CN112723657A - 用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的装置及方法，该装置包括：进水池、臭氧曝气池、调节池、生化池、超滤组件、除重池，进水池与调节池之间设有管道，臭氧曝气池与生化池之间设有管道，臭氧曝气池与超滤组件之间设有管道。方法是上述的装置对老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液进行处理。本发明装置，在臭氧曝气池、调节池、生化池、超滤组件和除重池的合理搭配下，能够有效去除老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液中的COD、色度、氨氮和重金属，由此实现了对老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的连续有效处理，对应的方法具有操作方便、工艺简单、处理成本低廉、无副产物、处理效果好、适用范围广等优点，有着很高的使用价值和应用前景。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，涉及一种用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的装置及方法。
背景技术
老龄垃圾渗滤液的C/N比失衡，含有高浓度的有机及无机氨类化合物、难降解腐殖酸等微生物代谢残体、较深的色度和较浓异味，增加了其后续生化处理的难度，同时可能造成处理后端膜法深度处理的膜污堵问题。现有有关老龄渗滤液处理方法主要重点是以水质调配和生化池改造等方式提高COD及总氮的去除效率，但对其中难以生化的COD仍无妥善的解决方法，同时，经生化处理后的膜滤浓缩液同样含有大量难降解的腐殖酸类物质，且色度更深，难于处理。例如，现有老龄渗滤液的处理工艺主要是依次通过水质调配-生化处理-膜法减量技术的联用进行逐级处理，但是该工艺需要引入高COD废水才能实现生化段的持续运行，因而需要额外引入高COD废水，同时该工艺的生化阶段并不能实现对其中以腐殖酸类物质为代表的难降解COD的去除，且以有机硫化物和有机胺类化合物为代表的VOCs同样也难以降解，因而该工艺中不仅会有不愉快气味，影响污水处理现场环境，而且上述未被降解的大分子难降解有机污染物也会造成后续的膜法减量工艺中膜片污堵的风险，增加了膜滤处理的工艺难度和处理成本，另外，该工艺中还会产生较多的剩余污泥和化学污泥，特别的，膜滤处理后产生的膜滤浓缩液具有更深的色度和更高浓度的难降解有机污染物，这也加大了它们的后续处理难度。虽然现有回灌技术以及进一步减量化的膜蒸馏和蒸发浓缩法能够用于处理膜滤浓缩液，但是这些方法也仍然存在污染物累积、热能利用效率较低，容易造成设备腐蚀等问题。另外，膜滤浓缩液中难降解有机物的常规去除方法主要是活性炭吸附、膜分离技术、离子交换树脂吸附等，但仅仅是将污染物转移，不能实现污染物的有效降解；膜滤浓缩液中含有的重金属离子污染有较强的隐蔽性、持续性和复杂性，现有沉淀、吸附、离子交换等处理方法容易造成二次污染等问题。此外，现有用于处理垃圾渗滤液的处理装置和工艺仅能实现对新鲜垃圾渗滤液中难降解有机污染物的处理，但是这些处理装置和工艺并不能实现对C/N比失衡的老龄垃圾渗滤液的处理。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的装置和方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的装置，包括：
进水池，用于储存老龄垃圾渗滤液；
臭氧曝气池，用于对老龄垃圾渗滤液进行曝气处理；
调节池，用于调节臭氧曝气的出水水质；
生化池，用于对调节池中的出水进行生化处理；
超滤组件，用于对生化池的出水进行超滤处理；
除重池，用于对超滤组件的出水进行电吸附处理；
所述进水池与调节池之间设有管道，用于将老龄垃圾渗滤液输送至调节池中；所述臭氧曝气池与生化池之间设有管道，用于将生化池中产生的剩余污泥输送至臭氧曝气池中；所述臭氧曝气池与超滤组件之间设有管道，用于将超滤组件中产生的膜滤浓缩液输送至臭氧曝气池中。
进一步改进的，所述臭氧曝气池包括第一密封筒体，所述第一密封筒体的底部连通有锥形筒底；所述第一密封筒体为圆柱形筒体，高径比为5～7∶1；所述锥形筒底底面直径与高度的比值为1∶0.7～1；所述锥形筒底的中部设有臭氧曝气盘管；所述锥形筒底的侧壁上设有曝气池进水口，所述曝气池进水口的进水沿着锥形筒底内壁切线方向进入到臭氧曝气池中；所述曝气池进水口位于臭氧曝气盘管下方；所述第一密封筒体的上部设有曝气池出水口；所述第一密封筒体的顶部设有曝气池出气口；所述锥形筒底的底部设有曝气池排沙口；所述臭氧曝气池内还设有用于检测COD、氨氮和总氮的检测仪器。
