專利名稱：垃圾滲濾液零排放回用處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢水處理方法，具體涉及垃圾滲濾液零排放回用處理方法。
背景技術(shù)：
垃圾滲濾液是一種難處理的高濃度有機(jī)廢水，其特點(diǎn)是水質(zhì)水量波動(dòng)大，成分復(fù)雜，有毒有害物質(zhì)含量高。垃圾滲濾液的治理已經(jīng)成為我國(guó)當(dāng)前及今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)環(huán)境污染控制的一項(xiàng)重大課題(申歡，金奇庭，崔喜勤，等.上流式厭氧污泥床處理城市垃圾滲濾液的試驗(yàn)研究[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2004，5 (4) :1-5)。其中垃圾滲濾液的氨氮含量高，更難于處理。目前，滲濾液脫氮新技術(shù)的研究已成為國(guó)內(nèi)外環(huán)境科學(xué)工作者極為關(guān)心的一項(xiàng)熱門研究課題(張萍，劉強(qiáng).生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)垃圾滲濾液脫氮處理技術(shù)，2007， 15 (I): 6-9)。 目前，垃圾滲濾液的處理技術(shù)可分為兩大類生物法和物理化學(xué)法。從眾多研究實(shí)例看，以中和吹脫一生化法為主的工藝對(duì)滲濾液處理至符合有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)較難，微生物對(duì)滲濾液中所含難降解有機(jī)質(zhì)的降解能力很低，而吹脫出的氨若不回收，會(huì)帶來二次污染。物理化學(xué)法主要包括反滲透、納濾、超濾、超聲波、光催化、化學(xué)氧化、活性炭吸附、混凝沉淀等。(楊飛黃，楊順生，曹東梅，等.反滲透及其在城市垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用，2007，33: 6-12)。靜電水處理技術(shù)是近幾十年來發(fā)展起來的技術(shù)，并已在水處理中顯現(xiàn)出了獨(dú)特的性能。在高壓靜電場(chǎng)的作用下，水中會(huì)產(chǎn)生一定量的活性氧和臭氧，它們均是強(qiáng)氧化劑，可以抑制、殺滅水中的細(xì)菌、藻類，對(duì)水進(jìn)行消毒。同時(shí)靜電活化水可使微生物細(xì)胞壁破裂，原生質(zhì)流出，同樣達(dá)到微生物滅活的效果。此外，該技術(shù)還具有阻止水垢生成的作用，該系統(tǒng)可以應(yīng)用于工業(yè)鍋爐、采暖鍋爐、工業(yè)循環(huán)冷卻系統(tǒng)等需要進(jìn)行水處理的場(chǎng)合，將為用戶帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益(王碩和，高蒙，張曉民.生活用水靜電水處理技術(shù)研究[J].石家莊鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，15 (I) :23-30)。電絮凝的應(yīng)用已有較長(zhǎng)的歷史，在源水和多種行業(yè)廢水處理中有著廣泛的應(yīng)用。(謝光炎，等.廢水凈化的電化學(xué)方法進(jìn)展[J].給水排水，1998，24 (I) :64-68)電凝聚又稱電絮凝，就是在外電壓作用下，利用可溶性陽極產(chǎn)生大量陽離子，對(duì)膠體廢水進(jìn)行凝聚沉淀。通常選用鐵或鋁作為陽極材料。將金屬電極(如鋁)置于被處理的水中，然后通以直流電，此時(shí)金屬陽極發(fā)生氧化反應(yīng)。產(chǎn)生的鋁離子在水中水解、聚合，生成一系列多核水解產(chǎn)物而起凝聚作用，其過程和機(jī)理與化學(xué)混凝法基本相同。同時(shí)，在電凝聚器中陰極上產(chǎn)生的新生態(tài)的氫，其還原能力很強(qiáng)，可與廢水中的污染物起還原反應(yīng)，或生成氫氣。在陽極上也可能有氧氣放出。氫氣和氧氣以微氣泡的形式出現(xiàn)，在水處理過程中與懸浮顆粒接觸可獲得良好的粘附性能，從而提高水處理效率。