CN109502841A

CN109502841A - 一种垃圾渗滤液的深度处理耦合装置及其耦合工艺

Info

Publication number: CN109502841A
Application number: CN201811473167.4A
Authority: CN
Inventors: 何頔; 徐剑晖; 赵建树; 周鸿波
Original assignee: Guangdong University of Technology
Current assignee: Guangdong University of Technology
Priority date: 2018-12-04
Filing date: 2018-12-04
Publication date: 2019-03-22

Abstract

本发明提供一种垃圾渗滤液的深度处理耦合装置及其耦合工艺，该耦合装置包括：电絮凝装置、一级微滤陶瓷膜装置、二级超滤陶瓷膜装置；电絮凝装置通过第一水泵与一级微滤陶瓷膜装置连接；一级微滤陶瓷膜装置通过第二水泵与二级超滤陶瓷膜装置连接；二级超滤陶瓷膜装置的超滤陶瓷膜的膜孔径小于一级微滤陶瓷膜装置的微滤陶瓷膜的膜孔径。本发明的垃圾渗滤液的深度处理耦合装置通过设置电絮凝装置、一级微滤陶瓷膜装置，二级超滤陶瓷膜装置依次对经过生化处理未达标排放的垃圾渗滤液进行电絮凝、一次过滤和二次过滤，即可得到达标排放的垃圾渗滤液，整个耦合装置简单、前期投资、运行、维护成本低。

Description

一种垃圾渗滤液的深度处理耦合装置及其耦合工艺

技术领域

本发明涉及垃圾渗滤液处理技术领域，特别涉及一种垃圾渗滤液的深度处理耦合装置及其耦合工艺。

背景技术

处理垃圾渗滤液的工艺方法包括生物处理法、物理化学法、土地处理法和回灌法等。但因为垃圾渗滤液的污染物种类、含量和水量在不同地区和季节的区别很大，含有大量难处理的物质，单纯采用某一项工艺很难达到渗滤液的排放要求，须要将不同的工艺进行合理耦合，才能保证渗滤液达到排放标准。目前的耦合处理系统通常用生物法或土地法进行垃圾渗滤液预处理，然后将物理化学法用作后续工艺，虽然污染物去除率较好，但处理系统和处理工艺复杂，导致前期投资费用高，工艺运行费用高、浓缩液较难处理等。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种垃圾渗滤液的深度处理耦合装置，以解决现有垃圾渗滤液处理系统复杂、成本高的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种垃圾渗滤液的深度处理耦合装置，包括：

