本發(fā)明涉及一種用于垃圾滲濾液深度處理的光化學(xué)氧化反應(yīng)器，尤其涉及一種能夠高效利用臭氧并有效去除垃圾滲濾液色度的反應(yīng)器，屬于污水處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著我國生活水平顯著提高，工業(yè)得到前所未有的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，生活垃圾正在以每年9%的速度高速增長。而垃圾的處理方式主要有：衛(wèi)生填埋、焚燒、高溫堆肥。其中，衛(wèi)生填埋具有經(jīng)濟成本低得到廣泛的運用。與此同時，衛(wèi)生填埋會產(chǎn)生大量的垃圾滲濾液，垃圾滲濾液是一種高濃度、高色度、難降解的有機廢水，對人體、植被及環(huán)境具有巨大的危害。之前普遍采用生化處理方式處理垃圾滲濾液，但由于垃圾滲濾液的難降解性，以及國家頒布的新標(biāo)準(zhǔn)GB16889-2008《國家生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》，生化法已經(jīng)難以滿足垃圾滲濾液處理排放標(biāo)準(zhǔn)。

工程上，針對垃圾滲濾液的處理工藝主要有生物處理工藝和物理化學(xué)處理法。隨著人民環(huán)保意識增強以及國家排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，傳統(tǒng)的生物處理方法已經(jīng)不能達到最新的污水排放標(biāo)準(zhǔn)。為此，生物處理法+深度處理技術(shù)在垃圾滲濾液處理工藝中開始得到廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。生物處理法具有低經(jīng)濟性，將高濃度廢水處理到一定濃度，再采用深度處理技術(shù)將廢水處理達標(biāo)排放。目前，深度處理技術(shù)主要包含高級氧化處理技術(shù)和膜分離技術(shù)。由于膜分離技術(shù)具有投資運行成本高，濃縮液難處理且膜易污染等缺點，其實質(zhì)是污染物的轉(zhuǎn)移而不是轉(zhuǎn)化。相對于膜分離技術(shù)而言，高級氧化技術(shù)具有無二次污染、運行費用較低、可實現(xiàn)污染物的完全轉(zhuǎn)化等顯著優(yōu)點，具有應(yīng)用推廣價值。

光化學(xué)氧化技術(shù)是一種光源輻射作用下，產(chǎn)生羥基自由基將廢水中的難降解有機物氧化成小分子物質(zhì)，甚至將部分污染物完全礦化成水和二氧化碳的污水處理技術(shù)。它對難降解而具有毒性的小分子有機物去除效果極佳，光氧化反應(yīng)使水中產(chǎn)生許多活性極高的自由基，這些自由基無選擇性的將有機物結(jié)構(gòu)給破壞。同時，廢水的可生化性得到大幅提高，為后續(xù)的生化處理奠定基礎(chǔ)。因此，光化學(xué)氧化技術(shù)具有降解效率高，無二次污染、反應(yīng)迅速等顯著優(yōu)點。

目前，光化學(xué)氧化技術(shù)尚未在垃圾滲濾液深度處理的工程中得到推廣應(yīng)用，除了處理效率低、處理成本偏高外，還需要解決的關(guān)鍵問題是高效光化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計。目前光化學(xué)反應(yīng)器普遍存在結(jié)構(gòu)簡單、效率低下、利用率不高以及無法解決色度對光化學(xué)氧化技術(shù)處理垃圾滲濾液的影響等問題。本專利設(shè)計的反應(yīng)器具有臭氧利用率高、處理效率好并且可解決高色度對光化學(xué)氧化技術(shù)處理垃圾滲濾液的影響等優(yōu)點，為光化學(xué)氧化技術(shù)在高濃度、高色度、難降解有機廢水處理中的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決垃圾滲濾液深度處理光化學(xué)氧化技術(shù)與工藝中臭氧利用率低、處理效果差及處理成本高等突出問題，本發(fā)明提供一種適用于垃圾滲濾液深度處理的光化學(xué)氧化反應(yīng)器。

本發(fā)明提供了一種用于垃圾滲濾液深度處理的光化學(xué)氧化反應(yīng)器，其特征在于：所述反應(yīng)器包括滲濾液進水管路（1）、混合池（2）、蠕動泵（3）、氣體泵（4）、閥門（5）、曝氣頭（6）、臭氧收集回用管路（7）、紫外燈（8）、石英管（9）、尾氣出氣口（10）、臭氧收集口（11）、出水口（12）、第一反應(yīng)區(qū)（13）、第二反應(yīng)區(qū)（14）、導(dǎo)流區(qū)（15）、進水口（16）、臭氧回用流量計（17）、臭氧進氣流量計（18）、臭氧進氣口（19）。

