一種垃圾滲濾液的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，特別涉及一種垃圾滲濾液的組合處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]城市垃圾的無害化處理是世界范圍的一大難題，伴隨垃圾填埋產(chǎn)生的垃圾滲濾液的處理更加迫切。垃圾滲濾液是伴隨垃圾填埋產(chǎn)生的二次污染物，主要來源于降水和垃圾本身的內(nèi)含水，其性質(zhì)會隨填埋場運(yùn)行時間發(fā)生很大變化。
[0003]垃圾滲濾液是一種成分復(fù)雜的高濃度廢水，含有大量有機(jī)物、無機(jī)離子以及重金屬離子等物質(zhì)，表觀顏色為深棕褐色并伴有令人不愉快的氣味。垃圾滲濾液的水質(zhì)具有以下特征:(1)成分復(fù)雜。滲濾液中包含了不同種類垃圾溶出的物質(zhì)，已檢出數(shù)百種有機(jī)物。滲濾液的水質(zhì)受垃圾組分、降雨情況、填埋時間和填埋方式的影響。也就是說滲濾液水質(zhì)水量與垃圾來源、填埋場內(nèi)含水率、反應(yīng)環(huán)境有著密切的關(guān)系。(2)有機(jī)污染物濃度高。生活垃圾中包含大量廚余垃圾和紙類等易降解物質(zhì)，使得初期的滲濾液COD濃度很高，高達(dá)50000-100000毫克/升。其中既包括可生物降解的有機(jī)物也包括難生物降解的有機(jī)物(主要是腐殖質(zhì)類有機(jī)物)。伴隨自身降解過程，還會產(chǎn)生很多中間產(chǎn)物，使得滲濾液中有機(jī)物種類繁多，包括芳香族、脂肪酸及其它致癌致畸有機(jī)物等。(3)氨氮和重金屬含量高。滲濾液中的顯2一和NO3一經(jīng)過一定的轉(zhuǎn)化，都會對人體造成危害。垃圾滲濾液的不當(dāng)處置，不但影響地表水的質(zhì)量，還會危及地下水，影響人類的生存安全，因此對垃圾滲濾液的適當(dāng)處理是十分必要的。
[0004]垃圾滲濾液不同于傳統(tǒng)城市污水，具有成分復(fù)雜、濃度高、水質(zhì)不穩(wěn)定等特點(diǎn)。目前主流的處理方法是生化法、物化法、回灌法等。
[0005]生物法是垃圾滲濾液處理最常用的方法，它是依靠處理系統(tǒng)中微生物的新陳代謝作用以及微生物絮體對污染物的吸附作用來去除廢水中有機(jī)污染物的一種廢水處理方法，包括好氧處理、厭氧處理以及好氧-厭氧組合處理工藝。其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行成本低、處理效果好，缺點(diǎn)是對滲濾液具有選擇性，對于毒性大、難生物降解的滲濾液無能為力。而且由于其處理效率低，周期長，要大量占地且在垃圾滲濾液產(chǎn)生多的季節(jié)不能及時處理。
[0006]物化法是利用物理吸附或者化學(xué)氧化的方法除去垃圾滲濾液中有機(jī)物的方法，包括(I)化學(xué)氧化:利用氯氣、臭氧、過氧化氫、高錳酸鉀等氧化劑氧化水體中的有機(jī)物。(2)吸附:利用活性炭、膨潤土等作為吸附藥劑吸附水體中的有機(jī)物。(3)混凝:利用硫酸鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵等混凝劑將水體中的有機(jī)物沉淀分離出來。(4)吹脫:常用于除去滲濾液中高濃度的氨氮。上述方法存在處理對象較單一、成本高、處理效果不理想、產(chǎn)生固體廢物等問題，僅能作為預(yù)處理或者后處理步驟。此外物化法還包括膜分離技術(shù)。它是利用不同孔徑的濾膜(微孔膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜)對污染物進(jìn)行物理分離從而達(dá)到排放要求。相對其他方法來說，這種方法處理的出水較潔凈，但是存在如下缺點(diǎn):首先，處理過程僅為單純物理分離過程，不能真正除去有機(jī)物，且會形成難于處理的濃縮液；其次，膜組件對處理對象的理化性質(zhì)(如懸浮顆粒物濃度)要求嚴(yán)格，設(shè)備和運(yùn)行成本均很高，膜組件需要頻繁更換等等。
[0007]此外，處理垃圾滲濾液的方法中還包括芬頓氧化法。芬頓反應(yīng)是一種高級氧化技術(shù)，它是以產(chǎn)生羥基自由基來氧化水體中有機(jī)物的反應(yīng)。通過外加芬頓試劑H2O2和Fe2+發(fā)生芬頓反應(yīng)生成羥基自由基，由于羥基自由基的氧化性極強(qiáng)，其氧化電位高達(dá)2.8V(相對于標(biāo)準(zhǔn)氫電極)，是水體中僅次于氟的第二強(qiáng)氧化劑，而且其氧化無選擇性，因此可以快速、無選擇地氧化水體中絕大多數(shù)有機(jī)物。與生物法相比，其處理過程僅需數(shù)小時，處理效率很高；與膜技術(shù)相比，其運(yùn)行成本低廉，對處理對象無選擇性，處理效率高。因此它是一種非常有效的處理方法。但是傳統(tǒng)芬頓技術(shù)存在很多缺點(diǎn)，包括反應(yīng)試劑H2O2成本較高，運(yùn)輸危險，芬頓試劑投加量大，處理廢水后形成大量難處理的含鐵污泥等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種垃圾滲濾液的處理方法，以生物處理方法和光電芬頓反應(yīng)的組合處理垃圾滲濾液。首先以2-乙基蒽醌改性的氣體擴(kuò)散電極為核心部件，制備基于改性氣體擴(kuò)散電極的光電芬頓反應(yīng)裝置，再將該裝置用于進(jìn)行生物法處理后的垃圾滲濾液的深度降解，實現(xiàn)廢水的達(dá)標(biāo)排放。
