申请日2018.09.12
公开(公告)日2019.01.15
IPC分类号C02F9/14; B01D53/00; B01D53/18; B01D53/14; B01D53/04; C02F101/20; C02F101/30; C02F103/06
摘要
本发明公开了一种深度处理渗滤液的方法及系统，该方法包括以下步骤：待处理的渗滤液通入电解池(100)，进行电化学处理;对完成电化学处理的絮凝浊液进行固液分离，将絮凝的沉淀物/悬浮物排出;固液分离后的出水通入湿地净化装置(200)，通过铺设的填料层对渗滤液污染物进行降解或脱除，并最终出水;优选地，该方法还包括对渗滤液的挥发性有机物及恶臭气进行去除的步骤。本发明中方法和系统，通过电氧化、电絮凝，湿地深度处理有效降低或去除渗滤液中的污染物含量，甚至能够通过除臭系统消除渗滤液引致的大气污染，实现了对渗滤液的有效管理和处置，保证渗滤液在人类活动中不影响人类健康。
权利要求书
1.一种深度处理渗滤液的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1)，待处理的渗滤液通入电解池(100)，进行电化学处理;
步骤2)，对完成电化学处理的絮凝浊液进行固液分离，将絮凝的沉淀物/悬浮物排出;
步骤3)，固液分离后的出水通入湿地净化装置(200)，通过铺设的填料层对渗滤液污染物进行降解或脱除，并最终出水。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括对待处理的渗滤液进行调配，调配后的渗滤液满足以下指标中的一项或多项：COD为1000～10000mg/L，氨氮为100～800mg/L，总氮为200～1000mg/L，总磷为0～300mg/L，重金属总量为0～1000mg/L，氯化物(以Cl-计)为1000～10000mg/L，以及pH为6～9。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电解池(100)包括三个电极，与正极连接的阳极(110)、与负极连接阴极(120)、以及不与电源连接的两性电极(130);
阳极(110)由钛基氧化物组成，选自Ti/Pt/PbO2电极、Ti/Pt/SbO2-Sb2O4电极或Ti/IrO2/RuO2电极中的任意一种，优选为Ti/IrO2/RuO2;
阴极(120)由碳基材料组成，选自石墨毡电极、活性炭纤维电极或金刚石薄膜电极中的任意一种;
两性电极(130)选自铁电极、铝电极或铁/铝合金电极中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电解池(100)带有射流循环装置(300)，射流循环装置(300)包括用循环管道依次连接的水泵(310)、加压罐(320)和射流器(330)，循环管道的进水端和出水端与电解池(100)连通，在水泵(310)的带动下实现电解池(100)中渗滤液的循环;
进水端位于电解池(100)的上部，出水 端位于电解池(100)的底部且介于阳极(110)和电解池壁之间;
水泵(310)为气液混合泵，利用负压吸入气体，将气体通入流动的渗滤液中;
加压罐(320)接收混有气体的渗滤液，通过加压使气体溶解在渗滤液中，为射流器(330)提供高压汽水混合物;
射流器(330)从外部吸入气体，并将气体与传输的高压汽水混合物混合后喷射至盛有渗滤液的电解池(100)中，溶解在渗滤液中的气体以纳微气泡的形式从渗滤液中析出。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中，固液分离在独立于电解池(100)的沉淀池(400)中进行，沉淀池(400)接收电化学处理后的絮凝浊液;
沉淀池(400)为改进斜板沉淀池，其包括位于中部的多层斜板(410)和底部的沉淀区，沉淀区呈“V”型槽体，沉淀区上方固定有多孔隔板(420)，多层斜板(410)固定在多孔隔板(420)上;
多层斜板(410)由多个平行且倾角为45o～65o的斜板组成，各斜板间距为50～80mm;
优选地，所述沉淀池(400)还包括隔水挡板(430)，隔水挡板(430)为一轻质平板，其漂浮在沉淀池(400)的渗滤液表面并通过设置在沉淀池(400)内壁设定高度的一个或多个具有相同高度的凸起限位。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中，在电解池(100)中实现固液分离，具体地，
阴极(120)为管壁分布有微孔的封闭式筛管，阳极(110)和两性电极(130)为平板电极，阳极(110)和两性电极(130)插入阴极筛管中，其微孔孔径为0.05～1μm，电处理后使絮凝物停留在阴极筛管中，净化后的渗滤液透过阴极筛管进入电解池(100)中阴极(120)外的区域;