进一步改进的，所述臭氧曝气池包括第一密封筒体；所述第一密封筒体为圆柱形筒体，高径比为5～7∶1；所述第一密封筒体内设有交替排列的第一环形隔板和第二环形隔板，所述第一环形隔板悬挂在第一密封筒体中，所述第二环形隔板固定在第一密封筒体底部，形成内循环通路，或所述第一环形隔板固定在第一密封筒体底部，所述第二环形隔板悬挂在第一密封筒体中，形成内循环通路；所述第一环形隔板与第一密封筒体的底面之间设有臭氧曝气盘管；所述第一密封筒体的底部中心设有曝气池进水口；所述第一密封筒体的上部设有曝气池出水口；所述第一密封筒体的顶部设有曝气池出气口；所述臭氧曝气池内还设有用于检测COD、氨氮和总氮的检测仪器。
进一步改进的，所述臭氧曝气盘管的管道上设有曝气孔；所述臭氧曝气盘管入气口一端的管道向上弯曲且高出臭氧曝气盘管水平面。
进一步改进的，所述除重池包括第二密封筒体；所述第二密封筒体中沿着水流方向依次设有交替排列的阴极板和阳极板，所述阴极板悬挂在第二密封筒体中，所述阳极板固定在第二密封筒体底部，形成内循环通路；所述第二密封筒体的上部设有除重池入水口和除重池出水口；所述第二密封筒体的顶部设有除重池出气口。
进一步改进的，所述第二密封筒体中极板间距沿着水流方向依次增加，间距梯度为1∶1.2～1.4。
进一步改进的，所述阳极板是以金属钛网为基材，所述金属钛网表面涂覆有阳极活性材料层；所述阳极活性材料层为钌、铱和金属钽的氧化物中的至少一种；所述阴极板是以铜网为基材，所述铜网表面涂覆有阴极活性材料层；所述阴极活性材料层为铜与铂、钯、镍的二元金属材料中的至少一种；所述阳极板和阴极板的中部均添加有活性炭构成三维电极。
作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的方法，所述方法采用上述的装置对老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液进行处理。
上述的用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的方法，进一步改进的，包括以下步骤：
S1、将进水池中的老龄垃圾渗滤液输送至臭氧曝气池中进行曝气处理，所得出水输送至调节池中；
S2、将进水池中的老龄垃圾渗滤液输送至调节池中对步骤S2中曝气处理后的出水进行水质调节；
S3、将步骤S2中调节池中的出水输送至生化池中进行生化处理，生化处理过程中产生的剩余污泥输送至臭氧曝气池中继续进行曝气处理；
S4、将步骤S3中生化池中的出水输送至超滤组件中进行超滤处理，超滤处理过程中产生的膜滤浓缩液输送至臭氧曝气池中继续进行曝气处理；
S5、将步骤S4中超滤组件中的出水输送至除重池中进行电吸附处理，完成对老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的处理。
上述的用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的方法，进一步改进的，步骤S1中，所述老龄垃圾渗滤液以连续进行的方式输送至臭氧曝气池中；所述曝气处理过程中使用的臭氧与老龄垃圾渗滤液中有机污染物的质量比为0.05～0.15∶1，所述有机污染物的质量是以每升老龄垃圾渗滤液中的COD含量计；
步骤S5中，所述电吸附处理过程中控制平均电流密度为20mA/cm2～50mA/cm2；所述超滤组件中的出水在除重池中的流速为0.02m/s～0.03m/s；所述超滤组件中的出水在除重池中的停留时间为1h～2h。
本发明中，主要反应原理如下：
臭氧产生：3O2→2O3
臭氧分解有机物：O3+大分子有机物→小分子有机物→CO2+H2O
臭氧脱氨：6NH3+4O3→3NH4NO3+3H2O
生化池活性污泥作用：活性污泥+可生化污染物→CO2+H2O+剩余污泥
剩余污泥臭氧破壁：O3+剩余污泥→破壁细胞残体
除重池电解析氢：2H+→H2
除重池电解析氯：2Cl-→Cl2→HCl,HClO
尾气回收：2H2+O2→2H2O
