申请日2019.01.16
公开(公告)日2019.06.07
IPC分类号C02F9/10; B01D53/78; B01D53/68
摘要
本发明公开了一种生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，涉及垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理技术领域，包括预氧化处理罐和氧化反应罐，所述预氧化处理罐的输入端通过管道连接有吸气罐，且预氧化处理罐的输出端通过管道连接有第一级微电解槽。本发明的有益效果是：该生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，通过氧化水生成器是一个采用特殊电解槽结构和特殊阳极涂层的电解装置，阳极基材为全钛材质，并采用析氯析氧配方涂层;阴极为全钛材质，氧化水生成器的主要作用有两个，一是生成包含羟基自由基(·OH)、二氧化氯(ClO2)、新生态氧和次氯酸在内的具有强氧化能力的氧化水;二是对进入电解槽原水中的残留有机物直接进行氧化处理。
权利要求书
1.一种生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，包括预氧化处理罐(1)和氧化反应罐(6)，其特征在于：所述预氧化处理罐(1)的输入端通过管道连接有吸气罐(2)，且预氧化处理罐(1)的输出端通过管道连接有第一级微电解槽(3)，所述第一级微电解槽(3)的输出端通过管道连接有膜电解组件(4)，且膜电解组件(4)的输出端通过管道连接有第二级微电解槽(5)，所述氧化反应罐(6)通过管道连接于第二级微电解槽(5)的输出端，且氧化反应罐(6)的输入端通过管道连接有氧化水生成器(7)，所述氧化反应罐(6)的输出端通过管道连接有后氧化反应罐(8)，且后氧化反应罐(8)的输出端通过管道连接有膜电解碱化罐(10)，所述氧化反应罐(6)的输出端通过管道连接有氧化水生成器原水罐(9)，所述后氧化反应罐(8)的输出端通过管道连接有混凝沉淀罐(11)，且混凝沉淀罐(11)的输出端通过管道连接有电渗析系统(12)，所述电渗析系统(12)的输出端通过管道连接有蒸发浓缩系统(13)，且蒸发浓缩系统(13)的输出端通过管道连接有蒸发结晶系统(14)，所述吸气罐(2)的的输出端通过管道连接有氧化气体吸收罐(15)，且氧化气体吸收罐(15)的输出端通过管道连接有尾气消解系统(16)，所述尾气消解系统(16)的输出端通过管道连接有管道风机(17)，所述第一级微电解槽(3)的输出端通过管道连接有酸化反应罐(18)。
2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，其特征在于：所述氧化水生成器(7)是一个采用特殊电解槽结构和特殊阳极涂层的电解装置，阳极基材为全钛材质，并采用析氯析氧配方涂层;阴极为全钛材质。
3.根据权利要求1所述的一种生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，其特征在于：所述膜电解组件(4)使用阳离子膜作为阳极和阴极间的隔离膜。
4.根据权利要求1所述的一种生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，其特征在于：所述第一级微电解槽(3)、第二级微电解槽(5)中均使用铁碳球填充。
5.根据权利要求1所述的一种生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，其特征在于：所述氧化反应罐(6)是氧化水生成器(7)产生的氧化水与第二级微电解处理出水混合后进行氧化反应的塑料罐或塑料槽。
6.根据权利要求1所述的一种生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，其特征在于：所述预氧化处理罐(1)是氧化水生成器(7)产生的强氧化水1份与10份浓缩液(含经过吸气罐(2)吸收氧化性气体后的原液)混合后进行氧化反应的塑料罐或塑料槽。
7.根据权利要求1所述的一种生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，其特征在于：所述后氧化反应罐(8)是氧化反应罐(6)出水的存储罐。
8.根据权利要求1所述的一种生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，其特征在于：所述混凝沉淀罐(11)是一个带有慢速搅拌装置的塑料罐或塑料槽。
9.根据权利要求1所述的一种生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，其特征在于：所述电渗析系统(12)是由三个独立的电渗析膜堆组成的电渗析处理单元。
说明书
一种生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺
技术领域
本发明涉及垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理技术领域，具体为一种生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺。
