CN113045115A - 基于电催化氧化耦合生化的垃圾渗滤液处理方法 - Google Patents

基于电催化氧化耦合生化的垃圾渗滤液处理方法 Download PDF

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Abstract

公开了基于电催化氧化耦合生化的垃圾渗滤液处理方法，方法包括垃圾渗滤液输入调节池以调节水质水量；所述调节池出水输入电催化氧化池停留第一预定时刻，阳极将调节池出水中的氯离子催化氧化为游离氯，重金属离子通过还原作用吸附在阴极上，电催化氧化池中的曝气头释放气泡以将调节池出水的悬浮物吸附在气泡表面形成浮渣，浮渣通过除渣系统去除；去除浮渣后，电化学反应池出水依次进入生化池的缺氧池和好氧池，其中，缺氧池停留第二预定时刻，好氧池停留第三预定时刻，好氧池出水进入二沉池第四预定时刻，二沉池出水按照预定回流比返回所述电催化氧化池重复第二步骤和第三步骤以循环处理，二沉池出水进入清水池完成处理。

Description

基于电催化氧化耦合生化的垃圾渗滤液处理方法
技术领域
本公开属于生活垃圾渗滤液处理技术领域，特别是一种基于电催化氧化耦合的垃圾渗滤液处理方法。
背景技术
现有技术处理生活垃圾的主流方法为卫生填埋，卫生填埋不可避免的产生垃圾渗滤液，垃圾渗滤液是垃圾在堆放和填埋过程中由于垃圾中有机物质的分解产生的水和垃圾中的游离水、降水以及渗入的地下水产生的一种成分复杂、污染物浓度高、毒性大的高浓度有机废水，特别是老龄化垃圾渗滤液，其具有较高的碱度、离子浓度、氨氮、总磷和较低的可生化性。
针对老龄化垃圾渗滤液的处理，较为运用较为广泛的技术为生化加膜分离技术。单一的生化法很难有效降解老龄化垃圾渗滤液中的有机污染物，而膜易处理技术也存在易堵塞，高耗能、高运行成本的缺点，浓缩液无法有效处理等方面的问题。
在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本公开的目的在于提出一种基于电催化氧化耦合生化的垃圾渗滤液处理方法，克服了现有技术的生化加膜处理技术的缺陷，且能够有效处理有机污染物。
为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：
一种基于电催化氧化耦合的垃圾渗滤液处理方法包括如下步骤：
第一步骤中，垃圾渗滤液输入调节池以调节水质水量；
第二步骤中，所述调节池出水输入电催化氧化池停留第一预定时刻，阳极调节池出水中的氯离子催化氧化为游离氯，重金属离子通过还原作用吸附在阴极上，电催化氧化池中的曝气头释放气泡以将调节池出水的悬浮物吸附在气泡表面形成浮渣，浮渣通过除渣系统去除；
第三步骤中，去除浮渣后，电化学反应池出水依次进入生化池的缺氧池和好氧池，其中，缺氧池停留第二预定时刻，好氧池停留第三预定时刻，好氧池出水进入二沉池第四预定时刻，二沉池出水按照预定回流比返回所述电催化氧化池重复第二步骤和第三步骤以循环处理，
第四步骤中，二沉池出水进入清水池完成处理。
所述的方法中，第一步骤中，所述电催化氧化池包括电解槽以及直流电源，所述电解槽包括导入调节池出水的进水口和连接缺氧池的出水口，所述进水口的高度高于出水口，经由导线连接所述直流电源的阳极和阴极浸入所述电解槽中，阳极与阴极之间的距离为2-5cm，阴极为不锈钢或碳材料，阳极为型稳态电极，电流密度为10-30mA/cm2，电解槽底部铺设连接风机的曝气管，所述曝气管分布多个曝气头，位于电解槽顶部的除渣系统包括电机、链条刮渣板和出渣口，所述出渣口位于电解槽后端顶部。
所述的方法中，电解槽为玻璃钢电解槽、PP电解槽，阴极或阳极为平板状、网状、三维电极。
所述的方法中，进水口位于电解槽前端顶部；所述的出水口位于电解槽后端底部。
所述的方法中，生化池可为AO、A2O、SBR、MBR等废水处理生化装置，生化池的类型根据实际的水质情况做相应选择。
所述的方法中，所述回流比为0.3-0.5。
所述的方法中，所述好氧池回流硝化液到所述缺氧池。
所述的方法中，第一预定时刻为20分钟，第二预定时刻为3小时，第三预定时刻为8小时，第四预定时刻为0.5小时。
