一种垃圾渗滤膜浓缩液的处理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种垃圾渗滤膜浓缩液的处理装置及方法，方法包括：(1)垃圾渗滤膜浓缩液由垃圾渗滤膜浓缩液注入口注入膜组件中；清水由清水注入口注入浓缩区，同时接通稳压电源；在阴极套管作用下，废水中的阳离子和阴离子透过膜组件进入到浓缩区；(2)膜组件出水打入氧化区，通过微生物作用去除剩余有机物，出水达标排放；浓缩区出水打入还原区，通过阴极套管作用去除重金属离子，最终出水为纯盐水。本发明专利技术将膜处理与生物电化学处理相结合，处理效果好，装置结构简单，操作方便，能在高盐的条件下更有效处理膜浓缩液中的难降解有机物以及重金属。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电化学技术及生物降解技术，具体涉及一种利用微生物电化学反应器进行分离处理垃圾渗滤膜浓缩液的方法。
技术介绍
随着城市化进程的加快，“垃圾围城”现象屡见不鲜。目前最常见的垃圾处理处置方法是卫生填埋。在垃圾填埋过程中会产生一种高浓度有机废水--垃圾渗滤液，如未经妥善处理，会严重污染生态环境和危害人体健康。为了满足我国2008年颁布实施《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)对渗滤液出水的更高要求，膜法(包括超滤、纳滤、反渗透等)作为渗滤液的最终处理工艺得到较为广泛的应用。垃圾渗滤液在经过多级生化处理后再经膜处理可使出水稳定达到新标准排放。然而，膜的另一面却残留着更难处理、环境危害更大的副产物——垃圾渗滤膜浓缩液，环境风险显著，亟需有效处理。膜浓缩液中含有大量的难降解有机污染物，如腐殖酸，同时还含有较高浓度的盐度与重金属浓度。过量重金属离子的存在会取代微生物细胞内结合位点的必需元素，与配位基团反应，导致核酸、蛋白质构象改变，干扰氧化磷酸化及渗透压的平衡，对微生物产生毒害作用；高盐度则会导致微生物细胞脱水而死亡。因而膜浓缩液中较高浓度重金属以及高盐度导致其难以生物降解，同时利用物理化学法来达标处理膜浓缩液成本较高。目前还没有合适的技术方法来处理膜浓缩液，若不对其进行合理、有效的处理，势必会对生态环境和人类健康产生极大的风险。目前，针对垃圾渗滤膜浓缩液的处理，华南理工大学利用臭氧氧化的方法；上海交通大学利用电化学氧化来处理膜浓缩液；天津海普尔膜科技有限公司专利技术了一种通过预处理-管式膜过滤-纳滤-反渗透对膜浓缩液进行减量的处理方法；广东省工程技术研究所采用铁炭微电解-微波协同氧化技术对膜浓缩液进行预处理。公开号为CN104591432A的中国专利技术专利申请公开了一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，该处理方法包括以下步骤：(1)将所述垃圾渗滤液膜浓缩液软化后进行微滤，获得截留液和透过液；(2)将所述透过液经DTRO膜过滤后，直接排放；所述的软化包括：(a)往垃圾渗滤液膜浓缩液中添加氢氧化钙，调节pH值至10～10.5；(b)再加入氢氧化钠和镁盐，调节pH值至11～12；(c)沉降、固液分离，固相进行板框压滤，滤液返回步骤(1)；往液相添加沉淀剂，控制钙、镁离子的含量少于20mg/L，可溶性二氧化硅的含量少于10mg/L，再进行微滤。该方法可最大限度降低浓缩液中重金属离子及钙、镁离子的含量，有效控制后续膜系统结垢问题，提高垃圾渗滤液膜浓缩液的回收效率。公开号为CN104496079A的中国专利技术专利申请公开了一种垃圾渗滤液膜浓缩液的处理方法，该方法主要包括如下步骤：将垃圾渗滤液纳滤膜浓缩液送入分离膜装置中，以去除浓缩液中的腐殖酸等难降解性有机物，其出水和反渗透浓缩液混合后，采用软化、沉淀、过滤处理，以去除浓缩液中的Ca2+、Mg2+等结垢离子以及其他无机物质，出水进入反渗透膜进一步浓缩处理，产水达标排放，最终浓水回喷至焚烧炉焚烧、蒸发结晶或外运处理。公开号为CN104628201A的中国专利技术专利申请公开了一种垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺。该垃圾填埋场渗滤液膜滤浓缩液的处理工艺包括：废水调节、混凝沉淀、pH调节、微波氧化、中和沉淀、砂滤、碳滤、排放等工艺。该处理方法工艺较为复杂、成本较高、条件不易控制，并且无法真正去除膜浓缩液中的污染物，也无法解决其中高重金属浓度的问题。但是上述方法会存在耐盐度不高、操作复杂、成本高或处理效果不理想等问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种垃圾渗滤膜浓缩液的处理装置及方法，膜处理与生物电化学处理相结合，处理效果好，装置结构简单，操作方便，能在高盐的条件下更有效处理膜浓缩液中的难降解有机物以及重金属。