电絮凝装置，对经过生化处理未达标排放的垃圾渗滤液进行污染物电絮凝；

一级微滤陶瓷膜装置，对污染物电絮凝后的垃圾渗滤液进行一次过滤；

二级超滤陶瓷膜装置，对一次过滤后的垃圾渗滤液进行二次过滤；

所述电絮凝装置通过第一水泵与所述一级微滤陶瓷膜装置连接；所述一级微滤陶瓷膜装置通过第二水泵与所述二级超滤陶瓷膜装置连接；

所述二级超滤陶瓷膜装置的超滤陶瓷膜的膜孔径小于所述一级微滤陶瓷膜装置的微滤陶瓷膜的膜孔径。

可选地，所述电絮凝装置包括可溶性阳极板、阴极板；所述可溶性阳极和所述阴极通过直流电源连接。

可选地，所述可溶性阳极板和所述阴极板之间的净距为1～20cm。

可选地，所述可溶性阳极板为铁阳极板，或为铝阳极板、或为RuO₂/Ti阳极板与双极性极板的组合；所述阴极板为不锈钢阴极板。

可选地，所述电絮凝装置还包括搅拌器；所述搅拌器设置在所述可溶性阳极和所述阴极之间。

可选地，所述电絮凝装置还包括pH计。

可选地，所述二级超滤陶瓷膜装置还设置有第三水泵和浓缩液排出口。

可选地，所述一级微滤陶瓷膜装置的微滤陶瓷膜的膜孔径为0.1～10μm；所述二级超滤陶瓷膜装置的超滤陶瓷膜的膜孔径为小于0.1μm。

本发明的另一目的在于提出一种利用上述垃圾渗滤液的深度处理耦合装置的垃圾渗滤液的深度处理耦合工艺，该工艺包括以下步骤：

1)将经过生化处理未达标排放的垃圾渗滤液投入电絮凝装置，电絮凝垃圾渗滤液中的污染物，得到一级垃圾渗滤液；

2)将所述一级垃圾渗滤液投入一级微滤陶瓷膜装置，进行一次过滤，得到二级垃圾渗滤液；

3)将所述二级垃圾渗滤液投入二级超滤陶瓷膜装置，进行二次过滤，得到达标排放的垃圾渗滤液。

可选地，所述步骤1)中所述电絮凝装置的电絮凝电流密度为10～1000mA/cm²，电絮凝pH值为6～9，电絮凝时间为20～90min。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

1、本发明的垃圾渗滤液的深度处理耦合装置通过设置电絮凝装置、一级微滤陶瓷膜装置，二级超滤陶瓷膜装置依次对经过生化处理未达标排放的垃圾渗滤液进行电絮凝、一次过滤和二次过滤，即可得到达标排放的垃圾渗滤液，整个耦合装置简单、前期投资、运行、维护成本低。

2、采用本发明的垃圾渗滤液的深度处理耦合装置进行垃圾渗滤液的处理，垃圾渗滤液中的污染物去除率较高，其中，垃圾渗滤液中COD(化学需氧量)去除率可达90％，氨氮去除率可达99％，磷酸盐的去除率可接近100％。

3、本发明的垃圾渗滤液的深度处理耦合工艺采用电絮凝工艺和陶瓷膜膜过滤工艺对垃圾渗滤液进行深度耦合处理，既可弥补现有电氧化工艺的COD去除效果一般等的缺点，也可弥补现有膜过滤工艺可处理的可溶性目标污染物较少等的缺点，进一步提高了电絮凝工艺中的电流利用效率，实现电絮凝与陶瓷膜膜过滤的同步进行，进而有利于提高垃圾渗滤液中的污染物去除率。而且本发明的垃圾渗滤液的深度处理耦合工艺过程简单，易于操作，适用范围广。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的垃圾渗滤液的深度处理耦合装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-电絮凝装置、2-一级微滤陶瓷膜装置、3-二级超滤陶瓷膜装置、4-第一水泵、5-第二水泵、6-第三水泵；

11-可溶性阳极板、12-阴极板、13-直流电源、14-搅拌器、15-pH计；

21-微滤陶瓷膜；

31-超滤陶瓷膜、32-浓缩液排出口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

结合图1所示，一种垃圾渗滤液的深度处理耦合装置，包括：

电絮凝装置1，对经过生化处理未达标排放的垃圾渗滤液进行污染物电絮凝；

一级微滤陶瓷膜21装置2，对污染物电絮凝后的垃圾渗滤液进行一次过滤；

二级超滤陶瓷膜31装置3，对一次过滤后的垃圾渗滤液进行二次过滤；

电絮凝装置1通过第一水泵4与一级微滤陶瓷膜装置2连接；一级微滤陶瓷膜装置2通过第二水泵5与二级超滤陶瓷膜装置3连接；

二级超滤陶瓷膜装置3的超滤陶瓷膜31的膜孔径小于一级微滤陶瓷膜装置2的微滤陶瓷膜21的膜孔径。其中，微滤陶瓷膜21和超滤陶瓷膜31可采用管式膜或平板膜。

本实施例的垃圾渗滤液的深度处理耦合装置通过设置电絮凝装置1、一级微滤陶瓷膜装置2，二级超滤陶瓷膜装置3依次对经过生化处理未达标排放的垃圾渗滤液进行电絮凝、一次过滤和二次过滤，即可得到达标排放的垃圾渗滤液，整个耦合装置简单、前期投资、运行、维护成本低。

