[实用新型]模拟芬顿-超声反应器

说明书

技术领域

本实用新型属于废水处理技术领域，尤其涉及一种垃圾渗滤液的处理设备。

背景技术

垃圾填埋后产生大量垃圾渗滤液，这些渗滤液水质水量变化大、有机物浓度高、重金属及氨氮含量高，对周边环境及填埋场场底土层污染严重。垃圾渗滤液中有22种有机化合物被列入中国和美国EPA环境优先控制污染物的黑名单中。2008年国家颁布了《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)，对垃圾渗滤液的处理提出了更高的要求。目前，国内外对垃圾渗滤液的处理技术主要有生物处理技术、物化处理技术、生化+物化处理技术及土地处理技术等。但是这些技术均属于高能耗、高成本的范畴，无法大面积推广应用。如何解决垃圾渗滤液处理技术瓶颈，保护环境、减少有害物质排放，显得尤为迫切。

Fenton(芬顿反应)是一种高级氧化技术，通过Fe²⁺与H₂O₂的反应，产生强氧化剂羟基自由基，将大分子难降解有机物分解为小分子物质。

超声波技术作为一种物理手段和工具，能够在化学反应常用的介质中产生一系列近于极端条件，如急剧的放电、产生局部瞬间的几千K的高温、几千个大气压的高压等，这种能量能够激发或促进许多化学反应、加快化学反应速度，目前超声波可用于处理废水中的氨氮及有机物，另外还可用于强化化学反应。

然而，现有技术研究Fenton反应与超声波技术结合应用的情形并不多，尤其是在垃圾渗滤液的处理上更少有涉及。事实上，现有垃圾渗滤液的处理还面临诸多技术问题，例如处理成本高、场地占用面积大、处理效果不佳等，而这些技术问题的克服和解决还有待我们在处理方法上进行进一步的研发和创新。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种结构简单、操作方便、成本低、绿色环保、可用于高效处理垃圾渗滤液的模拟芬顿-超声反应器。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为一种模拟芬顿(Fenton)-超声反应器，所述模拟芬顿-超声反应器包括超声发生器、超声传感器、pH值在线监测装置和反应器本体，所述反应器本体内部设有一反应容腔，所述反应器本体上开设有药剂投加口、垃圾渗滤液进水管和垃圾渗滤液排水管；所述超声发生器设于反应器本体的外部，所述超声传感器设于反应器本体的反应容腔内(一般位于该反应容腔的底部)，且超声发生器与超声传感器相连接，pH值在线监测装置的探头伸入到反应器本体的反应容腔内。

上述的模拟芬顿-超声反应器中，优选的，所述反应器本体为一密闭型容器，除反应器本体上开设的所述药剂投加口、垃圾渗滤液进水管和垃圾渗滤液排水管外，反应器本体的反应容腔不直接与外界空气接触。

上述的模拟芬顿-超声反应器中，优选的，所述药剂投加口开设在反应器本体的顶盖板上，所述垃圾渗滤液进水管开设在反应器本体侧壁的上部。

上述的模拟芬顿-超声反应器中，优选的，所述药剂投加口通过并联管道分别连接至硫酸供给源和硫酸亚铁溶液供给源。

上述的模拟芬顿-超声反应器中，优选的，所述超声传感器设置在反应容腔内液面以下的中间位置。

上述的模拟芬顿-超声反应器中，优选的，所述反应器本体的反应容腔内不设置曝气装置。

上述模拟芬顿-超声反应器主要用于以下的模拟芬顿反应联合超声波处理垃圾渗滤液的方法中，具体包括如下步骤：

(1)将垃圾渗滤液注入模拟芬顿-超声反应器中；

(2)在模拟芬顿-超声反应器中，调节垃圾渗滤液的pH值为2.0～5.0；向模拟芬顿-超声反应器中添加含亚铁离子的溶液，每升垃圾渗滤液中添加的亚铁离子的摩尔数为0.5mmol～2mmol；本步骤中，调节垃圾渗滤液的pH值用的试剂优选为硫酸或盐酸，含亚铁离子的溶液优选是指硫酸亚铁溶液或氯化亚铁溶液；

(3)调节模拟芬顿-超声反应器中的超声频率和超声声能密度，然后开始进行超声条件下的模拟芬顿反应，使反应体系的液面覆盖模拟芬顿-超声反应器的超声传感器，反应完成后一般通过添加碱液将反应体系的pH值调至8.0～9.0终止反应，最后静置沉淀；通过加入碱液终止反应，可让反应溶液中的H₂O₂完全分解，且有利于将加入反应液中的铁分离沉淀出来。