CN218811001U - 一种水力空化耦合臭氧处理垃圾渗滤液的系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种水力空化耦合臭氧处理垃圾渗滤液的系统，包括污水罐、循环管线、出水反应罐、渗滤液处理单元和回流管，所述循环管线的进液端与所述污水罐相连通，其出液端所述出水反应罐的下方相连通，所述渗滤液处理单元设于所述循环管线上，所述渗滤液处理单元用以向所述循环管线内输送氧化剂，以使流经所述渗滤液处理单元的渗滤液发生水力空化，所述回流管的进液端与所述出水反应罐相连通，其出液端与所述污水罐相连通；本申请利用渗滤液处理单元能够使渗滤液产生水利空化，提高渗滤液的处理效率；配合使用出水反应罐，能够使渗滤液于出水反应罐内持续反应；增设回流系统，能对渗滤液进行多次处理；保证渗滤液的处理效果。

Description

一种水力空化耦合臭氧处理垃圾渗滤液的系统

技术领域

本申请涉及垃圾渗滤液处理技术领域，尤其涉及一种水力空化耦合臭氧处理垃圾渗滤液的系统。

背景技术

垃圾渗滤液是垃圾填埋场中产生的一种成分复杂、难以处理的高浓度有机废水，含有多环芳烃、可吸附有机卤化物、多氯联苯等毒性难降解物质，主要由自然降水、垃圾中自带的水分、地表径流、地下水和有机物反应生成的水分组成。目前针对垃圾渗滤液处理方式主要是蒸发浓缩工艺和膜处理工艺两种方式，但是，前述处理工艺对渗滤液的处理流程较为复杂，处理效率较低，因此，如何提高渗滤液的处理效率和处理效果成为垃圾处理过程中亟待解决的重要问题。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提出水力空化耦合臭氧处理垃圾渗滤液的系统，以解决背景技术中提及的相关问题。

基于上述目的，本申请提供了一种水力空化耦合臭氧处理垃圾渗滤液的系统，包括污水罐、循环管线、出水反应罐、渗滤液处理单元和回流管；

所述循环管线的进液端与所述污水罐相连通，其出液端所述出水反应罐的下方相连通；

所述渗滤液处理单元设于所述循环管线上，所述渗滤液处理单元用以向所述循环管线内输送氧化剂，以使流经所述渗滤液处理单元的渗滤液发生水力空化；

所述回流管的进液端与所述出水反应罐相连通，其出液端与所述污水罐相连通。

进一步地，所述渗滤液处理单元包括顺次连通的氧气发生器、臭氧发生器、气体流量计和文丘管件，所述文丘管件的两端分别与所述循环管线相连通。

进一步地，所述文丘管件包括沿所述渗滤液的流动方向顺次连通的入口段、收缩段、等径喉道段和扩散段，其中：

所述入口段与所述气体流量计的出气端相连通；

所述收缩段的截面面积沿所述渗滤液的流动方向逐渐减小；

所述扩散段的截面面积沿所述渗滤液的流动方向逐渐增大。

进一步地，所述回流管上设有第一阀体。

进一步地，靠近所述文丘管件的所述循环管线上设有压力表。

进一步地，靠近所述循环管线的进液端的管道部分连通有调流管，所述调流管的出液端与所述污水罐相连通；

所述调流管上设有第二阀体。

进一步地，位于所述调流管的进液端和所述文丘管件的进液端之间的所述循环管线上设有液体流量计和第三阀体。

进一步地，靠近所述循环管线的出液端的管道部分连通有检测管，所述检测管上设有第四阀体。

进一步地，所述污水罐上连通有输送管，所述输送管上设有第五阀体。

进一步地，所述循环管线的进液端设有泵体，所述泵体位于所述污水罐的内部。

从上面所述可以看出，本申请提供的水力空化耦合臭氧处理垃圾渗滤液的系统，利用渗滤液处理单元，能够为循环管线内的渗滤液提供氧化剂，并使流经渗滤液处理单元中的渗滤液产生水利空化，增大氧化剂的传质效果和降解效果，以提高提高渗滤液的处理效率；通过将循环管线的出液端连通于出水反应罐的下方，使未反应完的氧化剂能够在出水反应罐内持续反应，提高氧化剂的利用率和渗滤液的处理效果；增设回流系统，能对未达标的渗滤液进行多次处理，保证对渗滤液的处理效果，故具有较好的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。

