一种电解法深度处理垃圾渗滤液的方法与流程

本发明涉及一种废水处理方法，特别是涉及一种电解法深度处理垃圾渗滤液的方法。

背景技术：

垃圾渗滤液是一种有机物浓度高、成分复杂难处理的废水。目前，垃圾渗滤液常采用uasb-硝化-反硝化-mbr膜的预处理方式，经过生化预处理后的处理处置方式可分为三类：一是转移处置，包括外运和回灌等；二是减量处理，包括纳滤、反渗透等；三是化学处理，包括混凝沉淀、电絮凝、高级氧化等技术。常采用膜分离技术，但膜分离后产生的浓相废水需进一步处理，这是一个难题。高级氧化工艺能够对渗滤液中的有机物进行较为高效的去除。电化学氧化法作为高级氧化工艺的一种，由于其高效便捷，前期投入和后期运营维护低成本等特点，使其在处理垃圾渗滤液过程中受到越来越多的关注和应用。

目前，采用单个的三维电解装置对生化预处理后的废水进行处理，其中难降解的有机污染物去除率较低，很难达标排放。

技术实现要素：

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种电解法深度处理垃圾渗滤液的方法，该方法能够提高难降解污染物的去除率，适用于高浓度的垃圾渗滤液的深度处理。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种电解法深度处理垃圾渗滤液的方法，采用串联排布的调节池、提升泵、一级电解槽、二级电解槽、三级电解槽和沉淀池对渗滤液进行处理，在所述一级电解槽的进液口处和所述三级电解槽的进液口处均设有加药缓冲池，所述渗滤液处理过程如下：一)通过在提升泵和一级电解槽的连接管路上添加酸或碱，使进入一级电解槽加药缓冲池的渗滤液的ph值为2～3；二)在一级电解槽加药缓冲池中投加硫酸亚铁和双氧水，双氧水按照渗滤液中cod质量浓度的1.5～2倍投加，硫酸亚铁与双氧水投加量的摩尔比为1：3～8；在所述一级电解槽中渗滤液与硫酸亚铁和双氧水进行电催化氧化反应和芬顿反应，控制所述电催化氧化反应和芬顿反应的时间为30～40min，控制所述一级电解槽内的电流密度为6～10ma/cm²；在所述一级电解槽内排列有多片阳极板ⅰ和多片阴极板ⅰ，所述阳极板ⅰ和所述阴极板ⅰ交替排布，其中排布在所述一级电解槽一端的阳极板ⅰ与脉冲电源ⅰ的正极相连，排布在所述一级电解槽另一端的阴极板ⅰ与所述脉冲电源ⅰ的负极相连，所述阳极板ⅰ为钛合金电极，所述阴极板ⅰ为不锈钢电极，相邻的所述阳极板ⅰ和所述阴极板ⅰ的间距为2～4cm，在所述一级电解槽内填充有煤质柱状活性炭粒子电极ⅰ，在所述一级电解槽的底部设有布气板ⅰ，在所述布气板ⅰ的下方设有曝气室ⅰ，在所述曝气室ⅰ上设有与空气泵ⅰ连接的进气口ⅰ，所述空气泵ⅰ的曝气量为5～10l/min；三)所述一级电解槽的电解液进入所述二级电解槽进行电催化氧化反应，控制所述电催化氧化时间为10～15min，控制所述二级电解槽内的电流密度为8～15ma/cm²；在所述二级电解槽内排列有多片阳极板ⅱ和多片阴极板ⅱ，所述阳极板ⅱ和所述阴极板ⅱ交替排布，所有所述阳极板ⅱ均与直流电源的正极相连，所有所述阴极板ⅱ均与所述直流电源的负极相连，所述阳极板ⅱ为钛基釕铱涂层电极，所述阴极板ⅱ为不锈钢电极，相邻的所述阳极板ⅱ和所述阴极板ⅱ的间距为5～10cm，所述二级电解槽内填充有煤质柱状活性炭粒子电极ⅱ；在所述二级电解槽的底部设有布气板ⅱ，在所述布气板ⅱ的下方设有曝气室ⅱ，在所述曝气室ⅱ上设有与空气泵ⅱ连接的进气口ⅱ，所述空气泵ⅱ的曝气量为5～10l/min；四)通过在所述二级电解槽和所述三级电解槽的连接管路上添加酸或碱，使从所述二级电解槽进入三级电解槽加药缓冲池的电解液的ph值为3～4；在三级电解槽加药缓冲池中投加硫酸亚铁和双氧水，双氧水按照渗滤液中cod质量浓度的0.8～1.2倍投加，硫酸亚铁与双氧水投加量的摩尔比为1：8～13；在所述三级电解槽中渗滤液与硫酸亚铁和双氧水发生芬顿、电催化氧化和电絮凝反应，控制所述芬顿、电催化氧化和电絮凝反应的时间为30～40min；控制所述三级电解槽内的电流密度为25～50ma/cm²；在所述三级电解槽内排列有多片阳极板ⅲ和多片阴极板ⅲ，所述阳极板ⅲ和所述阴极板ⅲ交替排布，所有所述阳极板ⅲ均与脉冲电源ⅱ的正极相连，所有所述阴极板ⅲ均与所述脉冲电源ⅱ的负极相连，所述阳极板ⅲ为ta6电极，所述阴极板ⅲ为不锈钢电极，相邻的所述阳极板ⅲ和所述阴极板ⅲ的间距为3～6cm，所述三级电解槽内填充有煤质柱状活性炭粒子电极ⅲ；在所述三级电解槽的底部设有布气板ⅲ，在所述布气板ⅲ的下方设有曝气室ⅲ，在所述曝气室ⅲ上设有与空气泵ⅲ连接的进气口ⅲ，所述空气泵ⅲ的曝气量为5～10l/min；五)所述三级电解槽的电解液进入所述沉淀池进行沉淀分离。

