CN112162072A - 一种基于垃圾渗滤液深度预处理后的bod快速检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于垃圾渗滤液深度预处理后的BOD快速检测方法，包括以下步骤：S1、稀释处理；S2、水质调节：加入H2SO4调节至酸性，PH值为3～5；S3、Fenton处理：进入三维电Fenton处理区，利用FeSO4·7H2O和H2O2，对渗滤液中难分解的有机物和部分重金属进行分解去除处理；S4、混凝沉淀处理：进入混凝沉淀区进行混凝沉淀处理，而后加入NaOH调PH值至弱碱性后进行混凝沉淀；S5、沸石处理：混凝处理后的上清液，利用处理后的沸石对其进行吸附处理，去除大部分的重金属；S6、仪器检测：使用BOD快速检测仪对深度预处理后的垃圾渗滤液进行检测。通过对高浓度垃圾渗滤液进行深度预处理，能够快速准确地获得垃圾渗滤液处理后的BOD数值，并延长BOD快速检测仪的使用寿命和检测精度。

Description

一种基于垃圾渗滤液深度预处理后的BOD快速检测方法
技术领域
本发明属于污水检测技术领域，通过对垃圾渗滤液进行深度预处理以进行垃圾渗滤液BOD值的快速检测，是一种以三维电Fenton和沸石为依托，对高浓度的垃圾渗滤液进行深度预处理，进而使用BOD快速检测仪检测，能够更加快速精确得到垃圾渗滤液处理后的BOD数值，并延长BOD快速检测仪的使用寿命。
背景技术
改革开放以来，由于人口的快速增长以及社会的快速发展，垃圾的产生量也急速增加。目前，城市生活垃圾的处理处置主要包括卫生填埋法、堆肥法及焚烧处理法三种，其中卫生填埋法是目前国内外处理城市生活垃圾的主要方法，也是应用最广泛的垃圾处理方法。但是，卫生填埋法的缺点是垃圾在填埋的过程中一定会产生恶臭气味和大量的渗滤液，其中以渗滤液造成的危害为大。渗滤液是一种浓度较高的有机废水，其中不仅含有致癌物，还有二十种以上的有毒有害污染物，已经成为我国环境治理的难点。因此我们要对垃圾渗滤液予以充分关注，对水中有机物相关的数据进行快速，准确地测量是对水体进行科学控制和治理的重要保障，生化需氧量BOD是评价水体质量以及判断水体有机物污染的重要指标，因此对垃圾渗滤液的BOD检测就变得极为重要。
对于目前的传统五日法BOD检测技术，检测周期较长，若使用BOD快速检测仪将会大大缩短检测时间，但对于高浓度的垃圾渗滤液，其中所含的大分子有机物微生物难以分解并且渗滤液中的重金属有害物质对检测仪中的微生物膜产生损害，降低了BOD快速检测仪的使用寿命，引起测量结果的不准确。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种适用于高浓度垃圾渗滤液预处理后的快速检测方法，通过对垃圾渗滤液进行深度预处理，能够快速准确地获得垃圾渗滤液处理后的BOD数值，并延长BOD快速检测仪的使用寿命。
为此，本发明所采用的技术方案为：一种基于垃圾渗滤液深度预处理后的BOD快速检测方法，包括以下步骤：
S1、稀释处理：使用磷酸盐缓冲溶液将垃圾渗滤液进行稀释；
S2、水质调节：稀释后的垃圾渗滤液进入水质调节区，加入H2SO4调节至酸性，PH值为3～5；
S3、Fenton处理：经PH调节后的出水进入三维电Fenton处理区，利用FeSO4·7H2O和H2O2，对渗滤液中难分解的有机物和部分重金属进行分解去除处理；