阴极筛管上端或下端设置输入口用于通入待处理的渗滤液，并在输入口相对端设置输出口，通过该输出口能够定期输出富集有絮凝物的渗滤液;
优选地，在具有射流循环装置(300)时，射流循环装置(300)的循环管道进水端连接到阴极(120)外部电解池(100)内，经水泵(310)、加压罐(320)、射流器(330)，射入阴极筛管中。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，湿地净化装置(200)由上至下铺设有五个功能层：
第一层为0-200cm处铺设的土壤层(210)，用于支撑水生植物的生长，进行重金属吸附和有机物的降解;
第二层为200-700cm处铺设的透气层(220)，用于支撑土壤层，并进行重金属、氮磷吸收和有机物的吸附固定;透气层由天然沸石、石灰石和活性炭组成，混合比例为(3～5):1:1，优选为4:1:1;透气层中天然沸石、石灰石和活性炭的粒径为0.10～0.20cm;
第三层为700-1200cm处铺设的填料层(230)，用于重金属吸附固定和有机物的降解;填料层中填料为由杭锦土负载纳米零价铁材料与粉煤灰通过常温造粒形成的多孔介质颗粒，其中，纳米零价铁：杭锦土：粉煤灰为0.1：(1～10)：(10～50);多孔介质颗粒粒径为0.20～0.30cm;
第四层为1200-1500cm处铺设的生物层(240)，用于重金属吸附固定、有机物的降解以及氮磷去除;生物层中填料为生物活性炭，负载有硝化细菌和聚磷菌，生物活性炭的粒径为0.10～0.50cm;
第五层为1500-2000cm处铺设的承托层(250)，用于承托重金属和有机物的吸附固定;承托层的填料为砾石，砾石的粒径为1.0～5.0cm。
8.根据权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，当阳极(110)、阴极(120)和两性电极(130)为平板电极时，电解池(100)中电流密度控制在50～1000A/m2，阳极(110)和阴极(120)之间的间距为0.5～50cm，两性电极(130)介于之间，电解池(100)中水力停留时间为0.5～2h;
当阴极(120)为管壁分布有微孔的封闭式筛管，阳极(110)和两性电极(130)为平板电极时，电解池(100)中电压控制在4～14V，电流密度控制在50～1000A/m2，电解池(100)中水力停留时间为0.5～2h;
湿地净化装置(200)的水力停留时间为1～5天。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括对渗滤液的挥发性有机物及恶臭气体即臭气进行去除的步骤，其去除通过除臭系统实施，除臭系统包括气体引入装置和气体处理装置;
所述气体引入装置包括气体传输管(1000)和风机(2000)，臭气在风机(2000)作用下进入气体传输管(1000)，并将臭气引入到后续气体处理装置;
所述气体处理装置包括水平串连的淋洗室(3000)和处理塔(4000)，臭气由淋洗室(3000)进入，经处理后由处理塔(4000)的排气口排出;
所述淋洗室(3000)为封闭装置，淋洗室(3000)顶部安装喷头(3100)，通过喷洒的除臭液洗去通入的臭气中产生臭味的成分，所产生的液体循环至渗滤液液体处理步骤中;
所述处理塔(4000)由下至上依次包括垂直串联并行的干燥单元(4100)、光处理单元(4200)和吸附单元(4300)，干燥单元(4100)中填充吸水材料，用于吸附臭气中由淋洗室(3000)带出的水分;光处理单元(4200)中设置紫外灯(4210)，用于气体中有机物的降解和微生物的灭活;所述吸附单元(4300)中填充吸附材料，用于吸附臭气中产生臭味的气体成分，对臭气进行深度净化。
10.一种深度处理渗滤液的系统，所述系统用于实施权利要求1至9之一所述的方法。
说明书
一种深度处理渗滤液的方法及系统
技术领域
本发明涉及渗滤液处理领域，特别涉及一种深度处理渗滤液的方法及系统。
背景技术
垃圾渗滤液指垃圾在堆放和填埋过程中由于自身的分解作用、降雨及其他外部来水的渗流作用下产生的液体。在垃圾渗滤液中存在多种类型的无机和有机污染物，其中包括难降解的有毒有害污染物及其重金属。
渗滤液具有以下特点：(1)污染物浓度高，成分复杂：在垃圾渗滤液的产生过程中，由于垃圾中原有的、以及垃圾降解后产生的污染物经过溶解、洗淋等作用进入垃圾渗滤液中，以致垃圾渗滤液污染物浓度特别高，而且成分复杂。垃圾渗滤液的这一特性是其它污水无法比拟的，造成了处理和处理工艺选择的难度大;(2)水质变化大：不同的地区生活垃圾的组成可能相差很大。相应的渗滤液水质也会有很大差异。垃圾渗滤液水质因水量变化而变化，同时随着填埋年限的增加，垃圾渗滤液污染物的组成及浓度也发生相应的变化。由于渗滤液成份复杂、常规生化技术难以较好处理，未较好处理的渗滤液进入环境中，将引致水体、土壤及整个生态系统的恶化。
