一种垃圾渗滤液的处理方法
一种垃圾渗滤液的处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于污水处理领域，特别涉及一种垃圾渗滤液的组合处理方法。
【背景技术】
[0002]城市垃圾的无害化处理是世界范围的一大难题，伴随垃圾填埋产生的垃圾渗滤液的处理更加迫切。垃圾渗滤液是伴随垃圾填埋产生的二次污染物，主要来源于降水和垃圾本身的内含水，其性质会随填埋场运行时间发生很大变化。
[0003]垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度废水，含有大量有机物、无机离子以及重金属离子等物质，表观颜色为深棕褐色并伴有令人不愉快的气味。垃圾渗滤液的水质具有以下特征:(1)成分复杂。渗滤液中包含了不同种类垃圾溶出的物质，已检出数百种有机物。渗滤液的水质受垃圾组分、降雨情况、填埋时间和填埋方式的影响。也就是说渗滤液水质水量与垃圾来源、填埋场内含水率、反应环境有着密切的关系。(2)有机污染物浓度高。生活垃圾中包含大量厨余垃圾和纸类等易降解物质，使得初期的渗滤液COD浓度很高，高达50000-100000毫克/升。其中既包括可生物降解的有机物也包括难生物降解的有机物(主要是腐殖质类有机物)。伴随自身降解过程，还会产生很多中间产物，使得渗滤液中有机物种类繁多，包括芳香族、脂肪酸及其它致癌致畸有机物等。(3)氨氮和重金属含量高。渗滤液中的顯2一和NO3一经过一定的转化，都会对人体造成危害。垃圾渗滤液的不当处置，不但影响地表水的质量，还会危及地下水，影响人类的生存安全，因此对垃圾渗滤液的适当处理是十分必要的。
[0004]垃圾渗滤液不同于传统城市污水，具有成分复杂、浓度高、水质不稳定等特点。目前主流的处理方法是生化法、物化法、回灌法等。
[0005]生物法是垃圾渗滤液处理最常用的方法，它是依靠处理系统中微生物的新陈代谢作用以及微生物絮体对污染物的吸附作用来去除废水中有机污染物的一种废水处理方法，包括好氧处理、厌氧处理以及好氧-厌氧组合处理工艺。其优点是运行成本低、处理效果好，缺点是对渗滤液具有选择性，对于毒性大、难生物降解的渗滤液无能为力。而且由于其处理效率低，周期长，要大量占地且在垃圾渗滤液产生多的季节不能及时处理。
[0006]物化法是利用物理吸附或者化学氧化的方法除去垃圾渗滤液中有机物的方法，包括(I)化学氧化:利用氯气、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等氧化剂氧化水体中的有机物。(2)吸附:利用活性炭、膨润土等作为吸附药剂吸附水体中的有机物。(3)混凝:利用硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁等混凝剂将水体中的有机物沉淀分离出来。(4)吹脱:常用于除去渗滤液中高浓度的氨氮。上述方法存在处理对象较单一、成本高、处理效果不理想、产生固体废物等问题，仅能作为预处理或者后处理步骤。此外物化法还包括膜分离技术。它是利用不同孔径的滤膜(微孔膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜)对污染物进行物理分离从而达到排放要求。相对其他方法来说，这种方法处理的出水较洁净，但是存在如下缺点:首先，处理过程仅为单纯物理分离过程，不能真正除去有机物，且会形成难于处理的浓缩液；其次，膜组件对处理对象的理化性质(如悬浮颗粒物浓度)要求严格，设备和运行成本均很高，膜组件需要频繁更换等等。
[0007]此外，处理垃圾渗滤液的方法中还包括芬顿氧化法。芬顿反应是一种高级氧化技术，它是以产生羟基自由基来氧化水体中有机物的反应。通过外加芬顿试剂H2O2和Fe2+发生芬顿反应生成羟基自由基，由于羟基自由基的氧化性极强，其氧化电位高达2.8V(相对于标准氢电极)，是水体中仅次于氟的第二强氧化剂，而且其氧化无选择性，因此可以快速、无选择地氧化水体中绝大多数有机物。与生物法相比，其处理过程仅需数小时，处理效率很高；与膜技术相比，其运行成本低廉，对处理对象无选择性，处理效率高。因此它是一种非常有效的处理方法。但是传统芬顿技术存在很多缺点，包括反应试剂H2O2成本较高，运输危险，芬顿试剂投加量大，处理废水后形成大量难处理的含铁污泥等。
【发明内容】
