CN109970277A - Ao-电催化氧化联合的垃圾中转站渗滤液处理装置及工艺 - Google Patents

Ao-电催化氧化联合的垃圾中转站渗滤液处理装置及工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种AO‑电催化氧化联合的垃圾中转站渗滤液处理装置及工艺，属于垃圾渗滤液处理装置领域。在本发明的装置中，垃圾渗滤液先经厌氧与好氧单元对污染物进行生化降解，随后在电解单元内完成电催化氧化以进一步削减污染物并提高其生化性能，最后，为强化工艺整体处理性能，部分电解单元出水将重新回流至厌氧单元进行再次生化降解。相比于传统单独三维电极处理工艺或者单独AO处理工艺，本发明所述工艺对村镇垃圾中转站渗滤液处理效果更佳。

Description

AO-电催化氧化联合的垃圾中转站渗滤液处理装置及工艺
技术领域
本发明属于垃圾渗滤液处理领域，具体涉及一种AO-电催化氧化联合的垃圾中转站渗滤液处理装置及工艺。
背景技术
根据住建部统计，2016年我国农村生活垃圾产生量约为1.8亿吨，人均垃圾产生量为0.8kg/d，其中至少有0.7亿吨以上未作任何处理。这些垃圾经常在村镇的垃圾中转站滞留几天甚至长达数月，在此过程中，许多地区由于并未采取适当的防护措施，垃圾渗滤液已通过土壤下渗或者地表径流等多种方式进入各类受纳水体，严重危害我国农村水环境安全。如何实现经济有效处理地处理这部分垃圾渗滤液已成为地方政府亟待解决的难题。
传统AO工艺主要通过微生物生化降解有机物，常用于去除含有高浓度BOD 的各类污水，但上述垃圾渗滤液中由于含有较多难生物降解物质(如腐殖酸和富里酸)，且浓度普遍偏高，使得单纯AO工艺对其处理效果十分有限。电化学法主要通过产生强氧化性基团氧化各类污染物，适用于降解各类难以生化降解的有机物及增强垃圾渗滤液的生化性能。近年来，随着电化学领域中三维电化学体系研究的深入，该体系的传质效率与反应器面体比相比于传统二维体系有大幅改善。然而，实验表明，单纯三维电化学体系难以持续稳定处理上述垃圾渗滤液，且出水水质波动大，无法保障。
发明内容
本发明要解决的技术问题如何将电催化氧化稳定地用于处理垃圾中转站渗滤液，并针对上述的现状提出一种AO-电催化氧化联合的垃圾中转站渗滤液处理装置。本发明通过设置内循环，联合AO工艺的生化性能以及电催化氧化降解难降解有机污染物的能力，增强工艺对于村镇垃圾中转站渗滤液处理能力。
本发明具体采用的技术方案如下：
一种AO-电催化氧化联合的垃圾中转站渗滤液处理装置，它包括进水单元、厌氧单元、好氧单元、过滤单元、电解单元和出水单元；所述的进水单元通过带有第一进水泵的进水管道与厌氧单元的进水口相连，厌氧单元的出水口通过带有第二进水泵的进水管道与好氧单元的进水口相连，好氧单元的出水口通过带有第三进水泵的进水管道与过滤单元的进水口相连；过滤单元与电解单元之间通过滤网进行分隔；所述的电解单元的出水口通过管道连接出水单元的进水口，出水单元的出水口通过带有回流泵的回流管道重新连接厌氧单元的进水口；所述厌氧单元中填充有厌氧生物填料；所述的好氧单元中填充有好氧生物填料，且好氧生物填料底部铺设连接第一气泵的曝气装置；所述的电解单元中安装有分别连接于电源正负极上的两片钛板电极，两片钛板电极之间填充有粒子电极；电解单元的底部铺设有连接第二气泵的曝气装置。
作为优选，所述的过滤单元和电解单元的组合装置有两套，以并联的方式连接于好氧单元和出水单元之间；每套过滤单元的进水口与好氧单元出水口之间的管路上设有切换阀，用于在两套过滤单元中择一进水；两套电解单元的出水口均连接至出水单元。