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明提供了一种用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的装置，通过利用臭氧曝气池、生化池和超滤组件依次对老龄垃圾渗滤液进行曝气处理、生化处理和超滤处理，能够有效去除老龄垃圾渗滤液中的腐殖酸、有机及无机氨类化合物等难降解有机污染物以及脱色，实现对老龄垃圾渗滤液的有效处理，同时，生化池中产生的剩余污泥以及超滤组件中产生的膜滤浓缩液回送到臭氧曝气池中进行曝气处理，利用臭氧的破壁作用，释放有机质，其能够作为后续生化处理的补充碳源，在降低处理成本的同时也能实现对老龄垃圾渗滤液的持续有效处理，而且通过将生化池中产生的剩余污泥以及超滤组件中产生的膜滤浓缩液回送到臭氧曝气池中，也能够降低剩余污泥和膜滤浓缩液量，以及降低超滤组件的污堵风险。另外，本发明中设有调节池，通过利用进水池中的老龄垃圾渗滤液调节臭氧曝气池出水的水质，改善臭氧曝气池出水的可生化性，使臭氧曝气池出水水质更容易满足生化处理要求，从而更有利于实现生化池的连续有效运行。此外，本发明中还设有除重池，利用电场作用电吸附去除超滤组件出水中的重金属、带电污染物和部分悬浮物，从而能够降低后端处理的污堵或结垢风险。本发明用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的装置，在臭氧曝气池、调节池、生化池、超滤组件和除重池的合理搭配下，对老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液进行处理，能够有效去除老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液中的COD、色度、氨氮和重金属，由此实现了对老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的连续有效处理。
(2)本发明用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的装置中，臭氧曝气池由第一密封筒体及与其底部连通的锥形筒底构成，是一种底部倒锥形的圆柱形容器，且锥形筒底的侧壁上设有曝气池进水口，曝气池进水口的上方设有臭氧曝气盘管，进水沿着锥形筒底切线方向进入到臭氧曝气池中并与臭氧充分混合后，形成螺旋向上的水流，提升了臭氧的利用率，同时液体中含有的比重大物质(如砂砾等)沉积到臭氧曝气池底部经底部设置的排沙口排出。
(3)本发明用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的装置中，臭氧曝气池为第一密封筒体，是一种圆柱形容器，其内设有交替排列的第一环形隔板和第二环形隔板，其中第一环形隔板悬挂在第一密封筒体中，第二环形隔板固定在第一密封筒体底部，由此形成内循环通路，有利于增加污水的停留时间，且在每个第一环形隔板的下方都设有臭氧曝气盘管，可以使每个第一环形隔板所在区域形成独立的曝气单元，用于单独对不同污水进行降解或破壁处理，如单独降解老龄垃圾渗滤液、生化池的剩余污泥以及膜滤浓缩液，不仅能够简化臭氧曝气池结构，也能显著提高曝气效果。
(4)本发明用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的装置中，采用的臭氧曝气盘管的管道上设有曝气孔，为多孔盘管结构，且臭氧曝气盘管入气口一端的管道向上弯曲且高出臭氧曝气盘管水平面，满足臭氧发生器的绝缘需求，并可以老龄渗滤液直接浸没，以减少臭氧在输送过程中的分解，提高臭氧利用率。
(5)本发明还提供了一种用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的方法，采用上述的本发明装置对老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液进行处理，通过利用臭氧-生化-电吸附作用实现对老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液中COD、色度、氨氮、重金属及其他污染物的连续去除，具有操作方便、工艺简单、处理成本低廉、无副产物、处理效果好、适用范围广等优点，有着很高的使用价值和应用前景。
附图说明
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
图1为本发明实施例1中用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的装置的示意图。
图2为本发明实施例1中臭氧曝气池的结构示意图。
图3为本发明实施例1中臭氧曝气盘管的结构示意图。
图4为本发明实施例1中除重池的结构示意图。
图5为本发明实施例1中用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的工艺流程图。
图6为本发明实施例4中臭氧曝气池的结构示意图。
图例说明：
