CN109534601A

CN109534601A - 一种生化结合电催化氧化处理垃圾渗滤液的方法

Info

Publication number: CN109534601A
Application number: CN201811542681.9A
Authority: CN
Inventors: 秦元成; 邹建平; 叶鹏; 汪月华; 邢秋菊
Original assignee: Nantong Huanyu Boxin Chemical Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Nantong Huanyu Boxin Chemical Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2018-12-17
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2019-03-29

Abstract

本发明公开了一种生化结合电催化氧化处理垃圾渗滤液的工艺，涉及污水处理技术领域，包括以下步骤：垃圾渗滤液经过预处理后排出第一级废水；A/O‑MBR膜生化处理第一级废水后排出第二级废水；电催化处理第二级废水后排出第三级废水；纳滤膜处理第三级废水后可达标排放。本发明具有的优势和效果：本发明方法中膜生物反应系统与电化学反应系统进行有效的耦合，垃圾渗滤液在膜生物反应系统和电化学反应系统的双重作用下，强化了系统整体的硝化作用，有效的去除了渗滤液中的COD、BOD₅和NH₃‑N，达到脱氮除磷的最佳效果，大幅度提高了有机污染物和高浓度难降解污染物的降解效率，并最后通过纳滤膜系统进行深度净化，实现达标排放标准。

Description

一种生化结合电催化氧化处理垃圾渗滤液的方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种生化结合电催化氧化处理垃圾渗滤液的方法。

背景技术

进入21世纪以来，我国经济快速发展，城市规模不断扩大，城市化进程不断加快。然而，城市生活垃圾产生量也急剧增加。垃圾渗滤液是城市生活垃圾卫生填埋的必然产物，具有色度高、恶臭、毒性大、污染物成分复杂多变，水质及水量随时间变化大、BOD/COD值低、NH₃-N含量高等污染特点，已成为我国垃圾卫生填埋场严峻的环境污染问题，有效环保的处理垃圾渗滤液也是目前亟待处理的难题。

2008年，我国实行新的垃圾渗滤液排放标准，要求垃圾渗滤液必须就地处理达标排放。但是，目前采用常规的、单一的物化或者生化工艺处理后仍难达到国家要求的排放标准，需进一步处理。而且在实际运行中，生物细菌常因无法适应垃圾渗滤液水质、水量的剧烈变化而被抑制甚至死亡。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种生化结合电催化氧化处理垃圾渗滤液的方法来处理垃圾渗滤液，以达到垃圾渗滤液出水符合排放要求的目的。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种生化结合电催化氧化处理垃圾渗滤液的方法，以达到垃圾渗滤液出水符合排放要求的目的。电催化氧化法作为一种“环境友好技术”已经在一些难生化降解污染物处理中得到广泛的研究和应用。其基本原理是通过外电场的作用，在特定的电化学反应器中，通过一系列设计的化学反应、电化学过程或者物理过程，产生大量的羟基自由基、臭氧、过氧化氢、次氯酸根、氯气等强氧化剂中间产物，进而利用这些中间产物的强氧化性对废水中的污染物进行降解和矿化的技术过程，是一种高级氧化技术。基于这个技术思想，我们提出构造适用于处理垃圾渗滤液的生化结合电催化氧化工艺，这一工艺在垃圾渗滤液处理的实际应用上具有极为重要的意义。

为实现上述目的，本发明提供了一种生化结合电催化氧化处理垃圾渗滤液的方法，所述方法包括以下步骤：

预处理垃圾渗滤液排出第一级废水；

A/O-MBR膜生化处理第一级废水排出第二级废水；

电催化处理第二级废水排出第三级废水；

纳滤膜处理第三级废水检测达标后排放。

本发明还提供了一种生化结合电催化氧化处理垃圾渗滤液的系统，所述系统包括：

依次连接的预处理单元、A/O-MBR膜处理单元、电催化单元和纳滤膜处理单元，其中，所述预处理单元与A/O-MBR膜处理单元通过提升泵和高位水槽连接，A/O-MBR膜处理单元与电催化单元通过出水泵连接，电催化单元与纳滤膜处理单元通过出水口连接；

其中，所述预处理单元处理渗滤液后排出第一级废水；

所述A/O-MBR膜处理单元处理第一级废水后排出第二级废水；

所述电催化单元处理第二级废水后排出第三级废水；

所述纳滤膜处理单元处理第三级废水后检测达标后排放。

本发明的一种生化结合电催化氧化处理垃圾渗滤液的方法与现有技术相比，具有以下优势和效果：

(1)本发明中膜生物反应系统与电化学反应系统进行有效的耦合，垃圾渗滤液在膜生物反应系统和电化学反应系统的双重作用下，强化了系统整体的硝化作用，有效的去除了渗滤液中的COD、BOD₅和NH₃-N，达到脱氮除磷的效果，大幅度提高了有机污染物和高浓度难降解污染物的降解效率，并最后通过纳滤膜系统进行深度净化，实现达标排放标准；