[0008]为解决上述问题，本发明提出了一种垃圾渗滤液的处理方法，以生物处理方法和光电芬顿反应的组合处理垃圾渗滤液。首先以2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极为核心部件，制备基于改性气体扩散电极的光电芬顿反应装置，再将该装置用于进行生物法处理后的垃圾渗滤液的深度降解，实现废水的达标排放。
[0009]本发明采用如下技术方案，一种垃圾渗滤液的处理方法，包括以下步骤:垃圾渗滤液在调节池中进行充分调节后进行厌氧、好氧处理；经过好氧池处理后进入沉淀池沉淀，随后废水进入膜生物反应器反应池中进行膜生物反应处理，处理后的废水采用基于2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极的光电芬顿反应装置进行深度降解处理。
[0010]在本发明的优选的实施方案中，垃圾渗滤液经过厌氧、好氧处理后，将COD从初始的7000?80000毫克/升降至5000?6000毫克/升，沉淀后废水进入膜生物反应器反应池中，使出水口 COD达300?2000毫克/升，最后对废水进行光电芬顿反应深度降解处理。
[0011]在本发明的优选的实施方案中，光电芬顿反应以气体扩散电极为阴极，优选的，以
2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极为阴极。
[0012]在本发明的优选的实施方案中，2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极采用如下步骤制造:以曲拉通水溶液、异丙醇、石墨化炭黑、聚四氟乙烯乳液混合得到扩散层浆料，均匀的涂覆在集流体上，经过烘干进行冷压处理，随后加热除去曲拉通，得到扩散层；以异丙醇水溶液、石墨化炭黑、聚四氟乙烯乳液以及研磨均匀的2-乙基蒽醌催化剂混合得到催化层浆料，将此浆料均匀的涂覆在扩散层上，经烘干后热压。
[0013]在本发明的优选的实施方案中，将制得的2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极作为阴极固定于电解槽上，其两侧分别为电解槽的气体室与液体室，将阳极固定于电解槽的液体室内，将紫外灯固定于两极之间，制成基于2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极的光电芬顿反应装置。
[0014]在本发明的优选的实施方案中，所述阳极为金属或碳。
[0015]在本发明的优选的实施方案中，经过膜生物反应器处理后的垃圾渗滤液调节其pH值为酸性，再加入光电芬顿反应处理装置中，光电芬顿反应的处理条件为:电流密度I?100毫安/平方厘米；通氧、通电I?6小时后，加入0.1?100毫摩尔/升的亚铁盐并开启紫外灯，反应过程中实时调节体系PH值在酸性范围，降解时间为I?48小时。
[0016]在本发明的优选的实施方案中，光电芬顿氧化反应在二级或者多级反应装置中连续进行。
[0017]在本发明的优选的实施方案中，经过膜生物反应器处理后的垃圾渗滤液采用稀盐酸和氢氧化钠溶液将其pH值调节至3。
[0018]本发明还保护一种基于改性气体扩散电极的反应装置，包括调节池、厌氧池、好氧池、沉淀池、膜生物反应器以及光电芬顿反应装置，所述光电芬顿反应装置以2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极为阴极。
[0019]相比现有技术，本发明具有以下有益效果:
(I)通过生物法对原始渗滤液进行预处理，使可生化降解的部分充分降解，并降低成本。用光电芬顿反应对垃圾渗滤液进行深度处理，使得难生物降解的有机物得到充分降解，并提高降解速度。用气体扩散电极持续产生芬顿反应的过氧化氢，不需要过氧化氢的运输与储存。用2-乙基蒽醌作催化剂对气体扩散电极进行改性，提高过氧化氢的产生效率。采用紫外光照射，不仅可保证芬顿反应的亚铁离子再生，循环发生芬顿反应，同时还可产生羟基自由基氧化有机废物。紫外光还对有机废物有直接光降解作用。由于亚铁离子的循环反应，本发明的光电芬顿反应只添加很少量的亚铁离子引发即可，不需要大量或持续添加亚铁离子维持，因此在节约药剂成本的同时几乎不产生含铁污泥。由于采用光电芬顿降解技术，最终处理环节不使用膜分离工艺，有机废物高效降解后排放，因此不会产生浓缩液，且这种光电芬顿的成本远低于膜分离工艺。
