电Fenton联合反硝化生物滤池处理垃圾渗滤液的反应器及方法

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及垃圾渗滤液处理技术方法，具体地说，是一种针对垃圾渗滤液生化出水等难降解有机废水，基于三维电Fenton联合反硝化生物滤池工艺的垃圾渗滤液深度处理装置以及处理方法。

背景技术

随着社会经济快速发展和城市化进程的不断加快，城市生活垃圾产生量也在逐年增加。城市垃圾的主要处理手段为焚烧、堆肥和卫生填埋。卫生填埋法处理生活垃圾目前仍在国内被广泛采用。生活垃圾在填埋过程中不可避免地将产生大量垃圾渗滤液，渗滤液具有色度大、臭味大、有毒有害物质含量高、成分复杂以及难处理等特点。目前垃圾渗滤液的处理主要方法是采用“预处理+MBR膜生物反应器+膜深度处理(纳滤、反渗透)”的组合工艺，但该工艺不可避免会产生大量的浓缩液。垃圾渗滤液浓缩液盐度高、毒性大、难处理，已经成为我国环境治理的难点。国内外对垃圾渗滤液浓缩液的常规处理方法主要有回灌、蒸发等。回灌使得溶解盐类大量积累，长期回灌会导致渗滤液处理系统效率降低。蒸发成本高昂，对设备腐蚀性高，难以大规模工程化应用。

为了避免垃圾渗滤液浓缩液难处理的问题，目前主要将高级氧化工艺作为生物法后续的深度处理工艺而不产生垃圾渗滤液浓缩液。但传统的高级氧化工艺均存在成本高昂、产泥量大，H

因此，亟需开发一种处理能效高、成本低廉且能避免产生浓缩液的渗滤液深度处理装置。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种适用于垃圾渗滤液生化出水，无需额外添加H

为此，本发明所采用的技术方案为：一种电Fenton联合反硝化生物滤池处理垃圾渗滤液的反应器，所述反应器主体包括同心同轴布置的内筒体、中间筒体、外筒体，在内筒体的外壁上安装有筒形阳极板与稳压直流电源的正极相连，在中间筒体的内壁上安装有筒形阴极板与稳压直流电源的负极相连，在筒形阳极板与筒形阴极板之间的环形柱状区域填充有粒子电极；在内筒体与中间筒体之间固设有中间穿孔隔板，在内筒体底部与外筒体底部之间固设有底部穿孔隔板，在中间穿孔隔板与底部穿孔隔板之间安装有与外部空气压缩机相连的曝气装置；反硝化生物滤池承托层安装于底部穿孔隔板之上，位于中间筒体外壁与外筒体内壁之间，反硝化生物滤池填料堆置于反硝化生物滤池承托层之上，位于中间筒体外壁与外筒体内壁之间的环形柱状区域；所述反应器主体底部带有沉降斗并位于底部穿孔隔板之下，沉降斗底部开设有排泥口与排泥管相连，侧壁开设有加药口与加药泵相连；在沉降斗的中心圆台区域分割出水质调节区，水质调节区上部与布水器相连，底部开设有与进水泵相连的进水口、与加药泵相连的加药口，所述布水器与内筒体底部密封连接；

在所述外筒体的顶部设置有排气口，在外筒体的侧壁上方设有出水口与反冲洗出水口，在中间筒体、外筒体的上端留有内部通气口，用于连通各筒体内部的上空区域；所述在外筒体外壁底部的两侧分别开设有正对反硝化生物滤池承托层的反冲洗进水口和反冲洗进气口，反冲洗进水口与反冲洗进水泵相连，反冲洗进气口与空气压缩机相连。

作为上述方案的优选，所述粒子电极为颗粒活性炭，所述筒形阳极板为钛基钌铱涂层电极，所述筒形阴极板为活性炭纤维电极。

进一步优选为，所述反硝化生物滤池承托层采用配气配水滤砖反冲洗结构。

进一步优选为，所述反硝化生物滤池填料采用鹅卵石、砾石、石英砂、陶粒、无烟煤、火山石或高分子惰性载体。

进一步优选为，所述筒形阳极板与筒形阴极板间距为6～10cm。

进一步优选为，所述粒子电极粒径为4～8mm。

同时，本发明还公开了一种电Fenton联合反硝化生物滤池处理垃圾渗滤液的方法，包括上述的电Fenton联合反硝化生物滤池处理垃圾渗滤液的反应器，其步骤如下：

S1、经PH调节至3～4的污水经过进水泵泵入水质调节区，启动加药泵往水质调节区投加Fe

S2、空气压缩机通过曝气装置将空气鼓入三维电Fenton处理区域，鼓入的O

S3、经过三维电Fenton处理后的污水进入沉降斗，加药泵持续向沉降斗内投加碱剂，调节沉降斗内污水PH至6～8，增强沉降斗内铁泥沉淀效果的同时，也使得污水适宜反硝化生物滤池进一步处理，而后上清液折流进入中间筒体与外筒体之间的环形柱状反硝化生物滤池处理区域；