(2)本发明方法高效便捷，且可降低污水处理技术的运行费用，适合工业化应用。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的实施流程图。

其中，1-调节池；2-提升泵；3-高位水槽；4-A/O-MBR膜生物反应器；4-1-好氧区；4-2-厌氧区；4-3-膜区；4-4-搅拌机；4-5-曝气机；4-6-膜组件；4-7-回流泵；5-出水泵；6-电化学反应器；6-1-进水口；6-2-电极；6-3-磁力搅拌器；6-4-出水口；7-接入电源；8-纳滤膜；9-清水池。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定内部程序、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

此外，术语“第一级”、“第二级”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一级”、“第二级”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本发明的一种生化结合电催化氧化处理垃圾渗滤液的方法包括下述步骤：

预处理垃圾渗滤液排出第一级废水；

A/O-MBR处理第一级废水后排出第二级废水；

电催化处理第二级废水后排出第三级废水；

纳滤膜处理第三级废水后可实现达标直排。

其中，预处理步骤包括将一定量的垃圾渗滤液输送到调节池中，根据垃圾渗滤液的实际pH，向调节池中投加酸或碱，并搅拌充分，将垃圾渗滤液的pH值调至中性；

A/O-MBR膜生化处理步骤包括将第一级废水通过提升泵抽至高位水槽并流入到A/O-MBR膜生物反应器，在厌氧区和好氧区进行反硝化和硝化反应以除磷脱氮，在膜区通过膜组件分离活性污泥混合液中的固体微生物和大分子溶解性物质，第一级废水经不同功能区处理后排出第二级废水；

电催化步骤包括将第二级废水通过出水泵抽至电化学反应器中的电解槽，经过电催化氧化作用对第二级废水中高浓度、难降解的有机污染物进行深度矿化处理；

纳滤膜处理步骤包括将第三级废水中的高分子量的有机物、高价离子以及色度和硬度等进行截留和深度净化处理。

如图1所示，本发明还提供了一种生化结合电催化氧化处理垃圾渗滤液系统，包括：依次设置的预处理单元、A/O-MBR膜处理单元、电催化单元和纳滤膜处理单元，预处理单元与A/O-MBR膜处理单元通过提升泵2和高位水槽3连接，A/O-MBR膜处理单元与电催化单元通过出水泵5连接，电催化单元与纳滤膜处理单元通过出水口6-4连接。

其中，

预处理单元包括调节池1，将收集到的垃圾渗滤液输送到调节池1中，测量垃圾渗滤液的pH值，根据垃圾渗滤液的实际pH值，向调节池1中投加酸或碱，并搅拌充分，将垃圾渗滤液的pH值调到中性左右排出第一级废水，可选的，酸可以为硫酸，碱可以是生石灰；

A/O-MBR膜生化处理单元包括A/O-MBR膜生物反应器4。预处理单元排出的第一级废水再由提升泵2抽至高位水槽3中，并流入到A/O-MBR膜生物反应器4，A/O-MBR膜生物反应器4为膜分离技术与生物处理技术结合的新型态废水处理系统，包括厌氧区4-1、好氧区4-2和膜区4-3三个功能区。在厌氧区4-1设置有搅拌机4-4，通过搅拌使厌氧和兼氧污泥与废水充分混合，为反硝化细菌提供了充足的有机物，使得反硝化反应充分进行；厌氧区4-1上部分的泥水混合液溢流进入好氧区4-2，在好氧区4-2设置有曝气机4-5，通过其曝气作用将泥水混合液与好氧污泥充分混合，使得硝化反应充分进行；好氧区4-2的泥水混合液可通过穿孔板直接进入膜区4-3，通过膜组件4-6的截留和吸附作用使泥水有效分离，其中活性污泥由回流泵4-7抽至厌氧区4-1，而A/O-MBR膜生化处理步骤后排出的第二级废水由出水泵5抽至电化学反应器6。该系统取代了传统生物处理技术末端二沉池，生物反应器中保持高活性污泥浓度和高生物处理有机负荷，从而减少垃圾渗滤液处理设施的占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量，实现了污水资源化，保障了对污染物的有效去除。

