一種利用三維電極處理垃圾滲濾液濃縮液的方法
【專利摘要】本發明公開了一種利用三維電極處理垃圾滲濾液濃縮液的方法，采用電解槽對濃縮液進行處理，濃縮液在電解槽內發生氧化還原反應，電解槽采用長方體結構，在電解槽的兩側各設有一陽極板，在兩個陽極板之間設有一陰極板；在電解槽內填充有粒子電極，在電解槽的上部設有進液口，在電解槽的下部設有出液口和取樣口，在電解槽的底部設有排污口，陽極板的材質為含鋁鈦合金，陰極板的材質為不銹鋼，粒子電極為煤質柱狀活性炭；煤質柱狀活性炭的填充比為60％?85％；電解槽內的電流密度為8?13mA/cm3；氧化還原反應的時間為20?40min。本發明能夠快速高效的去除濃縮液中的污染物，特別是COD和氨氮，提高滲濾液濃縮液的可生化性。
【專利說明】
一種利用三維電極處理垃圾滲濾液濃縮液的方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種廢水處理方法，特別是涉及一種利用三維電極處理垃圾滲濾液濃縮液的方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著我國城市化程度的加快和居民生活消費水平的提高，我國城市生活垃圾的產生量以每年9%_10%的速度增長。垃圾填埋和焚燒是現階段我國垃圾處理的主要方式，然而無論是采用填埋處置還是焚燒處理，都會產生大量污染性極強的垃圾滲濾液。
[0003]目前，垃圾填埋場或垃圾焚燒廠的垃圾滲濾液的處理主要采用的工藝為“預處理+MBR膜生物處理系統+納濾+反滲透”，出水基本能達到排放標準，但是納濾和反滲透技術作為膜過濾技術，其處理過程會產生膜過濾濃縮液，水量約為進水的20 % -40 %。濃縮液呈棕黑色，含有大量難降解的有機物，如腐植酸，同時還含有較高濃度的鹽分和重金屬，可生化性極差。
[0004]由于膜過濾濃縮液含有各種難降解的有機和無機污染物，直接排放會對土壤、地表水、地下水和海洋等產生污染，嚴重威脅居民的飲用水安全。若排入市政污水處理系統，高濃度的鹽分和重金屬不利于活性污泥的生長，導致生化處理系統污泥濃度的降低，影響市政污水處理系統的正常運行。
[0005]目前的垃圾滲濾液膜過濾濃縮液處理裝置涉及以下內容:一是轉移處置，包括回噴、回流和回灌等；二是進一步減量，包括蒸發和膜蒸餾等；三是無害化處理，包括混凝沉淀、高級氧化等技術手段。
[0006]濃縮液經壓縮空氣霧化回噴至爐膛內燃燒會降低燃燒熱值，并且國內垃圾熱值本身較低，回噴會增加能耗及運行成本，因此不適用于大部分垃圾焚燒發電廠。濃縮液回流到調節池會導致氨氮和鹽分的累積，降低微生物的活性，影響生化出水，導致膜結垢，加快膜清洗頻率，從而導致膜系統無法正常運行，并最終會致使整個處理系統的癱瘓。回灌法會造成各種污染物的累積，特別是鹽分的聚集，然而系統本身對鹽分的去除率很低，長期運行勢必會導致系統電導率不斷攀升，加重后續膜處理負擔，影響處理系統的正常運行。
[0007]對于減量化處理，由于濃縮液中氯離子含量高，高溫高壓條件下會嚴重腐蝕設備，因此蒸發裝置的主材必須是昂貴的耐腐蝕材料，提高了前期投入和后期運行、維護費用，極大地限制了蒸發、蒸餾工藝的應用實施。
[0008]混凝沉淀采用FeSO4和PAM聯用時的處理效果最好;在最佳反應條件下廢水的COD去除率可達74%，但藥劑耗費量較大，運行費用高。
[0009]采用高級氧化法可以實現滲濾液膜過濾濃縮液中有機物的高效去除。目前，應用高級氧化法的三維電解裝置對膜過濾濃縮液中COD的去除率為40%_60%，對氨氮的去除率為50%-70%;陰陽極板均采用平板式結構，在反應過程中會對水的流態產生阻隔，并且極板間距均在l-5cm，不利于粒子電極的裝填與更換，有機物去除率也較低。
【發明內容】
[0010]本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種利用三維電極處理垃圾滲濾液濃縮液的方法，該方法能夠提高污染物的去除率。