此外，在電流的作用下，廢水中的部分有機(jī)物可能分解為低分子有機(jī)物，還有可能直接被氧化為二氧化碳和水而不產(chǎn)生污泥。未被徹底氧化的有機(jī)物部分還可和懸浮固體顆粒被氫氧化鋁吸附凝聚并在氫氣和氧氣帶動(dòng)下上浮分離?？傊?，電凝聚處理原水和廢水是多種過程的協(xié)同作用，污染物在這些作用下易被除去(甘莉，甘光奉.電凝聚水處理技術(shù)的新進(jìn)展[J].工業(yè)水處理，2002，22(5):2-22)。電吸附技術(shù)(electrosorption technology),它是利用帶電電極表面吸附水中離子及帶電粒子的現(xiàn)象，使水中溶解鹽類及其他帶電物質(zhì)在電極的表面富集濃縮而實(shí)現(xiàn)水的凈化/淡化的一種新型水處理技術(shù)(陳兆林，孫曉慰，朱廣東，等.電吸附設(shè)備工作過程的研究[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2009，3 (7) :11-14)。在電化學(xué)反應(yīng)器中，電極電位直接影響反應(yīng)器的氧化-還原特性，進(jìn)而影響廢水處理的效果，而電極電位值又同時(shí)受到反應(yīng)器結(jié)構(gòu)、填料和極板材料、外加電壓等因素的影響.因此，三維電極反應(yīng)器也出現(xiàn)了多種型式，如在傳統(tǒng)二維電解槽電極間裝填粒狀或其他碎屑狀工作電極材料；用一定體積的規(guī)整填料代替?zhèn)鹘y(tǒng)二維電解槽電極中的一個(gè)電極；在反應(yīng)器特定位置加入隔膜而衍生出的改進(jìn)型反應(yīng)器以及復(fù)三維電極反應(yīng)器等。(范彬，曲久輝，劉鎖祥，等.復(fù)三維電極生物膜反應(yīng)器脫除飲用水中的硝酸鹽[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2001，21 (I) 39-43)
極板材料的使用也出現(xiàn)了發(fā)泡金屬(李保山，牛玉舒，翟玉春.發(fā)泡金屬電極的宏觀反應(yīng)速率[J].化工學(xué)報(bào)，2001，52 (7) :593-599)、微孔膨脹金屬和球形顆粒固定床等。填充式三維群電極體系充分利用溶液在電極表面反應(yīng)的特點(diǎn)，增大了溶液與電極的接觸面，其粒子間距小，使物質(zhì)傳質(zhì)效果極大改善，具有較高的電流效率和單位時(shí)空產(chǎn)率，大大提高了反應(yīng)器的體積效率，提高污水處理效果，其應(yīng)用也日益廣泛，如工業(yè)廢水中銅離子的去除、各種染料廢水的處理、電鍍廢水的處理以及飲用水中硝酸鹽的脫除等(謝建治，張書廷，趙新華.不同因素對(duì)三維電極體系電極點(diǎn)位的影響[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，38 (7) :1-7)。與生化法相比，膜分離技術(shù)受原水水質(zhì)的變化影響小，能夠保持出水水質(zhì)穩(wěn)定，在垃圾滲濾液等高濃度、難降解廢水的處理中具有明顯的優(yōu)勢(shì)；國(guó)外垃圾滲濾液膜處理工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟，并得到廣泛的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)近年來也陸續(xù)開展了膜處理垃圾滲濾液的相關(guān)研究，北京、上海、重慶等城市也已將膜工藝實(shí)際應(yīng)用于垃圾滲濾液的處理，并取得了較好的處理效果(武江津，劉桂中，孫長(zhǎng)虹.膜分離技術(shù)在垃圾滲濾液處理中的研究與應(yīng)用[J]，膜科學(xué)與技術(shù)，2007，27 (6) :2-5)。以上方法雖然各有其特點(diǎn)，對(duì)處理廢液中某一針對(duì)性污染物具有良好效果，但對(duì)于處理成分復(fù)雜、有機(jī)物含量高、水質(zhì)水量波動(dòng)大、有毒有害物質(zhì)尤其是氨氮含量高的垃圾滲濾液來說，不論哪種方法均不能對(duì)其處理徹底，無法處理到零排放回用的程度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在對(duì)成分復(fù)雜、有機(jī)物含量高、水質(zhì)水量波動(dòng)大、有毒有害物質(zhì)尤其是氨氮含量高的垃圾滲濾液提供一種處理徹底、處理過程無二次污染、效率高、成本低的垃圾滲濾液零排放回用處理方法。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明垃圾滲濾液零排放回用處理方法綜合利用靜電水處理、電絮凝、三維電極反應(yīng)器、電吸附、膜生物反應(yīng)器和活性炭吸附六種方法，其操作步驟如下