反應(yīng)器是一個圓桶加蓋筒體，由三層圓形套筒組成，三層套筒高低不同。其中，中央第一層套筒與底板構(gòu)成第一反應(yīng)區(qū)（13），第一反應(yīng)區(qū)（13）底部設(shè)有進水口（16）和一個曝氣頭（6），頂部設(shè)有尾氣出氣口（10）；第二層套筒與上底板相連，底部則未與下底板相連，與第一層套筒構(gòu)成導(dǎo)流區(qū)（15）；液體從第一反應(yīng)區(qū)（13）經(jīng)過導(dǎo)流區(qū)（15）進入到第二反應(yīng)區(qū)（14）；最外層套筒與第二層套筒構(gòu)成第二反應(yīng)區(qū)（14），第二反應(yīng)區(qū)設(shè)有五根沿周向均勻布置的石英管（9），石英管（9）中插入紫外燈（8），底部設(shè)有五個曝氣頭（6），曝氣頭（6）與紫外燈（8）互相交錯放置，且第二反應(yīng)區(qū)（14）的頂部設(shè)有兩個臭氧收集口（11），將第二反應(yīng)區(qū)（14）尾氣臭氧進行收集回收并通過臭氧回用管路（7）經(jīng)過氣體泵（4）泵入第一反應(yīng)區(qū)（13），反應(yīng)器的出水口設(shè)置在最外層套筒上，與第一層套筒頂部齊平。

所述反應(yīng)器利用中間套筒與上蓋相連隔絕第一反應(yīng)區(qū)（13）和第二反應(yīng)區(qū)（14），為第二反應(yīng)區(qū)（14）反應(yīng)區(qū)臭氧的重新利用提供了條件。

所述的第一反應(yīng)區(qū)（13）和第二反應(yīng)區(qū)（14）均設(shè)有曝氣裝置，并且第二反應(yīng)區(qū)（14）出氣口中未完全利用的臭氧尾氣通過收集回用管路（7）直接充入第一反應(yīng)區(qū)（13）提高臭氧利用率，同時又可有效去除垃圾滲濾液的色度，以減少色度對垃圾滲濾液的光化學(xué)氧化處理的影響。

本發(fā)明的工作過程如下：垃圾滲濾液二級出水由進水管路（1）進入混合池（2），再由蠕動泵（3）泵入進水口（17）進入第一反應(yīng)區(qū)（13），并充分利用回收的臭氧進行廢水的脫色處理。經(jīng)過臭氧脫色后廢水經(jīng)導(dǎo)流區(qū)（15）進入第二反應(yīng)區(qū)（14），進行光化學(xué)氧化反應(yīng)。處理后的廢水最后從出水口（16）排出；臭氧則從臭氧進氣口（19）由周向均布的五個曝氣裝置曝氣進入第二反應(yīng)區(qū)（14）進行反應(yīng)。反應(yīng)后的臭氧尾氣由第二反應(yīng)區(qū)上方的臭氧收集口（11）收集，通過臭氧回用管路（7）由氣體泵（4）泵入第一反應(yīng)區(qū)（13）底部的曝氣頭進入第一反應(yīng)區(qū)（13）進行垃圾滲濾液的脫色處理，最后由尾氣出氣口（10）排出。

本發(fā)明的有益效果是：經(jīng)試驗，本反應(yīng)器處理垃圾滲濾液二級出水時的COD的去除率達到85%以上，色度去除率達到100%，經(jīng)該反應(yīng)器處理后其出水水質(zhì)B/C由0.1達到0.3左右，能夠較好地滿足后續(xù)生化處理的要求，并且臭氧利用率比其他裝置提高10%左右。本反應(yīng)器還可以靈活變化不同的處理工藝，適用于UV/O₃、UV/H₂O₂/O₃等光化學(xué)氧化處理技術(shù)工藝。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主視示意圖；圖2為本發(fā)明的裝置俯視示意圖；

圖中：1—進水管路；2—混合池；3—蠕動泵；4—氣體泵；5—閥門；6—曝氣裝置；7—臭氧回用管路；8—紫外燈；9—石英管；10—尾氣出氣口；11—臭氧收集口；12—出水口；13—第一反應(yīng)區(qū)；14—第二反應(yīng)區(qū)；15—導(dǎo)流區(qū)；16—進水口；17—臭氧回用流量計；18—臭氧進氣流量計；19—臭氧進氣口。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖說明本發(fā)明的具體實施方式。

