CN113735367A - 一种用于处理垃圾渗滤液的装置及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种用于处理垃圾渗滤液的装置及工艺，结构包括通过管道互相连接的一体化预处理装置、超声空化电催化一体化装置和生物强化一体化装置，有效的解决了渗滤液无回灌问题，渗滤液可直接排放达标；利用本发明处理垃圾渗滤液效率高，渗滤液处理彻底，不会造成环境的二次污染，且本发明全部采用撬装一体化装置，便于移动，装置安装周期短、占地面积少、投资和运行成本低，具有广阔的市场应用前景，便于推广使用。

Description

一种用于处理垃圾渗滤液的装置及工艺
技术领域
本发明涉及到污水处理技术领域，特别是一种用于处理垃圾渗滤液的装置及工艺。
背景技术
垃圾渗滤液主要由城市生活垃圾、雨水混合浓液，水体呈黑色或者褐色，并带有恶臭味，影响周边环境。由于垃圾渗滤液含有大量的腐殖质和腐殖酸等大分子难降解有机物、无机盐和金属离子等，同时还具有生物毒性，因此处理难度大，费用高，单一处理方法和常规处理技术很难实现达标处理。
现有技术对垃圾渗滤液的处理一般采用物化(预处理)-生物处理-物化(深度处理)的工艺流程。目前的深度处理一般都采用纳滤、超滤和反渗透组合工艺，具有处理不彻底、有浓缩液需要回灌处理而造成填埋场的渗滤液量减少了，但是污染物浓度却大幅度提高，不能从根本上解决垃圾渗滤液的污染问题。此外，物化方法如：铁炭微电解法、芬顿试剂氧化法、臭氧氧化法等，不仅操作复杂、过程控制难，而且设备投资大、能耗高，废水处理成本高，处理后使废水的含盐量进一步增高。
随着科技进步，电催化法越来越受到人们的重视。电催化法与其他物化法相比具有多重优点，如不需另外添加氧化还原剂，没有或者很少产生二次污染、可控性强、反应条件温和、仪器设备及其操作比较简单，费用较低、既可以作为单独处理方式，又可以与其他处理工艺相结合等，因此电催化法的进一步研究有助于解决现有技术的缺陷和不足。
发明内容
本发明的目的在于发明一种用于处理垃圾渗滤液的装置及工艺，已解决现有技术中对于垃圾渗滤液处理不彻底、难达标、成本高等技术问题。
为达到以上目的，提供以下技术方案：
一种用于处理垃圾渗滤液的装置及工艺，结构包括通过管道互相连接的一体化预处理装置、超声空化电催化一体化装置和生物强化一体化装置；所述一体化预处理装置由进出水区、絮凝加药沉降区、纳米气浮除渣区和沉淀澄清区组成，所述超声空化电催化一体化装置包括容器本体、超声空化发生器、外置电源、自动刮板和自动吹洗装置；所述生物强化一体化装置包括缺氧区、生物曝气强化区和跌水回流区。
作为优选方案，所述进出水区分为进水区和出水区，分置于一体化预处理装置的两端，所述加药絮凝沉降区位于进水区一侧，所述纳米气浮除渣区位于加药絮凝沉降区和沉淀澄清区之间，沉淀澄清区与出水区相连，所述进水区、加药絮凝沉降区、纳米气浮除渣区、沉淀澄清区和出水区之间通过溢流板间隔。
作为优选方案，所述进水区设有调节池，所述絮凝加药沉降区设有加药泵和搅拌器，一体化预处理装置底部设有排泥管，所述纳米气浮除渣区底部设有纳米气泡发生器，所述沉淀澄清区的顶部设置自动液压刮板，所述进水区设有进水口，所述出水区设有出水一口和排渣口一。
作为优选方案，所述超声空化一体化装置的容器本体内安装有多对阴阳极板，且阴阳极板顶部安装有自动刮板和自动吹洗装置，所述超声空化发生器安装在超声空化电催化一体化装置的前部进水端，与容器本体内的阴阳电极耦合，且两者之间设有进水折流板；所述外置电源位于超声空化一体化装置的外部，所述超声空化一体化装置的后部设置出水口二和排渣口二。