图1为本申请实施例中水力空化耦合臭氧处理垃圾渗滤液的系统的示意图；

图2为本申请实施例中文丘管件的剖面示意图；

图3为本申请实施例中控制单元、氧气发生器以与泵体之间的电性控制关系框图；

附图标记说明：1、污水罐；2、循环管线；3、出水反应罐；4、渗滤液处理单元；41、氧气发生器；42、臭氧发生器；43、气体流量计；44、文丘管件；441、入口段；442、收缩段；443、等径喉道段；444、扩散段；5、回流管；6、第一阀体；7、压力表；8、调流管；9、第二阀体；10、液体流量计；11、第三阀体；12、检测管；13、第四阀体；14、输送管；15、第五阀体；16、泵体。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

垃圾渗滤液是垃圾填埋场中成分复杂、难以处理的高浓度有机废水，含有多环芳烃、可吸附有机卤化物、多氯联苯等毒性难降解物质，主要由自然降水、垃圾中自带的水分、地表径流、地下水和有机物反应生成的水分组成，目前针对垃圾渗滤液处理方式主要是蒸发浓缩和膜处理两种形式，随着前述渗滤液工艺的不断拓展与应用，现有的处理方法也逐渐暴露出了诸多弊端，在处理渗滤液时，蒸发浓缩和膜处理的工艺流程都比较复杂，增大了渗滤液的处理难度，进而降低对渗滤液的处理效率。

高级氧化法(Advanced Oxidation Process)是通过借助具有强氧化能力的羟基自由基·OH，在高温高压以及催化剂等反应条件下，使大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质，通过运用高级氧化法可直接对渗滤液进行矿化或氧化，提高污染物的可生化性，同时对环境类激素等微量有害化学物质的处理方面具备很大的优势，以使绝大部分有机物完全矿化或分解；目前，常见的高级氧化法包括Fenton法、光化学催化氧化法、臭氧化法、超声氧化法、电化学氧化法等；其中最熟知的方法是臭氧催化法，其优点在于能够去除污水中有机物，降低色度，提高渗滤液可生化性，成本投入低且无过多的污染物生成，具有较好的应用前景。

水力空化是一种独特的水力现象，流体流过收缩部件时会使压力下降，当压力降至蒸汽压甚至负压时，溶解在流体中的气体会释放出来，同时流体汽化而产生大量空化泡，空化泡在随流体进一步流动的过程中，遇到周围的压力增大时，体积将急剧缩小直至溃灭，并在其周围的极小空间范围内产生局部高温和高压，伴随出现强烈的冲击波和速度较高的微射流，以使水蒸气在这种极端环境下裂解为·OH等自由基，从而引起相应化学反应的发生。

以下，通过具体的实施例并结合图1-图3来详细说明本申请的技术方案。

有鉴于此，如图1所示，在一些实施例中，本申请提供了一种水力空化耦合臭氧处理垃圾渗滤液的系统，包括污水罐1、循环管线2、出水反应罐3、渗滤液处理单元4和回流管5；循环管线2的进液端与污水罐1相连通，其出液端出水反应罐3的下方相连通；渗滤液处理单元4设于循环管线上，渗滤液处理单元用4以向循环管线2内输送氧化剂，以使流经渗滤液处理单元4的渗滤液发生水力空化；回流管5的进液端与出水反应罐3相连通，其出液端与污水罐1相连通。

包括污水罐1、循环管线2和出水反应罐3；循环管线2的进液端与污水罐1相连通，出水反应罐3的下部与循环管线2的出液端相连通；循环管线2上设有渗滤液处理单元4，渗滤液处理单元4用以向循环管线2内输送氧化剂，以在流经渗滤液处理单元4的渗滤液发生水力空化；出水反应罐3上连通有回流管5，回流管5的出液端与污水罐1相连通。

具体地，在本实施例中，污水罐1用作进过预处理后的渗滤液存储区域，并向循环管线2内输送预处理后的渗滤液，设于循环管线2上的渗滤液处理单元4向渗滤液中输送臭氧等氧化剂，以使渗滤液于循环管线2内发生水利空化，氧化剂分解后与水反应形成·OH自由基，以对渗滤液中的有机物进行降解，得到降解的渗滤液，经过循环管线2的渗滤液由其出液端进入出水反应罐3，未完全反应的氧化剂可继续在出水反应罐3反应，由于循环管线2的出液端连通于出水反应罐3的下部，能够使渗滤液于出水反应罐3内反应更充分，从而提高渗滤液的处理效果；且出水反应罐3与污水罐1之间通过回流管5相连通，能够构成一个闭合回路，以便对渗滤液的多次处理，提高渗滤液净化质量。