[0011]本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:一種利用三維電極處理垃圾滲濾液濃縮液的方法，該方法采用電解槽對濃縮液進行處理，所述濃縮液在所述電解槽內發生氧化還原反應，所述電解槽采用長方體結構，在所述電解槽的兩側各設有一陽極板，在兩個所述陽極板之間設有一陰極板，所述陰極板和所述陽極板與直流電源連接;在所述電解槽內填充有粒子電極，在所述電解槽的上部設有進液口，在所述電解槽的下部設有出液口和取樣口，在所述電解槽的底部設有排污口，其特征在于，所述陽極板的材質為含鋁鈦合金，所述陰極板的材質為不銹鋼，所述粒子電極為煤質柱狀活性炭;所述煤質柱狀活性炭的填充比為60 % -85 % ；所述電解槽內的電流密度為8-13mA/cm3 ；所述氧化還原反應的時間為20-40min。
[0012]所述陽極板和所述陰極板之間的間距為10-20cm。
[0013]所述陽極板和所述陰極板均采用格柵結構。
[0014]所述煤質柱狀活性炭的直徑為4-6mm。
[0015]本發明具有的優點和積極效果是:通過采用含鋁鈦合金作為陽極板、不銹鋼作為陰極板、煤質柱狀活性炭作為粒子電極，并控制煤質柱狀活性炭的填充比為60%_85%，控制電解槽內的電流密度為8-13mA/cm3，控制電解氧化還原反應的時間為20_40min，經實踐證明能夠快速高效的去除濃縮液中的污染物，特別是COD和氨氮，提高滲濾液濃縮液的可生化性。同時，本發明不需要投加任何化學藥劑，能夠大幅降低運行成本;通過加大極板間距不但能夠提高處理效果，而且減少了極板數量，有利于粒子電極的裝填;采用格柵狀電極板，能夠克服傳統極板對水流態的影響，避免對電子移動的擾動，能夠提高處理效率;可通過改變外加電流、電壓隨時調節反應條件，操作簡單，具有良好的可控性；占地面積小。綜上所述，本發明具有污染物去除率高，去除快速、投資少、運行費用低等優點，因而有較好的發展前景和推廣價值。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明應用的結構不意圖；
[0017]圖2為圖1的俯視圖。
[0018]圖中:1、直流電源，2、進液口，3、陽極板，4、電解槽，5、粒子電極，6、取樣口，7、陰極板，8、排污口，9、出液口。
【具體實施方式】
[0019]為能進一步了解本發明的
【發明內容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:
[0020]請參閱圖1?圖2，一種利用三維電極處理垃圾滲濾液濃縮液的方法，該方法采用電解槽4對濃縮液進行處理，所述濃縮液在所述電解槽4內發生氧化還原反應，所述電解槽4采用長方體結構，在所述電解槽4的兩側各設有一陽極板3，在兩個所述陽極板3之間設有一陰極板7，所述陰極板7和所述陽極板3與直流電源I連接;在所述電解槽4內填充有粒子電極5，在所述電解槽4的上部設有進液口 2，在所述電解槽4的下部設有出液口 9和取樣口 6，在所述電解槽4的底部設有排污口 8，所述陽極板3的材質為含鋁鈦合金，所述陰極板7的材質為不銹鋼，所述粒子電極5為煤質柱狀活性炭;所述煤質柱狀活性炭的填充比為60%-85%;所述電解槽4內的電流密度為8-13mA/cm3 ；所述氧化還原反應的時間為20_40min。
[0021]當所述陽極板3和所述陰極板7之間的間距為10-20cm時，能夠進一步提高本發明的污染物去除率。當所述陽極板和所述陰極板均采用格柵結構時，也能進一步提高本發明的污染物去除率。當所述煤質柱狀活性炭的直徑為4-6mm時，本發明的污染物去除率較高。
[0022]本發明的反應過程為:
[0023]濃縮液由進液口2進入電解槽4，在濃縮液浸沒陽極板3和陰極板7之后，接通直流電源I，調節電流和電壓強度，進行電解氧化還原反應，通過直接氧化和間接氧化將有機物分解。濃縮液自上而下穿過粒子電極床層，待反應結束后，電解液從出液口 9排出。
[0024]直接氧化是指水分子在陽極板表面放電產生被吸附的.0H自由基，.0H自由基對被吸附在陽極板上的有機物親電進攻而發生氧化反應。反應方程式為:
[0025]H2O^.0H+H++e—
[0026]R+.0H—副產物+C02+H20(R代表有機物)
[0027]間接氧化是指水中的氯離子在陽極板處失電子被氧化成游離的氯氣，氯氣溶于水形成次氯酸，進而通過次氯酸的作用氧化水中的有機物。反應方程式為:
[0028]2Cl—+2e——Cl2
[0029]Cl2+H20^HC10+H++Cr
[0030]R+HC10^R.+CO2+H2O (R代表有機物)。
[0031]本發明的應用實例:
[0032]實例1:
[0033]濃縮液取自天津市某垃圾填埋場經過“預處理-兩級反硝化/硝化-MBR膜生物處理系統-納濾-反滲透”工藝處理后的滲濾液濃縮液，其主要特性為:COD濃度1500mg/L，氨氮濃度 40mg/L，PH=9。
[0034]采用電解槽4對濃縮液進行處理，所述濃縮液在所述電解槽4內發生氧化還原反應，所述電解槽4采用長方體結構，在所述電解槽4的兩側各設有一陽極板3，在兩個所述陽極板3之間設有一陰極板7，所述陰極板7和所述陽極板3與直流電源I連接;在所述電解槽4內填充有粒子電極5，在所述電解槽4的上部設有進液口 2，在所述電解槽4的下部設有出液口 9和取樣口 6，在所述電解槽4的底部設有排污口 8，所述陽極板3的材質為含鋁鈦合金，所述陰極板7的材質為不銹鋼，所述粒子電極5為煤質柱狀活性炭;所述煤質柱狀活性炭的填充比為60%;所述陽極板和所述陰極板之間的間距為7cm;所述陽極板4和所述陰極板7均采用平板結構，所述煤質柱狀活性炭的直徑為2.5mm。
[0035]調節所述直流電源I，使所述電解槽4內的電流密度為8mA/cm3;控制所述電解槽4內的所述氧化還原反應時間為40min。
[0036]從所述取樣口6取排出液樣品進行測試，COD去除率為70%，氨氮去除率為75%。
[0037]實例2:
[0038]濃縮液取自天津市某垃圾填埋場經過“預處理-兩級反硝化/硝化-MBR膜生物處理系統-納濾-反滲透”工藝處理后的滲濾液濃縮液，其主要特性為:COD濃度1500mg/L，氨氮濃度 40mg/L，PH=9。
[0039]采用電解槽4對濃縮液進行處理，所述濃縮液在所述電解槽4內發生氧化還原反應，所述電解槽4采用長方體結構，在所述電解槽4的兩側各設有一陽極板3，在兩個所述陽極板3之間設有一陰極板7，所述陰極板7和所述陽極板3與直流電源I連接;在所述電解槽4內填充有粒子電極5，在所述電解槽4的上部設有進液口 2，在所述電解槽4的下部設有出液口 9和取樣口 6，在所述電解槽4的底部設有排污口 8，所述陽極板3的材質為含鋁鈦合金，所述陰極板7的材質為不銹鋼，所述粒子電極5為煤質柱狀活性炭;所述煤質柱狀活性炭的填充比為60%;所述陽極板和所述陰極板之間的間距為15cm;所述陽極板4和所述陰極板7均采用格柵結構，所述煤質柱狀活性炭的直徑為4mm。
[0040]調節所述直流電源I，使所述電解槽4內的電流密度為8mA/cm3;控制所述電解槽4內的所述氧化還原反應時間為40min。
[0041 ]從所述取樣口6取排出液樣品進行測試，COD去除率為88%，氨氮去除率為80%。
[0042]實例3:
[0043]濃縮液取自天津市某垃圾填埋場經過“預處理-兩級反硝化/硝化-MBR膜生物處理系統-納濾-反滲透”工藝處理后的滲濾液濃縮液，其主要特性為:COD濃度1500mg/L，氨氮濃度 40mg/L，PH=9。