进一步的，所述的两套电解单元共用同一个第二气泵，第二气泵的出气管路分为两条支路分别连接不同电解单元底部的曝气装置，两条支路上设有控制阀，用于在两套电解单元底部的曝气装置中择一通气。
进一步的，两套电解单元中的钛板电极共用同一电解单元。
进一步的，所述的粒子电极的粒径为2～3mm。
进一步的，所述的厌氧生物填料和好氧生物填料采用聚乙烯球型填料。
进一步的，所述的厌氧单元和好氧单元中，进水口均位于单元底部，出水口均位于单元中填料的上方。
进一步的，所述的粒子电极制备方法如下：
1)以椰壳活性炭颗粒作为粒子电极基体材料，将其浸没于KOH溶液中，不断搅拌下水浴煮沸1～2h；
2)然后取出粒子电极基体材料，用去离子水在超声条件下洗至中性，干燥；
3)将干燥后的粒子电极基体材料浸没于含SbCl3、SnCl4和十二烷基苯磺酸钠的乙醇溶液中，通过超声处理使Sb、Sn成分负载于粒子电极基体材料上；
4)最后将粒子电极基体材料取出，干燥后进行煅烧，冷却得到粒子电极。
再进一步的，所述的步骤1)中，KOH溶液浓度为1mol/L；所述的步骤2) 中，干燥温度为95℃，干燥时间为12h；所述的步骤3)中，乙醇溶液中的SbCl3、 SnCl4和十二烷基苯磺酸钠浓度分别为0.1mol/L、0.5mol/L和1.6g/L，超声处理时间为40min；所述的步骤4)中，干燥温度为80℃，干燥时间为12h，煅烧温度为450℃，煅烧时间为3h。
本发明的另一目的在于提供一种利用上述有两套组合装置的处理装置的 AO-电催化氧化联合的垃圾中转站渗滤液处理工艺，其步骤如下：
1)将待处理的垃圾中转站渗滤液存储于进水单元中，然后通过第一进水泵将渗滤液泵入厌氧单元底部，并以上升流形式穿过厌氧生物填料进行厌氧处理；
2)经过厌氧处理的渗滤液通过第二进水泵泵入好氧单元底部，并以上升流形式穿过好氧生物填料，同时通过第一气泵不断对渗滤液进行曝气，进行好氧处理；
3)经过好氧处理的渗滤液通过第三进水泵泵入第一套组合装置中的过滤单元中，经过滤网的过滤作用隔离渗滤液中的悬浮物，再进入相连的电解单元；通过第二气泵不断对渗滤液进行曝气，同时利用电源对电解单元中的两片钛板电极施加电压，由粒子电极对AO处理工艺中未生化降解的污染物进行电催化氧化，提高可生化性能；
4)经过电解催化氧化的渗滤液存储于出水单元中，并通过回流泵部分回流至厌氧单元中，与从进水单元流入的新鲜渗滤液一起再次进行生化降解；
5)当第一套组合装置的电解单元中粒子电极失活或部分失活时，通过阀切换操作将厌氧单元处理后的渗滤液泵入第二套组合装置中继续进行过滤和电催化氧化；并向第一套组合装置的电解单元中注入纯水，然后重新对两片钛板电极施加电压，电解纯水，使粒子电极原位再生，再生完成后将含有污染物的电解废液注入出水单元，回流至厌氧单元进行处理；
6)每当其中一套组合装置的电解单元中粒子电极失活或部分失活时，均通过阀切换，使当前的组合装置停止工作，开始进行粒子电极再生，而另一套已完成再生的组合装置则开始接收渗滤液，进行过滤和电催化氧化处理。
本发明相对于现有技术而言，具有如下有益效果：
1)本发明通过将厌氧与好氧处理组成的AO工艺与电催化氧化工艺进行联用，先利用厌氧与好氧单元对易生化降解的污染物进行大比例去除，然后通过电解单元对难生化降解污染物进行电催化氧化，相比于传统单独三维电极处理工艺或者单独AO处理工艺，本发明所述工艺对村镇垃圾中转站渗滤液处理效果更佳。
2)本发明可以设置两套并联式的电解单元，一个单元进行垃圾渗滤液的电催化氧化处理，另一个电解单元通过电解纯水对粒子电极进行再生。通过两个电解单元的交替使用，粒子电极可实现在原位再生并同时完成垃圾渗滤液电解。