[0020](2)经过各步 处理，最终经光电芬顿深度处理后的垃圾渗滤液其COD远低于中国生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)中规定的100毫克/升的排放标准，NH3-N含量远低于该标准中规定的25毫克/升的排放标准。
[0021](3)采用多种技术的组合及有机废物的深度降解处理，具有工艺技术简单、经济实用的特点，可实现垃圾渗滤液直接达标排放。
【附图说明】
[0022]图1为本发明垃圾渗滤液处理方法的流程图；
图2为经过膜生物反应器处理后的垃圾渗滤液再经过不同时间光电芬顿处理后的COD值和COD去除率。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步说明。
[0024]本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的
【发明内容】
和实际情况确定具体实施方案。
[0025]将原始垃圾渗滤液注入有效容积2250立方米调节池内，水力停留时间2.25天。调节池内为防止沉淀安装水下搅拌器。
[0026]利用潜水泵将调节池中废水提升至厌氧池配水井。进水COD值为10000?20000毫克/升，利用厌氧微生物降解垃圾渗滤液中有机物。厌氧池分为2格，每格平面净尺寸为10.3米X2.4米，有效水深为3.5米，水力停留时间4小时。每格安装I台水下搅拌器，共安装2台水下搅拌器，以防止混合液沉淀。经中温厌氧处理后的垃圾渗滤液的COD值可降至5000?6000毫克/升，COD去除率约为64%左右。
[0027]采用活性污泥法对厌氧池排出的垃圾渗滤液进行好氧处理。氧化沟分为4个廊道，每廊道净尺寸为宽为5米，直线段长度为34米，有效水深为4.5米，水力停留时间为96.69小时，混合液悬浮固体浓度为4克/升，泥龄为30天。氧化沟内安装转盘式曝气机，转盘浸水深度为500毫米。经好氧处理后的垃圾渗滤液的COD值可降至2000?3000毫克/升，COD去除率约为55%左右。好氧处理后的垃圾渗滤液进入沉淀池处理。沉淀池采用中心进水周边出水的竖流式沉淀池，直径为7米，池边水深为3.1米。
[0028]将沉淀池中的垃圾渗滤液泵入膜生物反应器。膜生物反应器出水pH为6左右。经膜生物反应器处理后的垃圾渗滤液的COD值可降至300?2000毫克/升，COD去除率约为40%左右。
[0029]之后用基于2-乙基蒽醌改性气体扩散电极的光电芬顿反应装置进行垃圾渗滤液的深度降解处理。降解装置按以下步骤构建。
[0030]先制备2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极，步骤如下:将一定量的曲拉通水溶液、异丙醇、石墨化炭黑、聚四氟乙烯乳液剪切搅拌得到扩散层浆料，裁剪面积为9X9平方厘米泡沫镍为支撑体和集流体，将此浆料均匀的涂覆在泡沫镍上，经过烘干后在I吨压力下对其进行冷压处理并对电极进行热处理以除去分散剂曲拉通，得到扩散层。将一定量的异丙醇水溶液、石墨化炭黑、聚四氟乙烯乳液以及研磨均匀的2-乙基蒽醌催化剂剪切搅拌得到催化层浆料，将此浆料均匀的涂覆在扩散层上，经烘干后在310摄氏度、6吨压力下热压30分钟，即制备得到2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极。
[0031 ] 将电极剪裁成5 X 5平方厘米(其中有效电极面积为4 X 4平方厘米)作为光电芬顿反应的阴极材料。以电极面积为6 X 6平方厘米的钛基网状涂层电极作为阳极，将电极面积为5X5平方厘米的2-乙基蒽醌改性气体扩散电极作为阴极分别固定于电解槽上，电极间距3厘米，将功率为10瓦波长为254纳米的紫外灯固定于两极之间。阴、阳极与直流电源用铜导线连接，制成基于改性气体扩散电极的光电芬顿反应处理装置。
[0032]取150毫升经过膜生物反应器处理后的垃圾渗滤液，其COD值为1669毫克/升，NH3-N值为446毫克/升。用稀盐酸和氢氧化钠溶液调节其pH值至3，将其倒入电解槽中，使垃圾渗滤液浸没阴极。开启氧气瓶、紫外灯以及直流稳压电源，控制氧气流速80毫升/分钟、电流密度30毫安/平方厘米。通氧、通电I小时后，加入0.2毫摩尔/升的亚铁盐，再反应5小时后COD降低至47毫克/升，NH3-N值为2毫克/升。
