一种垃圾渗滤液的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种垃圾渗滤液的处理方法：将垃圾渗滤液放置于微生物处理系统经产电微生物降解完全的同时产生电能；微生物处理系统的阳极室出水进行离心、抽滤，去除大颗粒物质，取其上清液；原料液进入正渗透装置；调节原料液和汲取液的流量，使二者保持一致，原料液与汲取液均采用错流方式，从正渗透装置的下部进入，从其上部返回，计算汲取液中质量的变化。本发明专利技术提供了一种微生物燃料电池和正渗透膜联合处理垃圾渗滤液的工艺，采用微生物燃料电池出水作为正渗透进水，正渗透膜活性层朝向原料液一端，有效降低了有机物和氨氮的含量，同时去污、产电。

Method for treating landfill leachate

The invention discloses a method for treating landfill leachate, landfill leachate treatment system were placed on microbial biodegradation completely and produce electric power; anode effluent microbial processing system by centrifugation and filtration, the removal of large particles, take the supernatant fluid into the forward osmosis device; raw materials; regulation of raw materials draw liquid and fluid flow, so that the two are consistent with the draw solution using raw material liquid cross flow mode, enter from the lower forward osmosis device, returning from the upper draw liquid quality change calculation. The invention provides a microbial fuel cell and forward osmosis membrane combined process of landfill leachate, the microbial fuel cell is water as water, forward osmosis membrane active layer facing the feed liquid end, effectively reducing the content of organic matter and ammonia nitrogen, at the same time to sewage and electricity production.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种垃圾渗滤液的处理方法，属于环境工程废水处理