所述的方法中，氯离子以次氯酸或次氯酸盐形式存在。
与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：
本发明针对老龄化垃圾渗滤液的特点，以电催化氧化耦合生化技术为核心，解决了现有主流技术易堵塞，高耗能、高运行成本的缺点，浓缩液无法有效处理等方面的问题，出水可达标排放。
附图说明
通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本公开各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本公开的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
在附图中：
图1本发明的工艺流程图；
图2本发明电催化氧化池简图：1-电解槽、2-直流电源、3-阴极、4-阳极、5-导线、6-风机、7-曝气管、8-微孔曝气头、9-电机10-出渣口、11-进水口、12-出水口、13-链条刮渣板；
图3实施例1工艺流程图；
图4实施例2工艺流程图。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。
具体实施方式
下面将参照附图1至图4更详细地描述本公开的具体实施例。虽然附图中显示了本公开的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本公开的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本公开的范围。本公开的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本公开实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。
为了更好地理解，如图1所示，一种基于电催化氧化耦合的垃圾渗滤液处理方法包括以下步骤：
第一步骤中，垃圾渗滤液输入调节池以调节水质水量；
第二步骤中，所述调节池出水输入电催化氧化池停留第一预定时刻，阳极将调节池出水中的氯离子催化氧化为游离氯，重金属离子通过还原作用吸附在阴极上，电催化氧化池中的曝气头释放气泡以将调节池出水中的悬浮物吸附在气泡表面形成浮渣，浮渣通过除渣系统去除；
第三步骤中，去除浮渣后，电化学反应池出水依次进入生化池的缺氧池和好氧池，其中，缺氧池停留第二预定时刻，好氧池停留第三预定时刻，好氧池出水进入二沉池第四预定时刻，二沉池出水按照预定回流比返回所述电催化氧化池重复第二步骤和第三步骤以循环处理，
第四步骤中，二沉池出水进入清水池完成处理。
所述的方法的优选实施方式中，第一步骤中，如图2所示，所述电催化氧化池包括电解槽1以及直流电源2，所述电解槽包括导入调节池出水的进水口11和连接缺氧池的出水口12，所述进水口11的高度高于出水口12，经由导线5连接所述直流电源2的阳极4和阴极3浸入所述电解槽1中，阳极4与阴极3之间的距离为2-5cm，阴极3为不锈钢或碳材料，阳极4为型稳态电极，电流密度为10-30mA/cm2，电解槽1底部铺设连接风机的曝气管7，所述曝气管7分布多个曝气头8，位于电解槽1顶部的除渣系统包括电机9、链条刮渣板13和出渣口10，所述出渣口10位于电解槽1后端顶部。
所述的方法的优选实施方式中，电解槽1为玻璃钢电解槽、PP电解槽，阴极或阳极为平板状、网状、三维电极。
所述的方法的优选实施方式中，进水口11位于电解槽前端顶部；所述的出水口12位于电解槽后端底部。
所述的方法的优选实施方式中，生化池可为AO、A2O、SBR、MBR等废水处理生化装置，生化池的类型根据实际的水质情况做相应选择。
所述的方法的优选实施方式中，所述回流比为0.5-0.8。
所述的方法的优选实施方式中，所述好氧池回流硝化液到所述缺氧池。
所述的方法的优选实施方式中，第一预定时刻为20分钟，第二预定时刻为3小时，第三预定时刻为8小时，第四预定时刻为0.5小时。
所述的方法的优选实施方式中，氯离子以次氯酸或次氯酸盐形式存在。
在一个实施例中，方法包括下列步骤：