1、进水池；2、臭氧曝气池；21、第一密封筒体；22、锥形筒底；23、臭氧曝气盘管；231、臭氧曝气盘管入气口；24、曝气池进水口；25、曝气池出水口；26、曝气池出气口；27、曝气池排沙口；28、第一环形隔板；29、第二环形隔板；3、调节池；4、生化池；5、超滤组件；6、除重池；61、第二密封筒体；62、阴极板；63、阳极板；64、除重池入水口；65、除重池出水口；66、除重池出气口；a、老龄垃圾渗滤液；b、曝气池尾气；c、除重池尾气；d、除重池出水。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1
如图1所示，用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的装置，包括：
进水池1，用于储存老龄垃圾渗滤液；
臭氧曝气池2，用于对老龄垃圾渗滤液进行曝气处理；
调节池3，用于调节臭氧曝气的出水水质；
生化池4，用于对调节池3中的出水进行生化处理；
超滤组件5，用于对生化池4的出水进行超滤处理；
除重池6，用于对超滤组件5的出水进行电吸附处理；
进水池1与调节池3之间设有管道，用于将老龄垃圾渗滤液输送至调节池3中；臭氧曝气池2与生化池4之间设有管道，用于将生化池4中产生的剩余污泥输送至臭氧曝气池2中；臭氧曝气池2与超滤组件5之间设有管道，用于将超滤组件5中产生的膜滤浓缩液输送至臭氧曝气池2中。
通过臭氧曝气池、生化池和超滤组件依次对老龄垃圾渗滤液进行曝气处理、生化处理和超滤处理，利用臭氧的降解作用能够有效去除老龄垃圾渗滤液中的腐殖酸、有机及无机氨类化合物等难降解有机污染物以及脱色，实现对老龄垃圾渗滤液的有效处理，同时，生化池中产生的剩余污泥以及超滤组件中产生的膜滤浓缩液回送到臭氧曝气池中进行曝气处理，利用臭氧的破壁作用，释放有机质，其能够作为后续生化处理的补充碳源，在降低处理成本的同时也能实现对老龄垃圾渗滤液的持续有效处理，而且通过将生化池中产生的剩余污泥以及超滤组件中产生的膜滤浓缩液回送到臭氧曝气池中，也能够降低剩余污泥、膜滤浓缩液量和超滤组件污堵风险。另外，本发明中设有调节池，通过利用进水池中的老龄垃圾渗滤液调节臭氧曝气池出水的水质，改善臭氧曝气池出水的可生化性，使臭氧曝气池出水水质更容易满足生化处理要求，从而更有利于实现生化池的连续有效运行。此外，本发明中还设有除重池，利用电场作用电吸附去除超滤组件出水中的重金属、带电污染物和部分悬浮物，从而能够降低后端处理的污堵或结垢风险，经除重池电吸附除去重金属的污水经泵送至深度处理。本发明用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的装置，在臭氧曝气池、调节池、生化池、超滤组件和除重池的合理搭配下，对老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液进行处理，能够有效去除老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液中的COD、色度、氨氮和重金属，由此实现了对老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的连续有效处理。
本实施例中，进一步改进的，如图2所示，臭氧曝气池2包括第一密封筒体21为圆柱形筒体，高径比为5～7∶1，如6∶1；第一密封筒体21的底部连通有锥形筒底22，底面直径与高度的比值为1∶0.7～1，如1∶0.8；锥形筒底22的中部设有臭氧曝气盘管23，锥形筒底22的侧壁上设有曝气池进水口24，曝气池进水口24的进水沿着锥形筒底22内壁切线方向进入到臭氧曝气池2中；曝气池进水口24位于臭氧曝气盘管23下方；第一密封筒体21的上部设有曝气池出水口25；第一密封筒体21的顶部设有曝气池出气口26，尾气主要为二氧化碳，可直接进入尾气生物处理或化学处理装置即可；锥形筒底22的底部设有曝气池排沙口27；臭氧曝气池2内还设有用于检测COD、氨氮和总氮的检测仪器。臭氧曝气池由第一密封筒体及与其底部连通的锥形筒底构成，是一种底部倒锥形的圆柱形容器，且锥形筒底的侧壁上设有曝气池进水口，曝气池进水口的上方设有臭氧曝气盘管，进水沿着锥形筒底切线方向进入到臭氧曝气池中并与臭氧充分混合后，形成螺旋向上的水流，即水进入臭氧曝气池后沿筒体内壁呈螺旋上升方式流动，在此过程中臭氧同样随水流螺旋上升，增加臭氧与污水的接触时间，提升了臭氧的利用率；同时水体中含有的比重大物质(如砂砾等)沉积到臭氧曝气池底部经底部设置的排沙口排出，减少后端处理的污泥含沙量和污堵风险。
本实施例中，进一步改进的，如图3所示，臭氧曝气盘管23的管道上设有曝气孔，为多孔盘管结构，且臭氧曝气盘管入气口231一端的管道向上弯曲且高出臭氧曝气盘管23水平面，满足臭氧发生器的绝缘需求，并可以老龄渗滤液直接浸没，以减少臭氧在输送过程中的分解，提高臭氧利用率。
