Fe_0活化氧化体系处理垃圾渗滤液实验研究_占鹏

垃圾渗滤液是一种高难降解有机物含量、高氨氮含量、成分异常复杂的液态有机污染物，处理不当会严重威胁周围水环境安全[1]。生物法具有高效、低廉、处理流程简单等优点，被当做渗滤液最理想处理手段[2]。随着填埋时间的延长，渗滤液中C、N、P元素的比例失调，可生化性降低。仅采用生化法处理，最终不能达标排放需进一步深度处理[3]。基于热、紫外、过渡金属活化过硫酸盐产生的SO4·-自由基治理渗滤液中难降解有机物，是最近国内外研究热点，其中最引人瞩目的是Fe2+/过硫酸盐体系。Fe2+/过硫酸盐体系在中性或者碱性条件下形成氢氧化物降低Fe2+/过硫酸盐体系中的Fe2+利用率[3-4]。同时Fe2+投加量制约着氧化体系氧化效果，投加量不足时，难以完全活化过硫酸盐；投加过量时，生成的SO4·-发生猝灭反应。由于Fe2+存在这些的缺陷，故很多研究者把目光转向了零价铁（ZVI）。与Fe2+相比，ZVI可以很好地控制反应进行，不仅可以直接活化过硫酸盐（PS），而且可以发生Fe0+2Fe3+→3Fe2+反应，提高ZVI利用率[5]。大量研究证明，SO4·-自由基对于污染水体中氨氮处理往往达不到预期效果，去除率一般只有30%左右[6]。许多研究发现，NaClO溶于水会生成NaOH和HOCl，其中HOCl能够与水体中NH4+反应生成N2，同时生成的NaOH会升高水体pH，发生氨吹脱反应。但NaClO作为氧化剂对于污染有机物进攻方面有欠缺[7-8]。利用2种氧化剂（Na2S2O8、O3、H2O2）耦合处理污染水体有着广泛的应用，本研究采用这2种氧化剂（NaClO、Na2S2O8）处理污染的种类的差异进行耦合，能够巧妙的避开各自缺陷，到达高效、经济的处理污染水体目的[9-10]。以垃圾渗滤液生化尾水为模拟污染物，考察纳米零价铁（nZVI）活化Na2S2O8-NaClO非均相体系对其氧化过程，优化了相关参数，分析反应前后水质变化，以期为垃圾渗滤液生化尾水的深度处理提供有益的参考。1实验部分1.1实验水样实验所用垃圾渗滤液取自江西省南昌市某垃圾填埋场渗滤液的生化尾水，渗滤液颜色呈深褐色，主要是有高含量的腐殖质，有明显恶臭，COD为0.8～1.2g/L，NH4+-N的质量浓度90～130mg/L，色度450～550倍，pH为6～8。1.2试剂与仪器试剂：过硫酸钠，nZVI，稀盐酸，氢氧化钠，均分析纯。Fe0活化氧化体系处理垃圾渗滤液实验研究占鹏1，孙微2，廖小龙1，刘军辉1，刘占孟3（1.江西水利职业学院，江西省灌溉排水发展中心；2.江西交通职业技术学院；3.华东交通大学土木建筑学院：江西南昌330013）摘要：采用零价铁（ZVI）活化Na2S2O8-NaClO体系处理垃圾渗滤液生化尾水，考察了pH、催化剂nZVI投加量、氧化剂Na2S2O8投加量、氧化剂NaClO投加量等因素对氧化效果的影响，并利用傅里叶光谱、三维荧光光谱分析技术对水样前后进行分析。结果表明，nZVI活化Na2S2O8-NaClO体系能够有效的去除垃圾渗滤液生化尾水中目标污染物，当催化剂nZVI投加量为0.6g/L、Na2S2O8投加量为2.5g/L、NaClO投加量为30mL/L（有效氯的质量分数>10%）、水样初始pH为6时，COD和NH4+-N的去除率分别为85%和90%。垃圾渗滤液生化尾水经过nZVI活化Na2S2O8-NaClO体系处理后污染程度显著降低，大量腐殖酸类物质被自由基降解。关键词：垃圾渗滤液；零价铁；高级氧化；Na2S2O8中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1000-3770(2019)12-0037-005收稿日期：2018-07-24基金项目：国家自然科学基金（51168013）；江西省自然科学基金（2014BAB203027）；江西省教育厅科学技术资助项目（GJJ171366）作者简介：占鹏（1988－），男，工程师，从事水处理研究工作；联系电话：15979008544；电子邮件：821564310@qq.com第45卷第12期2019年12月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.45No.12Dec.,2019DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2019.12.00737仪器：微波密闭消解COD速测仪，型号Galanz-WMX；分光光度计，型号GC126N；傅立叶变换近红外光谱仪（FTIR），型号SpectrumoneNTS；荧光分光光度计，型号F-7000。1.3实验方法取6个容积为250mL锥形瓶，标号1#～6#。在每个锥形瓶中置入100mL垃圾渗滤液生化尾水，采用稀HCl和NaOH调节水样pH。在烧杯中依次添加氧化剂Na2S2O8、NaClO和催化剂nZVI，放在恒温水浴振荡器（控制氧化体系反应