为1500-2000cm处铺设的承托层(250),用于承托重金属和有机物的吸附固定;承托层的填料为砾石,砾石的粒径为1.0~5.0cm。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,透气层混合比例为4:1:1。
9.根据权利要求1至8之一所述的方法,其特征在于,电解池(100)中电压控制在4~14V,电流密度控制在50~1000A/m2,电解池(100)中水力停留时间为0.5~2h;
湿地净化装置(200)的水力停留时间为1~5天。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,该方法还包括对渗滤液的挥发性有机物及恶臭气体即臭气进行去除的步骤,其去除通过除臭系统实施,除臭系统包括气体引入装置和气体处理装置;
所述气体引入装置包括气体传输管(1000)和风机(2000),臭气在风机(2000)作用下进入气体传输管(1000),并将臭气引入到后续气体处理装置;
所述气体处理装置包括水平串连的淋洗室(3000)和处理塔(4000),臭气由淋洗室(3000)进入,经处理后由处理塔(4000)的排气口排出;
所述淋洗室(3000)为封闭装置,淋洗室(3000)顶部安装喷头(3100),通过喷洒的除臭液洗去通入的臭气中产生臭味的成分,所产生的液体循环至渗滤液液体处理步骤中;
所述处理塔(4000)由下至上依次包括垂直串联并行的干燥单元(4100)、光处理单元(4200)和吸附单元(4300),干燥单元(4100)中填充吸水材料,用于吸附臭气中由淋洗室(3000)带出的水分;光处理单元(4200)中设置紫外灯(4210),用于气体中有机物的降解和微生物的灭活;所述吸附单元(4300)中填充吸附材料,用于吸附臭气中产生臭味的气体成分,对臭气进行深度净化。
11.一种深度处理渗滤液的系统,所述系统用于实施权利要求1至10之一所述的方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811062613.2A CN109205928B (zh) | 2018-09-12 | 2018-09-12 | 一种深度处理渗滤液的方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811062613.2A CN109205928B (zh) | 2018-09-12 | 2018-09-12 | 一种深度处理渗滤液的方法及系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109205928A CN109205928A (zh) | 2019-01-15 |
CN109205928B true CN109205928B (zh) | 2021-07-02 |
Family
ID=64984023
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811062613.2A Active CN109205928B (zh) | 2018-09-12 | 2018-09-12 | 一种深度处理渗滤液的方法及系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109205928B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL2029218A (en) * | 2021-08-17 | 2021-11-09 | Univ North China Science & Technology | Apparatus for advanced treatment of slightly polluted water |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109626764B (zh) * | 2019-02-25 | 2021-10-22 | 安庆师范大学 | 一种用于海绵城市雨水净化的生物处理系统 |
CN114349131A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-15 | 西安建筑科技大学 | 一种强化电化学法处理垃圾渗滤液浓缩液的反应器和方法 |
CN114590957B (zh) * | 2022-02-21 | 2023-10-31 | 上海勘测设计研究院有限公司 | 电解、湿地联合去除废水中高浓度重金属的装置及方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201912804U (zh) * | 2010-11-19 | 2011-08-03 | 攀枝花钢城集团有限公司 | 斜板沉淀池过滤装置 |
CN203007021U (zh) * | 2012-12-24 | 2013-06-19 | 东北大学 | 一种原位电凝聚膜生物反应器 |
CN105621819A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-06-01 | 湖南艾布鲁环保科技有限公司 | 一种重金属尾矿库渗滤液多元组合生态处理系统和方法 |
CN205367828U (zh) * | 2016-01-04 | 2016-07-06 | 苏州中晟环境修复股份有限公司 | 一种新型耐用电絮凝装置 |
CN106477689A (zh) * | 2016-11-14 | 2017-03-08 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种基于电场强化的零价铁净水方法和反应器 |
CN206687944U (zh) * | 2016-12-23 | 2017-12-01 | 深圳市国民清洁服务有限公司 | 一种垃圾臭气处理系统 |
CN108069491A (zh) * | 2016-11-18 | 2018-05-25 | 北京化工大学 | 用于难降解废水的电催化氧化方法及反应装置 |