S4、混凝沉淀处理：经Fenton处理后的出水进入混凝沉淀区进行混凝沉淀处理，而后加入NaOH调PH值至弱碱性后进行混凝沉淀；
S5、沸石处理：混凝处理后的上清液，利用处理后的沸石对其进行吸附处理，去除大部分的重金属；
S6、仪器检测：使用BOD快速检测仪对深度预处理后的垃圾渗滤液进行检测。
作为上述方案的优选，所述步骤S2—S5在深度预处理一体化反应器中完成，所述深度预处理一体化反应器的主体包括同心同轴布置的内筒体、中间筒体、外筒体，在内筒体的外壁上安装有筒形阳极板与稳压直流电源的正极相连，在中间筒体的内壁上安装有筒形阴极板与稳压直流电源的负极相连，在筒形阳极板与筒形阴极板之间的环形柱状区域填充有粒子电极；在内筒体与中间筒体之间固设有中间穿孔隔板和底部穿孔隔板，在中间穿孔隔板与底部穿孔隔板之间安装有与外部空气压缩机相连的曝气装置；中间筒体与外筒体之间上下间隔安装有若干沸石穿孔搁板，每层沸石穿孔搁板上铺设有经处理后的沸石；所述反应器主体底部带有斗状的混凝反应区并位于底部穿孔隔板之下，混凝反应区底部开设有排泥口与排泥管相连，侧壁开设有加药口与加药泵相连；在混凝反应区的中心圆台区域分割出水质调节区，水质调节区上部与布水器相连，底部开设有与进水泵相连的进水口、与加药泵相连的加药口，所述布水器与内筒体底部密封连接；
在所述外筒体的顶部设置有排气口，在外筒体的侧壁上方设有出水口，在中间筒体、外筒体的上端留有内部通气口，用于连通各筒体内部的上空区域。
进一步优选为，粒子电极为颗粒活性炭，所述筒形阳极板为钛基钌铱涂层电极，所述筒形阴极板为活性炭纤维电极。
进一步优选为，所述筒形阳极板与筒形阴极板间距为6～10cm。
进一步优选为，所述粒子电极粒径为4～8mm。
进一步优选为，所述曝气装置的曝气强度为600L/h，所述曝气装置由从外到内依次同轴设置的第一、二、三、四盘式曝气管组成，第一盘式曝气管的曝气口朝向内侧倾斜，第二盘式曝气管的曝气口竖直向上，第三盘式曝气管的曝气口朝向外侧倾斜，第四盘式曝气管的曝气口朝向内侧。通过多环曝气管协同作用看，形成更大范围的旋流和扰动，避免局部形成曝气死角，增加曝气效果。经试验验证，多环设置的盘式曝气管相比传统的单个曝气管，能最大程度的降低成本，提高曝气效果。
进一步优选为，所述稳压直流电源提供的电流密度为8～12mA/cm2。
进一步优选为，所述水质调节区投加的Fe2+为1～2.5mmol/L。
进一步优选为，步骤S5中沸石的处理步骤为：将干燥沸石放入烧杯，加入等离子水浸泡1h后用纱布过滤掉多余的水分，再放入沸石穿孔搁板上，上层沸石穿孔搁板与下层沸石之间留有层间距。
本发明的有益效果：
(1)加入Fenton处理单元，垃圾渗滤液中的部分重金属对Fenton试剂具有催化作用，能够提高试剂的氧化效果，使大分子有机物充分降解为小分子有机物，并去除部分重金属物质；并将三维电Fenton工艺与沸石吸附工艺巧妙结合，可去除绝大部分的有毒重金属物质，并且沸石相对于活性炭性价比更高，相比于其他吸附手段不会产生其他影响检测物质，更有利于提高后续BOD快速检测仪的使用寿命和检测精度；
(2)无需额外添加H2O2，反应过程中所需H2O2均为反应器原位产生，降低了药剂费用的同时规避了H2O2储运风险；
(3)筒形折流式结构和层叠式间隔设置的沸石，增大了反应有效接触面积，节省了反应器空间体积，结构紧凑，占地小，处理效果好；
