公布日：2023.02.28
申請日：2022.11.25
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F11/122(2019.01)I;C02F11/127(2019.01)I;C02F103/06(2023.01)N;C02F1/461(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F3/
12(2023.01)N;C02F1/467(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/58(2023.01)N;C02F1/28(2006.01)N
摘要
本發明公開了一種老齡垃圾滲濾液深度處理系統及方法。系統的微電解反應裝置、Fenton反應裝置、沉淀池、生化脫氮裝置、電氧化裝置、余氯去除裝置依次連接；步驟包括：S1、垃圾滲濾液的生化出水先調酸后進入微電解反應器（4）中；S2、Fenton反應后加堿回調pH后進入沉淀池，沉淀池的出水進入生化脫氮裝置；S3、經過生化脫氮處理，去除水中的硝酸鹽氮和氨氮，通過MBR膜分離后得到脫氮產水；S4、將脫氮產水進行電氧化處理得到電氧化產水，經過余氯去除后，得到最終的排放水；S5、余氯去除裝置產生的污泥經過第二脫水機處理后，清液進入產水池，脫水污泥進入回收裝置。本發明系統無濃縮液產生，運行成本較低、產水水質穩定，出水水質中各項指標均能滿足GB16889-2008中表2的標準。
權利要求書
1.一種老齡垃圾滲濾液深度處理系統，其特征是包括微電解反應裝置、Fenton反應裝置、加藥裝置、沉淀池、第一脫水機、生化脫氮裝置、電氧化裝置、余氯去除裝置、第二脫水機、回收裝置；微電解反應裝置、Fenton反應裝置、沉淀池、生化脫氮裝置、電氧化裝置、余氯去除裝置依次連接；所述微電解反應裝置包括調酸池（1）、微電解反應器（4）；所述調酸池（1）、微電解反應器（4）之間的管道上設置提升泵（2）、流量計（3）；所述Fenton反應裝置Fenton反應器（10）；所述Fenton反應器（10）采用內外桶結構，內桶安裝第一攪拌機（8）和雙氧水加藥管（9），外桶安裝催化劑支撐層（18）和分離器（17）；所述外桶底部連接第一鼓風機（7）；所述沉淀池反應區（13）、沉淀區（14）；所述反應區（13）內設置第二攪拌機（12）、堿加藥管（11）；沉淀區（14）的上部設置斜管，底部設置污泥泥斗（15）和刮泥機；所述生化脫氮裝置包括生化反應池和MBR膜反應器；所述生化反應池包括第一反硝化池（22）、硝化池（23）、第二反硝化池（24）；所述MBR膜反應器包括MBR膜箱（28）、膜組件（30）；所述第二反硝化池（24）底部通過MBR進水泵（27）連接MBR膜箱（28），MBR膜箱（28）連接第三鼓風機（29），MBR膜箱（28）底部連接污泥回流泵（31），膜組件（30）上部連接MBR產水泵（32）、MBR產水箱（33）；所述電氧化裝置包括電解槽、電源，所述電解槽通過抽氣風機（50）連接噴淋塔（51），所述噴淋塔（51）下部設置堿液水箱（52）；所述余氯去除裝置包括余氯反應器（64）、污泥罐（65）、過濾裝置（66）、產水池（67）、板框壓濾機（69）。
2.根據權利要求1所述的一種老齡垃圾滲濾液深度處理系統，其特征是所述微電解反應器（4）內安裝填料承托層（6），填料承托層（6）上填裝填料（5），所述填料（5）采用高溫燒結鐵碳微電解填料。
3.根據權利要求1所述的一種老齡垃圾滲濾液深度處理系統，其特征是所述外桶上部設置溢流堰，溢流堰為環形。
4.根據權利要求1所述的一種老齡垃圾滲濾液深度處理系統，其特征是所述膜組件（30）采用中空纖維膜。
5.根據權利要求1所述的一種老齡垃圾滲濾液深度處理系統，其特征是所述電解槽包括第一電解槽（45）、第二電解槽（46）、第三電解槽（47）；電解槽采用分級處理，第一電解槽（45）作為第一級電解，第一電源（42）連接第一電解槽（45），電流密度為400~600A/m2，陽極板采用鈦涂層釕銥系電極；第二電解槽（46）作為第二級電解，第二電源（43）連接第二電解槽（46），電流密度為200~400A/m2，陽極板采用鈦涂層釕銥系電極或鈦涂層PbO2電極；第三電解槽（47）作為第三級電解，第三電源（44）連接第三電解槽（47），電流密度為100~200A/m2，陽極板采用鈦涂層釕銥系電極或鈦涂層PbO2電極或BDD電極。