基于上述状况，本发明提供了一种深度处理渗滤液的系统及方法，有效去除有机物和重金属等污染物，避免高含量污染物渗入地下污染地下水，或者渗滤液无法利用造成管理和储存困难，或者渗滤液处理效果差而用于灌溉污染农田等，保证渗滤液在人类活动中不影响人类健康，便于管理和再利用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，提供了一种渗滤液处理系统，该系统包括电解池、沉淀池、以及湿地净化装置，通过电氧化、电絮凝，湿地深度处理(物理、化学、生物三种协同作用)有效降低或去除渗滤液中的污染物(如有机物、重金属、氮、磷等)含量，实现了对渗滤液的有效管理和处置，保证渗滤液在人类活动中不影响人类健康，从而完成本发明。
本发明的目的在于提供以下技术方案：
(1)一种深度处理渗滤液的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1)，待处理的渗滤液通入电解池100，进行电化学处理;
步骤2)，对完成电化学处理的絮凝浊液进行固液分离，将絮凝的沉淀物/悬浮物排出;
步骤3)，固液分离后的出水通入湿地净化装置200，通过铺设的填料层对渗滤液污染物进行降解或脱除，并最终出水。
(2)一种深度处理渗滤液的系统，所述系统用于实施上述(1)所述的方法;该系统包括依次连接的渗滤液配水池500、电解池100和湿地净化装置200，
渗滤液配水池500为可容纳液体的容器，用于渗滤液均质调配，将调配后的渗滤液输送至电解池100;
电解池100包括三个电极，与正极连接的阳极110、与负极连接阴极120、以及不与电源连接的两性电极130;将电处理后的渗滤液传输至湿地净化装置200;
湿地净化装置200由上至下铺设有五个功能层：
第一层为0-200cm处铺设的土壤层210，用于支撑水生植物的生长，进行重金属吸附和有机物的降解;
第二层为200-700cm处铺设的透气层220，用于支撑土壤层，并进行重金属、氮磷吸收和有机物的吸附固定;透气层由天然沸石、石灰石和活性炭组成，混合比例为(3～5):1:1，优选为4:1:1;透气层中天然沸石、石灰石和活性炭的粒径为0.10～0.20cm;
第三层为700-1200cm处铺设的填料层230，用于重金属吸附固定和有机物的降解;填料层中填料为由杭锦土负载纳米零价铁材料与粉煤灰通过常温造粒形成的多孔介质颗粒，其中，纳米零价铁：杭锦土：粉煤灰为0.1：(1～10)：(10～50);多孔介质颗粒粒径为0.20～0.30cm;
第四层为1200-1500cm处铺设的生物层240，用于重金属吸附固定、有机物的降解以及氮磷去除;生物层中填料为生物活性炭，负载有硝化细菌和聚磷菌，生物活性炭的粒径为0.10～0.50cm;
第五层为1500-2000cm处铺设的承托层250，用于承托重金属和有机物的吸附固定;承托层的填料为砾石，砾石的粒径为1.0～5.0cm。
优选地，该系统还包括处理渗滤液的挥发性有机物及恶臭气体即臭气的除臭系统，所述除臭系统包括气体引入装置和气体处理装置;
所述气体引入装置包括气体传输管1000和风机2000，臭气在风机2000作用下进入气体传输管1000，并将臭气引入到后续气体处理装置;
所述气体处理装置包括水平串连的淋洗室3000和处理塔4000，臭气由淋洗室3000进入，经处理后由处理塔4000的排气口排出;
所述淋洗室3000为封闭装置，淋洗室3000顶部安装喷头3100，通过喷洒的除臭液洗去通入的臭气中产生臭味的成分，所产生的液体循环至渗滤液液体处理步骤中;
所述处理塔4000由下至上依次包括垂直串联并行的干燥单元4100、光处理单元4200和吸附单元4300，干燥单元4100中填充吸水材料，用于吸附臭气中由淋洗室3000带出的水分;光处理单元4200中设置紫外灯4210，用于气体中有机物的降解和微生物的灭活;所述吸附单元4300中填充吸附材料，用于吸附臭气中产生臭味的气体成分，对臭气进行深度净化。
根据本发明提供的一种深度处理渗滤液的方法及系统，具有以下有益效果：
(1)本发明可依据不同类型渗滤液特征，通过调配电解池电极材料、电极排布和电流密度，控制电解池氧化-絮凝能力，在不使用任何氧化剂和絮凝剂的条件，实现难降解污染物的氧化和重金属的吸附稳定化处理;
(2)本发明耦合湿地系统优势，湿地填料层采用廉价的杭锦土、粉煤灰与铁粉合理组配，在常温造粒形成的有序多孔材料。该填料的使用将提升湿地系统的吸附性能，同时还具备对持久性污染的还原能力，弥补电化学氧化-絮凝未完全去除的污染物;
(3)本发明耦合氧化、还原、吸附及絮凝等多重水质净化机制于一体，可适应多种类型渗滤液，耐冲击负荷高，出水稳定，操作简便;
(4)本发明创造性的将渗滤液液体处理和渗滤液臭气处理相结合，实现了渗滤液的综合处理。