本实施例中，进一步改进的，如图4所示，除重池6包括第二密封筒体61；第二密封筒体61中沿着水流方向依次设有交替排列的阴极板62和阳极板63，阴极板62悬挂在第二密封筒体61中，阳极板63固定在第二密封筒体61底部，形成内循环通路，其中第一块阴极板62与第二密封筒体61内壁的间距为0.5m，且阴极板62和阳极板63之间的极板间距沿着水流方向依次增加，间距梯度为1∶1.2～1.4，如1∶1.3；第二密封筒体61的上部设有除重池入水口64和除重池出水口65；第二密封筒体61的顶部设有除重池出气口66，通过除重池出气口66收集阳极产生的氯气和阴极产生的氢气，进而通过点燃方式制备盐酸并回用。本发明中，由于阴极板62对污染物降解，相对易于产生泡沫，将其作为入水口的第一块极板为方便电极清理；同时，沿着水流方向依次增加电极间距，可依次降低污水流速，促进污染物在电极附近的富集和沉降。
本实施例中，进一步改进的，采用的阴极板62是以铜网为基材，铜网表面涂覆有阴极活性材料层；阴极活性材料层为铜与铂、钯、镍的二元金属材料中的至少一种，具体的，以铜镍合金作为阴极活性材料，其中采用的金属钛网能够优化电极表面的电荷分布。采用的阳极板63是以金属钛网为基材，金属钛网表面涂覆有阳极活性材料层，阳极活性材料层为钌、铱和金属钽的氧化物中的至少一种，具体的，以钌的氧化物作为阳极活性材料，其中采用的金属钛网能够优化电极表面的电荷分布。同时，进一步的，阴极板62和阳极板63的中部均添加有活性炭构成三维电极，活性炭的加入，不仅可以作为吸附载体提高对重金属污染物的吸附效果，还能加速重金属等污染物的去除。
实施例2
一种用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的方法，利用上述实施例1中的装置处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液对进行处理，其处理流程图如图5所示，包括以下步骤：
S1、将长沙市某生活垃圾填埋场渗滤液处理厂的老龄渗滤液原液储存到进水池中，其理化性质如表1所示，其中老龄垃圾渗滤液中COD为2500mg/L～3000mg/L，BOD5为500mg/L～750mg/L，BOD5：COD＝0.2～0.25，NH4 +-N为1500mg/L～1800mg/L。采用连续进水的方法，将进水池中的老龄垃圾渗滤液输送至臭氧曝气池中进行曝气处理，其中曝气处理过程中使用的臭氧与老龄垃圾渗滤液中有机污染物的质量比为0.05∶1，有机污染物的质量是以每升老龄垃圾渗滤液中的COD含量计，臭氧发生及曝气能耗为4Kwh/t～5Kwh/t。所得曝气池出水输送至调节池中。
S2、按照曝气处理后的出水与老龄垃圾渗滤液的体积比为1∶1～1.2，将进水池中的老龄垃圾渗滤液输送至调节池中对步骤S2中曝气处理后的出水进行水质调节。经调节池水质调节后，调节池出水中COD为2000mg/L～2500mg/L，BOD5为650mg/L～1000mg/L，BOD5：COD＝0.35～0.40，NH4 +-N为500mg/L～600mg/L。
S3、将步骤S2中调节池中的出水输送至生化池中，采用常规的两极A/O工艺对调节池出水进行生化处理，直至达到出水要求。生化处理过程中产生的剩余污泥全部输送至臭氧曝气池的前端继续进行曝气处理，通过臭氧的破壁作用，释放有机质，用于补充碳源。
S4、将步骤S3中生化池中的出水输送至超滤组件中进行超滤处理，直至达到出水要求。超滤处理过程中产生的膜滤浓缩液全部输送至臭氧曝气池的前端继续进行曝气处理。
S5、将步骤S4中超滤组件中的出水输送至除重池中进行电吸附处理，其中超滤组件中的出水在除重池中的流速为0.02m/s～0.03m/s，除重池的平均电流密度为20mA/cm2，除重池停留时间60min，完成对老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的处理。除重池处理后污水污染物指标：污水色度≤4，COD去除率≥95％，总氮去除率≥99％，除重能耗8Kwh/t，各重金属含量和粪大肠菌群数等其他指标均明显低于现有生活垃圾填埋场污染物排放浓度限值(表1)。
表1.除重池污染物浓度值与排放限值(单位(mg/L)
由表1可知，本发明方法能够实现对老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的有效处理。