6.一種老齡垃圾滲濾液深度處理方法，其特征是采用微電解-Fenton+生化脫氮+電氧化對垃圾滲濾液進行深度處理，步驟包括：S1、垃圾滲濾液的生化出水先調酸后進入微電解反應器（4）中，去除水中的COD和色度，同時提高B/C以及提供Fenton反應的亞鐵離子；S2、微電解處理后繼續進行Fenton反應，Fenton反應后加堿回調pH后進入沉淀池，沉淀池的出水進入生化脫氮裝置，污泥進入第一脫水機，脫水后的清液進入生化脫氮裝置，脫水后的污泥進入回收裝置；S3、沉淀池出水經過生化脫氮處理，去除水中的硝酸鹽氮和氨氮，通過MBR膜分離后得到脫氮產水；S4、將脫氮產水進行電氧化處理得到電氧化產水，電氧化產水經過余氯去除后，得到最終的排放水，排放水進入產水池儲存；S5、余氯去除裝置產生的污泥經過第二脫水機處理后，清液進入產水池，脫水污泥進入回收裝置，與沉淀池脫水污泥一起回收制取Fenton催化劑，催化劑進入Fenton反應裝置回用。
7.根據權利要求6所述的一種老齡垃圾滲濾液深度處理方法，其特征是所述步驟S2中Fenton反應后加堿回調pH為7.0~7.5；所述第一脫水機采用板框壓濾機或離心機。
8.根據權利要求6所述的一種老齡垃圾滲濾液深度處理方法，其特征是所述步驟S3中生化脫氮采用A/O/A工藝。
9.根據權利要求6所述的一種老齡垃圾滲濾液深度處理方法，其特征是所述步驟S4中電氧化采用連續電解方式，設置三級電氧化處理。
10.根據權利要求6所述的一種老齡垃圾滲濾液深度處理方法，其特征是所述步驟S4中電氧化產水采用粉末活性炭去除余氯。
發明內容
本發明針對現有技術中存在的不足提供一種老齡垃圾滲濾液深度處理系統及方法，解決垃圾滲濾液濃縮液難以處理的問題，降低運行成本，實現穩定的處理效果和出水水質。
本發明的技術解決方案是：一種老齡垃圾滲濾液深度處理系統，包括微電解反應裝置、Fenton反應裝置、加藥裝置、沉淀池、第一脫水機、生化脫氮裝置、電氧化裝置、余氯去除裝置、第二脫水機、回收裝置；微電解反應裝置、Fenton反應裝置、沉淀池、生化脫氮裝置、電氧化裝置、余氯去除裝置依次連接；所述微電解反應裝置包括調酸池、微電解反應器；所述調酸池、微電解反應器之間的管道上設置提升泵、流量計；所述Fenton反應裝置Fenton反應器；所述Fenton反應器采用內外桶結構，內桶安裝第一攪拌機和雙氧水加藥管，外桶安裝催化劑支撐層和分離器；所述外桶底部連接第一鼓風機；所述沉淀池反應區、沉淀區；所述反應區內設置第二攪拌機、堿加藥管；沉淀區的上部設置斜管，底部設置污泥泥斗和刮泥機；所述生化脫氮裝置包括生化反應池和MBR膜反應器；所述生化反應池包括第一反硝化池、硝化池、第二反硝化池；所述MBR膜反應器包括MBR膜箱、膜組件；所述第二反硝化池底部通過MBR進水泵連接MBR膜箱，MBR膜箱連接第三鼓風機，MBR膜箱底部連接污泥回流泵，膜組件上部連接MBR產水泵、MBR產水箱；所述電氧化裝置包括電解槽、電源，所述電解槽通過抽氣風機連接噴淋塔，所述噴淋塔下部設置堿液水箱；所述余氯去除裝置包括余氯反應器、污泥罐、過濾裝置、產水池、板框壓濾機。
所述微電解反應器內安裝填料承托層，填料承托層上填裝填料，所述填料采用高溫燒結鐵碳微電解填料。
所述外桶上部設置溢流堰，溢流堰為環形。
所述膜組件采用中空纖維膜。
所述電解槽包括第一電解槽、第二電解槽、第三電解槽；電解槽采用分級處理，第一電解槽作為第一級電解，第一電源連接第一電解槽，電流密度為400~600A/m2，陽極板采用鈦涂層釕銥系電極；第二電解槽作為第二級電解，第二電源連接第二電解槽，電流密度為200~400A/m2，陽極板采用鈦涂層釕銥系電極或鈦涂層PbO2電極；第三電解槽作為第三級電解，第三電源連接第三電解槽，電流密度為100~200A/m2，陽極板采用鈦涂層釕銥系電極或鈦涂層PbO2電極或BDD電極。