S4、经过反硝化生物滤池处理后的出水通过出水口达标排放，反硝化生物滤池处理过程中微生物产生的气体通过内部通气口进入中间筒体5内部上空，而后通过排气口1排放；

S5、装置运行一段时间后，进行排泥和反冲洗，排泥过程通过打开位于沉降斗底部的排泥管直接排放，通过反冲洗进水泵和空气压缩机分别将反冲洗水以及反冲洗空气通过反冲洗进水口和反冲洗进气口打入反硝化生物滤池承托层进行气水联合反冲洗，反冲洗废水通过反冲洗出水口排出进入原始调节池。

进一步优选为，所述曝气装置的曝气强度为600L/h。

进一步优选为，所述稳压直流电源提供的电流密度为8～12mA/cm

进一步优选为，所述水质调节区投加的Fe

本发明的有益效果：

(1)可实现对高浓度(COD≥1000mg/L)、难降解(B/C＜0.3)的垃圾渗滤液生化出水进行深度处理，可实现垃圾渗滤液达标排放，且不产生浓缩液；

(2)无需额外添加H

(3)筒形折流式结构增大了反应有效接触面积，节省了反应器空间体积，结构紧凑，占地小，处理效果好；

(4)反硝化生物滤池无需更换填料，反冲洗水量少、频率低；

(5)本发明将三维电Fenton工艺与反硝化生物滤池工艺结合，提高了出水水质的同时降低了三维电Fenton工艺的负荷以及能耗，减少了铁泥产生量，降低了处理成本；

(6)本发明专用于处理以高有机物浓度、高盐度、难降解有机废水为代表的垃圾渗滤液MBR出水以及腐殖酸配水，因此也适用于包括垃圾渗滤液处理过程中的生化出水、膜处理浓缩液及其它难降解有机废水。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种电Fenton联合反硝化生物滤池处理垃圾渗滤液的反应器，主要由排气口1、内部通气口2、出水口3、内筒体4、中间筒体5、外筒体6、筒形阳极板7、筒形阴极板8、粒子电极9、反硝化生物滤池填料10、曝气装置11、空气压缩机12、中间穿孔隔板13、底部穿孔隔板14、沉降斗15、排泥管16、进水泵17、水质调节区18、布水器19、加药泵20、反冲洗进水泵21、反冲洗进水口22、反冲洗进气口23、反硝化生物滤池承托层24、反冲洗出水口25、稳压直流电源26组成。

内筒体4、中间筒体5、外筒体6同心同轴布置，构成反应器主体。

在内筒体4的外壁上安装有筒形阳极板7，筒形阳极板7与稳压直流电源26的正极相连。在中间筒体5的内壁上安装有筒形阴极板8，筒形阴极板8与稳压直流电源26的负极相连。在筒形阳极板7与筒形阴极板8之间的环形柱状区域填充有粒子电极9。

在内筒体4与中间筒体5之间固设有中间穿孔隔板13。在内筒体4底部与外筒体6底部之间固设有底部穿孔隔板14。在中间穿孔隔板13与底部穿孔隔板14之间安装有曝气装置11，曝气装置11与外部空气压缩机12相连。反硝化生物滤池承托层24安装于底部穿孔隔板14之上，位于中间筒体5外壁与外筒体6内壁之间，反硝化生物滤池填料10堆置于反硝化生物滤池承托层24之上，位于中间筒体5外壁与外筒体6内壁之间的环形柱状区域。

反应器主体底部带有沉降斗15并位于底部穿孔隔板14之下，沉降斗15底部开设有排泥口与排泥管16相连，侧壁开设有加药口与加药泵20相连。

在沉降斗15的中心圆台区域分割出水质调节区18，水质调节区18上部与布水器19相连，底部开设有与进水泵17相连的进水口、与加药泵20相连的加药口，布水器19与内筒体4底部密封连接。内筒体4、中间筒体5、外筒体6与沉降斗15、水质调节区18共同形成整个反应器的主要架构。