(1)垃圾滲濾液原液進(jìn)入原水調(diào)節(jié)池以穩(wěn)定水量和水質(zhì)；
(2)將原水調(diào)節(jié)池的出水通過靜電水處理器以分解其中難降解有機(jī)物；(3)將靜電水處理器的出水通過電絮凝反應(yīng)器以去除懸浮固體和雜質(zhì)，電絮凝反應(yīng)器反沖洗水回流至原水調(diào)節(jié)池；
(4)電絮凝反應(yīng)器出水進(jìn)入三維電極反應(yīng)器以分解去除有機(jī)物、懸浮固體和氨氮，三維電極反應(yīng)器反沖洗水回流至原水調(diào)節(jié)池；
(5)將三維電極反應(yīng)器出水進(jìn)入電吸附反應(yīng)器以除去鹽分，電吸附反應(yīng)器洗脫濃水進(jìn)行濃縮蒸餾結(jié)晶處理。(6)電吸附反應(yīng)器出水進(jìn)入膜生物反應(yīng)器，膜生物反應(yīng)器出水進(jìn)入活性炭吸附罐；活性炭吸附罐出水即可進(jìn)行回用。所述原水調(diào)節(jié)池的池體用PE防腐材料制作，在池體的進(jìn)水口設(shè)pH調(diào)節(jié)劑投加裝置，用于調(diào)節(jié)水質(zhì)水量和pH值。所述靜電水處理器高壓直流電源輸入電壓220V交流電壓，高壓直流電源的輸出電壓為4_5kV直流電壓，內(nèi)管為聚四氟乙烯管，擊穿電壓10kV。所述電絮凝反應(yīng)器金屬電極采用鋁板，電源為直流穩(wěn)壓電源，脈沖工作模式，工作電流電壓為5V，工作電流為0. 8A。所述三維電極反應(yīng)器采用常規(guī)砂濾池過濾反沖洗工作模式，電極間填充材料采用活性炭顆粒，粒徑范圍8 -12mm，碳棒作為正負(fù)電極插入活性炭顆粒中，正負(fù)電極間距=100mm, 5V直流電源供電。所述電吸附反應(yīng)器采用電吸附反應(yīng)器成套設(shè)備，正負(fù)電極為碳電極材料，工作電壓為I. 5V。所述膜生物反應(yīng)器選用幕簾式聚丙烯中空纖維膜片，膜孔徑0.2 ym，截留分子量為6千至5萬道爾頓。所述活性炭罐中采用椰殼活性炭顆粒作為吸附劑。與傳統(tǒng)采用物化和生化處理工藝的處理方法比較，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)和效果
I、本發(fā)明工藝方法不需要添加化學(xué)藥劑，僅消耗電能，無二次污染，大幅度降低其處理成本。2、本發(fā)明工藝無需反滲透膜除鹽，可大幅度降低投資成本和膜更換費(fèi)用，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。3、垃圾滲濾液經(jīng)本發(fā)明技術(shù)處理后可實(shí)現(xiàn)廢水的生產(chǎn)工藝現(xiàn)場(chǎng)回用，產(chǎn)水率高，節(jié)約大量水源。4、利用本發(fā)明處理垃圾滲濾液時(shí)處理時(shí)間短，效率高，處理設(shè)備少，占地小，投資省。5、本發(fā)明工藝方法可實(shí)現(xiàn)垃圾滲濾液零排放回用，實(shí)現(xiàn)不向環(huán)境中排放有毒物質(zhì)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，為垃圾滲濾液資源化解決了關(guān)鍵性技術(shù)難題。四具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明垃圾滲濾液零排放回用處理方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明垃圾滲濾液零排放回用處理方法綜合利用靜電水處理、電絮凝、三維電極反應(yīng)器、電吸附、膜生物反應(yīng)器和活性炭吸附六種方法，具體處理步驟如下