3)电解单元内的粒子电极可多次重复利用，节省装置运行成本。
附图说明
图1为AO-电催化氧化联合工艺处理村镇垃圾中转站渗滤液装置示意图；
图2为工艺对于村镇垃圾中转站渗滤液的COD去除效果；
图3为工艺对于村镇垃圾中转站渗滤液的氨氮去除效果；
图4为再生的粒子电极对COD和氨氮的处理结果；
图5为AO与并联式电解单元的渗滤液处理装置示意图；
图中附图标记：进进水单元1、第一进水泵2、厌氧生物填料3、厌氧单元4、好氧生物填料5、好氧单元6、第二进水泵7、第一气泵8、第三进水泵9、滤网 10、电源11、钛板电极12、回流泵13、第二气泵14、粒子电极15、出水单元 16、过滤单元17、电解单元18、第一切换阀19、第二切换阀20、第三切换阀 21、第四切换阀22。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
实施例1
如图1所示，为本实施例中的一种AO-电催化氧化联合的垃圾中转站渗滤液处理装置，该装置主要包括进水单元1、厌氧单元4、好氧单元6、过滤单元17、电解单元18和出水单元16。
进水单元1为用于存储待处理的垃圾中转站渗滤液的收集池或者存储罐，进水单元1的出口通过带有第一进水泵2的进水管道与厌氧单元4的进水口相连。厌氧单元4为一个上流式厌氧反应器，内部填充有厌氧生物填料3，进水口位于反应器底部，出水口位于厌氧生物填料3上方的反应器侧壁上，进水需要经过厌氧生物填料3后才能从出水口排出。厌氧生物填料3在运行过程中会逐渐挂膜，通过大量厌氧微生物的对渗滤液进行厌氧处理，降解部分有机污染物。厌氧单元 4的出水口通过带有第二进水泵7的进水管道与好氧单元6的进水口相连，将经过厌氧处理的渗滤液泵入好氧单元6中。好氧单元6为一个上流式好氧反应器，内部填充有好氧生物填料5，且好氧生物填料5底部铺设曝气管或者曝气盘，曝气管或者曝气盘连接第一气泵8进行鼓气。好氧单元6的进水口位于反应器底部，而出水口位于好氧生物填料5上方的反应器侧壁上，进水需要经过好氧生物填料 5后才能从出水口排出。厌氧处理后的渗滤液流经好氧生物填料5，好氧生物填料5在运行过程中会逐渐挂膜，通过大量好氧微生物的对渗滤液进行好氧处理，继续降解部分有机污染物。经过厌氧单元与好氧单元的AO工艺生化降解，能够去除大部分渗滤液内易生化降解的污染物，剩余的污染物可生化性能较差，需要进行电催化氧化处理。因此，好氧单元6的出水口通过带有第三进水泵9的进水管道与过滤单元17的进水口相连。过滤单元17与电解单元18是两个相邻的池体，两者之间仅通过滤网10进行分隔，渗滤液经过滤网10过滤后进入电解单元 18进行电催化氧化，以去除悬浮物防止其堵塞后续的电解单元。电解单元18中安装有分别连接于电源11正负极上的两片钛板电极12，电源11连通后两片电极之间形成电压场。两片钛板电极12之间填充有粒子电极15，粒子电极15的选型和填充数量需根据实际渗滤液特点及相关处理目标做相应设置，可以采用市售的或者自制的粒子电极，只要能够通过电催化氧化作用高效分解渗滤液中难降解污染物即可。电解单元18的底部铺设有连接第二气泵14的曝气装置，用于为电催化氧化提供充足的氧含量。渗滤液经过电催化氧化后，其中的难降解有机物被分解，提高了其可生化性能，需要将其进一步回流处理，达到强化处理效果的目的。因此电解单元18的出水口通过管道连接出水单元16的进水口，渗滤液暂存于出水单元16中。出水单元16的出水口通过带有回流泵13的回流管道重新连接厌氧单元4的进水口，经过电催化氧化的渗滤液按一定的回流比与新鲜的渗滤液一起重新进行AO-电催化氧化联合处理。出水单元16在水质达标的情况下，可部分外排。
