一种处理垃圾渗滤液膜浓缩液的转盘式三维电芬顿装置

本发明属于垃圾渗滤液处理技术领域，具体涉及一种处理垃圾渗滤液膜浓缩液的转盘式三维电芬顿装置。

背景技术：

垃圾渗滤液是一种污染严重的废水，含有大量的有机物、氨氮、重金属及无机盐等复杂的污染物。近年来，虽然垃圾渗滤液处理技术有所发展，但是我国垃圾渗滤液排放标准也逐渐提高。为了满足这些排放标准，膜生物反应器(mbr)与纳滤(nf)或反渗透(ro)相结合的处理方法己经成为许多西欧国家和中国垃圾填埋场渗滤液处理的选择。虽然组合处理方法可以使处理后的垃圾渗滤液满足当地排放标准，但是膜截留了部分垃圾渗滤液中的污染物，形成膜浓缩液，其中被截留的膜浓缩液中含有大量的腐植酸和富里酸等大分子有机物，可生化性极差，很难被常规的生物处理法所降解，其中纳滤膜浓缩液是最常见的一种。通常，由压力驱动膜过程产生的膜浓缩渗滤液占进入的垃圾渗滤液总量的13-30％。由于难降解有机物、氨氮、重金属和无机盐的浓度较高，且可生化性极低，膜浓缩液的处理成为一个非常棘手的问题。

芬顿(fenton)方法是降解有机污染物的一种重要传统方法，主要依靠多种自由基氧化分解难降解废水中的污染物，但是，普通fenton法自身存在一定缺陷限制了其发展，比如投加亚铁盐和过氧化氢(h2o2)、h2o2不易保存且利用率不高、对污染物的矿化度不高、反应过程中会形成氢氧化铁絮凝物增加污泥量及后续污泥处理费用、药耗高昂等。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种处理垃圾渗滤液膜浓缩液的转盘式三维电芬顿装置，以解决目前芬顿处理垃圾渗滤液膜浓缩液技术存在的不足。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种处理垃圾渗滤液膜浓缩液的转盘式三维电芬顿装置，包括池体、圆形阳极板、圆形阴极板、装载三维电极的绝缘网状圆盘、驱动电机、轴承和直流电源；其中，

池体的顺转盘方向前段设置有进水渠，顺转盘方向后段设置有溢流槽，圆形阳极板和圆形阴极板平行设置，并通过绝缘材料和轴承固定在转轴上，直流电源通过轴承给两个极板供电，驱动电机用于驱动转轴带动两个极板旋转，绝缘网状圆盘套装在两个极板之间的转轴上，负载稀有金属芬顿催化剂的活性炭的三维电极和铁渣装载在绝缘网状圆盘上。

本发明进一步的改进在于，芬顿催化剂负载有钼、铁、镍或钨。

本发明进一步的改进在于，圆形阳极板为ti/pt阳极、ti/pbo2阳极、ti/ruo2-iro2电极或ti/iro2-ta2o5电极。

本发明进一步的改进在于，圆形阴极板为不锈钢或dsa电极。

本发明进一步的改进在于，三维电极和铁渣在绝缘网状圆盘上交错排列放置。

本发明进一步的改进在于，池体的底部设置污泥管。

本发明进一步的改进在于，三维电极采用石墨、活性炭或废弃钢渣制成。

本发明进一步的改进在于，圆形阳极板、圆形阴极板均距池体的池壁300mm。

本发明进一步的改进在于，绝缘网状圆盘距离两个极板350mm，设置有四个绝缘网状圆盘，每个绝缘网状圆盘间距200mm。

与传统三维电芬顿相比，本发明至少具有如下有益的技术效果：

(1)电芬顿在使用过程中往往会在极板(尤其是阴极板)上产生絮状物从而产生极板的结垢现象，若长时间不清除极板上的污垢，往往会造成电芬顿装置电压升高、电流效率降低。本发明通过极板旋转，实现水流不断冲刷，重力作用影响，在使用过程中有效避免极板结垢现象，保证装置持续，有效运行。

