[实用新型]一种用于处理垃圾渗滤液的离子交换反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及离子交换反应器，尤其涉及一种用于处理垃圾渗滤液的离子交换反应器。

背景技术

目前，我国垃圾处理主要采用卫生填埋的方法。垃圾在填埋和堆放过程中，由于压实、降雨、微生物对有机物质的分解作用及垃圾中的游离水，通过淋溶渗透形成一定量的高浓度有机废水，即垃圾渗滤液。垃圾填埋场渗滤液中含有大量有机物、高浓度氨氮和重金属离子等污染物，COD及BOD值都非常高。其中，酸性发酵阶段：COD质量浓度可达45000mg·L^-1封场阶段：氨氮质量浓度高达1000mg·L^-1以上。渗滤液中还含有相当多的高浓度有毒物质，对环境造成巨大威胁的同时，渗滤液不经处理完全排入江河湖泊，其中的有机污染物、无机污染物会使水生生物和农作物受到污染，并通过食物链和生态环境对人体健康产生危害。因此，对垃圾渗滤液进行有效的处理显得尤为重要。

近年来，垃圾渗滤液处理技术有了很大的发展，主要采用物理化学方法与生物处理方法，如氨吹脱、吸附、光催化及电化学技术，厌氧处理，好氧处理等。Feton试剂法为均相催化湿式氧化剂，效果理想，但成本相对较高，也容易造成二次污染；生物处理方法如常用的SBR工艺，运行费用相对较低，简单有效，但渗滤液中高浓度氨氮导致C/N过低，磷元素缺乏，不能满足BOD∶N∶P＝100∶5∶1的微生物营养需求，这些水质条件的约束使其应用受到一定限制；电化学氧化法降解难生化有机废水，效果不错，国外研究较多但还处于探索阶段；另外传统的吸附法设备简单，维护操作易于掌控，间歇或连续运行都可以，但存在运行成本较高，吸附剂再生能力不强等问题。孙培德等采用新型的离子吸附交换材料NanoChem分子筛，针对不同高浓度氨氮废水的去除展开研究(孙培德等，环境科学，2010，31(1)：112-117)，结果表明，NanoChem分子筛能有选择性吸附氨氮，对高浓度氨氮废水的吸附能力比天然沸石高50-400倍，比微孔分子筛强3-30倍，通过动态连续流研究发现，NanoChem分子筛能 高效去除垃圾渗滤液中的氨氮，去除率可达到100％。此外NanoChem分子筛再生能力强，再生前后氨氮去除效果变化不大，重复性好，是处理垃圾渗滤液的理想材料。但在实际应用过程中NanoChem分子筛会产生一定的堵塞现象，如果反应器增设小型搅拌器，可以大大提高离子交换效率。

发明内容

本实用新型提供了一种处理垃圾渗滤液的离子交换柱反应器，在常见的离子交换柱反应器基础上进一步改进，能高效吸附氨氮，可以重复循环使用，有效解决了分子筛的粘结、堵塞问题。

一种处理垃圾渗滤液的离子交换柱反应器，包括壳体，所述的壳体上端设有出水口和气体放空口，壳体下端设有废水进水口、再生液进水口和废液放空口，离子交换柱内设有间歇式搅拌器和多孔挡板，间歇式搅拌器与多孔挡板间隔安装，间歇式搅拌器的搅拌时间与周期可以根据需要自行设定。离子交换柱内装填有离子交换剂。所述的间歇式搅拌器的搅拌桨叶外直径为离子交换柱反应器的横向直径的1/3～1/4。

所述的多孔挡板采用塑钢材料，所述的间歇式搅拌器采用四氟乙烯材料。

所述的多孔挡板上的小孔孔径小于离子交换剂的粒径，相邻两块多孔挡板之间的间距为0.5～2m。

所述的废水出水口、气体放空口、废水进水口、再生液进水口和废液放空口内均设有可替换、重复使用的尼龙滤网，有效防止分子筛粉末随水流进出。

本实用新型的离子交换柱优选NanoChem分子筛作为离子交换剂，分子筛在吸附铵离子的同时释放同等数量的钠离子作为离子交换，当铵离子吸附饱和后可使用氢氧化钠溶液反冲洗再生，同时实现铵离子的回收利用。清洗后的NanoChem分子筛可以重复使用，稳定性好。考虑到NanoChem分子筛多次吸附后，会出现阶段性的堵塞现象，本实用新型特别增加了微型的间歇式搅拌器与多孔挡板单元，间歇式搅拌器进行间歇搅拌，使得NanoChem分子筛能有效避免堵塞柱体，挡板的添加使得水流更加均匀，与NanoChem分子筛接触更为密切。

对于垃圾渗滤液离子吸附反应器设计，不仅要注重简易的操作性，还要考虑离子交换柱与交换剂的重复使用性能。故本实用新型在离子交换柱底部设置废液进水口、再生液进水口和废液放空口，这种废水和再生液由 底部到顶部的设计，使得NanoChem分子筛与废水充分接触，并可以通过流量计控制流量大小；而吸附后的净水从顶端流出，废液则可通过底部的放空阀排出，这种设计使得操作更加简单方便。