所述沉淀池为竖流式沉淀池，采用锥型结构。

本发明具有的优点和积极效果是：1)一级电解槽中添加硫酸亚铁和过氧化氢在酸性条件下发生的芬顿反应与脉冲高压下的电催化氧化反应产生叠加效应，促进了环状和长链难降解有机污染物的氧化分解，大幅提高废水的可生化性；2)二级电解槽通过加入曝气，促进了h2o2和羟基自由基等强氧化性物质生成，渗滤液中的有机物在此被大部分去除；3)三级电解槽采用单极式连接方式，并加入少量硫酸亚铁和过氧化氢，在低电压较大电流的条件下，通过装置中少量al离子的析出形成的电絮凝反应，与芬顿反应、电催化氧化反应进一步去除废水中的溶解性、胶体和悬浮态有机物，使有机物去除更加彻底，废水达标排放；综上所述，本方法依次通过芬顿反应、电催化氧化和电絮凝反应等对渗滤液中不同结构的难降解有机物进行去除，降低了渗滤液的生物毒性，适用于不同水质的垃圾渗滤液处理，对难降解有机物去除率较高，处理效果稳定可靠，过程简单。

附图说明

图1为本发明应用的结构示意图；

图2为本发明采用的一级电解槽的结构示意图；

图3为本发明采用的二级电解槽的结构示意图；

图4为本发明采用的三级电解槽的结构示意图。

图中：1、调节池，2、提升泵，3、加药口ⅰ，4、一级电解槽，4-1、一级电解槽加药缓冲池，4-2、进气口ⅰ，4-3、阳极板ⅰ，4-4、阴极板ⅰ，4-5、煤质柱状活性炭粒子电极ⅰ，4-6、脉冲电源ⅰ，4-7、布气板ⅰ，5-1、空气泵ⅰ，5-2、空气泵ⅱ，5-3、空气泵ⅲ，6、二级电解槽，6-1、进气口ⅱ，6-2、阳极板ⅱ，6-3、阴极板ⅱ，6-4、煤质柱状活性炭粒子电极ⅱ，6-5、直流电源，6-6、布气板ⅱ，7、加药口ⅱ，8、三级电解槽，8-1、三级电解槽加药缓冲池，8-2、进气口ⅲ，8-3、阳极板ⅲ，8-4、阴极板ⅲ，8-5、煤质柱状活性炭粒子电极ⅲ，8-6、脉冲电源ⅱ，8-7、布气板ⅲ，9、沉淀池，10、出液口。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1～图4，一种电解法深度处理垃圾渗滤液的方法，采用串联排布的调节池1、提升泵2、一级电解槽4、二级电解槽6、三级电解槽8和沉淀池9对渗滤液进行处理，在所述一级电解槽4的进液口处和所述三级电解槽8的进液口处均设有加药缓冲池，渗滤液处理过程如下：

一)通过在提升泵2和一级电解槽4的连接管路上添加酸或碱，使进入一级电解槽加药缓冲池4-1的渗滤液的ph值为2～3。具体实现方式为：在提升泵2和一级电解槽4的连接管路上设有加药口ⅰ3，在加药口ⅰ3上连接有碱加药系统ⅰ和酸加药系统ⅰ。

二)在一级电解槽加药缓冲池4-1中投加硫酸亚铁和双氧水，双氧水按照渗滤液中cod质量浓度的1.5～2倍投加，硫酸亚铁与双氧水投加量的摩尔比为1：3～8；在所述一级电解槽4中渗滤液与硫酸亚铁和双氧水进行电催化氧化反应和芬顿反应，控制所述电催化氧化反应和芬顿反应的时间为30～40min，控制所述一级电解槽4内的电流密度为6～10ma/cm²。

在所述一级电解槽4内排列有多片阳极板ⅰ4-3和多片阴极板ⅰ4-4，所述阳极板ⅰ4-3和所述阴极板ⅰ4-4交替排布，其中排布在所述一级电解槽4一端的阳极板ⅰ4-3与脉冲电源ⅰ4-6的正极相连，排布在所述一级电解槽4另一端的阴极板ⅰ4-4与所述脉冲电源ⅰ4-6的负极相连，所述阳极板ⅰ4-3为钛合金电极，所述阴极板ⅰ4-4为不锈钢电极，相邻的所述阳极板ⅰ4-3和所述阴极板ⅰ4-4的间距为2～4cm，在所述一级电解槽4内填充有煤质柱状活性炭粒子电极ⅰ4-5，在所述一级电解槽4的底部设有布气板ⅰ4-7，在所述布气板ⅰ4-7的下方设有曝气室ⅰ，在所述曝气室ⅰ上设有与空气泵ⅰ5-1连接的进气口ⅰ4-2，所述空气泵ⅰ5-1的曝气量为5～10l/min。

三)所述一级电解槽4的电解液进入所述二级电解槽6进行电催化氧化反应，控制所述电催化氧化时间为10～15min，控制所述二级电解槽内的电流密度为8～15ma/cm²；在所述二级电解槽6内排列有多片阳极板ⅱ6-2和多片阴极板ⅱ6-3，所述阳极板ⅱ6-2和所述阴极板ⅱ6-3交替排布，所有所述阳极板ⅱ6-2均与直流电源6-5的正极相连，所有所述阴极板ⅱ6-3均与所述直流电源6-5的负极相连，所述阳极板ⅱ6-2为钛基釕铱涂层电极，所述阴极板ⅱ6-3为不锈钢电极，相邻的所述阳极板ⅱ6-2和所述阴极板ⅱ6-3的间距为5～10cm，所述二级电解槽6内填充有煤质柱状活性炭粒子电极ⅱ6-4；在所述二级电解槽6的底部设有布气板ⅱ6-6，在所述布气板ⅱ6-6的下方设有曝气室ⅱ，在所述曝气室ⅱ上设有与空气泵ⅱ5-2连接的进气口ⅱ6-1，所述空气泵ⅱ5-2的曝气量为5～10l/min。

四)通过在所述二级电解槽6和所述三级电解槽8的连接管路上添加酸或碱，使从所述二级电解槽6进入三级电解槽加药缓冲池8-1的电解液的ph值为3～4。具体实现方式为：在二级电解槽6和所述三级电解槽8的连接管路上设有加药口ⅱ7，在加药口ⅱ7上连接有碱加药系统ⅱ和酸加药系统ⅱ。在三级电解槽加药缓冲池8-1中投加硫酸亚铁和双氧水，双氧水按照渗滤液中cod质量浓度的0.8～1.2倍投加，硫酸亚铁与双氧水投加量的摩尔比为1：8～13；在所述三级电解槽8中渗滤液与硫酸亚铁和双氧水发生芬顿、电催化氧化和电絮凝反应，控制所述芬顿、电催化氧化和电絮凝反应的时间为30～40min；控制所述三级电解槽8内的电流密度为25～50ma/cm²；在所述三级电解槽8内排列有多片阳极板ⅲ8-3和多片阴极板ⅲ8-4，所述阳极板ⅲ8-3和所述阴极板ⅲ8-4交替排布，所有所述阳极板ⅲ8-3均与脉冲电源ⅱ8-6的正极相连，所有所述阴极板ⅲ8-4均与所述脉冲电源ⅱ8-6的负极相连，所述阳极板ⅲ8-3为ta6电极，所述阴极板ⅲ8-4为不锈钢电极，相邻的所述阳极板ⅲ8-3和所述阴极板ⅲ8-4的间距为3～6cm，所述三级电解槽8内填充有煤质柱状活性炭粒子电极ⅲ8-5；在所述三级电解槽8的底部设有布气板ⅲ8-7，在所述布气板ⅲ8-7的下方设有曝气室ⅲ，在所述曝气室ⅲ上设有与空气泵ⅲ5-3连接的进气口ⅲ8-2，所述空气泵ⅲ5-3的曝气量为5～10l/min。