作为优选方案，所述阴阳电极板之间间距均为(2-2.5)cm，电流密度(2-25)mA/cm2，阳极板采用超导材料及钛钴氧化物催化剂制作，阴极板采用316L制作。
作为优选方案，所述生物强化一体化装置包括缺氧区、生物曝气强化区和跌水回流区，所述缺氧区与生物强化一体化装置的进水口相连，所述生物曝气强化区位于缺氧区的一侧，并间隔溢流板，所述跌水回流区位于缺氧区的另一侧，并间隔溢流板，生物强化一体化装置的后部设有出水口三和排渣口三。
作为优选方案，所述缺氧区安装有搅拌器和提升泵，所述生物曝气强化区安装有罗茨风机和曝气管道，所述跌水回流区设有过水口和回流口，且过水口和回流口的高度差为15cm，跌水回流区内装填悬浮填料。
作为优选方案，所述曝气管道与罗茨风机相连，且采用三氧化二铝烧结管为材料，曝气管道上采用激光打孔，孔径0.1μm，孔间距(2-4)mm。
一种用于处理垃圾渗滤液的装置及工艺，其特征在于，步骤包括：
S1.将垃圾渗滤液通过进水口进入一体化预处理装置的进水区的调节池，进行PH调节；
S2.调节PH后的垃圾渗滤液进入絮凝加药沉降区，并通过加药泵加药后，搅拌器搅拌均匀，进行絮凝处理，泥渣沉底并通过排泥管排出后进行脱水处理，上层液体通过溢流板进入纳米气浮除渣区；
S3.纳米气泡发生器产生直径(80-180)nm的微气泡使液体的悬浮物、浮渣漂浮与表面后，通过溢流板进入沉淀澄清池，沉淀澄清池顶部的自动液压刮板将悬浮物、浮渣及泡沫刮至出渣口排出，上清液进入超声空化电催化一体化装置；
S4.上清液进入超声空化发生器，经过超声空化发生器作用后经过进水折流板进入容器本体内；
S5.上清液经过多个阴阳电极作用，使有机物接环断裂从而有效降解，同时阴阳电极反应区产生的泡沫经自动刮板和自动吹洗装置联合作用，将泡沫排除；
S6.经过阴阳电极处理的上清液经出水口流出，泵入生物强化一体化装置的缺氧区，进行缺氧处理；
S7.缺氧处理后的上清液进入生物曝气强化区进行曝气处理后，经过水口进入跌水回流区；
S8.进入跌水回流区的水部分通过出水口排出，部分水通过回流口回流进行重新循环处理。
本发明的有益效果为：
1.利用本发明的装置及相关工艺处理垃圾渗滤液，有效的解决了渗滤液无回灌问题，经本发明处理的渗滤液可直接达标排放；
2.本发明全部采用撬装一体化装置，便于移动，装置安装周期短、占地面积少、投资和运行成本低；
3.采用超声空化与电催化氧化耦合技术，阴阳电极作用的同时辅助可见光，氧化能力更强，对有机物去除率更高；
4.采用的生物强化一体化装置设计巧妙，有效的将缺氧和好氧融合，同时曝气管采用三氧化二铝烧结，曝气效果好，使用周期长，有效实现有机物去除达标保障；
5.利用本发明处理垃圾渗滤液不会造成环境的二次污染，具有广阔的市场应用前景，便于推广使用。
附图说明
图1为一体化预处理装置的结构示意图；
图2为超声空化电催化一体化装置的结构示意图；
图3为生物强化一体化装置的结构示意图；
图4为本发明的整体结构示意图；
附图中的标注为：1-进水区，2-调节池，3-絮凝加药沉降区，4-纳米气浮除渣区，5-沉淀澄清池，6-排泥管，7-加药泵，8-纳米气泡发生器，9-自动液压刮板，10-排渣口一，11-出水区，12-出水口一，13-进水口，14-排气口，15-罗茨风机，16-曝气管，17-提升泵，18-搅拌器，19-溢流板，20-回流口，21-过水口一，22-出水口二，23-排渣口二，24-生物曝气强化区，25-缺氧区，26-跌水回流区，28-过水口二，30-容器本体，31-阴阳电极板，32-排渣口三，33-出水口三，34-超声空化发生器，35-进水折流板，36-自动吹洗装置，37-自动刮板，38-装置间连接管道
具体实施方式