背景技术
目前，垃圾渗滤液的处理主要采用“预处理+MBR膜生物系统+纳滤/反渗透”工艺，其出水(约75%总水量)能够达到《垃圾填埋场污染物控制标准》(GB16889-2008)，但约25%总水量的膜滤浓缩液则需进一步处理，浓缩液组分复杂、盐分高、浓度高、可生化性差，如何将浓缩液进行无害化、全量处理，已成为亟待解决的一大问题。
处理浓缩液的技术工艺，大概可分为两类，一类是将污染物从水中分离出来;另一类是将污染物直接分解或降解，浓缩液的进一步分离处理，只是浓缩液的再减量方案，减量后的浓缩液量虽少了，但污染物的浓度更高，处理难度更大，通过高级氧化技术可以直接分解或降解浓缩液中污染物，可以实现浓缩液的全量无害化处理。但如果所采用的高级氧化技术需要大量药剂或催化剂，或处理后产生相当量的副产物，则也不是合适的工程化方案。
生活垃圾焚烧厂将垃圾渗滤液浓缩液采用喷烧方式进行处理时，会加重烟气管道结垢堵塞，容易引发爆管事故。
电化学氧化是指污染物在电极表面上发生直接电化学反应，或利用电化学反应产生羟基自由基(·OH)、ClO-、新生态氧等强氧化因子直接氧化降解大分子有机污染物，或促进有机污染物发生链式氧化还原转化，经过反复充分的电化学反应处理，可以将各种污染物进行彻底的氧化降解，从而达到对浓缩液的无害化处理的目的，与其它高级氧化技术相比，电化学氧化技术可利用废水中的氯化盐作为电解质来提高效率，产生ClO-，降低能耗，且不需要添加其它药剂或物质，故更为适于全量处理高盐高浓度的浓缩液。
以电化学氧化技术为核心，全量处理垃圾渗滤液浓缩液，是近年来受到广泛关注且极具潜力的技术工艺。但要实行工程化、规模化应用，还必须解决系统的抗冲击能力、能耗过高等相关问题。
现有的采用电化学氧化方式直接处理浓缩液时，因电化学反应体系中瞬间生成的氧化因子及电阳极表面的直接氧化反应，远不足于对浓缩液中复杂的有机物组分在极短时间内进行彻底完全氧化，从而会导致有机物的多次转化，并会改变PH，从而影响电化学反应效率，为此，必须在足够长的时间内反复进行电化学处理，以达到充分氧化降解浓缩液中有机污染物的目的，但这样将会大大增加处理功耗，充分的电化学氧化处理，可以彻底降解浓缩液中有机污染物，但不能够将水中的氯化盐等物质去除。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，解决了上述背景技术中提出的采用电化学氧化方式直接处理浓缩液时，因电化学反应体系中瞬间生成的氧化因子及电阳极表面的直接氧化反应，远不足于对浓缩液中复杂的有机物组分在极短时间内进行彻底完全氧化，从而会导致有机物的多次转化，并会改变PH，从而影响电化学反应效率，为此，必须在足够长的时间内反复进行电化学处理，以达到充分氧化降解浓缩液中有机污染物的目的，但这样将会大大增加处理功耗，充分的电化学氧化处理，可以彻底降解浓缩液中有机污染物，但不能够将水中的氯化盐等物质去除的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，包括预氧化处理罐和氧化反应罐，所述预氧化处理罐的输入端通过管道连接有吸气罐，且预氧化处理罐的输出端通过管道连接有第一级微电解槽，所述第一级微电解槽的输出端通过管道连接有膜电解组件，且膜电解组件的输出端通过管道连接有第二级微电解槽，所述氧化反应罐通过管道连接于第二级微电解槽的输出端，且氧化反应罐的输入端通过管道连接有氧化水生成器，所述氧化反应罐的输出端通过管道连接有后氧化反应罐，且后氧化反应罐的输出端通过管道连接有膜电解碱化罐，所述氧化反应罐的输出端通过管道连接有氧化水生成器原水罐，所述后氧化反应罐的输出端通过管道连接有混凝沉淀罐，且混凝沉淀罐的输出端通过管道连接有电渗析系统，所述电渗析系统的输出端通过管道连接有蒸发浓缩系统，且蒸发浓缩系统的输出端通过管道连接有蒸发结晶系统，所述吸气罐的的输出端通过管道连接有氧化气体吸收罐，且氧化气体吸收罐的输出端通过管道连接有尾气消解系统，所述尾气消解系统的输出端通过管道连接有管道风机，所述第一级微电解槽的输出端通过管道连接有酸化反应罐。
可选的，所述氧化水生成器是一个采用特殊电解槽结构和特殊阳极涂层的电解装置，阳极基材为全钛材质，并采用析氯析氧配方涂层;阴极为全钛材质。
可选的，所述膜电解组件使用阳离子膜作为阳极和阴极间的隔离膜。
可选的，所述第一级微电解槽、第二级微电解槽中均使用铁碳球填充。
可选的，所述氧化反应罐是氧化水生成器产生的氧化水与第二级微电解处理出水混合后进行氧化反应的塑料罐或塑料槽。
可选的，所述预氧化处理罐是氧化水生成器产生的强氧化水份与份浓缩液含经过吸气罐吸收氧化性气体后的原液混合后进行氧化反应的塑料罐或塑料槽。
可选的，所述后氧化反应罐是氧化反应罐出水的存储罐。
可选的，所述混凝沉淀罐是一个带有慢速搅拌装置的塑料罐或塑料槽。
可选的，所述电渗析系统是由三个独立的电渗析膜堆组成的电渗析处理单元。
本发明提供了一种生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，具备以下有益效果：