CN108911366A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-11-30 | 安徽中环环保科技股份有限公司 | 一种农村一体化污水处理系统 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101967421B1 (ko) * | 2016-11-18 | 2019-04-09 | 군산대학교 산학협력단 | 전기응집공정을 전처리공정으로 사용하는 하이브리드형 인공습지공정 시스템 |
-
2018
- 2018-09-12 CN CN201811062613.2A patent/CN109205928B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201912804U (zh) * | 2010-11-19 | 2011-08-03 | 攀枝花钢城集团有限公司 | 斜板沉淀池过滤装置 |
CN203007021U (zh) * | 2012-12-24 | 2013-06-19 | 东北大学 | 一种原位电凝聚膜生物反应器 |
CN205367828U (zh) * | 2016-01-04 | 2016-07-06 | 苏州中晟环境修复股份有限公司 | 一种新型耐用电絮凝装置 |
CN105621819A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-06-01 | 湖南艾布鲁环保科技有限公司 | 一种重金属尾矿库渗滤液多元组合生态处理系统和方法 |
CN106477689A (zh) * | 2016-11-14 | 2017-03-08 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种基于电场强化的零价铁净水方法和反应器 |
CN108069491A (zh) * | 2016-11-18 | 2018-05-25 | 北京化工大学 | 用于难降解废水的电催化氧化方法及反应装置 |
CN206687944U (zh) * | 2016-12-23 | 2017-12-01 | 深圳市国民清洁服务有限公司 | 一种垃圾臭气处理系统 |
CN108911366A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-11-30 | 安徽中环环保科技股份有限公司 | 一种农村一体化污水处理系统 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL2029218A (en) * | 2021-08-17 | 2021-11-09 | Univ North China Science & Technology | Apparatus for advanced treatment of slightly polluted water |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109205928A (zh) | 2019-01-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109205928B (zh) | 一种深度处理渗滤液的方法及系统 | |
Chernicharo | Post-treatment options for the anaerobic treatment of domestic wastewater | |
CN107698037B (zh) | 三维电化学偶联三维电生物深度处理垃圾渗滤液反渗透浓水的方法 | |
KR102170601B1 (ko) | 저온플라즈마와 고농축생물막을 이용한 하수 및 오폐수 고도처리 분리막장치 | |
CN109721130B (zh) | 一种光催化技术治理黑臭水体的方法 | |
CN111167302B (zh) | 一种推流组合式生物-电化学协同处理设备及其应用 | |
CN216039156U (zh) | 一种微生物强化脱氮除磷组合系统 | |
CN112174434B (zh) | 电Fenton联合反硝化生物滤池处理垃圾渗滤液的反应器及方法 | |
CN112174329A (zh) | 微电解强化型生态浮床耦合光催化的地表水生态修复装置 | |
CN109626524A (zh) | 一种包含电催化氧化单元的焦化废水处理系统与方法 | |
CN216808519U (zh) | 一种运用微生物和生态净化工艺的饮用水预处理系统 | |
CN201301254Y (zh) | 埋地式微动力污水处理装置 | |
CN111925044B (zh) | 一种生活污水序批式生物膜-电解处理与回用设备及方法 | |
CN104276722B (zh) | 尾水提标系统 | |
CN111036070B (zh) | 极性仿生水草强化生态型室内空气净化装置及方法 | |
CN111517570B (zh) | 一种仿海浪的船舶污水处理及资源化回用系统及方法 | |
CN115057581B (zh) | 一种用于黑臭河道旁路水质提升方法和系统 | |
CN214142004U (zh) | 一种分散型污水的处理系统 | |
CN209872695U (zh) | 一体式微生物脱盐电池-人工湿地装置 | |
CN211635954U (zh) | 一种污水池加盖尾气净化除臭装置 | |
CN112794529A (zh) | 一种联合污水处理工艺 | |
CN112851045A (zh) | 一种磺胺废水处理系统及处理方法 | |
KR100975239B1 (ko) | 하천 유지수 확보를 위한 하수 정화 방법 | |
CN110697977A (zh) | 一种垃圾填埋场封场渗滤液的处理工艺 | |
KR20020022461A (ko) | 수처리방법 및 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |