一种垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理系统的制作方法

本实用新型涉及污水处理领域，尤其涉及一种垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理系统。

背景技术：

随着中国城市化建设的推进，垃圾年增长率已达到10％以上，每年产生近1.8亿吨城市垃圾。在我国，由于垃圾本身含水率就高，又有雨水、地表水和地下水的浸渗，造成垃圾渗沥液的产生量很大。

垃圾渗滤液的水质很复杂，一般含有高浓度有机物、重金属离子、高盐分、SS及氨氮。垃圾渗滤液不仅污染土壤及地表水源，还会对地下水造成污染。渗沥液的处理至今仍是城市垃圾填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。目前垃圾渗滤液的处理主要采用生物降解法+纳滤+反渗透组合技术。该组合处理工艺是我国垃圾渗沥液处理的主流工艺，虽有很多优点，如：解决了渗沥液中所含大量难降解的物质和毒性物质的深度处理问题，出水效果好、能达到GB16889-2008的标准，占地面积小。但随之而来的问题是，产生了25％左右膜浓缩液。浓缩液中富集大量难降解有机物、无机盐类以及微量重金属,传统工艺难以处理。与此同时，现有膜系统出水和浓缩液均已经过生化及MBR处理，水中的BOD几乎为零，特别是浓缩液，盐分很高，完全无法继续使用生化手段进行处理，继续使用其他膜系统虽然是有效的方法，但是同样又面临产水率低及新增浓缩液的问题。

目前垃圾厂垃圾渗滤液膜浓缩液采用的主要处理方法有：回流、蒸发烘干、焚烧等。将膜法浓缩液回流到垃圾填埋场、垃圾储坑或垃圾渗滤液储存池，长期循环会导致渗滤液中盐和有机物的富集，从而导致生化处理系统效果变差，增加膜法系统运行的负担及费用。蒸发烘干是将膜法浓缩液中可溶性固体与水分离，对蒸发器抗腐蚀性要求高，并且能耗大，运行成本较高。此外，膜法浓缩液中的部分有机物易挥发，蒸发过程处理不当易引起二次污染。焚烧过程耗能较大，此外产生的气体中含重金属、飞灰，需要进一步地尾气处理装置。如中国专利CN106348499A公开一种垃圾渗滤液浓缩液的处理方法，包括：(1)将垃圾渗滤液浓缩液加入装有催化剂A的电催化氧化装置，进行电催化氧化，反应1～6h得到处理液I；(2)将处理液I的pH值调节至10～11，加入氧化剂，氧化-混凝反应后静置10～60min、过滤，得到处理液Ⅱ；(3)将处理液Ⅱ的pH值调节至7～8，以质量空速为0.5～3h^-1流经固体催化剂床层反应器，出水排放，能有效去除浓缩液中的COD、总氮、色度和重金属离子。但该方法应用了电催化+混凝沉淀+湿式氧化的方法，工艺复杂，湿式氧化技术操作复杂、成本较高，目前仅处于实验室研发阶段，未实现工业大规模应用。中国专利CN106242163B公开了一种垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理方法，垃圾渗滤液膜法浓缩液依次经过复合软化混凝沉淀池、臭氧氧化反应器、水解池和厌氧MBR池，厌氧MBR池出水进入纳滤系统；纳滤系统处理得到的透过液经过压力接触氧化反应器处理后，直接排放或经多介质过滤器过滤后排放；纳滤系统处理得到的浓缩液与垃圾渗滤液混合，经生化、MBR、膜法浓缩处理后得到的浓缩液再循环进入复合软化混凝沉淀池及后续操作。该方法适用于垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理，但该工艺占地面积较大，流程复杂，污染物富集严重。

综上，发明人发现如何能够有效处理垃圾渗滤液膜浓缩液体是急需解决的问题。

技术实现要素：

基于现有技术所存在的问题，本实用新型的目的是提供一种垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理系统，使膜法浓缩液的处理效果稳定可靠，具有较低的运行成本和较高的去除效率，出水能够实现达标排放。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型实施方式提供一种垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理系统，包括：