[0009]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種垃圾滲濾液的處理方法，包括以下步驟:垃圾滲濾液在調(diào)節(jié)池中進(jìn)行充分調(diào)節(jié)后進(jìn)行厭氧、好氧處理；經(jīng)過好氧池處理后進(jìn)入沉淀池沉淀，隨后廢水進(jìn)入膜生物反應(yīng)器反應(yīng)池中進(jìn)行膜生物反應(yīng)處理，處理后的廢水采用基于2-乙基蒽醌改性的氣體擴(kuò)散電極的光電芬頓反應(yīng)裝置進(jìn)行深度降解處理。
[0010]在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案中，垃圾滲濾液經(jīng)過厭氧、好氧處理后，將COD從初始的7000?80000毫克/升降至5000?6000毫克/升，沉淀后廢水進(jìn)入膜生物反應(yīng)器反應(yīng)池中，使出水口 COD達(dá)300?2000毫克/升，最后對廢水進(jìn)行光電芬頓反應(yīng)深度降解處理。
[0011]在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案中，光電芬頓反應(yīng)以氣體擴(kuò)散電極為陰極，優(yōu)選的，以
2-乙基蒽醌改性的氣體擴(kuò)散電極為陰極。
[0012]在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案中，2-乙基蒽醌改性的氣體擴(kuò)散電極采用如下步驟制造:以曲拉通水溶液、異丙醇、石墨化炭黑、聚四氟乙烯乳液混合得到擴(kuò)散層漿料，均勻的涂覆在集流體上，經(jīng)過烘干進(jìn)行冷壓處理，隨后加熱除去曲拉通，得到擴(kuò)散層；以異丙醇水溶液、石墨化炭黑、聚四氟乙烯乳液以及研磨均勻的2-乙基蒽醌催化劑混合得到催化層漿料，將此漿料均勻的涂覆在擴(kuò)散層上，經(jīng)烘干后熱壓。
[0013]在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案中，將制得的2-乙基蒽醌改性的氣體擴(kuò)散電極作為陰極固定于電解槽上，其兩側(cè)分別為電解槽的氣體室與液體室，將陽極固定于電解槽的液體室內(nèi)，將紫外燈固定于兩極之間，制成基于2-乙基蒽醌改性的氣體擴(kuò)散電極的光電芬頓反應(yīng)裝置。
[0014]在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案中，所述陽極為金屬或碳。
[0015]在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案中，經(jīng)過膜生物反應(yīng)器處理后的垃圾滲濾液調(diào)節(jié)其pH值為酸性，再加入光電芬頓反應(yīng)處理裝置中，光電芬頓反應(yīng)的處理條件為:電流密度I?100毫安/平方厘米；通氧、通電I?6小時后，加入0.1?100毫摩爾/升的亞鐵鹽并開啟紫外燈，反應(yīng)過程中實時調(diào)節(jié)體系PH值在酸性范圍，降解時間為I?48小時。
[0016]在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案中，光電芬頓氧化反應(yīng)在二級或者多級反應(yīng)裝置中連續(xù)進(jìn)行。
[0017]在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案中，經(jīng)過膜生物反應(yīng)器處理后的垃圾滲濾液采用稀鹽酸和氫氧化鈉溶液將其pH值調(diào)節(jié)至3。
[0018]本發(fā)明還保護(hù)一種基于改性氣體擴(kuò)散電極的反應(yīng)裝置，包括調(diào)節(jié)池、厭氧池、好氧池、沉淀池、膜生物反應(yīng)器以及光電芬頓反應(yīng)裝置，所述光電芬頓反應(yīng)裝置以2-乙基蒽醌改性的氣體擴(kuò)散電極為陰極。
[0019]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
(I)通過生物法對原始滲濾液進(jìn)行預(yù)處理，使可生化降解的部分充分降解，并降低成本。用光電芬頓反應(yīng)對垃圾滲濾液進(jìn)行深度處理，使得難生物降解的有機(jī)物得到充分降解，并提高降解速度。用氣體擴(kuò)散電極持續(xù)產(chǎn)生芬頓反應(yīng)的過氧化氫，不需要過氧化氫的運(yùn)輸與儲存。用2-乙基蒽醌作催化劑對氣體擴(kuò)散電極進(jìn)行改性，提高過氧化氫的產(chǎn)生效率。采用紫外光照射，不僅可保證芬頓反應(yīng)的亞鐵離子再生，循環(huán)發(fā)生芬頓反應(yīng)，同時還可產(chǎn)生羥基自由基氧化有機(jī)廢物。紫外光還對有機(jī)廢物有直接光降解作用。由于亞鐵離子的循環(huán)反應(yīng)，本發(fā)明的光電芬頓反應(yīng)只添加很少量的亞鐵離子引發(fā)即可，不需要大量或持續(xù)添加亞鐵離子維持，因此在節(jié)約藥劑成本的同時幾乎不產(chǎn)生含鐵污泥。由于采用光電芬頓降解技術(shù)，最終處理環(huán)節(jié)不使用膜分離工藝，有機(jī)廢物高效降解后排放，因此不會產(chǎn)生濃縮液，且這種光電芬頓的成本遠(yuǎn)低于膜分離工藝。
[0020](2)經(jīng)過各步