本发明的处理工艺中，涉及气体处理的主要有臭氧曝气池的含氨废弃和除重池的少量微电解产生的氢气等，点燃后经生物除臭处理排放。臭氧曝气池内设有COD，氨氮和总氮在线自动控制系统，用于自动调控老龄渗滤液原液和臭氧曝气渗滤液比例，以达到生化池进水要求，当探头探测到反应器内溶液各指标高于所设定的范围时，在线监测仪则将臭氧曝气池进水泵关闭，直至COD，氨氮和总氮降至设定范围；当探头探测到反应器内溶液各指标低于所设定的范围时，则减少曝气池的臭氧曝气量，实现连续进水。
实施例3
一种用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的方法，利用上述实施例1中的装置处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液对进行处理，包括以下步骤：
S1、将长沙市某生活垃圾填埋场渗滤液处理厂的老龄渗滤液原液储存到进水池中，其理化性质如表1所示，其中老龄垃圾渗滤液中COD为2500mg/L～3000mg/L，BOD5为500mg/L～750mg/L，BOD5：COD＝0.2～0.25，NH4 +-N为1500mg/L～1800mg/L。采用连续进水的方法，将进水池中的老龄垃圾渗滤液输送至臭氧曝气池中进行曝气处理，其中曝气处理过程中使用的臭氧与老龄垃圾渗滤液中有机污染物的质量比为0.1∶1，有机污染物的质量是以每升老龄垃圾渗滤液中的COD含量计，臭氧发生及曝气能耗为5～6Kwh/t。所得曝气池出水输送至调节池中。
S2、按照曝气处理后的出水与老龄垃圾渗滤液的体积比为2～2.5∶1，将进水池中的老龄垃圾渗滤液输送至调节池中对步骤S2中曝气处理后的出水进行水质调节。经调节池水质调节后，调节池出水中COD为2000mg/L～2500mg/L，BOD5为650mg/L～1000mg/L，BOD5：COD＝0.35～0.40，NH4 +-N为500mg/L～600mg/L。
S3、将步骤S2中调节池中的出水输送至生化池中，采用常规的两极A/O工艺对调节池出水进行生化处理。生化处理过程中产生的剩余污泥全部输送至臭氧曝气池的前端继续进行曝气处理，通过臭氧的破壁作用，释放有机质，用于补充碳源。
S4、将步骤S3中生化池中的出水输送至超滤组件中进行超滤处理，直至达到出水要求。超滤处理过程中产生的膜滤浓缩液全部输送至臭氧曝气池的前端继续进行曝气处理。
S5、将步骤S4中超滤组件中的出水输送至除重池中进行电吸附处理，其中超滤组件中的出水在除重池中的流速为0.02m/s～0.03m/s，除重池的平均电流密度为50mA/cm2，除重池停留时间150min，完成对老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的处理。除重池处理后污水污染物指标：污水色度≤4，COD去除率≥60％，总氮去除率≥85％，除重能耗19Kwh/t，各重金属含量和粪大肠菌群数等其他指标均明显低于现有生活垃圾填埋场污染物排放浓度限值(表2)。
表2.浓缩液还原-氧化降解后污染物浓度值与排放限值(单位(mg/L)
| 排放限值 | 老龄垃圾渗滤液 | 除重后 | 排放限值 | 老龄垃圾渗滤液 | 除重后 | ||
| Pb | 0.1 | 0.05 | 未检出 | Cr<sup>6+</sup> | 0.05 | 0.02 | ＜0.01 |
| Cr | 0.1 | 0.30 | ＜0.01 | Cd | 0.01 | 0.01 | ＜0.002 |
| As | 0.1 | 0.25 | ＜0.01 | Hg | 0.001 | 0.02 | 未检出 |
| P | 3 | 3.06 | ＜0.5 | 悬浮物 | 30 | 15 | ＜15 |
实施例4
如图1所示，用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的装置，包括：
进水池1，用于储存老龄垃圾渗滤液；
臭氧曝气池2，用于对老龄垃圾渗滤液进行曝气处理；
调节池3，用于调节臭氧曝气的出水水质；
生化池4，用于对调节池3中的出水进行生化处理；
超滤组件5，用于对生化池4的出水进行超滤处理；
除重池6，用于对超滤组件5的出水进行电吸附处理；
进水池1与调节池3之间设有管道，用于将老龄垃圾渗滤液输送至调节池3中；臭氧曝气池2与生化池4之间设有管道，用于将生化池4中产生的剩余污泥输送至臭氧曝气池2中；臭氧曝气池2与超滤组件5之间设有管道，用于将超滤组件5中产生的膜滤浓缩液输送至臭氧曝气池2中。