(2)通过转盘方式给阴极曝气充氧，一方面可以靠阴极旋转产生过氧化氢，来了一方面可以通过转盘旋转提高过氧化氢的产生效率，大大降低电芬顿成本，提高装置的传质效果，还能使阴阳极不断处于慢速旋转状态，增强均相芬顿反应，大幅削弱副反应的影响，提高反应效率。而采用传统曝气，容易出现因局部曝气强度不易控制而难以产生均相芬顿反应的不足，也容易破碎已形成的絮凝体。此外，在本发明中，旋转充氧使池体内水体状态稳定，产生污泥通过重力作用沉淀至池底，通过污泥管排出。

(3)通过转盘方式给阴极曝气充氧，通过增加阴极产生的自由基和反应液的混合接触机会，以及自由基和反应液中污染物之间的传质效率，产生的电芬顿氧化效果明显优于传统电芬顿氧化。

(4)负载有芬顿催化剂的三维电极，通过静电感应作用，粒子将会发生极化从而带电成为一个新的独立电极，提高传质效果，增加电流密度，增强电化学反应，同时会大大增强芬顿反应效果。此外与铁渣交错装载在绝缘网状圆盘上，避免了传统三维电芬顿中短路电流的发生，进一步保障了处理效果，同时不用外加铁，进一步降低药剂成本。此外，三维电极装载在绝缘网状圆盘上，当其出现失活时，更换快速，便利。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-池体；2-圆形阳极板；3-圆形阳极板；4-绝缘网状圆盘；5-铁渣；6-三维电极；7-驱动电机；8-轴承；9-污泥管；10-溢流槽；11-直流电源；12-进水渠。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明所述的一种处理垃圾渗滤液膜浓缩液的转盘式三维电芬顿装置，该装置由多孔圆盘电极板、装载三维电极6的绝缘网状圆盘4，负载稀有金属芬顿催化剂的活性炭、驱动电机7、轴承8、转轴、进水渠、污泥管9、出水溢流槽10和直流电源11组成。进水渠12设置在顺转盘方向前段，底部设置污泥管9，做绝缘处理。圆形阳极板2、圆形阴极板3距池壁300mm，通过绝缘材料固定在转轴上，直流电源11通过轴承8为圆形阳极板2、圆形阴极板3供电。

本发明所述的三维电极6可选用石墨、活性炭、废弃钢渣等，改性方法采用浸渍-焙烧法可制备负载型粒子电极，粒子电极粒径2mm-3mm，保证均匀状态下和铁渣5按照交错排列方式装载在绝缘网状圆盘4，绝缘网状圆盘4距离极板350mm，设置有四个绝缘网状圆盘4，每个绝缘网状圆盘4间距200mm，使用绝缘材料安装在转轴上，同圆形阳极板2和圆形阴极板3一同慢速旋转。

垃圾渗滤液膜浓缩液通过进水渠12进入池体1，随着电机带动绝缘网状圆盘4运动，在圆形阳极板2上发生直接氧化反应，在三维电极6同时发生直接氧化，有圆形阴极板3旋转产生过氧化氢、羟基自由基，与污水中的污染物进行间接反应，产生污泥沉入沉淀池底，由污泥管9排出，处理过垃圾渗滤液通过圆盘转动作用到达溢流槽10流出池体1。

本发明所述圆盘阳极为ti/pt阳极、ti/pbo2阳极、ti/ruo2-iro2电极或ti/iro2-ta2o5电极，所述圆盘阴极为不锈钢或dsa电极。

本发明相对于传统电芬顿法降低药剂、运行费用，结构简单，安装、维修方便，通过电解技术与生物转盘技术的结合，可提高垃圾渗滤液膜浓缩液处理效果。此外，通过利用极板旋转方式，对阴阳极板，三维电极进行冲刷，可保持极板的清洁，使反应连续，稳定运行。