1、垃圾渗滤液进入调节池调节水质水量；
2、经调解水质水量后垃圾渗滤液进入电催化池进行预处理；
3、电催化氧化处理后进入生化处理系统；
4、生化系统出水部分回流至电催化氧化池进行循环深度处理；
5、生化出水进入清水池，达标出水。
具体地在步骤2中，电催化氧化池具有废水预处理和深度处理双功能属性，通过控制回流比可使垃圾渗滤液在电催化氧化池和生化系统内循环处理。
具体地在步骤2中，电催化氧化池包含电解槽(1)、电极、微孔曝气系统、除渣系统、进水口(11)、出水口(12)；电解槽(1)，为耐酸碱腐蚀电解槽(玻璃钢电解槽、PP电解槽等)；电极包含阳极(4)和阴极(3)，阴阳两极的距离为2-5cm，施加的电流密度为12-30mA/cm2，所述的阳极(4)为型稳态电极(DSA)，析氯电位低，形态可为平板状、网状、三维电极，阴极(3)为不锈钢、碳材料等；微孔曝气系统包含微孔曝气头(8)、风机(6)、曝气管(7)，微孔曝气头(8)位于电解槽(1)底部，用于气浮除油、除悬浮物、部分有机污染物以及保持对电极板的冲刷，防止电极板被污染；除渣系统位于电解槽顶部，包含电机(9)、链条刮渣板(13)、出渣口(10)，主要用于浮渣的去除；所述的出渣口位于电解槽后端顶部，用于排渣；进水口(11)位于电解槽(1)前段顶部，用于进水；出水口(12)位于电解槽后端底部，用于出水。
具体地在步骤2中，电催化氧化池内污染物及悬浮物的主要机理为在电场的作用下，废水中的氯离子在阳极发生析氯反应，氯溶于水中，主要以游离氯(次氯酸、次氯酸盐)的形式存在，游离氯具有较强的氧化作用，其可有效去除水中的氨氮、色度以及降解大分子有机物，在阴极，重金属离子通过还原作用吸附在阴极上，与此同时，微孔曝气头释放大量小空气泡，废水中的悬浮物及部分污染物可吸附在气泡表面，与气泡一起上浮至液体表面形成浮渣，浮渣通过除渣系统去除。
具体地在步骤3中，生化池可为AO、A2O、SBR、MBR等废水处理生化系统。
实施例1
如图3所示，本实施例中老龄化垃圾渗滤液为江西某生活垃圾填埋场所排放的垃圾渗滤液，处理规模：50m3/d；采用本发明的处理方法：“调节池+电催化氧化池+A/O池+二沉池”。
老龄化垃圾渗滤液首先进入调节池调节水质水量，水质水量调节后进入电催化氧化池，在电催化氧化池的水力停留时间为20min，在电催化氧化池内，电极板间距为3cm，电流密度为12mA/cm2，阳极通过将水中的氯离子催化氧化为游离氯，游离氯具有较强的氧化作用，其可有效去除水中的氨氮、色度以及降解大分子有机物，在阴极，重金属离子通过还原作用吸附在阴极上，与此同时，微孔曝气头释放大量小空气泡，废水中的悬浮物及部分污染物可吸附在气泡表面，与气泡一起上浮至液体表面形成浮渣，浮渣通过除渣系统去除；经电催化氧化后进入A/O池，在A池停留时间为3小时，O池停留时间为8小时，完成废水的脱氮除磷以及有机污染物的去除；O池出水进入二沉池，水力停留时间为0.5小时，泥水分离后，1/2的出水回流至电催化氧化池进行循环深度处理，1/2进入清水池，达标排放；出水水质可达《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)表2所规定的排放标准。
表1为采用“调节池+电催化氧化池+A/O池+二沉池”工艺技术处理前后老龄化垃圾渗滤液中控制项目变化表(单位：mg/L，除pH、色度)
表1
Figure BDA0002974102410000061
实施例2
如图4所示，本实施例中垃圾渗滤液为湖南某生活垃圾填埋场所排放的垃圾渗滤液，处理规模：70m3/d；采用本发明的处理方法：“调节池+水解酸化池+UASB+电催化氧化池+A/O池+二沉池”。