多级混凝气浮装置、曝气氧化装置和电催化氧化装置；其中，

所述多级混凝气浮装置分别设有纳滤浓水入口、过滤液出口和滤渣出口；

所述多级混凝气浮装置的过滤液出口依次与所述曝气氧化装置和电催化氧化装置连接；

所述曝气氧化装置设有气体进口；

所述电催化氧化装置分别设有反渗透浓水进水管、进水口、抽气口和达标出水口，所述抽气口与所述曝气氧化装置的气体进口连接；所述反渗透浓水进水管与所述进水口连接。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的处理垃圾渗滤液膜法浓缩液的系统，其有益效果为：

通过设置依次连接的多级混凝气浮装置、曝气氧化装置和电催化氧化装置，不仅工艺简单，且运行成本较低，实现了膜浓缩液体的达标处理；由于采用多级混凝气浮装置，能通过加药混凝的方式，去除大分子有机污染物和色度，有效降低后续处理的负荷，提高了系统的处理速度和经济性；通过电催化氧化装置产生的气体通入曝气氧化装置，由气体中氯气等气体的氧化作用，降低水中的有机物含量，降低电催化氧化装置的负荷，实现了气体的综合利用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型实施例提供的垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理系统构成示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电催化氧化装置的主视图；

图3为本实用新型实施例提供的电催化氧化装置的俯视图；

图中：1-多级混凝气浮装置；2-曝气氧化装置；3-电催化氧化装置；31-阳极板；32-阴极板；33-加药口；34-进水口；35-排渣口；36-喷淋头；37-抽气口；38-达标出水口；39-阴极；310-阳极；311-出水口；A-纳滤浓水入口；B-反渗透浓水进水管；C-达标出水口；D-滤渣出口；E-气体进口；F-抽气口。

具体实施方式

下面结合本实用新型的具体内容，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。本实用新型实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

如图所示，本实用新型实施例提供一种垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理系统，能使膜法浓缩液的处理效果稳定可靠，具有较低的运行成本和较高的去除效率，出水能够实现达标排放，包括：

多级混凝气浮装置、曝气氧化装置和电催化氧化装置；其中，

所述多级混凝气浮装置分别设有纳滤浓水入口、过滤液出口和滤渣出口；

所述多级混凝气浮装置的过滤液出口依次与所述曝气氧化装置和电催化氧化装置连接；

所述曝气氧化装置设有气体进口；

所述电催化氧化装置分别设有反渗透浓水进水管、进水口、抽气口和达标出水口，所述抽气口与所述曝气氧化装置的气体进口连接；所述反渗透浓水进水管与所述进水口连接。

如图2、3所示，上述处理系统中，电催化氧化装置包括：

反应器本体、阳极板组件、阴极板组件、加药口、反渗透浓水进水管、进水口、排渣口、喷淋头组件、抽气口和达标出水口；其中，

所述反应器本体一端分别设置加药口、进水口和排渣口，另一端分别设置抽气口和达标出水口；

所述反渗透浓水进水管与所述进水口连接；

所述反应器本体内分别设置阳极板组件和阴极板组件，所述阳极板组件的各阳极与所述阴极板组件的各阴极分别交错设置形成折返结构水流通道，该折返结构水流通道的前端入口分别与所述进水口和加药口连接，该折返结构水流反应通道的后端出口与所述达标出水口连接；所述折返结构水流反应通道的底部设有多个排渣出口，各排渣出口均与所述排渣口连接；

所述反应器本体内的顶部设置所述喷淋头组件，所述喷淋头组件处于所述阳极板组件和阴极板组件的上方。

上述电催化氧化装置中，阳极板组件由竖直并列间隔设置的多个阳极板组成，所述阳极板的数量为N，N等于15～50；

所述阴极板组件由竖直并列间隔设置的多个阴极板组成，所述阴极板的数量为N+1，N等于15～50；

所述阳极板组件的各阳极板与阴极板组件的各阴极板相对插设成相邻两个阳极板之间插设一个阴极板的结构，该结构内形成折返结构水流反应通道，阳极板与阴极板之间的距离为1～3cm。