所述反應(yīng)器包括滲濾液進水管路（1）、混合池（2）、蠕動泵（3）、氣體泵（4）、閥門（5）、曝氣頭（6）、臭氧收集回用管路（7）、紫外燈（8）、石英管（9）、尾氣出氣口（10）、臭氧收集口（11）、出水口（12）、第一反應(yīng)區(qū)（13）、第二反應(yīng)區(qū)（14）、導(dǎo)流區(qū)（15）、進水口（16）、臭氧回用流量計（17）、臭氧進氣流量計（18）、臭氧進氣口（19）。

反應(yīng)器是一個圓桶加蓋筒體，由三層圓形套筒組成，三層套筒高低不同。其中，中央第一層套筒與底板構(gòu)成第一反應(yīng)區(qū)（13），第一反應(yīng)區(qū)（13）底部設(shè)有進水口（16）和一個曝氣頭（6），頂部設(shè)有尾氣出氣口（10）；第二層套筒與上底板相連，底部則未與下底板相連，與第一層套筒構(gòu)成導(dǎo)流區(qū)（15）；液體從第一反應(yīng)區(qū)（13）經(jīng)過導(dǎo)流區(qū)（15）進入到第二反應(yīng)區(qū)（14）；最外層套筒與第二層套筒構(gòu)成第二反應(yīng)區(qū)（14），第二反應(yīng)區(qū)設(shè)有五根沿周向均勻布置的石英管（9），石英管（9）中插入紫外燈（8），底部設(shè)有五個曝氣頭（6），曝氣頭（6）與紫外燈（8）互相交錯放置，且第二反應(yīng)區(qū)（14）的頂部設(shè)有兩個臭氧收集口（11），將第二反應(yīng)區(qū)（14）尾氣臭氧進行收集回收并通過臭氧回用管路（7）經(jīng)過氣體泵（4）泵入第一反應(yīng)區(qū)（13），反應(yīng)器的出水口設(shè)置在最外層套筒上，與第一層套筒頂部齊平。

根據(jù)圖1，其中進水管路（1）、混合池（2）、蠕動泵（3）、進水口（16）、第一反應(yīng)區(qū)（13）、導(dǎo)流區(qū)（15）和第二反應(yīng)區(qū)（14）、出水口（12）中的箭頭表示水流方向。進氣管路（19）、曝氣頭（6）、臭氧收集口（11）、臭氧回用管路（7）、氣體泵（4）、尾氣出氣口（10）中箭頭表示氣流方向。

本發(fā)明的第一重套筒構(gòu)成的第一反應(yīng)區(qū)（13）目的為去除垃圾滲濾液的色度，臭氧經(jīng)第二反應(yīng)區(qū)（14）反應(yīng)后的尾氣通過臭氧收集口（11），經(jīng)過臭氧回用管路（7），由氣體泵（4）泵入第一反應(yīng)區(qū)（13）來去除垃圾滲濾液的色度。

本發(fā)明中的第二反應(yīng)區(qū)（14）用于光化學(xué)氧化反應(yīng)，去除垃圾滲濾液的COD、氨氮等，反應(yīng)后的殘余臭氧為第一反應(yīng)區(qū)（13）去除色度提供條件。

本發(fā)明利用垃圾滲濾液與臭氧在不同反應(yīng)階段對臭氧的反應(yīng)動力學(xué)特性的不同，通過設(shè)計第一反應(yīng)區(qū)（13）的管徑大小以及進水流速，來調(diào)節(jié)垃圾滲濾液在第一反應(yīng)區(qū)（13）的停留時間，使第二反應(yīng)區(qū)（14）的尾氣臭氧濃度恰好將第一反應(yīng)區(qū)（13）的色度去除，提高臭氧利用率。

根據(jù)廢水性質(zhì)可以選擇過氧化氫用量、曝氣量、紫外光強度、水力停留時間和不同的臭氧回用方式，利用反應(yīng)器經(jīng)濟高效地處理各種濃度、各種成分以及各種色度的有機廢水。

對于高濃度、高色度的有機廢水，出于實驗成本的考慮，本反應(yīng)器比較適合作為生化處理技術(shù)的后續(xù)深度處理。本反應(yīng)器既可以有效的去除色度，減少色度對光化學(xué)氧化反應(yīng)的影響，又可以高效地利用臭氧，節(jié)約處理成本，實現(xiàn)污水的達標(biāo)排放。

經(jīng)試驗，本反應(yīng)器處理垃圾滲濾液二級出水時的COD的去除率達到85%以上，色度去除率達到100%，經(jīng)該反應(yīng)器處理后其出水水質(zhì)B/C由0.1達到0.3左右，能夠較好地滿足后續(xù)生化處理的要求，并且臭氧利用率比其他裝置提高10%左右。