垃圾渗滤液首先进入调节池调节水质水量，水质水量调节后进入水解酸化池，水力停留时间为6小时，在水解酸化池内部分大分子有机物被降解为小分子有机物；水解酸化池出水进入UASB，水力停留时间为48小时，在UASB内大部分有机物被降解，并以甲烷的形式释放；UASB出水进入电催化氧化池，在电催化氧化池的水力停留时间为30min，在电催化氧化池内，电极板间距为2cm，电流密度为15mA/cm2，阳极通过将水UASB中未能降解的大分子有机物进一步降解，氯离子催化氧化为游离氯，游离氯具有较强的氧化作用，其可有效去除水中的氨氮、色度以及降解大分子有机物，在阴极，重金属离子通过还原作用吸附在阴极上，与此同时，微孔曝气头释放大量小空气泡，废水中的悬浮物及部分污染物可吸附在气泡表面，与气泡一起上浮至液体表面形成浮渣，浮渣通过除渣系统去除；经电催化氧化后进入A/O池，在A池停留时间为3小时，0池停留时间为8小时，完成废水的脱氮除磷以及有机污染物的去除；0池出水进入二沉池，水力停留时间为0.5小时，泥水分离后，1/2的出水回流至电催化氧化池进行循环深度处理，1/2进入清水池，达标排放；出水水质可达《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)表2所规定的排放标准。
表2为采用“调节池+水解酸化池+UASB+电催化氧化池+A/O池+二沉池”工艺技术处理前后垃圾渗滤液中控制项目变化表(单位：mg/L，除pH、色度)
表2
Figure BDA0002974102410000071
Figure BDA0002974102410000081
本发明的垃圾渗滤液首先进入调节池调节水质水量，然后进入电催化氧化池，在电催化氧化过程中，通过原位生成活性氯的氧化作用以及气浮作用可将垃圾渗滤液中难降解有机污染物、氨氮、色度以及部分重金属离子有效降解和去除，电催化处理后的渗滤液进入生化系统，在生化系统中完成脱氮除磷以及有机污染物的进一步去除，生化系统出水部分回流至电催化氧化进行循环处理，最终达标排放。本发明中采电催化氧化池既可作为预处理系统，又可作为深度处理系统对垃圾渗滤液进行有效处理，且相对于多段式电催化-生化耦合系统可节约了大量占地面积，相对于传统的生化-膜处理技术可大大减少投资及运行成本，提高了废水的处理效率。
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (8)

1.一种基于电催化氧化耦合生化的垃圾渗滤液处理方法，包括以下步骤：
第一步骤中，垃圾渗滤液输入调节池以调节水质水量；
第二步骤中，所述调节池出水输入电催化氧化池停留第一预定时刻，阳极将调节池出水中的氯离子催化氧化为游离氯，重金属离子通过还原作用吸附在阴极上，电催化氧化池中的曝气头释放气泡将调节池出水的悬浮物吸附在气泡表面形成浮渣，浮渣通过除渣系统去除；
第三步骤中，去除浮渣后，电化学反应池出水依次进入生化池的缺氧池和好氧池，其中，缺氧池停留第二预定时刻，好氧池停留第三预定时刻，好氧池出水进入二沉池第四预定时刻，二沉池出水按照预定回流比返回所述电催化氧化池重复第二步骤和第三步骤以循环处理，
第四步骤中，二沉池出水进入清水池完成处理。
2.根据权利要求1所述的方法，优选的，第一步骤S1中，所述电催化氧化池包括电解槽以及直流电源，所述电解槽包括导入调节池出水的进水口和连接缺氧池的出水口，所述进水口的高度高于出水口，经由导线连接所述直流电源的阳极和阴极浸入所述电解槽中，阳极与阴极之间的距离为2-5cm，阴极为不锈钢或碳材料，阳极为型稳态电极，电流密度为10-30mA/cm2，电解槽底部铺设连接风机的曝气管，所述曝气管分布多个曝气头，位于电解槽顶部的除渣系统包括电机、链条刮渣板和出渣口，所述出渣口位于电解槽后端顶部。
3.根据权利要求2所述的方法，电解槽为玻璃钢电解槽、PP电解槽，阴极或阳极为平板状、网状、三维电极。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，进水口位于电解槽前端顶部；所述的出水口位于电解槽后端底部。
5.根据权利要求1所述的方法，生化池替换为AO、A2O、SBR、MBR废水处理生化装置。
6.根据权利要求1所述的方法，所述回流比为0.3-0.5。
7.根据权利要求1所述的方法，所述好氧池回流硝化液到所述缺氧池。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，氯离子被催化氧化后以次氯酸或次氯酸盐形式存在。
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