实施例2
基于实施例1中的处理装置进行实际的垃圾渗滤液处理，以验证AO-电催化氧化联合工艺对于村镇垃圾中转站渗滤液的处理能力。
本实施例所用垃圾渗滤液来自于某村镇垃圾中转站，COD浓度为31098±1270mg/L，氨氮浓度为525±23mg/L。厌氧单元4与好氧单元6内的填料均采用聚乙烯材质的球型填料，两个单元内均预先接种来自污水处理厂的活性污泥。电解槽两侧安装有市购的钛板作为电极板5(规格为10cm×15cm×0.2cm)，电极板5间距约为12cm。运行过程中，电解单元18两端通过电源11与钛板电极12外加15V电压，单元格内填充有经过预处理与负载活性催化剂的粒子电极 15(约400g，填充高度大约为4cm)。
在本实施例中，粒子电极15通过如下方法制备：
选取2～3mm粒径椰壳活性炭为粒子电极基体材料，共400g左右。粒子电极 15在使用前需经过预处理与负载活性催化剂。预处理方法如下：首先用去离子水清洗粒子电极基体材料2～3次，随后将其浸没于1mol/L KOH的溶液中，不断搅拌下水浴煮沸3次，每次持续40分钟。取出，用去离子水将上述粒子电极基体材料洗至中性，并将其置于超声水浴锅中继续洗涤处理20min，完成洗涤。取出上述洗涤后的粒子电极基体材料，在95℃条件下干燥12h。负载催化剂方法如下：将预处理后的干燥的粒子电极基体材料浸没于含0.1mol/LSbCl3、0.5mol/L SnCl4、1.6g/L十二烷基苯磺酸钠的乙醇溶液中，超声处理40min使得催化剂成分(Sb-Sn)负载于基体材料上，取出处理后的粒子电极基体材料，在80℃条件下干燥12h，随后再在马弗炉中，450℃条件下煅烧3h，降温之后即可作为粒子电极使用。
本实施例运行过程中的相关实验结果如下：
本实施例处理装置先进行调试运行，使厌氧单元4与好氧单元6内的填料完成挂膜。完成前期挂膜后连续运行63天，水力停留时间约为11天，出水单元 16设置的回流量S回＝10.2L/d，进水单元1设置的进水量S进＝0.6L/d。根据更换粒子电极的时间，处理实验共分为四个阶段，在四个阶段中工艺对于村镇垃圾中转站渗滤液的COD、氨氮的去除效果分别如图2和3所示。在第一阶段(第1-19 天)，装置逐步适应垃圾渗滤液的水质情况，各单元的出水水质稳定提升，至实验第9天，出水COD可降至550mg/L(去除率98.06％)，出水氨氮可降至7mg/L (去除率98.5％)。在第一阶段末期，由于电解单元18内的粒子电极15等逐步失效，导致实验装置的出水水质发生变化，进而影响其他单元格的出水情况，通过清洗电解单元，更换新的粒子电极(第19天)，装置处理性能恢复。实验第二阶段(第19-51天)，装置继续保持良好的垃圾渗滤液处理效果，至实验第35天，出水COD 310mg/L(去除率99.02％)，出水氨氮2mg/L(去除率99.59％)。在第二阶段末期，同上所示，对电解单元18进行清洗并更换新的粒子电极15，装置于第三阶段(第51-63天)重新恢复处理能力，至实验第61天，出水COD可降至460mg/L(去除率98.54％)，出水氨氮可降至1mg/L(去除率99.8％)。实验第四阶段(第63-69天)，实验通过移除电催化氧化单元验证该单元在工艺中的必要性。其结果表明，移除电解单元后，好氧单元6内生物膜变黑脱落、并冒出大量白色泡沫，第81天厌氧单元4出水以及好氧单元6出水COD浓度分别升至6850mg/L和4420mg/L，氨氮浓度分别升至305mg/L与223mg/L，表明在没有电解单元19的AO处理流程中，工艺无法正常运行。