本实施例中，进一步改进的，如图6所示，臭氧曝气池2包括第一密封筒体21，第一密封筒体21内设有交替排列的第一环形隔板28和第二环形隔板29，第一环形隔板28悬挂在第一密封筒体21中，第二环形隔板29固定在第一密封筒体21底部，形成内循环通路，或第一环形隔板28固定在第一密封筒体21底部，第二环形隔板29悬挂在第一密封筒体21中，形成内循环通路；第一环形隔板28与第一密封筒体21的底面之间设有臭氧曝气盘管23；第一密封筒体21的底部中心设有曝气池进水口24；第一密封筒体21的上部设有曝气池出水口25；第一密封筒体21的顶部设有曝气池出气口26；臭氧曝气池2内还设有用于检测COD、氨氮和总氮的检测仪器。臭氧曝气盘管23的管道上设有曝气孔；臭氧曝气盘管23入气口一端的管道向上弯曲且高出臭氧曝气盘管23水平面。臭氧曝气池为第一密封筒体，是一种圆柱形容器，其内设有交替排列的第一环形隔板和第二环形隔板，其中第一环形隔板悬挂在第一密封筒体中，第二环形隔板固定在第一密封筒体底部，由此形成内循环通路，有利于增加污水的停留时间，且在每个第一环形隔板的下方都设有臭氧曝气盘管，可以使每个第一环形隔板所在区域形成独立的曝气单元，用于单独对不同污水进行降解或破壁处理，如单独降解老龄垃圾渗滤液、生化池的剩余污泥以及膜滤浓缩液，不仅能够简化臭氧曝气池结构，也能显著提高曝气效果。
本实施例中，进一步改进的，如图4所示，除重池6包括第二密封筒体61；第二密封筒体61中沿着水流方向依次设有交替排列的阴极板62和阳极板63，阴极板62悬挂在第二密封筒体61中，阳极板63固定在第二密封筒体61底部，形成内循环通路，其中第一块阴极板62与第二密封筒体61内壁的间距为0.5m，且阴极板62和阳极板63之间的极板间距沿着水流方向依次增加，间距梯度为1∶1.2～1.4，如1∶1.3；第二密封筒体61的上部设有除重池入水口64和除重池出水口65；第二密封筒体61的顶部设有除重池出气口66，通过除重池出气口66收集阳极产生的氯气和阴极产生的氢气，进而通过点燃方式制备盐酸并回用。本发明中，由于阴极板62对污染物降解，相对易于产生泡沫，将其作为入水口的第一块极板为方便电极清理；同时，沿着水流方向依次增加电极间距，可依次降低污水流速，促进污染物在电极附近的富集和沉降。
本实施例中，进一步改进的，采用的阴极板62是以铜网为基材，铜网表面涂覆有阴极活性材料层；阴极活性材料层为铜与铂、钯、镍的二元金属材料中的至少一种，具体的，以铜镍合金作为阴极活性材料，其中采用的金属钛网能够优化电极表面的电荷分布。采用的阳极板63是以金属钛网为基材，金属钛网表面涂覆有阳极活性材料层，阳极活性材料层为钌、铱和金属钽的氧化物中的至少一种，具体的，以钌的氧化物作为阳极活性材料，其中采用的金属钛网能够优化电极表面的电荷分布。同时，进一步的，阴极板62和阳极板63的中部均添加有活性炭构成三维电极，活性炭的加入，不仅可以作为吸附载体提高对重金属污染物的吸附效果，还能加速重金属等污染物的去除。
以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的装置，其特征在于，包括：
进水池(1)，用于储存老龄垃圾渗滤液；
臭氧曝气池(2)，用于对老龄垃圾渗滤液进行曝气处理；
调节池(3)，用于调节臭氧曝气的出水水质；
生化池(4)，用于对调节池(3)中的出水进行生化处理；
超滤组件(5)，用于对生化池(4)的出水进行超滤处理；
除重池(6)，用于对超滤组件(5)的出水进行电吸附处理；
所述进水池(1)与调节池(3)之间设有管道，用于将老龄垃圾渗滤液输送至调节池(3)中；所述臭氧曝气池(2)与生化池(4)之间设有管道，用于将生化池(4)中产生的剩余污泥输送至臭氧曝气池(2)中；所述臭氧曝气池(2)与超滤组件(5)之间设有管道，用于将超滤组件(5)中产生的膜滤浓缩液输送至臭氧曝气池(2)中。
2.根据权利要求1所述的用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的装置，其特征在于，所述臭氧曝气池(2)包括第一密封筒体(21)，所述第一密封筒体(21)的底部连通有锥形筒底(22)；所述第一密封筒体(21)为圆柱形筒体，高径比为5～7∶1；所述锥形筒底(22)底面直径与高度的比值为1∶0.7～1；所述锥形筒底(22)的中部设有臭氧曝气盘管(23)；所述锥形筒底(22)的侧壁上设有曝气池进水口(24)，所述曝气池进水口(24)的进水沿着锥形筒底(22)内壁切线方向进入到臭氧曝气池(2)中；所述曝气池进水口(24)位于臭氧曝气盘管(23)下方；所述第一密封筒体(21)的上部设有曝气池出水口(25)；所述第一密封筒体(21)的顶部设有曝气池出气口(26)；所述锥形筒底(22)的底部设有曝气池排沙口(27)；所述臭氧曝气池(2)内还设有用于检测COD、氨氮和总氮的检测仪器。