电催化处理单元包括电化学反应器6，A/O-MBR膜生化处理后排出的第二级废水由出水泵5经进水口6-1抽至电化学反应器6中的电解槽中，电化学反应器6包含电极6-2和磁力搅拌器6-3，磁力搅拌器6-3对第二级废水进行充分搅拌，电极6-2在接入电源7通电情况下对第二级废水中高浓度、难降解的有机污染物进行深度矿化处理排出第三级废水。电催化处理利用电极的直接氧化和间接氧化作用来催化氧化降解垃圾渗滤液中难降解的物质，使其分解成为易降解、无毒害的物质。阳极直接氧化是由于水分子在阳极表面上放电产生·OH基团，·OH基团与吸附在阳极上的有机物发生氧化反应。间接氧化是指利用电化学反应产生的强氧化剂如ClO^–、高价金属离子等氧化溶液中有机物。该系统提高了垃圾渗滤液中高浓度难降解有机污染物的去除率和矿化率，电催化处理步骤后排出第三级废水。

纳滤膜处理单元包括纳滤膜8和清水池9，电催化处理单元排出的第三级废水通过出水口6-4进入到纳滤膜8，纳滤膜是允许溶剂分子或低分子量溶质或低价离子透过的一种功能性的半透膜，可再次对废水中的有机污染物和色度、硬度以及部分溶解性盐等进行深度净化和截留处理，保证第三级废水的浊度降至极低并检测达标排放至清水池9。达标排放后的第三级废水的具体参数见表1：

表1采用生化结合电催化氧化工艺处理前后垃圾渗滤液中污染物的含量变化表(单位：mg/L，除pH、色度)

由上表中可以看到，采用生化结合电催化氧化工艺处理前的垃圾渗滤液的COD、BOD₅、悬浮物、氨氮、pH以及色度等各项指标均远远超过标准浓度限值，经过生化结合电催化氧化工艺处理后，垃圾渗滤液的COD、BOD₅、悬浮物、氨氮、pH以及色度等各项指标均显著降低并低于或等于标准浓度限值，亦即经本发明的生化结合电催化氧化方法处理的垃圾渗滤液达到了污水排放标准。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.一种生化结合电催化氧化处理垃圾渗滤液的方法，所述方法包括以下步骤：

垃圾渗滤液经过预处理后排出第一级废水；

A/O-MBR处理第一级废水后排出第二级废水；

电催化处理第二级废水后排出第三级废水；

纳滤膜处理第三级废水后可实现达标直排。

2.如权利要求1所述的生化结合电催化氧化处理垃圾渗滤液的方法，优选的，所述预处理步骤包括：将一定量的垃圾渗滤液输送到调节池中，根据垃圾渗滤液的实际pH，向调节池中投加酸或碱，并搅拌充分，将垃圾渗滤液的pH值调至中性。

3.如权利要求1所述的生化结合电催化氧化处理垃圾渗滤液的方法，所述A/O-MBR膜生化处理步骤包括将第一级废水通过提升泵抽至高位水槽并流入到A/O-MBR膜生物反应器，在厌氧区和好氧区进行反硝化和硝化反应以除磷脱氮，在膜区通过膜组件分离活性污泥混合液中的固体微生物和大分子溶解性物质，第一级废水经不同功能区处理后排出第二级废水。

4.如权利要求1所述的生化结合电催化氧化处理垃圾渗滤液的方法，所述电催化步骤包括将第二级废水通过出水泵抽至电化学反应器中的电解槽，经过电催化氧化作用对第二级废水中高浓度、难降解的有机污染物进行深度矿化处理。

5.如权利要求1所述的生化结合电催化氧化处理垃圾渗滤液的方法，所述纳滤膜处理步骤包括将第三级废水中的高分子量的有机物、高价离子以及色度和硬度等进行截留和深度净化处理。

6.一种生化结合电催化氧化处理垃圾渗滤液的系统，所述系统包括：

依次设置的预处理单元、A/O-MBR膜处理单元、电催化单元和纳滤膜处理单元，其中，所述预处理单元与A/O-MBR膜处理单元通过提升泵和高位水槽连接，A/O-MBR膜处理单元与电催化单元通过出水泵连接，电催化单元与纳滤膜处理单元通过出水口连接；

其中，所述预处理单元处理渗滤液后排出第一级废水；

所述A/O-MBR膜处理单元处理第一级废水后排出第二级废水；

所述电催化单元处理第二级废水后排出第三级废水；

所述纳滤膜处理单元处理第三级废水后检测达标后排放。

7.如权利要求6所述的系统，所述预处理单元包括调节池，用以调节垃圾渗滤液的pH值。

8.如权利要求6所述的系统，所述A/O-MBR膜处理单元包括A/O-MBR膜生物反应器、好氧区、厌氧区、膜区、搅拌机、曝气机、膜组件和回流泵，其中，所述回流泵用以将所述厌氧区处理后渗滤液抽回至所述好氧区。

9.如权利要求6所述的系统，所述电催化单元用以处理包括进水口、电极、磁力搅拌器和出水口，其中，所述电极接入外接电源。

10.如权利要求6所述的系统，所述纳滤膜处理单元包括纳滤膜和清水池，其中，纳滤膜处理后的渗滤液排入清水池。