一种用于处理垃圾渗滤液的装置及工艺，结构包括通过管道互相连接的一体化预处理装置、超声空化电催化一体化装置和生物强化一体化装置；一体化预处理装置由进出水区、絮凝加药沉降区3、纳米气浮除渣区4和沉淀澄清区5组成，超声空化电催化一体化装置包括容器本体30、超声空化发生器34、外置电源、自动刮板37和自动吹洗装置36；生物强化一体化装置包括缺氧区25、生物曝气强化区24和跌水回流区26。
其中，进出水区分为进水区1和出水区11，分置于一体化预处理装置的两端，加药絮凝沉降区3位于进水区一侧，纳米气浮除渣区4位于加药絮凝沉降区4和沉淀澄清区5之间，沉淀澄清区5与出水区11相连，进水区1、加药絮凝沉降区3、纳米气浮除渣区4、沉淀澄清区5和出水区11之间通过溢流板间隔。
其中，进水区1设有调节池2，加药絮凝沉降区4设有加药泵7和搅拌器，一体化预处理装置底部设有排泥管6，纳米气浮除渣区4底部设有纳米气泡发生器8，沉淀澄清区5的顶部设置自动液压刮板9，自动液压刮板9采用自动控制往复刮渣运行方式，每分钟完成一个往复循环；进水区1设有进水口，出水区设有出水口一12和排渣口一10。
其中，超声空化电催化一体化装置的容器本体30内安装有多对阴阳极板31，且阴阳极板31顶部安装有自动刮板37和自动吹洗装置36，其中自动刮板37采用自动控制循环往复刮沫运行方式，每2分钟完成一个往复循环，自动吹洗装置36采用定时自动控制方式，每10秒中自动吹洗一次；超声空化发生器34采用20-100KHZ设计，安装在超声空化一体化装置的前部进水端，与容器本体30内的阴阳电极耦合，且两者之间设有进水折流板35；外置电源位于超声空化电催化一体化装置的外部，超声空化电催化一体化装置的后部设置出水口二33和排渣口二32。
其中，阴阳电极板31之间间距均为(2-2.5)cm，电流密度(2-25)mA/cm2，极板采用一定规格尺寸的平板式，阳极板采用玻璃嵌入超导材料及钛钴氧化物催化剂制作，阴极板采用316L制作。
其中，生物强化一体化装置包括缺氧区25、生物曝气强化区24和跌水回流区26，缺氧区25与生物强化一体化装置的进水口相连，生物曝气强化区24位于缺氧区25的一侧，并间隔溢流板19，跌水回流区26位于缺氧区25的另一侧，并间隔溢流板19，生物强化一体化装置的顶部设有排气口14，后部设有出水口三22和排渣口三23。
其中，缺氧区25安装有搅拌器18和提升泵17，生物曝气强化区24安装有罗茨风机15和曝气管道16，缺氧区25溶解氧控制小于0.5mg/L，生物曝气强化区24溶解氧控制在(4-5)mg/L；跌水回流区26设有过水口21和回流口20，且过水口21和回流口20的高度差为15cm，跌水回流区内26装填悬浮填料。
其中，曝气管道26与罗茨风机15相连，且采用三氧化二铝烧结管为材料，曝气管道上采用激光打孔，孔径0.1μm，孔间距(2-4)mm。
一种用于处理垃圾渗滤液的装置及工艺，步骤包括：
S1.将垃圾渗滤液通过进水口进入一体化预处理装置的进水区1的调节池2，进行PH调节；
S2.调节PH后的垃圾渗滤液进入絮凝加药沉降区3，并通过加药泵7加药后，搅拌器搅拌均匀，进行絮凝处理，泥渣沉底并通过排泥管6排出后进行脱水处理，上层液体通过溢流板19进入纳米气浮除渣区4；
S3.纳米气泡发生器8产生直径(80-180)nm的微气泡使液体的悬浮物、浮渣漂浮与表面后，通过溢流板进入沉淀澄清区，沉淀澄清区5顶部的自动液压刮板9将悬浮物、浮渣及泡沫刮至排渣口一排出，通过提升泵将出水区11的上清液泵入超声空化电催化一体化装置；
S4.上清液进入超声空化发生器，经过超声空化发生器34作用后经过进水折流板35进入容器本体30内；