上述电催化氧化装置中，阳极板组件的阳极板采用两面均镀有多孔纳米催化材料的钛电极，这种阳极板效率高；阴极为不锈钢极板，成本较低。

所述阴极板组件的阴极采用不锈钢电极。

上述电催化氧化装置中，加药口、进水口和排渣口从上至下依次排列设在所述反应器本体的前端，所述加药口设在所述反应器本体前端的中间部位，所述排渣口设在所述反应器本体前端的底部，所述进水口处于所述加药口与所述排渣口之间的反应器本体的前端上；

所述抽气口和达标出水口分别从上至下设在所述反应器本体的后端，所述抽气口设在所述反应器本体后端的顶部，所述达标出水口设在所述反应器本体后端的底部。

上述电催化氧化装置中，喷淋头组件由多个喷淋头组成，多个喷淋头均匀分布设在所述反应器本体内的顶部，处于所述阳极板组件与阴极板组件上方。

上述电催化氧化装置中，阳极板组件与阴极板组件的底部分隔为多个反应区，多个反应区经各反应区本体内底部与所述排渣口连接。具体是，在反应器本体内底部与阳极板组件和阴极板组件之间设置分隔为多段的横隔板，各横隔板与其上方的一个电极板(可以是阳极板，也可以是阴极板)连接，在多段横隔板上方与阳极板组件与阴极板组件的底部之间分成多个反应区，各反应区分别经该反应区底部两个横隔板之间的空隙经各横隔板下方的整体区域与排渣口连通，该结构中，极板(指阳极组件的阳极板与阴极组件的阴极板)与横隔板之间的空隙小于0.3CM，能确保所处理污水在极板间形成折流运动。这种结构避免了在反应器本体底部内没有分成多个反应区时，所处理的浓水会在极板与反应区内底部的空隙之间从前端直接流到后端，未穿过阴、阳极板之间形成的折返结构水流反应通道，即没有在极板之间的折流反应而造成短流。优选的，多个反应区为三个，既能保证反应效果，又能简化结构。可以知道，反应区的数量可以根据反应器本体横向尺寸设置，若尺寸大，可以设置较多数量的反应器，尺寸小，可以设置较少数量的反应器。

上述结构的催化氧化装置，由于内部设有折返结构水流通道，较小体积就能保证反应效果，占地较小，规模集成化较高，且电催化氧化装置基本不需要土建，节约了土地成本。

上述处理系统中，多级混凝气浮装置包括：四级反应池，各级反应池均设有搅拌装置；

四级反应池中，第一级级反应池设有碱性物质投加装置，第二级反应池设有混凝剂投加装置，第三级反应池设有聚丙烯酰胺高分子絮凝剂投加装置，第四级反应池为气浮池。

上述处理系统中，各装置均可与控制装置电气连接，实现远程控制，提高自动化程度，减少了人工控制成本。

参见图1，本实用新型实施例还提供一种垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理方法，采用上述的垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理系统，包括以下步骤：

混凝气浮处理：使所处理纳滤浓水进入多级混凝气浮装置中经加入的碱性物质、混凝剂和絮凝剂反应以及气浮反应，通过絮凝沉淀和微气泡气浮，去除大分子有机污染物和色度；

曝气氧化处理：混凝气浮处理后的出水进入曝气氧化装置中，与电催化氧化装置产生的气体在曝气氧化装置进行反应，通过氧化性气体氧化，降低浓水中的有机物；

电催化氧化处理：曝气氧化处理后出水和反渗透浓水直接进入电催化氧化装置，在所述电催化氧化装置内电催化下通过电子直接氧化和副产物间接氧化，出水达到排放标准由达标出水口外排。

上述处理方法的混凝气浮处理中，多级混凝气浮装置的四级反应池中，第一级级反应池设有碱性物质投加装置，所投加的碱性物质为液碱或碳酸钠，投加量为100～2000mg/L；第二级反应池设有混凝剂投加装置，所投加的混凝剂为硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、氯化铁一种或者几种聚合物，混凝剂的投加量为100～2000mg/L；第三级反应池设有聚丙烯酰胺高分子絮凝剂投加装置，所投加的聚丙烯酰胺高分子絮凝剂的投加量为1～15mg/L；