[0044]采用電解槽4對濃縮液進行處理，所述濃縮液在所述電解槽4內發生氧化還原反應，所述電解槽4采用長方體結構，在所述電解槽4的兩側各設有一陽極板3，在兩個所述陽極板3之間設有一陰極板7，所述陰極板7和所述陽極板3與直流電源I連接;在所述電解槽4內填充有粒子電極5，在所述電解槽4的上部設有進液口 2，在所述電解槽4的下部設有出液口 9和取樣口 6，在所述電解槽4的底部設有排污口 8，所述陽極板3的材質為含鋁鈦合金，所述陰極板7的材質為不銹鋼，所述粒子電極5為煤質柱狀活性炭;所述煤質柱狀活性炭的填充比為85%;所述陽極板和所述陰極板之間的間距為1cm;所述陽極板4和所述陰極板7均采用格柵結構，所述煤質柱狀活性炭的直徑為6mm。
[0045]調節所述直流電源I，使所述電解槽4內的電流密度為lOmA/cm3;控制所述電解槽4內的所述氧化還原反應時間為20min。
[0046]從所述取樣口6取排出液樣品進行測試，COD去除率為83%，氨氮去除率為85%。
[0047]實例4:
[0048]濃縮液取自天津市某垃圾填埋場經過“預處理-兩級反硝化/硝化-MBR膜生物處理系統-納濾-反滲透”工藝處理后的滲濾液濃縮液，其主要特性為:COD濃度1500mg/L，氨氮濃度 40mg/L，PH=9。
[0049]采用電解槽4對濃縮液進行處理，所述濃縮液在所述電解槽4內發生氧化還原反應，所述電解槽4采用長方體結構，在所述電解槽4的兩側各設有一陽極板3，在兩個所述陽極板3之間設有一陰極板7，所述陰極板7和所述陽極板3與直流電源I連接;在所述電解槽4內填充有粒子電極5，在所述電解槽4的上部設有進液口 2，在所述電解槽4的下部設有出液口 9和取樣口 6，在所述電解槽4的底部設有排污口 8，所述陽極板3的材質為含鋁鈦合金，所述陰極板7的材質為不銹鋼，所述粒子電極5為煤質柱狀活性炭;所述煤質柱狀活性炭的填充比為75%;所述陽極板和所述陰極板之間的間距為20cm;所述陽極板4和所述陰極板7均采用格柵結構，所述煤質柱狀活性炭的直徑為4mm。
[0050]調節所述直流電源I，使所述電解槽4內的電流密度為13mA/cm3;控制所述電解槽4內的所述電解氧化還原反應時間為30min。
[0051 ]從所述取樣口6取排出液樣品進行測試，COD去除率為93%，氨氮去除率為85%。
[0052]盡管上面結合附圖對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍的情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種利用三維電極處理垃圾滲濾液濃縮液的方法，該方法采用電解槽對濃縮液進行處理，所述濃縮液在所述電解槽內發生氧化還原反應，所述電解槽采用長方體結構，在所述電解槽的兩側各設有一陽極板，在兩個所述陽極板之間設有一陰極板，所述陰極板和所述陽極板與直流電源連接;在所述電解槽內填充有粒子電極，在所述電解槽的上部設有進液口，在所述電解槽的下部設有出液口和取樣口，在所述電解槽的底部設有排污口，其特征在于，所述陽極板的材質為含鋁鈦合金，所述陰極板的材質為不銹鋼，所述粒子電極為煤質柱狀活性炭；所述煤質柱狀活性炭的填充比為60%-85%;所述電解槽內的電流密度為8-13mA/cm3 ；所述氧化還原反應的時間為20_40min。2.根據權利要求1所述的利用三維電極處理垃圾滲濾液濃縮液的方法，其特征在于，所述陽極板和所述陰極板之間的間距為10-20cm。3.根據權利要求1所述的利用三維電極處理垃圾滲濾液濃縮液的方法，其特征在于，所述陽極板和所述陰極板均采用格柵結構。4.根據權利要求1所述的利用三維電極處理垃圾滲濾液濃縮液的方法，其特征在于，所述煤質柱狀活性炭的直徑為4-6mm。
【文檔編號】C02F1/467GK106044960SQ201610519756
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月1日
【發明人】馬劍, 李靜, 馮昱, 韓檬
【申請人】天津泰達環保有限公司