3.根据权利要求1所述的用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的装置，其特征在于，所述臭氧曝气池(2)包括第一密封筒体(21)；所述第一密封筒体(21)为圆柱形筒体，高径比为5～7∶1；所述第一密封筒体(21)内设有交替排列的第一环形隔板(28)和第二环形隔板(29)，所述第一环形隔板(28)悬挂在第一密封筒体(21)中，所述第二环形隔板(29)固定在第一密封筒体(21)底部，形成内循环通路，或所述第一环形隔板(28)固定在第一密封筒体(21)底部，所述第二环形隔板(29)悬挂在第一密封筒体(21)中，形成内循环通路；所述第一环形隔板(28)与第一密封筒体(21)的底面之间设有臭氧曝气盘管(23)；所述第一密封筒体(21)的底部中心设有曝气池进水口(24)；所述第一密封筒体(21)的上部设有曝气池出水口(25)；所述第一密封筒体(21)的顶部设有曝气池出气口(26)；所述臭氧曝气池(2)内还设有用于检测COD、氨氮和总氮的检测仪器。
4.根据权利要求2或3所述的用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的装置，其特征在于，所述臭氧曝气盘管(23)的管道上设有曝气孔；所述臭氧曝气盘管(23)入气口一端的管道向上弯曲且高出臭氧曝气盘管(23)水平面。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的装置，其特征在于，所述除重池(6)包括第二密封筒体(61)；所述第二密封筒体(61)中沿着水流方向依次设有交替排列的阴极板(62)和阳极板(63)，所述阴极板(62)悬挂在第二密封筒体(61)中，所述阳极板(63)固定在第二密封筒体(61)底部，形成内循环通路；所述第二密封筒体(61)的上部设有除重池入水口(64)和除重池出水口(65)；所述第二密封筒体(61)的顶部设有除重池出气口(66)。
6.根据权利要求5所述的用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的装置，其特征在于，所述第二密封筒体(61)中极板间距沿着水流方向依次增加，间距梯度为1∶1.2～1.4。
7.根据权利要求6所述的用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的装置，其特征在于，所述阴极板(62)是以铜网为基材，所述铜网表面涂覆有阴极活性材料层；所述阴极活性材料层为铜与铂、钯、镍的二元金属材料中的至少一种；所述阳极板(63)是以金属钛网为基材，所述金属钛网表面涂覆有阳极活性材料层；所述阳极活性材料层为钌、铱和金属钽的氧化物中的至少一种；所述阴极板(62)和阳极板(63)的中部均添加有活性炭构成三维电极。
8.一种用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1～7中任一项所述的装置对老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液进行处理。
9.根据权利要求8所述的用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将进水池中的老龄垃圾渗滤液输送至臭氧曝气池中进行曝气处理，所得出水输送至调节池中；
S2、将进水池中的老龄垃圾渗滤液输送至调节池中对步骤S2中曝气处理后的出水进行水质调节；
S3、将步骤S2中调节池中的出水输送至生化池中进行生化处理，生化处理过程中产生的剩余污泥输送至臭氧曝气池中继续进行曝气处理；
S4、将步骤S3中生化池中的出水输送至超滤组件中进行超滤处理，超滤处理过程中产生的膜滤浓缩液输送至臭氧曝气池中继续进行曝气处理；
S5、将步骤S4中超滤组件中的出水输送至除重池中进行电吸附处理，完成对老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的处理。
10.根据权利要求9所述的用于处理老龄垃圾渗滤液及其膜滤浓缩液的方法，其特征在于，步骤S1中，所述老龄垃圾渗滤液以连续进行的方式输送至臭氧曝气池中；所述曝气处理过程中使用的臭氧与老龄垃圾渗滤液中有机污染物的质量比为0.05～0.15∶1，所述有机污染物的质量是以每升老龄垃圾渗滤液中的COD含量计；
步骤S5中，所述电吸附处理过程中控制平均电流密度为20mA/cm2～50mA/cm2；所述超滤组件中的出水在除重池中的流速为0.02m/s～0.03m/s；所述超滤组件中的出水在除重池中的停留时间为1h～2h。
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