[0033]经过本发明方法的各步处理，最终经光电芬顿深度处理后的垃圾渗滤液其COD远低于中国生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)中规定的100毫克/升的排放标准，NH3-N含量远低于该标准中规定的25毫克/升的排放标准。
[0034]本发明的保护范围不限于本实施例，针对垃圾渗滤液成分的变化可以进行不同的变化。例如，可以通过多级光电芬顿反应装置进行渗滤液的连续处理，进一步提高处理效率。
【主权项】
1.一种垃圾渗滤液的处理方法，包括以下步骤:垃圾渗滤液在调节池中进行充分调节后进行厌氧、好氧处理；经过好氧池处理后进入沉淀池沉淀，随后废水进入膜生物反应器反应池中进行膜生物反应处理，处理后的废水采用基于2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极的光电芬顿反应装置进行深度降解处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，垃圾渗滤液经过厌氧、好氧处理后，将COD从初始的7000?80000毫克/升降至5000?6000毫克/升，沉淀后废水进入膜生物反应器反应池中，使出水口 COD达300?2000毫克/升，最后对废水进行光电芬顿反应深度降解处理。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极采用如下步骤制造:以曲拉通水溶液、异丙醇、石墨化炭黑、聚四氟乙烯乳液混合得到扩散层浆料，均匀的涂覆在集流体上，经过烘干进行冷压处理，随后加热除去曲拉通，得到扩散层；以异丙醇水溶液、石墨化炭黑、聚四氟乙烯乳液以及研磨均匀的2-乙基蒽醌催化剂混合得到催化层浆料，将此浆料均匀的涂覆在扩散层上，经烘干后热压。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将制得的2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极作为阴极固定于电解槽上，其两侧分别为电解槽的气体室与液体室，将阳极固定于电解槽的液体室内，将紫外灯固定于两极之间，制成基于2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极的光电芬顿反应装置。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阳极为金属或碳。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经过膜生物反应器处理后的垃圾渗滤液调节其PH值为酸性，再加入光电芬顿反应处理装置中，光电芬顿反应的处理条件为:电流密度I?100毫安/平方厘米；通氧、通电I?6小时后，加入0.1?100毫摩尔/升的亚铁盐并开启紫外灯，反应过程中实时调节体系pH值在酸性范围，降解时间为I?48小时。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，光电芬顿氧化反应在二级或者多级反应装置中连续进行。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，经过膜生物反应器处理后的垃圾渗滤液采用稀盐酸和氢氧化钠溶液将其pH值调节至3。9.一种基于改性气体扩散电极的反应装置，包括调节池、厌氧池、好氧池、沉淀池、膜生物反应器以及光电芬顿反应装置，所述光电芬顿反应装置以2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极为阴极。
【专利摘要】本发明涉及一种垃圾渗滤液的处理方法，以厌氧处理、好氧处理、膜生物反应器进行预处理，以较低的成本充分降解易于生物降解的有机污染成分；以光电芬顿反应进行深度降解处理，充分快速地降解难生物降解的污染成分；用气体扩散电极持续产生过氧化氢维持芬顿反应；用2-乙基蒽醌作催化剂提高过氧化氢的产生效率；用紫外光照射保证亚铁离子再生，循环发生芬顿反应，节约药剂成本且几乎不产生含铁污泥，最终处理环节不使用膜分离工艺，有机废物高效降解后排放，不会产生浓缩液，且成本远低于膜分离工艺。
【IPC分类】C02F9/14
【公开号】CN104891733
【申请号】CN201510235335
【发明人】王峰, 李志林, 陈国庆, 刘景军, 窦美玲, 吉静, 宋夜
【申请人】北京化工大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月11日