一种垃圾渗滤膜浓缩液的处理装置，包括：由外至内依次为外壳、阴极套管和阳极套管的三个同心套管，外壳与阴极套管之间的空间为还原区，阴极套管与阳极套管之间的空间为膜处理区，阳极套管内部为氧化区，氧化区内驯养微生物；所述膜处理区填充若干膜组件，膜组件的入口连通垃圾渗滤膜浓缩液注入口，膜组件的出口连通氧化区，氧化区的出水口为净水出口；相邻膜组件之间的空隙为浓缩区，浓缩区的进口连通清水注入口，浓缩区的出口连通还原区，还原区的出口为纯盐水出口；所述阴极套管与阳极套管与稳压电源相连。本专利技术的处理原理如下：在反应器体系两端，即阳极和阴极两端连接稳压电源，所添加电压为1.5-2.5V。在电压作用下，阳极电极表面带正电荷，阴极电极表面带负电荷。首先，垃圾渗滤膜浓缩液进入膜组件，污水中的正电污染物即重金属、盐离子(Na+)在阴极负电荷作用下，透过阳离子膜进入浓缩区，废水中的阴离子(Cl-)透过阴离子膜后同样进入浓缩区。随后，膜组件的出水进入氧化区，在微生物作用下，其中的有机污染物得到去除，使得废水出水达标；浓缩区的水打入还原区，重金属在电化学作用下被还原成低价态污染物，降低毒性，此端最终出水则为纯盐水。本专利技术将膜处理与生物电化学方法有机结合，本方法中膜处理动力来源于电子流动，因此仅有正负盐离子会在牵引力下透过膜转移，相比传统压力过膜而言，有机物不会迁移到膜上从而堵塞膜孔。本专利技术方法中阳极降解有机物从而产生电子并转移至阳极，从而大大降低了外加电压的功率，降低了耗电。本专利技术方法中将阳极与阴极室创造性的转移到电极间外侧，从而避免了因阳极液体(脱盐后液体)低盐度而增加反应器电阻的弊端。作为优选，阳极室微生物采用兼氧微生物，即氧化区内驯养兼氧污泥，最大限度地提高微生物降解污染物的性能。阳极与阴极材料选用碳系、不锈钢、钛、二氧化铅等，进一步优选，阳极电极材料优选为钛基底二氧化铅镀层电极，因为其导电性能佳、化学性质稳定、耐腐蚀；进一步优选，阴极材料也选用钛基底二氧化铅镀层电极，理由同前。阴阳极两端添加电压为1.5-2.5V，电压过低会导致离子牵引力不足，从而降低脱盐效果，而且过低的阴极电势无法实现金属还原，因此在阴极没有任何效；过高则会在阳极产生氧自由基，对微生物具有毒害作用，且消耗了大量不必要的电能。优选地，所述膜组件由两层同心圆膜组成，内层为阴离子膜，外层为阳离子膜。进一步地，所有膜组件与阳极套管相平行布置，所有膜组件同一端的开口为入口，另一端的开口为出口。更进一步优选，所述膜组件中阴离子膜与阳离子膜的间距为2-5mm，相邻膜组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垃圾渗滤膜浓缩液的处理装置，其特征在于，包括：由外至内依次为外壳、阴极套管和阳极套管的三个同心套管，外壳与阴极套管之间的空间为还原区，阴极套管与阳极套管之间的空间为膜处理区，阳极套管内部为氧化区，氧化区内驯养微生物；所述膜处理区填充若干膜组件，膜组件的入口连通垃圾渗滤膜浓缩液注入口，膜组件的出口连通氧化区，氧化区的出水口为净水出口；相邻膜组件之间的空隙为浓缩区，浓缩区的进口连通清水注入口，浓缩区的出口连通还原区，还原区的出口为纯盐水出口；所述阴极套管与阳极套管与稳压电源相连。

【技术特征摘要】
1.一种垃圾渗滤膜浓缩液的处理装置，其特征在于，包括：
由外至内依次为外壳、阴极套管和阳极套管的三个同心套管，外壳与
阴极套管之间的空间为还原区，阴极套管与阳极套管之间的空间为膜处理
区，阳极套管内部为氧化区，氧化区内驯养微生物；
所述膜处理区填充若干膜组件，膜组件的入口连通垃圾渗滤膜浓缩液
注入口，膜组件的出口连通氧化区，氧化区的出水口为净水出口；
相邻膜组件之间的空隙为浓缩区，浓缩区的进口连通清水注入口，浓
缩区的出口连通还原区，还原区的出口为纯盐水出口；
所述阴极套管与阳极套管与稳压电源相连。
2.根据权利要求1所述垃圾渗滤膜浓缩液的处理装置，其特征在于，
所述膜组件由两层同心圆膜组成，内层为阴离子膜，外层为阳离子膜。
3.根据权利要求2所述垃圾渗滤膜浓缩液的处理装置，其特征在于，
所有膜组件与阳极套管相平行布置，所有膜组件同一端的开口为入口，另
一端的开口为出口。
4.根据权利要求2所述垃圾渗滤膜浓缩液的处理装置，其特征在于，
所述膜组件中阴离子膜与阳离子膜的间距为2-5mm，相邻膜组件之间的间
距为2-5mm。
5.根据权利要求1所述垃圾渗滤膜浓缩液的处理装置，其特征在于，
所述外壳与阴极套管间隔2-10mm，阴极套管与阳极套管间隔100...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙於洋，许晶，冯华军，沈东升，陈婷，
申请(专利权)人：浙江工商大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33