技术介绍
垃圾渗滤液中含有大量的有机物和氨氮，水质变化量大，成分相当复杂。它具有COD和氨氮含量较高，微生物营养元素比例失调等特点。利用微生物的新陈代谢将化学能转化为电能的微生物燃料电池(microbialfuelcell，简称MFC)技术是一种能量转化率高、环境污染小的新型可持续能源技术。将微生物燃料电池(Microbialfuelcell，MFC)用于垃圾渗滤液，既能起到净化处理又能产生电能，而渗滤液中高含量的COD、氨氮能使MFC持有较高的电导率和较低的内阻。然而单一的MFC工艺不能使垃圾渗滤液达标排放。正渗透膜技术是近年来发展起来的新型膜分离技术，在两侧溶液存在渗透压差条件下，水自发地从低渗透压侧透过选择性半透膜扩散到高渗透压侧的一种膜分离过程，是目前膜分离领域研究的热点之一。该过程不需要外加压力，相对于压力驱动的膜过程，具有低压操作、低能耗和低污染等显著优势，已经在海水淡化、发电、废水处理、航天工业以及制药工业中得到了广泛应用。膜生物反应器是常用的联用工艺，微生物燃料电池与正渗透膜结合起来是一种新的手段。经MFC处理后的垃圾渗滤液进一步通过FO进行截留有机物，以达到稳定排放；此联合工艺将可以有效利用垃圾渗滤液中污染物质，这对于垃圾渗滤液资源化利用具有重要作用。目前还没有将微生物燃料电池和正渗透工艺联合处理垃圾渗滤液的研究。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是如何在对垃圾渗滤液的处理过程中，实现同步去污和产电。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：将垃圾渗滤液放置于微生物处理系统经产电微生物降解完全的同时产生电能；步骤2)：经步骤1)处理的微生物处理系统的阳极室出水进行离心、抽滤，去除大颗粒物质，取其上清液；步骤3)：经步骤2)处理的原料液进入正渗透装置；步骤4)：调节原料液和汲取液的流量，使二者保持一致，原料液与汲取液均采用错流方式，从正渗透装置的下部进入，从其上部返回，计算汲取液中质量的变化。优选地，所述步骤1)中微生物处理系统由微生物燃料电池组成的，电极材料采用碳毡，两电极用钛丝固定，与外接电阻连接，形成回路；阳极室与阴极室通过离子交换膜分离。更优选地，所述微生物处理系统的工作周期为7天，进水COD为4000mg/L，氨氮浓度为3000mg/L，pH为7。优选地，所述步骤3)中正渗透装置为聚酰胺-聚酯丝网支撑的正渗透膜，活性层接触角为46～52°，最大粗糙度为478.51nm。优选地，所述步骤3)和4)中正渗透装置的活性层朝向原料液。优选地，所述步骤4)中汲取液采用浓度为1M的碳酸氢铵溶液，流速为8cm/s。微生物燃料电池的运行状态为PH＝7、阴极闭路曝气的条件下，去除污染物质的效率最高。本专利技术还提供了一种垃圾渗滤液的处理装置，其特征在于，包括由微生物燃料电池组成的微生物处理系统，电极材料采用碳毡，两电极用钛丝固定，与外接电阻连接，形成回路，阳极室与阴极室通过离子交换膜分离；微生物处理系统的阴阳两极与蓝电测试系统连接，蓝电测试系统与PC端连接；微生物处理系统的阴极室连接曝气泵，阳极室连接原料液；原料液、汲取液位于正渗透装置的两侧，原料液、汲取液均通过齿轮泵与正渗透装置两侧的下部连接，正渗透装置两侧的上部与原料液、汲取液连通；原料液内设有电导率仪，汲取液底部设有电子天枰，电导率仪、电子天枰均与PC端连接。优选地，所述微生物处理系统的电阻上并联有万用表。优选地，所述正渗透装置为聚酰胺-聚酯丝网支撑的正渗透膜，活性层接触角为46～52°，最大粗糙度为478.51nm，活性层朝向原料液。优选地，所述微生物处理系统的阴极室内设有曝气装置。本专利技术提供了一种微生物燃料电池和正渗透膜联合处理垃圾渗滤液的工艺，采用微生物燃料电池出水作为正渗透进水，正渗透膜活性层朝向原料液一端，有效降低了有机物和氨氮的含量，同时去污、产电。附图说明图1为本专利技术提供的一种垃圾渗滤液处理装置的示意图；图2为实施例中微生物燃料电池产电情况的示意图；图3为实施例中垃圾渗滤液的去除率；图4为实施例中MFC-FO处理出水的紫外光谱表征图。具体实施方式为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。实施例如图1所示，为本专利技术提供的一种垃圾渗滤液的处理装置，包括由微生物燃料电池组成的微生物处理系统1，电极材料采用碳毡，两电极用钛丝固定，与外接电阻9连接，形成回路，电阻9上并联有万用表10；阳极室与阴极室通过离子交换膜分离。微生物处理系统1的阴阳两极与蓝电测试系统2连接，蓝电测试系统2与PC端3连接。微生物处理系统1的阳极室连接原料液A。原料液A、汲取液B位于正渗透装置6的两侧，原料液A、汲取液B均通过齿轮泵5与正渗透装置6两侧的下部连接，正渗透装置6两侧的上部与原料液A、汲取液B连通；原料液A内设有电导率仪7，汲取液B底部设有电子天枰8，电导率仪7、电子天枰8均与PC端3连接。所述正渗透装置6为聚酰胺-聚酯丝网支撑的正渗透膜，活性层接触角为46～52°，最大粗糙度为478.51nm，活性层朝向原料液A。所述微生物处理系统1的阴极室内设有曝气装置4。本实施例中，微生物处理系统1阴极室和阳极室有效尺寸为10cm×10cm×10cm，阴、阳极电极材料均采用碳毡构成，投影面积为49cm2(7cm×7cm)，中间采用阳离子交换膜隔开。阴极和阳极通过钛丝与500Ω的外接电阻9相连。垃圾渗滤液经过微生物处理系统1处理后，离心、分离取其上清液，上清液作为正渗透的原料液A，汲取液B为碳酸氢铵溶液。原料液A体积为0.5L，汲取液B体积为0.5L。正渗透装置6为平板膜组件，膜组件由两个相同的有机玻璃做成，运行期间膜反应器垂直放置，原料液A(MFC阳极出水)和汲取液B(NH4HCO3)采用错流方式、自下而上通过变速齿轮泵5传入水流通道，水流通道长为10cm，宽为3cm，深为0.2cm，膜运行方式为活性层朝向原料液A侧，支撑层朝向汲取液B侧，膜有效面积为30cm2，流速8cm·s-1。汲取液B放置在电子天枰8上，电子天枰8的读数由PC端3记录并自动保存，用以计算出水通量。电导率仪7用来测量原料液A中的温度和电导率值，通过电导率的变化来计算盐返混通量。在原料液A中放置一个pH计，用来测量原料液A中的pH值。由图2可见，系统对TOC、COD、氨氮、总氮去除率分别达到95.45％、91.28％、71.77％和79.43％时，产电功率密度最大可以达到135mW·m-2。由图2和图3可知，所构建的工艺方法随着电阻的增加，功率密度不断上升，功率密度随着电流的升高出现峰值，当电流达到一定数值时，功率密度又开始下降，最大功率密度为135mW·m-2，对应的电流密度是428.57mA·m-2，开路电压为579mV，内阻约为128.59Ω。MFC阴极持续不断地从曝气泵中获得氧气，氧气作为电子受体，促进了电子和质子的转移速率，促进阴极反应。氧气还原速率的提高，使得MFC的功率密度较大，促进了MFC的产电性能，电能的增加促进了降解效率。本专利技术实施例中用于处理垃圾渗滤液时，系统对TOC、COD、氨氮、总氮去除率分别达到95.45％，9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：将垃圾渗滤液放置于微生物处理系统经产电微生物降解完全的同时产生电能；步骤2)：经步骤1)处理的微生物处理系统的阳极室出水进行离心、抽滤，去除大颗粒物质，取其上清液；步骤3)：经步骤2)处理的原料液进入正渗透装置；步骤4)：调节原料液和汲取液的流量，使二者保持一致，原料液与汲取液均采用错流方式，从正渗透装置的下部进入，从其上部返回，计算汲取液中质量的变化。

【技术特征摘要】
1.一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：将垃圾渗滤液放置于微生物处理系统经产电微生物降解完全的同时产生电能；步骤2)：经步骤1)处理的微生物处理系统的阳极室出水进行离心、抽滤，去除大颗粒物质，取其上清液；步骤3)：经步骤2)处理的原料液进入正渗透装置；步骤4)：调节原料液和汲取液的流量，使二者保持一致，原料液与汲取液均采用错流方式，从正渗透装置的下部进入，从其上部返回，计算汲取液中质量的变化。2.如权利要求1所述的垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述步骤1)中微生物处理系统由微生物燃料电池组成的，电极材料采用碳毡，两电极用钛丝固定，与外接电阻连接，形成回路；阳极室与阴极室通过离子交换膜分离。3.如权利要求2所述的垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述微生物处理系统的工作周期为7天，进水COD为4000mg/L，氨氮浓度为3000mg/L，pH为7。4.如权利要求1所述的垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述步骤3)中正渗透装置为聚酰胺-聚酯丝网支撑的正渗透膜，活性层接触角为46～52°，最大粗糙度为478.51nm。5.如权利要求1或4所述的垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述步骤3)和4)中正渗透装置的活性层朝向原料液。6.如权利要求1所述的垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄满红，李晓纯，黄丽，孟李君，陈刚，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31