【技术领域】
[0001]本发明属于污水处理领域，特别涉及一种垃圾渗滤液的组合处理方法。
【背景技术】
[0002]城市垃圾的无害化处理是世界范围的一大难题，伴随垃圾填埋产生的垃圾渗滤液的处理更加迫切。垃圾渗滤液是伴随垃圾填埋产生的二次污染物，主要来源于降水和垃圾本身的内含水，其性质会随填埋场运行时间发生很大变化。
[0003]垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度废水，含有大量有机物、无机离子以及重金属离子等物质，表观颜色为深棕褐色并伴有令人不愉快的气味。垃圾渗滤液的水质具有以下特征:(1)成分复杂。渗滤液中包含了不同种类垃圾溶出的物质，已检出数百种有机物。渗滤液的水质受垃圾组分、降雨情况、填埋时间和填埋方式的影响。也就是说渗滤液水质水量与垃圾来源、填埋场内含水率、反应环境有着密切的关系。(2)有机污染物浓度高。生活垃圾中包含大量厨余垃圾和纸类等易降解物质，使得初期的渗滤液COD浓度很高，高达50000-100000毫克/升。其中既包括可生物降解的有机物也包括难生物降解的有机物(主要是腐殖质类有机物)。伴随自身降解过程，还会产生很多中间产物，使得渗滤液中有机物种类繁多，包括芳香族、脂肪酸及其它致癌致畸有机物等。(3)氨氮和重金属含量高。渗滤液中的顯2一和NO3一经过一定的转化，都会对人体造成危害。垃圾渗滤液的不当处置，不但影响地表水的质量，还会危及地下水，影响人类的生存安全，因此对垃圾渗滤液的适当处理是十分必要的。
[0004]垃圾渗滤液不同于传统城市污水，具有成分复杂、浓度高、水质不稳定等特点。目前主流的处理方法是生化法、物化法、回灌法等。
[0005]生物法是垃圾渗滤液处理最常用的方法，它是依靠处理系统中微生物的新陈代谢作用以及微生物絮体对污染物的吸附作用来去除废水中有机污染物的一种废水处理方法，包括好氧处理、厌氧处理以及好氧-厌氧组合处理工艺。其优点是运行成本低、处理效果好，缺点是对渗滤液具有选择性，对于毒性大、难生物降解的渗滤液无能为力。而且由于其处理效率低，周期长，要大量占地且在垃圾渗滤液产生多的季节不能及时处理。
[0006]物化法是利用物理吸附或者化学氧化的方法除去垃圾渗滤液中有机物的方法，包括(I)化学氧化:利用氯气、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等氧化剂氧化水体中的有机物。(2)吸附:利用活性炭、膨润土等作为吸附药剂吸附水体中的有机物。(3)混凝:利用硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁等混凝剂将水体中的有机物沉淀分离出来。(4)吹脱:常用于除去渗滤液中高浓度的氨氮。上述方法存在处理对象较单一、成本高、处理效果不理想、产生固体废物等问题，仅能作为预处理或者后处理步骤。此外物化法还包括膜分离技术。它是利用不同孔径的滤膜(微孔膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜)对污染物进行物理分离从而达到排放要求。相对其他方法来说，这种方法处理的出水较洁净，但是存在如下缺点:首先，处理过程仅为单纯物理分离过程，不能真正除去有机物，且会形成难于处理的浓缩液；其次，膜组件对处理对象的理化性质(如悬浮颗粒物浓度)要求严格，设备和运行成本均很高，膜组件需要频繁更换等等。
[0007]此外，处理垃圾渗滤液的方法中还包括芬顿氧化法。芬顿反应是一种高级氧化技术，它是以产生羟基自由基来氧化水体中有机物的反应。通过外加芬顿试剂H2O2和Fe2+发生芬顿反应生成羟基自由基，由于羟基自由基的氧化性极强，其氧化电位高达2.8V(相对于标准氢电极)，是水体中仅次于氟的第二强氧化剂，而且其氧化无选择性，因此可以快速、无选择地氧化水体中绝大多数有机物。与生物法相比，其处理过程仅需数小时，处理效率很高；与膜技术相比，其运行成本低廉，对处理对象无选择性，处理效率高。因此它是一种非常有效的处理方法。但是传统芬顿技术存在很多缺点，包括反应试剂H2O2成本较高，运输危险，芬顿试剂投加量大，处理废水后形成大量难处理的含铁污泥等。
【发明内容】