一種老齡垃圾滲濾液深度處理方法，采用微電解-Fenton+生化脫氮+電氧化對垃圾滲濾液進行深度處理，步驟包括：S1、垃圾滲濾液的生化出水先調酸后進入微電解反應器（4）中，去除水中的COD和色度，同時提高B/C以及提供Fenton反應的亞鐵離子；S2、微電解處理后繼續進行Fenton反應，Fenton反應后加堿回調pH后進入沉淀池，沉淀池的出水進入生化脫氮裝置，污泥進入第一脫水機，脫水后的清液進入生化脫氮裝置，脫水后的污泥進入回收裝置；S3、沉淀池出水經過生化脫氮處理，去除水中的硝酸鹽氮和氨氮，通過MBR膜分離后得到脫氮產水；S4、將脫氮產水進行電氧化處理得到電氧化產水，電氧化產水經過余氯去除后，得到最終的排放水，排放水進入產水池儲存；S5、余氯去除裝置產生的污泥經過第二脫水機處理后，清液進入產水池，脫水污泥進入回收裝置，與沉淀池脫水污泥一起回收制取Fenton催化劑，催化劑進入Fenton反應裝置回用。
所述步驟S2中Fenton反應后加堿回調pH為7.0~7.5；所述第一脫水機采用板框壓濾機或離心機。
所述步驟S3中生化脫氮采用A/O/A工藝。
所述步驟S4中電氧化采用連續電解方式，設置三級電氧化處理。
所述步驟S4中電氧化產水采用粉末活性炭去除余氯。
本發明采用的技術原理如下。
1.采用鐵碳微電解和Fenton耦合的處理工藝，提高滲濾液中難降解有機物的可生化性，同時利用鐵離子的沉淀作用去除滲濾液中的總磷。在本工藝中，利用鐵碳微電解產生的亞鐵離子作為Fenton反應的催化劑，同時利用回收裝置將鐵碳微電解產生的鐵泥和使用過的活性炭作為原料制取Fenton反應的固相催化劑，可以減少二次污染物，降低運行成本，提高經濟性。
2.針對滲濾液中C/N失衡導致碳源缺乏的問題，一方面利用鐵碳微電解和Fenton耦合工藝提高的可生化性提供生化脫氮的碳源，另一方面采用了A/O/A工藝提高碳源的利用效率。在A/O/A脫氮工藝中，在第一個A池中利用鐵碳微電解和Fenton耦合工藝改善生化性所提供的碳源進行反硝化作用，進一步降低滲濾液中的COD；在O池中，將滲濾液生化出水中少量的氨氮轉化為硝酸鹽氮，氨氮轉化為硝酸鹽氮后進入第二個A池；在第二個A池中，滲濾液中的總氮幾乎都以硝酸鹽氮或亞硝酸鹽氮存在，通過投加碳源進行反硝化，同時通過對第二個A池分區設置來提高脫氮效果和碳源利用效率。
3.經過生化脫氮處理后，滲濾液中未達標的污染物主要為COD，在電氧化處理中污染物隨著電解時間而逐漸降低，為了提高電氧化的電流效率，本發明采用多級電解，根據污染物的衰減設置不同的電流密度，第一級采用400~600A/m2的電流密度，第二級采用200~400A/m2，第三級采用100~200A/m2，可以有效的降低運行能耗，提高經濟性。
4.電氧化產水中含有濃度較高的余氯，對環境會造成不利影響，本發明采用粉末活性炭去除產水中的余氯，同時將使用后的活性炭回收制取Fenton催化劑，提高資源利用率，減少二次污染物，進一步提高經濟性。
5.本發明的回收裝置包括混合、造粒、干燥、高溫燒結等過程，首先將活性炭和鐵泥進行混合，混合后通過造粒機將其做成顆粒狀，在干燥機中進行干燥后，進入煅燒爐中進行燒結，煅燒時用惰性氣體作保護氣，燒結溫度為500~600℃，利用活性炭還原鐵泥中的三價鐵，得到催化劑產品，催化劑主要成分為四氧化三鐵和活性炭。
與現有技術相比，本發明的有益效果如下。
本發明利用微電解-Fenton耦合工藝作為生化脫氮的預處理工藝，去除水中的難降解有機物和色度，同時提高水中的B/C，減少碳源的投加量，生化脫氮采用A/O/A工藝，可以有效的提高碳源利用率和脫氮效率。電氧化工藝可以有效的去除水中的COD、色度和氨氮，保證出水水質。
本發明工藝所采用的處理系統無濃縮液產生，處理效果穩定、運行成本較低、產水水質穩定，出水水質中各項指標均能滿足《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008)中表2的標準，具有明顯的經濟效益和環境效益。
（發明人：蔣穩;王磊;李凱;李武;張璐）