(I)垃圾滲濾液原液進(jìn)入原水調(diào)節(jié)池以穩(wěn)定水量和水質(zhì)；(2)將原水調(diào)節(jié)池的出水通過靜電水處理器以分解其中難降解有機(jī)物；
(3)將靜電水處理器的出水通過電絮凝反應(yīng)器以去除懸浮固體和雜質(zhì)，電絮凝反應(yīng)器反沖洗水回流至原水調(diào)節(jié)池；
(4)電絮凝反應(yīng)器出水進(jìn)入三維電極反應(yīng)器以分解去除有機(jī)物、懸浮固體和氨氮，三維電極反應(yīng)器反沖洗水回流至原水調(diào)節(jié)池；
(5)將三維電極反應(yīng)器出水進(jìn)入電吸附反應(yīng)器以除去鹽分，電吸附反應(yīng)器洗脫濃水進(jìn)行濃縮蒸餾結(jié)晶處理。(6)電吸附反應(yīng)器出水進(jìn)入膜生物反應(yīng)器，膜生物反應(yīng)器出水進(jìn)入活性炭吸附罐；活性炭吸附罐出水即可進(jìn)行回用。 本發(fā)明所涉及的主要處理設(shè)備是原水調(diào)節(jié)池、靜電水處理器、電絮凝反應(yīng)器、三維電極反應(yīng)器、電吸附反應(yīng)器、膜生物反應(yīng)器、活性炭吸附罐。其中
原水調(diào)節(jié)池的池體為PE防腐材料，在池體的進(jìn)水口預(yù)設(shè)pH調(diào)節(jié)劑投加裝置，用于調(diào)節(jié)水質(zhì)水量和pH值。靜電水處理器型號(hào)為ESC-100型，生產(chǎn)廠家為南京市浦口區(qū)南大水處理設(shè)備有限公司，該靜電水處理器高壓直流電源輸入電壓220V交流電壓，高壓直流電源的輸出電壓為4-5kV直流電壓，水處理器外管內(nèi)徑150mm，水處理器外管長(zhǎng)度I. 2米；內(nèi)管為聚四氟乙烯管，其外徑110mm，擊穿電壓10kV，抗拉強(qiáng)度19. 6MPa，斷裂延伸率彡250% ;水處理器進(jìn)水口直徑76. 2mm,出水口直徑101. 6，電耗15W，連續(xù)運(yùn)行方式，最大流量10t/h，外形尺寸1200X280X450o電絮凝反應(yīng)器采用鋁板，電源為直流穩(wěn)壓電源，脈沖工作模式，工作電流電壓為5V，工作電流為0. 8A ;該反應(yīng)器為型號(hào)LW3J20型，生產(chǎn)廠家為為上海力友電氣有限公司。三維電極反應(yīng)器采用常規(guī)砂濾池過濾反沖洗工作模式，電極間填充材料采用活性炭顆粒，粒徑范圍8-12mm，碳棒作為正負(fù)電極插入活性炭顆粒中，正負(fù)電極間距不小于100mm, 5V直流電源供電，該反應(yīng)器為型號(hào)為L(zhǎng)W6J10型，生產(chǎn)廠家為為上海力友電氣有限公司。電吸附反應(yīng)器采用電吸附反應(yīng)器成套設(shè)備，正負(fù)電極為碳電極材料，工作電壓為
I.5V，處理水量為lt/d，該反應(yīng)器為型號(hào)為DLT-DX，生產(chǎn)廠家為麗水德力通水務(wù)設(shè)備制造有限公司。膜生物反應(yīng)器選用幕簾式聚丙烯中空纖維膜片，膜孔徑0.2 ym，截留分子量為6千至5萬道爾頓，出水量lt/d，型號(hào)為HQM-MBR專用膜片，生產(chǎn)廠商為杭州浙大泓泉環(huán)境工程有限公司?；钚蕴抗拗胁捎靡瑲せ钚蕴款w粒作為吸附劑，活性炭罐型號(hào)為KQSEI-35型，生產(chǎn)廠家為龍巖市康琦環(huán)保科技有限公司。表I反映了本發(fā)明實(shí)施過程中垃圾滲濾液水質(zhì)變化情況，從表中可以看出采用本發(fā)明技術(shù)處理垃圾滲濾液已達(dá)廢水零排放回用的目的。表I本發(fā)明實(shí)施例中垃圾滲濾液水質(zhì)變化情況表
權(quán)利要求