所述电催化氧化处理中，电催化氧化装置的电流密度为10～20mA/cm²，水力停留时间控制在10～40min；经所述电催化氧化装置的加药口投加H2O2。

本实用新型处理的浓水来自纳滤系统的浓水和反渗透系统的浓水，垃圾渗滤液经过预处理系统、UASB厌氧反应系统、AO反应系统、MBR反应系统、纳滤系统、反渗透系统，反渗透出水能达到北京市的地方排放标准(DB11/307-2013)的要求，纳滤浓水进入多级混凝气浮装置、曝气氧化装置、电催化氧化装置依次进行处理，实现浓水的达标处理，反渗透出水可直接进入电催化氧化装置处理。本实用新型的垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，不仅安全节能高效，电催化氧化装置还能获得氯气等氧化性气体，将其可以通入曝气氧化装置，实现杀菌降解有机物。

下面对本实用新型实施例具体作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供的垃圾渗滤液膜浓缩液的处理系统，主要结构如图1所示，包括：依次相连的多级混凝气浮装置1、曝气氧化装置2和电催化氧化装置3，多级混凝气浮装置、曝气氧化装置、电催化氧化装置，电催化氧化装置的抽气与曝气氧化装置的气体进口相连。

电催化氧化装置的主视图如图2所示，包括：反应器本体、阳极板31、阴极板32、加药口33、进水口34、排渣口35、喷淋头组件36、抽气口37和达标出水口38；电催化氧化装置的俯视图如图3所示，其中，阴极板32、阳极板31、达标出水口38；曝气氧化装置出水和反渗透浓水从进水口34进入电催化氧化装置，按照图3所示折流方式依次流过阴极板和阳极板之间的折返结构水流反应通道，最后在达标出水口38流出。电催化氧化装置的阴极板32为不锈钢电极，所述阳极板31为钛电极，钛电极两面均镀有多孔纳米催化材料。所述阳极板数为N(N＝15～50)，阴极板的个数为N+1；阳极板和阴极板之间的距离为1～3cm。阳极板与阴极板是交替间隔且相对设置，流体在反应器本体内为折流流动。

进一步地，所述电催化氧化装置内顶部设有均匀分布的喷淋头组件35，喷淋头组件35由多个喷淋头组成，用于阴、阳极板的洗涤；所述装置上部设有抽气口37，用于电催化氧化反应时产生的气体的收集；底部设有排渣口35，用于排出反应中产生的杂质固体，排渣口35的结构将反应其分为几个反应区，防止短流的产生。所述装置进水口上端设有加药口33，可以添加不同量的H2O2作为氧化剂，用于提高反应效率。

上述处理系统，能实现混凝气浮加曝气氧化加电催化氧化的处理工艺，大幅度降低了废水的COD，同时避免了附加污染物的产生，而电催化氧化装置产生的气体直接通入曝气氧化装置，实现了气体的综合利用。

本实用新型的垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，所处理的浓水来自纳滤系统的浓水和反渗透系统的浓水(垃圾渗滤液经过的处理流程为：预处理系统、UASB厌氧反应系统、AO反应系统、MBR反应系统、纳滤系统、反渗透系统)，浓水的具体处理步骤如下：

步骤a，混凝气浮处理：在废水中加入混凝剂，通过絮凝沉淀作用和微气泡的气浮作用，去除大分子有机污染物和色度；

步骤b，曝气氧化处理：混凝出水与电催化氧化装置产生的气体在曝气氧化装置进行反应，通过氧化性气体的氧化作用，浓水中有机物的浓度进一步降低；

步骤c，电催化氧化处理：曝气氧化出水和反渗透浓水直接进入电催化氧化装置，通过电子的直接氧化和副产物的间接氧化作用，出水达到排放标准。

优选的，上述方法的混凝气浮步骤a中，加入絮凝剂絮凝，采用的絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁中的一种或几种，投加量为100～2000mg/L之间，采用的工艺为浅层离子气浮工艺，气泡直径为1um左右。