S5.上清液经过多个阴阳电极板31作用，使有机物解环断链从而有效降解，同时阴阳电极反应区产生的泡沫经自动刮板37和自动吹洗装置36联合作用，将泡沫经排渣口二32排除；
S6.经过阴阳电极处理的上清液经出水口二33流出，泵入生物强化一体化装置的缺氧区25，进行缺氧处理；
S7.缺氧处理后的上清液进入生物曝气强化区24进行曝气处理后，经过水口一21进入跌水回流区26；
S8.进入跌水回流区26的水部分通过过水口二28进入出水口三22排出，部分水通过回流口20回流进行重新循环处理。
实施例1
黑龙江省某厂垃圾渗滤液处理量30m3/d，COD30000-50000mg/L，氨氮1200-2000mg/L，pH8.2，总氮3200-3500mg/L，氯离子6200mg/L。将垃圾渗滤液导入一体化预处理装置，通过一体化预处理装置的絮凝沉淀、脱色分层后清液进入纳米气浮除渣区4，经除渣除沫后，清液经泵提升至超声空化电催化一体化装置，进行氧化处理，通过控制超声频率40KHZ，控制电流密度为8-10mA/cm2，电解150min，此阶段COD降到10000mg/L以下，氨氮降到700以下mg/L。
将垃圾渗滤液导入至生物强化一体化装置，进行生化降解处理，直至渗滤液COD降至500mg/L，氨氮降至25mg/L以下，总氮降至200mg/L以下，满足进入城市污水厂要求。出水进一步导入二级超声空化电催化一体化装置，出水COD降到100mg/L，氨氮降到25mg/l以下总氮降到40mg/l以下，水质达到《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)》的表二标准。进水及各流程出水水质情况如下表所示：
单位：mg/l
Figure BDA0002514926620000091
Figure BDA0002514926620000101
实施例二：
吉林省某厂垃圾渗滤液30m3/d，COD2600-5000mg/L，氨氮800-1200mg/L，pH7.9，总氮1200-2000mg/L，氯离子5960mg/L。将垃圾渗滤液导入一体化预处理装置，通过一体化预处理装置的絮凝沉淀、脱色分层后清液进入纳米气浮除渣区4，经除渣除沫后，清液经泵提升至超声空化电催化一体化装置，进行氧化处理，通过控制超声频率30KHZ，控制电流密度为8-10mA/cm2，电解120min，此阶段COD降到800mg/L以下，氨氮降到500以下mg/L。
将垃圾渗滤液导入至生物强化一体化装置，进行生化降解处理，直至渗滤液COD降至100mg/L，氨氮降至25mg/L以下，总氮降至40mg/L以下，水质达到《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)》的表二标准。进水及各流程出水水质情况如下表所示：
单位：mg/l
处理阶段名称 COD 氨氮 总氮
进水 3100 1090 1980
预处理一体化装置 1980 790 1280
超声空化电催化一体化装置(一级) 680 190 298
生物强化一体化装置 78 18 35
以上结合具体实施方式描述了本发明的技术及原理。这些描述只是为了解释本发明的技术及原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于处理垃圾渗滤液的装置及工艺，其特征在于，结构包括通过管道互相连接的一体化预处理装置、超声空化电催化一体化装置和生物强化一体化装置；所述一体化预处理装置由进出水区、絮凝加药沉降区、纳米气浮除渣区和沉淀澄清区组成，所述超声空化电催化一体化装置包括容器本体、超声空化发生器、外置电源、自动刮板和自动吹洗装置；所述生物强化一体化装置包括缺氧区、生物曝气强化区和跌水回流区。