在本实施例中，电絮凝装置1包括可溶性阳极板11、阴极板12；可溶性阳极板11和阴极板12通过直流电源13连接，且可溶性阳极板11和阴极板12平行设置，其中，可溶性阳极板11为铁阳极板，或为铝阳极板、或为RuO₂/Ti阳极板与双极性极板的组合；阴极板12为不锈钢阴极板。

本实施例采用铁或铝等作为可溶性阳极板11的阳板极，一方面，其可吸附水分子放电产生的·OH，进而电解氧化吸附在可溶性阳极板11上的有机物，另一方面，其可电离出絮凝能力较强的铁、铝等离子，形成一系列的多核铁或铝络合物，随着缩聚反应继续进行，多核铁或铝络合物逐渐形成高分子聚合氢氧化物，最终生成氢氧化物，反应生成的氢氧化物和聚合氢氧化物对垃圾渗滤液中的分散颗粒等物质吸引力很强，可以有效聚集垃圾渗滤液中的污染物。同时，垃圾渗滤液中憎水性胶体颗粒的胶核为憎水性，但其所吸附的离子均为水化性离子，有利于平衡胶核的电荷，进而增加胶体粒子的稳定性，且垃圾渗滤液中失稳后的悬浮颗粒可通过相互接触发生絮凝反应，进而有利于进一步提高垃圾渗滤液中的污染物的有效聚集。

而且，在本实施例中，为了降低电絮凝装置1中电解氧化和电絮凝的能耗，同时保证有机物去除和污染物电絮凝的效果，可溶性阳极板11和阴极板12之间的净距为1～20cm。

另外，在本实施例中，电絮凝装置1还包括搅拌器14和pH计15；搅拌器14设置在可溶性阳极和阴极之间，本实施例通过设置搅拌器14和pH计15，可对电絮凝装置1中的垃圾渗滤液进行搅拌，以促进垃圾渗滤液充分电解，并快速絮凝，且可实时监测垃圾渗滤液电絮凝过程中pH值，以控制垃圾渗滤液电絮凝过程维持在合适的pH值范围内，避免影响垃圾渗滤液中难降解有机物和COD的去除效果。

同时，在本实施例中，为了有效除去经过电絮凝装置1电絮凝后的垃圾渗滤液中的污染物，一级微滤陶瓷膜装置2的微滤陶瓷膜21的膜孔径优选为0.1～10μm；二级超滤陶瓷膜装置3的超滤陶瓷膜31的膜孔径优选为小于0.1μm。且为了分离出经过二级超滤陶瓷膜装置3二次过滤而达到排放标准的垃圾渗滤液和滤出的污染物，二级超滤陶瓷膜装置3还设置有第三水泵6和浓缩液排出口32，第三水泵6可将二级超滤陶瓷膜装置3上部符合排放标准的垃圾渗滤液泵出，而二级超滤陶瓷膜装置3中滤出的污染物可从浓缩液排出口32排出，经过后续再处理。

实施例2

利用上述垃圾渗滤液的深度处理耦合装置进行垃圾渗滤液深度处理的耦合工艺，包括以下步骤：

1)将经过生化处理未达标排放的垃圾渗滤液投入电絮凝装置1，电絮凝垃圾渗滤液中的污染物，得到一级垃圾渗滤液；

2)将一级垃圾渗滤液投入一级微滤陶瓷膜装置2，进行一次过滤，得到二级垃圾渗滤液；

3)将二级垃圾渗滤液投入二级超滤陶瓷膜装置3，进行二次过滤，得到达标排放的垃圾渗滤液。

因垃圾渗滤液经生化处理后出水含盐量高、固体浓度高，本实施例的垃圾渗滤液的深度处理耦合工艺采用电絮凝工艺和陶瓷膜膜过滤工艺对其进行深度耦合处理，其中，电絮凝工艺既具有电化学氧化污染物的能力，又可电解出具有较强絮凝能力的铁或铝等离子，使得采用本实施例的垃圾渗滤液的深度处理耦合工艺处理垃圾渗滤液，既可弥补现有电氧化工艺的COD去除效果一般等的缺点，也可弥补现有膜过滤工艺可处理的可溶性目标污染物较少等的缺点，进一步提高了电絮凝工艺中的电流利用效率，实现电絮凝与陶瓷膜膜过滤的同步进行，进而有利于提高垃圾渗滤液中的污染物去除率。而且本发明的垃圾渗滤液的深度处理耦合工艺过程简单，易于操作，适用范围广。