优选的，上述方法的曝气氧化步骤b中，气体也可以加入外部的臭氧、氯气等气体。

优选的，上述方法的电催化氧化步骤c中，电催化氧化反应中可以投加氧化剂，氧化剂为双氧水，氧化剂的投加质量为50～500mg/L。

实施例1

本实施例提供垃圾渗滤液膜浓缩液的处理系统，其处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法包括以下步骤：

某垃圾厂渗滤液纳滤浓水，pH＝7.51，COD含量3462mg/L，氨氮含量19.8mg/L，电导率21×10³us/cm，SS含量7.2mg/L，硬度7800mg/L：

(a)混凝气浮处理：纳滤系统浓水通入多级混凝气浮的混凝池，加入200mg/L液碱，加入1000mg/L的聚合硫酸铁，10mg/L的聚丙烯酰胺，通过絮凝沉淀作用，去除大分子有机污染物和色度，气浮池为浅层离子气浮，气泡大小为1um左右，混凝气浮出水pH＝8.8，COD含量1500mg/L，氨氮含量15mg/L，电导率20×10³us/cm，SS含量11mg/L，硬度5500mg/L；

(b)曝气氧化处理：混凝出水与电催化氧化装置产生的气体在曝气氧化装置进行反应，浓水中有机物的浓度进一步降低，pH＝7.0，COD含量986mg/L，氨氮含量13mg/L，电导率21×10³us/cm，SS含量10mg/L，硬度4890mg/L；

(c)电催化氧化处理：曝气氧化装置出水进入电催化氧化装置，电催化氧化装置中电流密度为20mA/cm2，停留时间控制在30min，阴、阳极板间距为2cm，双氧水加药量为200mg/L，出水pH＝6.9，COD含量26mg/L，氨氮含量1mg/L，电导率18×10³us/cm，SS含量3mg/L，硬度1850mg/L。

实施例2

本实施例提供垃圾渗滤液膜浓缩液的处理系统，其处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法包括以下步骤：

某垃圾厂渗滤液反渗透浓水原液，pH＝7.47，COD含量120mg/L，氨氮含量3mg/L，电导率30×10³us/cm，SS含量8mg/L，硬度1460mg/L；

(1)电催化氧化处理：反渗透浓水直接进入电催化氧化装置，电催化氧化装置中电流密度为20mA/cm2，停留时间控制在40min，阴、阳极板间距在2cm，双氧水加药量为100mg/L，出水pH＝6.9，COD含量20mg/L，氨氮含量2mg/L，电导率21×10³us/cm，SS含量5mg/L，硬度1150mg/L。

实施例3

本实施例提供垃圾渗滤液膜浓缩液的处理系统，其处理垃圾渗滤液膜浓缩液的方法包括以下步骤：

某垃圾厂渗滤液纳滤浓水，pH＝7.1，COD含量4568mg/L，氨氮含量18mg/L，电导率20×10³us/cm，SS含量12mg/L，硬度6800mg/L：

(a)混凝气浮处理：纳滤系统浓水通入多级混凝气浮装置的混凝池，加入200mg/L液碱，加入2000mg/L的聚合硫酸铁，10mg/L的聚丙烯酰胺，通过絮凝沉淀作用，去除大分子有机污染物和色度，气浮池为浅层离子气浮，气泡大小为1um左右，混凝气浮出水pH＝8.6，COD含量1680mg/L，氨氮含量14mg/L，电导率21×10³us/cm，SS含量10mg/L，硬度4900mg/L；

(b)曝气氧化处理：混凝出水与电催化氧化装置产生的气体在曝气氧化装置进行反应，浓水中有机物的浓度进一步降低，pH＝7.3，COD含量1258mg/L，氨氮含量11mg/L，电导率20×10³us/cm，SS含量10mg/L，硬度4500mg/L；

(c)电催化氧化处理：曝气氧化装置出水进入电催化氧化装置，电催化氧化装置中电流密度为20mA/cm2，停留时间控制在50min，阴、阳极板间距在2cm，双氧水加药量为200mg/L，出水pH＝7.1，COD含量29mg/L，氨氮含量1mg/L，电导率18×10³us/cm，SS含量5mg/L，硬度3850mg/L。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。