(4)改变了现有的仅通过稀释就直接进行BOD检测的传统模式，而采用稀释后进行Fenton处理+混凝沉淀处理+沸石处理等联合工艺，可实现对高浓度、难降解的垃圾渗滤液深度处理，大分子有机物充分降解为小分子有机物，并去除部分重金属物质，使得到的垃圾渗滤处理液可以使用BOD快速检测仪进行快速检测；并且仅需要不到48h就能得到所要数据，大大节省了时间。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
图2为深度预处理一体化反应器的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种基于垃圾渗滤液深度预处理后的BOD快速检测方法，包括以下步骤：
S1、稀释处理：使用磷酸盐缓冲溶液将垃圾渗滤液进行稀释。
S2、水质调节：稀释后的垃圾渗滤液进入水质调节区，加入H2SO4调节至酸性，PH值为3～5。
S3、Fenton处理：经PH调节后的出水进入三维电Fenton处理区，利用FeSO4·7H2O和H2O2，对渗滤液中难分解的有机物和部分重金属进行分解去除处理。
S4、混凝沉淀处理：经Fenton处理后的出水进入混凝沉淀区进行混凝沉淀处理，而后加入NaOH调PH值至弱碱性后进行混凝沉淀。
S5、沸石处理：混凝处理后的上清液，利用处理后的沸石对其进行吸附处理，去除大部分的重金属。
S6、仪器检测：使用BOD快速检测仪对深度预处理后的垃圾渗滤液进行检测。
步骤S2—S5在深度预处理一体化反应器中完成。深度预处理一体化反应器的主体由排气口1、内部通气口2、出水口3、内筒体4、中间筒体5、外筒体6、筒形阳极板7、筒形阴极板8、粒子电极9、沸石10、曝气装置11、空气压缩机12、中间穿孔隔板13、底部穿孔隔板14、混凝反应区15、排泥管16、进水泵17、水质调节区18、布水器19、加药泵20、沸石穿孔搁板21和压直流电源22组成。
内筒体4、中间筒体5、外筒体6同心同轴布置，构成反应器主体。
在内筒体4的外壁上安装有筒形阳极板7，筒形阳极板7与稳压直流电源22的正极相连。在中间筒体5的内壁上安装有筒形阴极板8，筒形阴极板8与稳压直流电源22的负极相连。在筒形阳极板7与筒形阴极板8之间的环形柱状区域填充有粒子电极9。
在内筒体4与中间筒体5之间固设有中间穿孔隔板13和底部穿孔隔板14。在中间穿孔隔板13与底部穿孔隔板14之间安装有曝气装置11，曝气装置11与外部空气压缩机12相连。
最好是，曝气装置11的曝气强度为600L/h，曝气装置11由从外到内依次同轴设置的第一、二、三、四盘式曝气管组成，第一盘式曝气管的曝气口朝向内侧倾斜，第二盘式曝气管的曝气口竖直向上，第三盘式曝气管的曝气口朝向外侧倾斜，第四盘式曝气管的曝气口朝向内侧。
中间筒体5与外筒体6之间上下间隔安装有若干沸石穿孔搁板21，每层沸石穿孔搁板21上铺设有经处理后的沸石10。沸石的处理方法为：将干燥沸石放入烧杯，加入等离子水浸泡1h后用纱布过滤掉多余的水分，再放入沸石穿孔搁板21上。上层沸石穿孔搁板21与下层沸石10之间留有层间距，形成沸石呼吸空间，便于沸石更好地吸附。
反应器主体底部带有斗状的混凝反应区15并位于底部穿孔隔板14之下，混凝反应区15底部开设有排泥口与排泥管16相连，侧壁开设有加药口与加药泵20相连。
在混凝反应区15的中心圆台区域分割出水质调节区18，水质调节区18上部与布水器19相连，底部开设有与进水泵17相连的进水口、与加药泵20相连的加药口，布水器19与内筒体4底部密封连接。内筒体4、中间筒体5、外筒体6与混凝反应区15、水质调节区18共同形成整个反应器的主要架构。