而且，在本实施例中，为了降低电絮凝工艺中电解氧化和电絮凝的能耗，同时保证有机物去除和污染物电絮凝的效果，步骤1)中电絮凝装置1的电絮凝电流密度为10～1000mA/cm²，电絮凝pH值为6～9，电絮凝时间为20～90min。

实施例3

利用上述垃圾渗滤液的深度处理耦合装置进行垃圾渗滤液深度处理的耦合工艺，具体包括以下步骤：

1)将经过生化处理未达标排放的垃圾渗滤液投入电絮凝装置1，电絮凝垃圾渗滤液中的污染物，得到一级垃圾渗滤液，其中，电絮凝装置1的可溶性阳极板11为铸铁阳极板，阴极板12为不锈钢阴极板，电絮凝电流密度为50mA/cm²，电絮凝pH值为8，电絮凝时间为70min，可溶性阳极板11和阴极板12之间的净距为5cm；

2)将一级垃圾渗滤液投入一级微滤陶瓷膜装置2，进行一次过滤，得到二级垃圾渗滤液，其中，一级微滤陶瓷膜装置2中的微滤陶瓷膜21为平板膜；

3)将二级垃圾渗滤液投入二级超滤陶瓷膜装置3，进行二次过滤，得到达标排放的垃圾渗滤液，其中，二级超滤陶瓷膜装置3中的超滤陶瓷膜31为平板膜。

本实施例中以铸铁作为阳极板，不锈钢作为阴极板，其主要产生如下电解反应：阳极：Fe→Fe²⁺+2e，Fe→Fe³⁺+3e；阴极：2H₂O+2e→H₂+2OH^-，随着电解的进行，电絮凝装置1中垃圾渗滤液的铁离子浓度提高，进而形成一系列的多核铁络合物，随着缩聚反应继续进行，多核铁络合物逐渐形成高分子聚合氢氧化物，最终生成氢氧化物，反应生成的氢氧化物和聚合氢氧化物对垃圾渗滤液中的分散颗粒等物质吸引力很强，可以有效聚集垃圾渗滤液中的污染物，进而有利于提高垃圾渗滤液中污染物的去除。

采用本实施例的垃圾渗滤液的深度处理耦合工艺对垃圾渗滤液进行处理，垃圾渗滤液的COD去除率为85％，磷酸盐的去除率为91％，氨氮去除率为90％。

实施例4

1)将经过生化处理未达标排放的垃圾渗滤液投入电絮凝装置1，电絮凝垃圾渗滤液中的污染物，得到一级垃圾渗滤液，其中，电絮凝装置1的可溶性阳极板11为RuO₂/Ti阳极板与双极性极板(如铝极板)组合而成，双极性极板设置在RuO₂/Ti阳极板与阴极板12之间，阴极板12为不锈钢阴极板，电絮凝电流密度为50mA/cm²，电絮凝pH值为6，电絮凝时间为60min；

2)将一级垃圾渗滤液投入一级微滤陶瓷膜装置2，进行一次过滤，得到二级垃圾渗滤液，其中，一级微滤陶瓷膜装置2中的微滤陶瓷膜21为管式膜；

3)将二级垃圾渗滤液投入二级超滤陶瓷膜装置3，进行二次过滤，得到达标排放的垃圾渗滤液，其中，二级超滤陶瓷膜装置3中的超滤陶瓷膜31为管式膜。

采用本实施例的垃圾渗滤液的深度处理耦合工艺对垃圾渗滤液进行处理，垃圾渗滤液的COD去除率为89％，磷酸盐的去除率为99％、氨氮去除率为98％。

实施例5

1)将经过生化处理未达标排放的垃圾渗滤液投入电絮凝装置1，电絮凝垃圾渗滤液中的污染物，得到一级垃圾渗滤液，其中，电絮凝装置1的可溶性阳极板11为RuO₂/Ti阳极板与双极性极板(如铝极板)组合而成，双极性极板设置在RuO₂/Ti阳极板与阴极板12之间，阴极板12为不锈钢阴极板，电絮凝电流密度为50mA/cm²，电絮凝pH值为7，电絮凝时间为60min；