在实验第二阶段(第33、35、37天)，本实施方案通过测量不同单元中垃圾渗滤液的BOD:COD以验证渗滤液的生化性能是否在电解单元处理后有所提升，实验结果如表1所示，表明经过电解单元18的电催化氧化作用，难降解有机污染物被氧化分解，平均BOD:COD比从0.476提升到0.719，可生化性大幅度提升。相比于传统单独三维电极处理工艺或者单独AO处理工艺，本发明中两者构成了耦合共生关系，该工艺对于村镇垃圾中转站的垃圾渗滤液具有更为良好的处理性能。
表1不同单元内的BOD:COD
实施例3
在实施例2中，粒子电极15在运行过程中会出现逐渐失活现象，而装置的运行过程是连续的，失活后需要停止装置运行进行更换，对实际操作造成不便。因此，本实施例对粒子电极15的再生工艺进行探究。
本本实施例将实施例2中实验过程中效果下降后被更换出的粒子电极15混合均匀，放置于纯水中。在10V电压下电解3h后，取出室温干燥，重新置于单独的电解单元内对垃圾渗滤液进行电催化氧化，电催化氧化实验持续时间 60min，每隔10min采样一次，对采集的水样进行COD和氨氮浓度的检测用以分析评价电解纯水方法对粒子电极的再生效果。其在60min内对COD和氨氮的处理效果如图4所示，表明实施例2所制备的粒子电极通过纯水电解后具有良好的再生效果。因此可考虑对处理装置进行改进，使粒子电极能够直接再生，而不需要完全更换。该粒子电极在多次使用后效果下降，可通过重新回炉煅烧(700℃， 2h)或者放置于纯水电解的方法再生。
实施例4
基于实施例3的结果，由于该类型粒子电极可通过重新纯水电解再生性能，因此本实施例中提供了一种AO与并联式电解单元联合工艺，即基于实施例1的处理装置进一步改进，提出一种并联式AO-电催化氧化联合的垃圾中转站渗滤液处理装置。该装置与实施例1中装置的区别主要在于通过在过滤单元后设置并联式电解单元。参见图5所示，在该装置中，以过滤单元17和电解单元18视为一套组合装置，组合装置共有两套，以并联的方式连接于好氧单元6和出水单元 16之间。好氧单元6出水口后方的管路分为两条支路，各自连接一套过滤单元 17的进水口，两条支路上分别设置第一切换阀19、第二切换阀20，通过两个阀的切换操作，可以改变进水状态，用于在两套过滤单元17中择一进水。一个电解单元进行垃圾渗滤液的电催化氧化处理，另一个电解单元通过电解纯水对粒子电极进行再生。通过两个电解单元的交替使用，粒子电极可实现在原位再生并同时完成垃圾渗滤液电解。而两套电解单元18的出水口均连接至出水单元16，电解再生后的纯水中将会有大量的高浓度污染物，这部分污染物也需要回流进行再次处理。两套电解单元18可以共用同一个第二气泵14，第二气泵14的出气管路分为两条支路分别连接不同电解单元18底部的曝气装置，两条支路上分别设有第三切换阀21、第四切换阀22，用于在两套电解单元18底部的曝气装置中择一通气。两套电解单元18中的钛板电极12也可以共用同一电解单元18，但需要保证两套电解单元18的供电情况是可以独立调整的。本实施例的该装置其余结构和做法均与实施例1一致。
基于该处理装置，可以提供一种AO-电催化氧化联合的垃圾中转站渗滤液处理工艺，其步骤如下：
1)将待处理的垃圾中转站渗滤液存储于进水单元1中，然后通过第一进水泵2将渗滤液泵入厌氧单元4底部，并以上升流形式穿过厌氧生物填料3进行厌氧处理；