1、该生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，通过氧化水生成器是一个采用特殊电解槽结构和特殊阳极涂层的电解装置，阳极基材为全钛材质，并采用析氯析氧配方涂层;阴极为全钛材质。氧化水生成器的主要作用有两个，一是生成包含羟基自由基(·OH)、二氧化氯(ClO2)、新生态氧和次氯酸在内的具有强氧化能力的氧化水;二是对进入电解槽原水中的残留有机物直接进行氧化处理。
2、该生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，通过膜电解组件使用阳离子膜作为阳极和阴极间的隔离膜，将电解槽分割为包含阳极在内的酸化反应槽和包含阴极在内的碱化反应槽，并对应配置酸化反应罐和碱化反应罐。
3、该生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，通过酸化反应罐的水为第一级微电解处理后的全量出水，在膜电解组件的酸化反应槽中循环电解，直接氧化降解部分有机污染物，促进部分有机污染物降解转化，最后形成为PH3-5的酸化水，用于第二级微电解处理。
4、该生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，通过碱化反应罐的水为强氧化反应后的出水，在膜电解组件的碱化反应槽中循环电解，最后形成为PH>13的氢氧化钠碱液，用作混凝沉淀剂。参与碱化反应的水量为强氧化反应后出水水量的十分之一。
5、该生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，通过第一级微电解槽中使用铁碳球填充，在鼓风机曝气的条件下，发生微电解反应，直接降解部分有机污染物，促进部分有机污染物降解转化。
6、该生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，通过第二级微电解槽中使用铁碳球填充，在鼓风机曝气的条件下，发生微电解反应，进一步直接降解部分有机污染物，促进部分有机污染物降解转化。
7、该生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，通过氧化反应罐是氧化水生成器产生的氧化水与第二级微电解处理出水混合后进行氧化反应的塑料罐或塑料槽。
8、该生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，通过预氧化反应罐是氧化水生成器产生的强氧化水1份与10份浓缩液(含经过吸气罐吸收氧化性气体后的原液)混合后进行氧化反应的塑料罐或塑料槽。预氧化处理有两个目的，一是通过不完全氧化促进浓缩液中的有机物进行转化，降低PH，以便进行第一级微电解处理;二是直接将浓缩液中比较容易氧化降解的物质进行氧化处理，改变浓缩液中污染物质的组成形态及结构，使第一级微电解处理时，不会产生大量泡沫。
9、该生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，通过后氧化反应罐是氧化反应罐出水的存储罐。氧化反应罐出水中仍含有大量的氧化剂，特别是次氯酸钠的有效氯含量较高。因此，进入后氧化反应罐中的氧化处理出水，仍有一定的氧化反应在进行。
10、该生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，通过混凝沉淀罐是一个带有慢速搅拌装置的塑料罐或塑料槽，9份后氧化罐出水中加入1份碱液，搅拌混合后，混合液自然沉淀，上清液即为将渗滤液浓缩液电化学氧化处理后的出水。
11、该生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，通过电渗析是由三个独立的电渗析膜堆组成的电渗析处理单元。电渗析处理工艺是一种在电场作用下的膜分离处理工艺。第一级电渗析(第一个电渗析膜堆)将盐度约20的水分离为盐度为5的低盐水和盐度为40的高盐水;第二级电渗析(第二个电渗析膜堆)将盐度约40的高盐水分离为盐度为70的浓盐水和盐度为10的低盐水(作为第一级电渗析淡水槽的补水);第三级电渗析(第三个电渗析膜堆)将盐度约5的低盐水分离为盐度小于0.5的淡水(符合循环冷却水补水标准)和盐度为10的低盐水(作为第一级电渗析淡水槽的补水)。
12、该生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，通过蒸发浓缩系统是一个将整个工艺过程中产生的废热气体与循环喷淋的浓盐水在一个箱体内进行气相液相接触，使浓盐水中的部分水份蒸发。蒸发后的水份通过冷凝器进行冷凝收集，冷凝水符合循环冷却水补水标准。浓盐水在该装置中进一步浓缩为盐度约25%的高浓度盐水。经蒸发浓缩后的水量大约为浓缩液原液(盐度约2%)水量的8%。
13、该生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，通过蒸发结晶系统是一个将蒸发结晶槽底板加热并保持在80℃，同时在蒸发结晶槽顶部将蒸发出的湿热气体排出至冷凝器进行冷凝收集，冷凝水符合循环冷却水补水标准。蒸发结晶槽的底板上形成结晶盐，可以利用垃圾焚烧发电厂的废热对蒸发结晶槽底板加热。
14、该生活垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学全量处理工艺，通过尾气消解系统的主要作用是将吸气罐排出的气体中含有的氧化性成份彻底消解，使排放气体合规达标。