[0008]为解决上述问题，本发明提出了一种垃圾渗滤液的处理方法，以生物处理方法和光电芬顿反应的组合处理垃圾渗滤液。首先以2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极为核心部件，制备基于改性气体扩散电极的光电芬顿反应装置，再将该装置用于进行生物法处理后的垃圾渗滤液的深度降解，实现废水的达标排放。
[0009]本发明采用如下技术方案，一种垃圾渗滤液的处理方法，包括以下步骤:垃圾渗滤液在调节池中进行充分调节后进行厌氧、好氧处理；经过好氧池处理后进入沉淀池沉淀，随后废水进入膜生物反应器反应池中进行膜生物反应处理，处理后的废水采用基于2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极的光电芬顿反应装置进行深度降解处理。
[0010]在本发明的优选的实施方案中，垃圾渗滤液经过厌氧、好氧处理后，将COD从初始的7000?80000毫克/升降至5000?6000毫克/升，沉淀后废水进入膜生物反应器反应池中，使出水口 COD达300?2000毫克/升，最后对废水进行光电芬顿反应深度降解处理。
[0011]在本发明的优选的实施方案中，光电芬顿反应以气体扩散电极为阴极，优选的，以
2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极为阴极。
[0012]在本发明的优选的实施方案中，2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极采用如下步骤制造:以曲拉通水溶液、异丙醇、石墨化炭黑、聚四氟乙烯乳液混合得到扩散层浆料，均匀的涂覆在集流体上，经过烘干进行冷压处理，随后加热除去曲拉通，得到扩散层；以异丙醇水溶液、石墨化炭黑、聚四氟乙烯乳液以及研磨均匀的2-乙基蒽醌催化剂混合得到催化层浆料，将此浆料均匀的涂覆在扩散层上，经烘干后热压。
[0013]在本发明的优选的实施方案中，将制得的2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极作为阴极固定于电解槽上，其两侧分别为电解槽的气体室与液体室，将阳极固定于电解槽的液体室内，将紫外灯固定于两极之间，制成基于2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极的光电芬顿反应装置。
[0014]在本发明的优选的实施方案中，所述阳极为金属或碳。
[0015]在本发明的优选的实施方案中，经过膜生物反应器处理后的垃圾渗滤液调节其pH值为酸性，再加入光电芬顿反应处理装置中，光电芬顿反应的处理条件为:电流密度I?100毫安/平方厘米；通氧、通电I?6小时后，加入0.1?100毫摩尔/升的亚铁盐并开启紫外灯，反应过程中实时调节体系PH值在酸性范围，降解时间为I?48小时。
[0016]在本发明的优选的实施方案中，光电芬顿氧化反应在二级或者多级反应装置中连续进行。
[0017]在本发明的优选的实施方案中，经过膜生物反应器处理后的垃圾渗滤液采用稀盐酸和氢氧化钠溶液将其pH值调节至3。
[0018]本发明还保护一种基于改性气体扩散电极的反应装置，包括调节池、厌氧池、好氧池、沉淀池、膜生物反应器以及光电芬顿反应装置，所述光电芬顿反应装置以2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极为阴极。
[0019]相比现有技术，本发明具有以下有益效果:
(I)通过生物法对原始渗滤液进行预处理，使可生化降解的部分充分降解，并降低成本。用光电芬顿反应对垃圾渗滤液进行深度处理，使得难生物降解的有机物得到充分降解，并提高降解速度。用气体扩散电极持续产生芬顿反应的过氧化氢，不需要过氧化氢的运输与储存。用2-乙基蒽醌作催化剂对气体扩散电极进行改性，提高过氧化氢的产生效率。采用紫外光照射，不仅可保证芬顿反应的亚铁离子再生，循环发生芬顿反应，同时还可产生羟基自由基氧化有机废物。紫外光还对有机废物有直接光降解作用。由于亚铁离子的循环反应，本发明的光电芬顿反应只添加很少量的亚铁离子引发即可，不需要大量或持续添加亚铁离子维持，因此在节约药剂成本的同时几乎不产生含铁污泥。由于采用光电芬顿降解技术，最终处理环节不使用膜分离工艺，有机废物高效降解后排放，因此不会产生浓缩液，且这种光电芬顿的成本远低于膜分离工艺。
[0020](2)经过各步 处理，最终经光电芬顿深度处理后的垃圾渗滤液其COD远低于中国生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)中规定的100毫克/升的排放标准，NH3-N含量远低于该标准中规定的25毫克/升的排放标准。