2)经过厌氧处理的渗滤液通过第二进水泵7泵入好氧单元6底部，并以上升流形式穿过好氧生物填料5，同时通过第一气泵8不断对渗滤液进行曝气，进行好氧处理；
3)经过好氧处理的渗滤液通过第三进水泵9泵入第一套组合装置中的过滤单元17中，经过滤网10的过滤作用隔离渗滤液中的悬浮物，再进入相连的电解单元18；通过第二气泵14不断对渗滤液进行曝气，同时利用电源11对电解单元18中的两片钛板电极12施加电压，由粒子电极15对AO处理工艺中未生化降解的污染物进行电催化氧化，提高可生化性能；
4)经过电解催化氧化的渗滤液存储于出水单元16中，并通过回流泵13部分回流至厌氧单元4中，与从进水单元1流入的新鲜渗滤液一起再次进行生化降解；
5)当第一套组合装置的电解单元18中粒子电极15失活或部分失活时，通过阀切换操作将好氧单元6处理后的渗滤液泵入第二套组合装置中继续进行过滤和电催化氧化；并向第一套组合装置的电解单元18中注入纯水，然后重新对两片钛板电极12施加电压，电解纯水，使粒子电极15原位再生，再生完成后将含有污染物的电解废液注入出水单元16，回流至厌氧单元4进行处理；
6)每当其中一套组合装置的电解单元18中粒子电极15失活或部分失活时，均通过阀切换，使当前的组合装置停止工作，开始进行粒子电极15再生，而另一套已完成再生的组合装置则开始接收渗滤液，进行过滤和电催化氧化处理。
在该工艺中，运行参数可以根据实际需要进行优化调整，例如出水单元内循环的回流比、好氧单元与电解单元的曝气量、各单元的尺寸，应根据实际废水处理情况，做相应调节，以废水处理效率最佳、能耗最低以及装置损耗最低为最终考量点。电解再生的时间可设置至少3h。当然，若有需要，可以设置更多组并联的电解单元，以提高整体处理效率。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种AO-电催化氧化联合的垃圾中转站渗滤液处理装置，其特征在于，包括进水单元(1)、厌氧单元(4)、好氧单元(6)、过滤单元(17)、电解单元(18)和出水单元(16)；所述的进水单元(1)通过带有第一进水泵(2)的进水管道与厌氧单元(4)的进水口相连，厌氧单元(4)的出水口通过带有第二进水泵(7)的进水管道与好氧单元(6)的进水口相连，好氧单元(6)的出水口通过带有第三进水泵(9)的进水管道与过滤单元(17)的进水口相连；过滤单元(17)与电解单元(18)之间通过滤网(10)进行分隔；所述的电解单元(18)的出水口通过管道连接出水单元(16)的进水口，出水单元(16)的出水口通过带有回流泵(13)的回流管道重新连接厌氧单元(4)的进水口；所述厌氧单元(4)中填充有厌氧生物填料(3)；所述的好氧单元(6)中填充有好氧生物填料(5)，且好氧生物填料(5)底部铺设连接第一气泵(8)的曝气装置；所述的电解单元(18)中安装有分别连接于电源(11)正负极上的两片钛板电极(12)，两片钛板电极(12)之间填充有粒子电极(15)；电解单元(18)的底部铺设有连接第二气泵(14)的曝气装置。
2.如权利要求1所述的AO-电催化氧化联合的垃圾中转站渗滤液处理装置，其特征在于，所述的过滤单元(17)和电解单元(18)的组合装置有两套，以并联的方式连接于好氧单元(6)和出水单元(16)之间；每套过滤单元(17)的进水口与好氧单元(6)出水口之间的管路上设有切换阀，用于在两套过滤单元(17)中择一进水；两套电解单元(18)的出水口均连接至出水单元(16)。