相对应地，渗滤液进入污水罐1之前需要进行预处理，包括pH调节过程和沉淀处理过程，即污水罐1的进液端连通有沉淀反应池，沉淀反应池的进液端连通有pH调节池，pH调节池内设有监测液体pH值的pH检测仪；在预处理过程中，将未处理的渗滤液通入pH调节池内，并向其内部加入5％-10％的NaOH溶液将渗滤液调节至碱性，利用pH检测仪进行检测，当渗滤液的pH值调节至9-10时，得到调节后的渗滤液；将调节后渗滤液溢流至沉淀反应池内，向沉淀反应池内加入重金属螯合剂并反应20-50min，利用沉淀法除去渗滤液中的重金属离子，得到预处理后的渗滤液；将预处理后的渗滤液通入污水罐1内，降低渗滤液中重金属离子对后期处理过程的影响，以便使预处理后的渗滤液能够产生水力空化。

可选地，出水反应罐3的顶部可设置排气管道，一方面能够对出水反应罐3进行泄压，另一方面也便于对处理后所生成的气体进行收集，避免影响周围环境。

如图1和图3所示，在一些实施例中，渗滤液处理单元4包括顺次连通的氧气发生器41、臭氧发生器42、气体流量计43和文丘管件44，文丘管件44的两端分别与循环管线2相连通。

具体地，在本实施例中，利用氧气发生器41所产生的氧气用作氧气源，并将氧气通过管道通入至臭氧发生器42内部，利用臭氧发生器42将氧气转化成臭氧，用作氧化剂，通过管道将臭氧送入文丘管件44内并溶解于渗滤液当中，以使溶有臭氧的渗滤液于文丘管件44内发生水利空化，以对渗滤液进行降解，管道上设有气体流量计43，能够测量输入文丘管件44中的臭氧含量，以保证臭氧输送量满足反应需求。

如图2所示，文丘管件44包括沿渗滤液的流动方向顺次连通的入口段441、收缩段442、等径喉道段443和扩散段444，其中入口段441与气体流量计43的出气端相连通；收缩段442的截面面积沿渗滤液的流动方向逐渐减小；扩散段444的截面面积沿渗滤液的流动方向逐渐增大；

具体地，溶解有臭氧的渗滤液会在文丘管件44中产生水利空化，提高臭氧的传质效果，以对渗滤液进行氧化降解，渗滤液经循环管线2进入到文丘管件44中的收缩段442，由于收缩段442的截面面积逐渐减小，使流入等径喉道段443内渗滤液的压力逐渐下降，同时受收缩段442的影响，渗滤液于等径喉道段443内流速加快，以使臭氧从中析出并形成大量的空化泡，当空化泡由等径喉道段443流入截面面积逐渐增大的扩散段444后，压力逐渐增大，空化泡受增大的压力影响会塌缩爆裂，以使空化泡内的臭氧产生强烈的冲击波和微射流，从而裂解出·OH等自由基来对渗滤液进行氧化降解，达到净化的目的。

如图1所示，在一些实施例中，回流管5上设有第一阀体6，通过在回流管5上设置阀体，能够控制污水罐1和出水反应罐3的连通情况，若预处理的渗滤液处理一遍即可达到相应的规范要求，则使第一阀体6保持关闭，无需渗滤液回流至污水罐1内进行二次处理；若渗滤液的处理效果不理想或不达标，打开第一阀体6，使出水反应罐3内的渗滤液通过回流管5回流至污水罐1内，以便进行二次或多次处理。

如图1所示，在一些实施例中，靠近文丘管件44的循环管线2上设有压力表7，利用压力表7可测量流经循环管线2内的压强；其中，压力表7可设于靠近渗滤液处理单元4进液端的循环管线2上，能够获取进入文丘管件44内渗滤液的压强，以判断进入文丘管件44内的水压是否满足要求；压力表7也可设于靠近渗滤液处理单元4出液端的循环管线2上，能够获取流出文丘管件44的渗滤液的压强，还可在文丘管件44的两端各设一压力表7，以便获取渗滤液经过文丘管件44前后的压力差，便于判断渗滤液的处理情况。

如图1所示，在一些实施例中，靠近循环管线2的进液端的管道部分连通有调流管8，调流管8的出液端与污水罐1相连通；调流管8上设有第二阀体9，通过设置调流管8，能够调节流经循环管线2内的液体的流速或液体的压强，当输送至循环管线2内的渗滤液的流速过大且不易通过阀体调节时，开启第二阀体9，以使循环管线2内的渗滤液通过调流管8重新流入罐体内，以降低循环管线2的内渗滤液的流速。