1.一種垃圾滲濾液零排放回用處理方法，其特征是它綜合利用靜電水處理、電絮凝、三維電極反應(yīng)器、電吸附、膜生物反應(yīng)器和活性炭吸附六種方法，其操作步驟如下 (1)垃圾滲濾液原液進(jìn)入原水調(diào)節(jié)池以穩(wěn)定水量和水質(zhì)； (2)將原水調(diào)節(jié)池的出水通過靜電水處理器以分解其中難降解有機(jī)物； (3)將靜電水處理器的出水通過電絮凝反應(yīng)器以去除懸浮固體和雜質(zhì)，電絮凝反應(yīng)器反沖洗水回流至原水調(diào)節(jié)池； (4)電絮凝反應(yīng)器出水進(jìn)入三維電極反應(yīng)器以分解去除有機(jī)物、懸浮固體和氨氮，三維電極反應(yīng)器反沖洗水回流至原水調(diào)節(jié)池； (5)將三維電極反應(yīng)器出水進(jìn)入電吸附反應(yīng)器以除去鹽分，電吸附反應(yīng)器洗脫濃水進(jìn)行濃縮蒸餾結(jié)晶處理； (6)電吸附反應(yīng)器出水進(jìn)入膜生物反應(yīng)器，膜生物反應(yīng)器出水進(jìn)入活性炭吸附罐；活性炭吸附罐出水即可進(jìn)行回用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述垃圾滲濾液零排放回用處理方法，其特征是所述原水調(diào)節(jié)池的池體用PE防腐材料制作，池體進(jìn)水口設(shè)pH調(diào)節(jié)劑投加裝置，用于調(diào)節(jié)水質(zhì)水量和pH值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述垃圾滲濾液零排放回用處理方法，其特征是所述靜電水處理器高壓直流電源輸入電壓220V交流電壓，高壓直流電源的輸出電壓為4-5kV直流電壓，內(nèi)管為聚四氟乙烯管，穿電壓10kV。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述垃圾滲濾液零排放回用處理方法，其特征是所述電絮凝反應(yīng)器金屬電極采用鋁板，電源為直流穩(wěn)壓電源，脈沖工作模式，工作電流電壓為5V，工作電流為 0. 8A。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述垃圾滲濾液零排放回用處理方法，其特征是所述三維電極反應(yīng)器采用常規(guī)砂濾池過濾反沖洗工作模式，電極間填充材料采用活性炭顆粒，粒徑范圍8-12mm，碳棒作為正負(fù)電極插入活性炭顆粒中，正負(fù)電極間距3 100mm, 5V直流電源供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述垃圾滲濾液零排放回用處理方法，其特征是所述電吸附反應(yīng)器采用電吸附反應(yīng)器成套設(shè)備，正負(fù)電極為碳電極材料，工作電壓為I. 5V。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述垃圾滲濾液零排放回用處理方法，其特征是所述膜生物反應(yīng)器選用幕簾式聚丙烯中空纖維膜片，膜孔徑0. 2 y m，截留分子量為6千至5萬道爾頓。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述垃圾滲濾液零排放回用處理方法，其特征是所述活性炭罐中采用椰殼活性炭顆粒作為吸附劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種垃圾滲濾液零排放回用處理方法，它聯(lián)合靜電水處理、電絮凝、三維電極反應(yīng)器、電吸附、膜生物反應(yīng)器和活性炭吸附六種方法，操作步驟為(1)垃圾滲濾液原液進(jìn)入原水調(diào)節(jié)池；(2)原水調(diào)節(jié)池的出水通過靜電水處理器；(3)靜電水處理器的出水通過電絮凝反應(yīng)器，反沖洗水回流至原水調(diào)節(jié)池；(4)電絮凝反應(yīng)器出水進(jìn)入三維電極反應(yīng)器，反沖洗水回流至原水調(diào)節(jié)池；(5)三維電極反應(yīng)器出水進(jìn)入電吸附反應(yīng)器，洗脫濃水進(jìn)行濃縮蒸餾結(jié)晶處理；(6)電吸附反應(yīng)器出水進(jìn)入膜生物反應(yīng)器，反應(yīng)器出水進(jìn)入活性炭吸附罐；活性炭吸附罐出水即可進(jìn)行回用。該方法對(duì)垃圾滲濾液處理徹底、處理過程無二次污染、效率高、成本低。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102674632SQ20121015622
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者孔健, 王平 申請(qǐng)人:龍巖市康琦環(huán)?？萍加邢薰?br>