3.如权利要求2所述的AO-电催化氧化联合的垃圾中转站渗滤液处理装置，其特征在于，所述的两套电解单元(18)共用同一个第二气泵(14)，第二气泵(14)的出气管路分为两条支路分别连接不同电解单元(18)底部的曝气装置，两条支路上设有控制阀，用于在两套电解单元(18)底部的曝气装置中择一通气。
4.如权利要求2所述的AO-电催化氧化联合的垃圾中转站渗滤液处理装置，其特征在于，两套电解单元(18)中的钛板电极(12)共用同一电解单元(18)。
5.如权利要求1或2所述的AO-电催化氧化联合的垃圾中转站渗滤液处理装置，其特征在于，所述的粒子电极(15)的粒径为2～3mm。
6.如权利要求1或2所述的AO-电催化氧化联合的垃圾中转站渗滤液处理装置，其特征在于，所述的厌氧生物填料(3)和好氧生物填料(5)采用聚乙烯球型填料。
7.如权利要求1或2所述的AO-电催化氧化联合的垃圾中转站渗滤液处理装置，其特征在于，所述的厌氧单元(4)和好氧单元(6)中，进水口均位于单元底部，出水口均位于单元中填料的上方。
8.如权利要求1或2所述的AO-电催化氧化联合的垃圾中转站渗滤液处理装置，其特征在于，所述的粒子电极(15)制备方法如下：
1)以椰壳活性炭颗粒作为粒子电极基体材料，将其浸没于KOH溶液中，不断搅拌下水浴煮沸1～2h；
2)然后取出粒子电极基体材料，用去离子水在超声条件下洗至中性，干燥；
3)将干燥后的粒子电极基体材料浸没于含SbCl3、SnCl4和十二烷基苯磺酸钠的乙醇溶液中，通过超声处理使Sb、Sn成分负载于粒子电极基体材料上；
4)最后将粒子电极基体材料取出，干燥后进行煅烧，冷却得到粒子电极。
9.如权利要求8所述的AO-电催化氧化联合的垃圾中转站渗滤液处理装置，其特征在于，所述的步骤1)中，KOH溶液浓度为1mol/L；所述的步骤2)中，干燥温度为95℃，干燥时间为12h；所述的步骤3)中，乙醇溶液中的SbCl3、SnCl4和十二烷基苯磺酸钠浓度分别为0.1mol/L、0.5mol/L和1.6g/L，超声处理时间为40min；所述的步骤4)中，干燥温度为80℃，干燥时间为12h，煅烧温度为450℃，煅烧时间为3h。
10.一种利用如权利要求2所述处理装置的AO-电催化氧化联合的垃圾中转站渗滤液处理工艺，其特征在于，步骤如下：
1)将待处理的垃圾中转站渗滤液存储于进水单元(1)中，然后通过第一进水泵(2)将渗滤液泵入厌氧单元(4)底部，并以上升流形式穿过厌氧生物填料(3)进行厌氧处理；
2)经过厌氧处理的渗滤液通过第二进水泵(7)泵入好氧单元(6)底部，并以上升流形式穿过好氧生物填料(5)，同时通过第一气泵(8)不断对渗滤液进行曝气，进行好氧处理；
3)经过好氧处理的渗滤液通过第三进水泵(9)泵入第一套组合装置中的过滤单元(17)中，经过滤网(10)的过滤作用隔离渗滤液中的悬浮物，再进入相连的电解单元(18)；通过第二气泵(14)不断对渗滤液进行曝气，同时利用电源(11)对电解单元(18)中的两片钛板电极(12)施加电压，由粒子电极(15)对AO处理工艺中未生化降解的污染物进行电催化氧化，提高可生化性能；
4)经过电解催化氧化的渗滤液存储于出水单元(16)中，并通过回流泵(13)部分回流至厌氧单元(4)中，与从进水单元(1)流入的新鲜渗滤液一起再次进行生化降解；
5)当第一套组合装置的电解单元(18)中粒子电极(15)失活或部分失活时，通过阀切换操作将厌氧单元(4)处理后的渗滤液泵入第二套组合装置中继续进行过滤和电催化氧化；并向第一套组合装置的电解单元(18)中注入纯水，然后重新对两片钛板电极(12)施加电压，电解纯水，使粒子电极(15)原位再生，再生完成后将含有污染物的电解废液注入出水单元(16)，回流至厌氧单元(4)进行处理；