在外筒体6的顶部设置有排气口1，在外筒体6的侧壁上方设有出水口3与反冲洗出水口25。在中间筒体5、外筒体6的上端留有内部通气口2，用于连通各筒体内部的上空区域。在外筒体6外壁底部的两侧分别开设有正对反硝化生物滤池承托层24的反冲洗进水口22和反冲洗进气口23，反冲洗进水口22与反冲洗进水泵21相连，反冲洗进气口23与空气压缩机12相连。

三维电Fenton处理区域由筒形阳极板7、筒形阴极板8、粒子电极9、中间穿孔隔板13、底部穿孔隔板14、曝气装置11组成。中间穿孔隔板13为环形穿孔隔板，将曝气装置11与筒形阳极板7、筒形阴极板8、粒子电极9隔开，同时起到支撑筒形阳极板7、筒形阴极板8、粒子电极9的作用。底部穿孔隔板14为环形穿孔隔板，将曝气装置11与沉降斗15隔开，同时起到支撑固定曝气装置11以及反硝化生物滤池承托层24的作用。穿孔隔板14支撑起反硝化生物滤池承托层24以及反硝化生物滤池填料10形成反硝化生物滤池处理区域。优选为，粒子电极9为颗粒活性炭PAC，筒形阳极板7为钛基钌铱涂层DSA电极，筒形阴极板8为活性炭纤维ACF电极。

优选为，反硝化生物滤池承托层24采用配气配水滤砖反冲洗结构。

优选为，反硝化生物滤池填料10采用鹅卵石、砾石、石英砂、陶粒、无烟煤、火山石或高分子惰性载体。

优选为，筒形阳极板7与筒形阴极板8间距为6～10cm。

优选为，粒子电极9粒径为4～8mm。

一种电Fenton联合反硝化生物滤池处理垃圾渗滤液的方法，包括上述的电Fenton联合反硝化生物滤池处理垃圾渗滤液的反应器，其步骤为：

经PH调节至3～4的污水经过进水泵17泵入水质调节区18，启动加药泵20往水质调节区18投加Fe

空气压缩机12通过曝气装置11将空气鼓入三维电Fenton处理区域。鼓入的O

经过三维电Fenton处理后的污水进入沉降斗15。加药泵20持续向沉降斗15内投加碱剂，调节沉降斗15内污水PH至6～8，增强沉降斗内铁泥沉淀效果的同时，也使得污水适宜反硝化生物滤池进一步处理，而后上清液折流进入中间筒体5与外筒体6之间的环形柱状反硝化生物滤池处理区域。

污水经三维电Fenton处理后，可生化性得到明显提高，废水急性生物毒性大幅削减，后续增加的反硝化生物滤池处理会使污水取得更好的BOD去除效果和脱氮效果。反硝化生物滤池处理区域进行反硝化过程的同时也会实现部分有机物的氧化，可以减轻三维电Fenton处理区域的负荷，降低能耗。同时反硝化生物滤池处理区域可以起到过滤的作用，一部分铁泥被吸附、过滤在反硝化生物滤池的填料上，进而提升SS去除效果，降低铁泥产量。经过反硝化生物滤池处理后的出水通过出水口3达标排放。反硝化生物滤池处理过程中微生物产生的气体通过内部通气口2进入中间筒体5内部上空，而后通过排气口1排放。

装置运行一段时间后，需要进行排泥和反冲洗。排泥过程通过打开位于沉降斗15底部的排泥管16直接排放。沉降斗15位于内筒体4和外筒体6之间的环形柱状区域的底部，呈环形台状布置，主要用于收集三维电Fenton处理过程中产生的铁泥。反冲洗过程主要针对反硝化生物滤池进行，通过反冲洗进水泵21和空气压缩机12分别将反冲洗水以及反冲洗空气通过反冲洗进水口22和反冲洗进气口23打入反硝化生物滤池承托层24进行气水联合反冲洗。反冲洗废水通过反冲洗出水口25排出进入原始调节池。

优选为，曝气装置11的曝气强度为600L/h。

优选为，稳压直流电源26提供的电流密度为8～12mA/cm

优选为，水质调节区18投加的Fe

实施例1：

腐殖酸模拟废水，配水水质：腐殖酸浓度＝1000mg/L；Na

在电流密度为8.3mA/cm

实施例2：

重庆某垃圾填埋场渗滤液MBR反应器处理后出水，该出水水质：COD＝1200mg/L；UV

在电流密度为8.3mA/cm