五)所述三级电解槽8的电解液进入所述沉淀池9进行沉淀分离。

在本实施例中，所述沉淀池9为竖流式沉淀池，采用锥型结构。

本发明的应用实例：

实施例1：

垃圾渗滤液预处理mbr出水取自天津市某垃圾填埋场，其主要特性为：cod浓度2500mg/l，氨氮浓度40mg/l，ph＝6。

首先进入一级电解槽加药缓冲池4-1的渗滤液的ph值调节为2，然后在所述一级电解槽加药缓冲池4-1中投加硫酸亚铁和双氧水，双氧水按照渗滤液中cod质量浓度的1.5倍投加，硫酸亚铁与双氧水投加量的摩尔比为1：3；打开空气泵ⅰ5-1，控制其曝气量为5l/min，调节电流和电压值，使电解槽内电流密度6ma/cm²，在所述一级电解槽4中渗滤液与硫酸亚铁和双氧水进行电催化氧化反应和芬顿反应，控制所述电催化氧化反应和芬顿反应的时间为30min，待反应结束后，一级电解槽的电解液从出液口排出，进入二级电解槽6，在所述二级电解槽6中，打开空气泵ⅱ5-2，控制其曝气量为5～10l/min，调节电流和电压值，使二级电解槽9内的电流密度为8ma/cm²，进行电催化氧化反应10min，通过直接氧化和间接氧化将有机物分解。二级电解槽的电解液从出液口排出，调节ph值，使进入三级电解槽加药缓冲池8-1中的电解液的ph值为3，在三级电解槽加药缓冲池8-1中投加硫酸亚铁和双氧水，双氧水按照渗滤液中cod质量浓度的0.8倍投加，硫酸亚铁与双氧水投加量的摩尔比为1：8；打开空气泵ⅲ5-3，控制其曝气量为5l/min，调节电流和电压值，控制所述三级电解槽8内的电流密度为25ma/cm²，使三级电解槽10内发生芬顿、电催化氧化和电絮凝反应，控制所述芬顿、电催化氧化和电絮凝反应的时间为30min，待反应结束后，三级电解槽的电解液从出液口排出进入沉淀池9，在沉淀池9中静置一设定时间后，上清液通过出液口10排出，出液cod浓度为120mg/l，氨氮浓度为20mg/l。

在本实施例中，相邻的所述阳极板ⅰ4-3和所述阴极板ⅰ4-4的间距为2cm，相邻的所述阳极板ⅱ6-2和所述阴极板ⅱ6-3的间距为5cm，相邻的所述阳极板ⅲ8-3和所述阴极板ⅲ8-4的间距为3cm。

实施例2：

垃圾渗滤液预处理mbr出水取自天津市某垃圾填埋场，其主要特性为：cod浓度3400mg/l，氨氮浓度60mg/l，ph＝6。

首先进入一级电解槽加药缓冲池4-1的渗滤液的ph值调节为3，然后在所述一级电解槽加药缓冲池4-1中投加硫酸亚铁和双氧水，双氧水按照渗滤液中cod质量浓度的2倍投加，硫酸亚铁与双氧水投加量的摩尔比为1：8；打开空气泵ⅰ5-1，控制其曝气量为10l/min，调节电流和电压值，使电解槽内电流密度10ma/cm²，在所述一级电解槽4中渗滤液与硫酸亚铁和双氧水进行电催化氧化反应和芬顿反应，控制所述电催化氧化反应和芬顿反应的时间为40min，待反应结束后，一级电解槽的电解液从出液口排出，进入二级电解槽6，在所述二级电解槽6中，打开空气泵ⅱ5-2，控制其曝气量为10l/min，调节电流和电压值，使二级电解槽9内的电流密度为15ma/cm²，进行电催化氧化反应15min，通过直接氧化和间接氧化将有机物分解。二级电解槽的电解液从出液口排出，调节ph值，使进入三级电解槽加药缓冲池8-1中的电解液的ph值为4，在三级电解槽加药缓冲池8-1中投加硫酸亚铁和双氧水，双氧水按照渗滤液中cod质量浓度的1.2倍投加，硫酸亚铁与双氧水投加量的摩尔比为1：13；打开空气泵ⅲ5-3，控制其曝气量为10l/min，调节电流和电压值，控制所述三级电解槽8内的电流密度为50ma/cm²，使三级电解槽10内发生芬顿、电催化氧化和电絮凝反应，控制所述芬顿、电催化氧化和电絮凝反应的时间为40min，待反应结束后，三级电解槽的电解液从出液口排出进入沉淀池9，在沉淀池9中静置一设定时间后，上清液通过出液口10排出，出液cod浓度为150mg/l，氨氮浓度为28mg/l。

在本实施例中，相邻的所述阳极板ⅰ4-3和所述阴极板ⅰ4-4的间距为4cm，相邻的所述阳极板ⅱ6-2和所述阴极板ⅱ6-3的间距为10cm，相邻的所述阳极板ⅲ8-3和所述阴极板ⅲ8-4的间距为6cm。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。