6)每当其中一套组合装置的电解单元(18)中粒子电极(15)失活或部分失活时，均通过阀切换，使当前的组合装置停止工作，开始进行粒子电极(15)再生，而另一套已完成再生的组合装置则开始接收渗滤液，进行过滤和电催化氧化处理。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113582455A (zh) * 2021-08-09 2021-11-02 上海东振环保工程技术有限公司 一种处理高浓度氮废水的厌氧系统及方法
CN113683272A (zh) * 2021-10-26 2021-11-23 杭州水处理技术研究开发中心有限公司 一种聚氨酯废水深度处理系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101967029A (zh) * 2010-08-23 2011-02-09 武汉大学 一种生物-化学联合处理垃圾渗滤液中氨氮的方法
CN102040309A (zh) * 2009-10-19 2011-05-04 中国科学院生态环境研究中心 一种城市垃圾渗滤液的组合处理工艺
CN102120676A (zh) * 2011-01-25 2011-07-13 宇星科技发展(深圳)有限公司 电解氧化和sbr生物联合处理废水中氮磷的方法
CN102491515A (zh) * 2011-11-22 2012-06-13 重庆大学 一种适用于处理低碳氮比高氨氮废水的三维电极生物膜系统
KR20140110464A (ko) * 2013-03-08 2014-09-17 정선희 그린전기 및 그린물질의 생성, 공급, 이용에 관한 방법 및 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102040309A (zh) * 2009-10-19 2011-05-04 中国科学院生态环境研究中心 一种城市垃圾渗滤液的组合处理工艺
CN101967029A (zh) * 2010-08-23 2011-02-09 武汉大学 一种生物-化学联合处理垃圾渗滤液中氨氮的方法
CN102120676A (zh) * 2011-01-25 2011-07-13 宇星科技发展(深圳)有限公司 电解氧化和sbr生物联合处理废水中氮磷的方法
CN102491515A (zh) * 2011-11-22 2012-06-13 重庆大学 一种适用于处理低碳氮比高氨氮废水的三维电极生物膜系统
KR20140110464A (ko) * 2013-03-08 2014-09-17 정선희 그린전기 및 그린물질의 생성, 공급, 이용에 관한 방법 및 장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李沅知: ""活性炭粒子电极改性及其三维电极反应器处理EDTA废水的研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113582455A (zh) * 2021-08-09 2021-11-02 上海东振环保工程技术有限公司 一种处理高浓度氮废水的厌氧系统及方法
CN113683272A (zh) * 2021-10-26 2021-11-23 杭州水处理技术研究开发中心有限公司 一种聚氨酯废水深度处理系统及方法

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