采用本实施例的垃圾渗滤液的深度处理耦合工艺对垃圾渗滤液进行处理，垃圾渗滤液的COD去除率为90％，磷酸盐的去除率接近100％，氨氮去除率为99％。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种垃圾渗滤液的深度处理耦合装置，其特征在于，包括：

电絮凝装置(1)，用于对经过生化处理未达标排放的垃圾渗滤液进行污染物电絮凝；

一级微滤陶瓷膜装置(2)，用于对污染物电絮凝后的垃圾渗滤液进行一次过滤；

二级超滤陶瓷膜装置(3)，用于对一次过滤后的垃圾渗滤液进行二次过滤；

所述电絮凝装置(1)通过第一水泵(4)与所述一级微滤陶瓷膜装置(2)连接；所述一级微滤陶瓷膜装置(2)通过第二水泵(5)与所述二级超滤陶瓷膜装置(3)连接；

所述二级超滤陶瓷膜装置(3)的超滤陶瓷膜(31)的膜孔径小于所述一级微滤陶瓷膜装置(2)的微滤陶瓷膜(21)的膜孔径。

2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液的深度处理耦合装置，其特征在于，所述电絮凝装置(1)包括可溶性阳极板(11)、阴极板(12)；所述可溶性阳极板(11)和所述阴极板(12)通过直流电源(13)连接。

3.根据权利要求2所述的垃圾渗滤液的深度处理耦合装置，其特征在于，所述可溶性阳极板(11)和所述阴极板(12)之间的净距为1～20cm。

4.根据权利要求2或3所述的垃圾渗滤液的深度处理耦合装置，其特征在于，所述可溶性阳极板(11)为铁阳极板，或为铝阳极板、或为RuO₂/Ti阳极板与双极性极板的组合；所述阴极板(12)为不锈钢阴极板。

5.根据权利要求2所述的垃圾渗滤液的深度处理耦合装置，其特征在于，所述电絮凝装置(1)还包括搅拌器(14)；所述搅拌器(14)设置在所述可溶性阳极和所述阴极之间。

6.根据权利要求2或5所述的垃圾渗滤液的深度处理耦合装置，其特征在于，所述电絮凝装置(1)还包括pH计(15)。

7.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液的深度处理耦合装置，其特征在于，所述二级超滤陶瓷膜(31)装置(3)还设置有第三水泵(6)和浓缩液排出口(32)。

8.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液的深度处理耦合装置，其特征在于，所述一级微滤陶瓷膜装置(2)的微滤陶瓷膜(21)的膜孔径为0.1～10μm；所述二级超滤陶瓷膜装置(3)的超滤陶瓷膜(31)的膜孔径为小于0.1μm。

9.利用权利要求1至8中任一项所述的垃圾渗滤液的深度处理耦合装置的垃圾渗滤液的深度处理耦合工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)将经过生化处理未达标排放的垃圾渗滤液投入电絮凝装置(1)，电絮凝垃圾渗滤液中的污染物，得到一级垃圾渗滤液；

2)将所述一级垃圾渗滤液投入一级微滤陶瓷膜装置(2)，进行一次过滤，得到二级垃圾渗滤液；

3)将所述二级垃圾渗滤液投入二级超滤陶瓷膜装置(3)，进行二次过滤，得到达标排放的垃圾渗滤液。

10.根据权利要求9所述的垃圾渗滤液的深度处理耦合工艺，其特征在于，所述步骤1)中所述电絮凝装置(1)的电絮凝电流密度为10～1000mA/cm²，电絮凝pH值为6～9，电絮凝时间为20～90min。