在外筒体6的顶部设置有排气口1，在外筒体6的侧壁上方设有出水口3。在中间筒体5、外筒体6的上端留有内部通气口2，用于连通各筒体内部的上空区域。
三维电Fenton处理区域由筒形阳极板7、筒形阴极板8、粒子电极9、中间穿孔隔板13、底部穿孔隔板14、曝气装置11组成。中间穿孔隔板13为环形穿孔隔板，将曝气装置11与筒形阳极板7、筒形阴极板8、粒子电极9隔开，同时起到支撑筒形阳极板7、筒形阴极板8、粒子电极9的作用。底部穿孔隔板14为环形穿孔隔板，将曝气装置11与混凝反应区15隔开，同时起到支撑固定曝气装置11。
优选为，粒子电极9为颗粒活性炭PAC，筒形阳极板7为钛基钌铱涂层DSA电极，筒形阴极板8为活性炭纤维ACF电极。
优选为，筒形阳极板7与筒形阴极板8间距为6～10cm。
优选为，粒子电极9粒径为4～8mm。
使用磷酸盐缓冲溶液将垃圾渗滤液进行稀释，再将稀释后的垃圾渗滤液进入水质调节区，加入H2SO4调节PH值为3～5。经过进水泵17泵入水质调节区18，启动加药泵20往水质调节区18投加Fe2+进行充分混合，而后通过布水器19将混合后的污水布入内筒体4内壁形成的进水通道；污水通过进水通道溢流至内筒体4与中间筒体5之间的环形柱状三维电Fenton处理区域。
空气压缩机12通过曝气装置11将空气鼓入三维电Fenton处理区域。鼓入的O2通过筒形阴极板8和粒子电极9阴极的还原反应原位生成H2O2，进而与污水中投加的Fe2+形成Fenton体系，同时耦合筒形阳极板7和粒子电极9阳极的直接氧化和间接氧化作用去除污水中的污染物，并提高污水可生化性。三维电Fenton处理过程中产生的剩余气体通过外筒体6顶部的排气口1排放。
经过三维电Fenton处理后的污水进入混凝反应区15。加药泵20持续向混凝反应区15内投加NaOH碱剂调PH值至弱碱性，PH值为9。调节混凝反应区15内污水PH至弱碱性，增强混凝反应区内铁泥沉淀效果的同时，也使得污水适宜进一步的沸石吸附处理，而后上清液折流进入中间筒体5与外筒体6之间的沸石吸附区。
装置运行一段时间后，需要进行排泥。排泥过程通过打开位于混凝反应区15底部的排泥管16直接排放。混凝反应区15位于内筒体4和外筒体6之间的环形柱状区域的底部，呈环形台状布置，主要用于收集处理过程中产生的铁泥。
优选为，曝气装置11的曝气强度为600L/h。
优选为，稳压直流电源22提供的电流密度为8～12mA/cm2。
优选为，水质调节区18投加的Fe2+为1～2.5mmol/L。

Claims (8)

1.一种基于垃圾渗滤液深度预处理后的BOD快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、稀释处理：使用磷酸盐缓冲溶液将垃圾渗滤液进行稀释；
S2、水质调节：稀释后的垃圾渗滤液进入水质调节区，加入H2SO4调节至酸性，PH值为3～5；
S3、Fenton处理：经PH调节后的出水进入三维电Fenton处理区，利用FeSO4·7H2O和H2O2，对渗滤液中难分解的有机物和部分重金属进行分解去除处理；
S4、混凝沉淀处理：经Fenton处理后的出水进入混凝沉淀区进行混凝沉淀处理，而后加入NaOH调PH值至弱碱性后进行混凝沉淀；