2.根据权利要求1所述的一种用于处理垃圾渗滤液的装置及工艺，其特征在于，所述进出水区分为进水区和出水区，分置于一体化预处理装置的两端，所述加药絮凝沉降区位于进水区一侧，所述纳米气浮除渣区位于加药絮凝沉降区和沉淀澄清区之间，沉淀澄清区与出水区相连，所述进水区、加药絮凝沉降区、纳米气浮除渣区、沉淀澄清区和出水区之间通过溢流板间隔。
3.根据权利要求2所述的一种用于处理垃圾渗滤液的装置及工艺，其特征在于，所述进水区设有调节池，所述絮凝加药沉降区设有加药泵和搅拌器，一体化预处理装置底部设有排泥管，所述纳米气浮除渣区底部设有纳米气泡发生器，所述沉淀澄清区的顶部设置自动液压刮板，所述进水区设有进水口，所述出水区设有出水口一和排渣口一。
4.根据权利要求1所述的一种用于处理垃圾渗滤液的装置及工艺，其特征在于，所述超声空化电催化一体化装置的容器本体内安装有多对阴阳极板，且阴阳极板顶部安装有自动刮板和自动吹洗装置，所述超声空化发生器安装在超声空化一体化装置的前部进水端，与容器本体内的阴阳电极耦合，且两者之间设有进水折流板；所述外置电源位于超声空化电催化一体化装置的外部，所述超声空化电催化一体化装置的后部设置出水口二和排渣口二。
5.根据权利要求4所述的一种用于处理垃圾渗滤液的装置及工艺，其特征在于，所述阴阳电极板之间间距均为(2-2.5)cm，电流密度(2-25)mA/cm2，阳极板超导材料及钛钴氧化物催化剂制作，阴极板采用316L制作。
6.根据权利要求1所述的一种用于处理垃圾渗滤液的装置及工艺，其特征在于，所述生物强化一体化装置包括缺氧区、生物曝气强化区和跌水回流区，所述缺氧区与生物强化一体化装置的进水口相连，所述生物曝气强化区位于缺氧区的一侧，并间隔溢流板，所述跌水回流区位于缺氧区的另一侧，并间隔溢流板，生物强化一体化装置的后部设有出水口三和排渣口三。
7.根据权利要求6所述的一种用于处理垃圾渗滤液的装置及工艺，其特征在于，所述缺氧区安装有搅拌器和提升泵，所述生物曝气强化区安装有罗茨风机和曝气管道，所述跌水回流区设有过水口和回流口，且过水口和回流口的高度差为15cm，跌水回流区内装填悬浮填料。
8.根据权利要求7所述的一种用于处理垃圾渗滤液的装置及工艺，其特征在于，所述曝气管道与罗茨风机相连，且采用三氧化二铝烧结管为材料，曝气管道上采用激光打孔，孔径0.1μm，孔间距(2-4)mm。
9.一种用于处理垃圾渗滤液的装置及工艺，其特征在于，步骤包括：
S1.将垃圾渗滤液通过进水口进入一体化预处理装置的进水区的调节池，进行PH调节；
S2.调节PH后的垃圾渗滤液进入絮凝加药沉降区，并通过加药泵加药后，搅拌器搅拌均匀，进行絮凝处理，泥渣沉底并通过排泥管排出后进行脱水处理，上层液体通过溢流板进入纳米气浮除渣区；
S3.纳米气泡发生器产生直径(80-180)nm的微气泡使液体的悬浮物、浮渣漂浮与表面后，通过溢流板进入沉淀澄清区，沉淀澄清区顶部的自动液压刮板将悬浮物、浮渣及泡沫刮至出渣口排出，上清液通过提升泵进入超声空化电催化一体化装置；
S4.上清液进入超声空化发生器，经过超声空化发生器作用后经过进水折流板进入容器本体内；
S5.上清液经过多个阴阳电极作用，使有机物解环断链从而有效降解，同时阴阳电极反应区产生的泡沫经自动刮板和自动吹洗装置联合作用，将泡沫排除；
S6.经过阴阳电极处理的上清液经出水口流出，泵入生物强化一体化装置的缺氧区，进行缺氧处理；
S7.缺氧处理后的上清液进入生物曝气强化区进行曝气处理后，经过水口进入跌水回流区；
S8.进入跌水回流区的水部分通过出水口排出，部分水通过回流口回流进行重新循环处理。
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