[0021](3)采用多种技术的组合及有机废物的深度降解处理，具有工艺技术简单、经济实用的特点，可实现垃圾渗滤液直接达标排放。
【附图说明】
[0022]图1为本发明垃圾渗滤液处理方法的流程图；
图2为经过膜生物反应器处理后的垃圾渗滤液再经过不同时间光电芬顿处理后的COD值和COD去除率。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步说明。
[0024]本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的
【发明内容】
和实际情况确定具体实施方案。
[0025]将原始垃圾渗滤液注入有效容积2250立方米调节池内，水力停留时间2.25天。调节池内为防止沉淀安装水下搅拌器。
[0026]利用潜水泵将调节池中废水提升至厌氧池配水井。进水COD值为10000?20000毫克/升，利用厌氧微生物降解垃圾渗滤液中有机物。厌氧池分为2格，每格平面净尺寸为10.3米X2.4米，有效水深为3.5米，水力停留时间4小时。每格安装I台水下搅拌器，共安装2台水下搅拌器，以防止混合液沉淀。经中温厌氧处理后的垃圾渗滤液的COD值可降至5000?6000毫克/升，COD去除率约为64%左右。
[0027]采用活性污泥法对厌氧池排出的垃圾渗滤液进行好氧处理。氧化沟分为4个廊道，每廊道净尺寸为宽为5米，直线段长度为34米，有效水深为4.5米，水力停留时间为96.69小时，混合液悬浮固体浓度为4克/升，泥龄为30天。氧化沟内安装转盘式曝气机，转盘浸水深度为500毫米。经好氧处理后的垃圾渗滤液的COD值可降至2000?3000毫克/升，COD去除率约为55%左右。好氧处理后的垃圾渗滤液进入沉淀池处理。沉淀池采用中心进水周边出水的竖流式沉淀池，直径为7米，池边水深为3.1米。
[0028]将沉淀池中的垃圾渗滤液泵入膜生物反应器。膜生物反应器出水pH为6左右。经膜生物反应器处理后的垃圾渗滤液的COD值可降至300?2000毫克/升，COD去除率约为40%左右。
[0029]之后用基于2-乙基蒽醌改性气体扩散电极的光电芬顿反应装置进行垃圾渗滤液的深度降解处理。降解装置按以下步骤构建。
[0030]先制备2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极，步骤如下:将一定量的曲拉通水溶液、异丙醇、石墨化炭黑、聚四氟乙烯乳液剪切搅拌得到扩散层浆料，裁剪面积为9X9平方厘米泡沫镍为支撑体和集流体，将此浆料均匀的涂覆在泡沫镍上，经过烘干后在I吨压力下对其进行冷压处理并对电极进行热处理以除去分散剂曲拉通，得到扩散层。将一定量的异丙醇水溶液、石墨化炭黑、聚四氟乙烯乳液以及研磨均匀的2-乙基蒽醌催化剂剪切搅拌得到催化层浆料，将此浆料均匀的涂覆在扩散层上，经烘干后在310摄氏度、6吨压力下热压30分钟，即制备得到2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极。
[0031 ] 将电极剪裁成5 X 5平方厘米(其中有效电极面积为4 X 4平方厘米)作为光电芬顿反应的阴极材料。以电极面积为6 X 6平方厘米的钛基网状涂层电极作为阳极，将电极面积为5X5平方厘米的2-乙基蒽醌改性气体扩散电极作为阴极分别固定于电解槽上，电极间距3厘米，将功率为10瓦波长为254纳米的紫外灯固定于两极之间。阴、阳极与直流电源用铜导线连接，制成基于改性气体扩散电极的光电芬顿反应处理装置。
[0032]取150毫升经过膜生物反应器处理后的垃圾渗滤液，其COD值为1669毫克/升，NH3-N值为446毫克/升。用稀盐酸和氢氧化钠溶液调节其pH值至3，将其倒入电解槽中，使垃圾渗滤液浸没阴极。开启氧气瓶、紫外灯以及直流稳压电源，控制氧气流速80毫升/分钟、电流密度30毫安/平方厘米。通氧、通电I小时后，加入0.2毫摩尔/升的亚铁盐，再反应5小时后COD降低至47毫克/升，NH3-N值为2毫克/升。
[0033]经过本发明方法的各步处理，最终经光电芬顿深度处理后的垃圾渗滤液其COD远低于中国生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)中规定的100毫克/升的排放标准，NH3-N含量远低于该标准中规定的25毫克/升的排放标准。