S5、沸石处理：混凝处理后的上清液，利用处理后的沸石对其进行吸附处理，去除大部分的重金属；
S6、仪器检测：使用BOD快速检测仪对深度预处理后的垃圾渗滤液进行检测。
2.按照权利要求1所述的基于垃圾渗滤液深度预处理后的BOD快速检测方法，其特征在于：所述步骤S2—S5在深度预处理一体化反应器中完成，所述深度预处理一体化反应器的主体包括同心同轴布置的内筒体(4)、中间筒体(5)、外筒体(6)，在内筒体(4)的外壁上安装有筒形阳极板(7)与稳压直流电源(22)的正极相连，在中间筒体(5)的内壁上安装有筒形阴极板(8)与稳压直流电源(22)的负极相连，在筒形阳极板(7)与筒形阴极板(8)之间的环形柱状区域填充有粒子电极(9)；在内筒体(4)与中间筒体(5)之间固设有中间穿孔隔板(13)和底部穿孔隔板(14)，在中间穿孔隔板(13)与底部穿孔隔板(14)之间安装有与外部空气压缩机(12)相连的曝气装置(11)；中间筒体(5)与外筒体(6)之间上下间隔安装有若干沸石穿孔搁板(21)，每层沸石穿孔搁板(21)上铺设有经处理后的沸石(10)；所述反应器主体底部带有斗状的混凝反应区(15)并位于底部穿孔隔板(14)之下，混凝反应区(15)底部开设有排泥口与排泥管(16)相连，侧壁开设有加药口与加药泵(20)相连；在混凝反应区(15)的中心圆台区域分割出水质调节区(18)，水质调节区(18)上部与布水器(19)相连，底部开设有与进水泵(17)相连的进水口、与加药泵(20)相连的加药口，所述布水器(19)与内筒体(4)底部密封连接；
在所述外筒体(6)的顶部设置有排气口(1)，在外筒体(6)的侧壁上方设有出水口(3)，在中间筒体(5)、外筒体(6)的上端留有内部通气口(2)，用于连通各筒体内部的上空区域。
粒子电极(9)为颗粒活性炭(PAC)，所述筒形阳极板(7)为钛基钌铱涂层(DSA)电极，所述筒形阴极板(8)为活性炭纤维(ACF)电极。
3.按照权利要求1所述的基于垃圾渗滤液深度预处理后的BOD快速检测方法，其特征在于：所述筒形阳极板(7)与筒形阴极板(8)间距为6～10cm。
4.按照权利要求1所述的基于垃圾渗滤液深度预处理后的BOD快速检测方法，其特征在于：所述粒子电极(9)粒径为4～8mm。
5.按照权利要求1所述的基于垃圾渗滤液深度预处理后的BOD快速检测方法，其特征在于：所述曝气装置(11)的曝气强度为600L/h，所述曝气装置(11)由从外到内依次同轴设置的第一、二、三、四盘式曝气管组成，第一盘式曝气管的曝气口朝向内侧倾斜，第二盘式曝气管的曝气口竖直向上，第三盘式曝气管的曝气口朝向外侧倾斜，第四盘式曝气管的曝气口朝向内侧。
6.按照权利要求1所述的基于垃圾渗滤液深度预处理后的BOD快速检测方法，其特征在于：所述稳压直流电源(22)提供的电流密度为8～12mA/cm2。
7.按照权利要求1所述的基于垃圾渗滤液深度预处理后的BOD快速检测方法，其特征在于：所述水质调节区(18)投加的Fe2+为1～2.5mmol/L。
8.按照权利要求2所述的基于垃圾渗滤液深度预处理后的BOD快速检测方法，其特征在于：步骤S5中沸石的处理方法为：将干燥沸石放入烧杯，加入等离子水浸泡1h后用纱布过滤掉多余的水分，再放入沸石穿孔搁板(21)上，上层沸石穿孔搁板(21)与下层沸石(10)之间留有层间距。
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