如图1所示，在一些实施例中，位于调流管8的进液端和文丘管件44的进液端之间的循环管线2上设有液体流量计10和第三阀体11，利用液体流量计10能够测得经过循环管线2内渗滤液的流量，利用第三阀体11调节循环管线2内渗滤液的流速，还可以控制循环管线2的启闭。

如图1所示，在一些实施例中，靠近循环管线2的出液端的管道部分连通有检测管12，检测管12上设有第四阀体13，利用检测管12来检测循环管线2内渗滤液的处理情况，使用时，打开第四阀体13，以使循环管线2内水力空化的渗滤液经检测管12流出，以便对渗滤液进行取样。

如图1所示，在一些实施例中，污水罐1上连通有输送管14，输送管14上设有第五阀体15，利用输送管14能够向污水罐1内提供预处理后的渗滤液，并配合使用第五阀体15来控制输送管14的启闭状态。

如图1和图3所示，在一些实施例中，循环管线2的进液端设有泵体16，泵体16位于污水罐1的内部，利用泵体16能够持续向循环管线2内输送渗滤液。

另外，上述中所涉及的第一阀体6、第二阀体9、第三阀体11、第四阀体13以及第五阀体15可根据应用部位和实际工况时的所需规格进行选择，其工作原理和具体结构均属于本技术领域现有技术，本申请未对其进行改进；氧气发生器41、臭氧发生器42以及泵体16与控制单元之间的电性控制关系，电性连接原理和电性连接方式均属于本技术领域现有技术，本申请未对其进行改进，故不再赘述。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本申请的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水力空化耦合臭氧处理垃圾渗滤液的系统，其特征在于，包括污水罐、循环管线、出水反应罐、渗滤液处理单元和回流管；

所述循环管线的进液端与所述污水罐相连通，其出液端所述出水反应罐的下方相连通；

所述渗滤液处理单元设于所述循环管线上，所述渗滤液处理单元用以向所述循环管线内输送氧化剂，以使流经所述渗滤液处理单元的渗滤液发生水力空化；

所述回流管的进液端与所述出水反应罐相连通，其出液端与所述污水罐相连通。

2.根据权利要求1所述的水力空化耦合臭氧处理垃圾渗滤液的系统，其特征在于，所述渗滤液处理单元包括顺次连通的氧气发生器、臭氧发生器、气体流量计和文丘管件，所述文丘管件的两端分别与所述循环管线相连通。

3.根据权利要求2所述的水力空化耦合臭氧处理垃圾渗滤液的系统，其特征在于，所述文丘管件包括沿所述渗滤液的流动方向顺次连通的入口段、收缩段、等径喉道段和扩散段，其中：

所述入口段与所述气体流量计的出气端相连通；

所述收缩段的截面面积沿所述渗滤液的流动方向逐渐减小；

所述扩散段的截面面积沿所述渗滤液的流动方向逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的水力空化耦合臭氧处理垃圾渗滤液的系统，其特征在于，所述回流管上设有第一阀体。

5.根据权利要求3所述的水力空化耦合臭氧处理垃圾渗滤液的系统，其特征在于，靠近所述文丘管件的所述循环管线上设有压力表。

6.根据权利要求5所述的水力空化耦合臭氧处理垃圾渗滤液的系统，其特征在于，靠近所述循环管线的进液端的管道部分连通有调流管，所述调流管的出液端与所述污水罐相连通；

所述调流管上设有第二阀体。

7.根据权利要求6所述的水力空化耦合臭氧处理垃圾渗滤液的系统，其特征在于，位于所述调流管的进液端和所述文丘管件的进液端之间的所述循环管线上设有液体流量计和第三阀体。

8.根据权利要求1所述的水力空化耦合臭氧处理垃圾渗滤液的系统，其特征在于，靠近所述循环管线的出液端的管道部分连通有检测管，所述检测管上设有第四阀体。

9.根据权利要求1所述的水力空化耦合臭氧处理垃圾渗滤液的系统，其特征在于，所述污水罐上连通有输送管，所述输送管上设有第五阀体。

10.根据权利要求1所述的水力空化耦合臭氧处理垃圾渗滤液的系统，其特征在于，所述循环管线的进液端设有泵体，所述泵体位于所述污水罐的内部。

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