[0034]本发明的保护范围不限于本实施例，针对垃圾渗滤液成分的变化可以进行不同的变化。例如，可以通过多级光电芬顿反应装置进行渗滤液的连续处理，进一步提高处理效率。
【主权项】
1.一种垃圾渗滤液的处理方法，包括以下步骤:垃圾渗滤液在调节池中进行充分调节后进行厌氧、好氧处理；经过好氧池处理后进入沉淀池沉淀，随后废水进入膜生物反应器反应池中进行膜生物反应处理，处理后的废水采用基于2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极的光电芬顿反应装置进行深度降解处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，垃圾渗滤液经过厌氧、好氧处理后，将COD从初始的7000?80000毫克/升降至5000?6000毫克/升，沉淀后废水进入膜生物反应器反应池中，使出水口 COD达300?2000毫克/升，最后对废水进行光电芬顿反应深度降解处理。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极采用如下步骤制造:以曲拉通水溶液、异丙醇、石墨化炭黑、聚四氟乙烯乳液混合得到扩散层浆料，均匀的涂覆在集流体上，经过烘干进行冷压处理，随后加热除去曲拉通，得到扩散层；以异丙醇水溶液、石墨化炭黑、聚四氟乙烯乳液以及研磨均匀的2-乙基蒽醌催化剂混合得到催化层浆料，将此浆料均匀的涂覆在扩散层上，经烘干后热压。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将制得的2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极作为阴极固定于电解槽上，其两侧分别为电解槽的气体室与液体室，将阳极固定于电解槽的液体室内，将紫外灯固定于两极之间，制成基于2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极的光电芬顿反应装置。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阳极为金属或碳。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经过膜生物反应器处理后的垃圾渗滤液调节其PH值为酸性，再加入光电芬顿反应处理装置中，光电芬顿反应的处理条件为:电流密度I?100毫安/平方厘米；通氧、通电I?6小时后，加入0.1?100毫摩尔/升的亚铁盐并开启紫外灯，反应过程中实时调节体系pH值在酸性范围，降解时间为I?48小时。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，光电芬顿氧化反应在二级或者多级反应装置中连续进行。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，经过膜生物反应器处理后的垃圾渗滤液采用稀盐酸和氢氧化钠溶液将其pH值调节至3。9.一种基于改性气体扩散电极的反应装置，包括调节池、厌氧池、好氧池、沉淀池、膜生物反应器以及光电芬顿反应装置，所述光电芬顿反应装置以2-乙基蒽醌改性的气体扩散电极为阴极。
【专利摘要】本发明涉及一种垃圾渗滤液的处理方法，以厌氧处理、好氧处理、膜生物反应器进行预处理，以较低的成本充分降解易于生物降解的有机污染成分；以光电芬顿反应进行深度降解处理，充分快速地降解难生物降解的污染成分；用气体扩散电极持续产生过氧化氢维持芬顿反应；用2-乙基蒽醌作催化剂提高过氧化氢的产生效率；用紫外光照射保证亚铁离子再生，循环发生芬顿反应，节约药剂成本且几乎不产生含铁污泥，最终处理环节不使用膜分离工艺，有机废物高效降解后排放，不会产生浓缩液，且成本远低于膜分离工艺。
【IPC分类】C02F9/14
【公开号】CN104891733
【申请号】CN201510235335
【发明人】王峰, 李志林, 陈国庆, 刘景军, 窦美玲, 吉静, 宋夜
【申请人】北京化工大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月11日
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