垃圾渗滤液高级氧化及其组合工艺深度处理研究进展_肖羽堂

过去，我国生活垃圾的处理方式主要是卫生填埋，但是在垃圾堆放和填埋过程，会因为雨雪冲刷等产生垃圾渗滤液，是难降解的复杂有机污染物。现今常用的垃圾渗滤液处理方法有物化法和生化法，其中生化方法由于处理成本低、二次污染小，可以作为垃圾渗滤液处理的核心工艺[1-10]，但经过生化处理后的垃圾渗滤液出水一般无法直接达到国家的相关排放标准，需要进行后续的深度处理。现有的深度处理有膜处理和高级氧化技术。膜工艺对氨氮的去除效果不理想[11]，而且存在膜设备成本高[12]、膜污染[13]、浓缩液需二次处理等难题[14]，使得膜工艺在垃圾渗滤液的深度处理中难以工程化应用推广。高级氧化技术（AOPs）作为垃圾渗滤液的深度处理方法之一，日益受到重视[1]。该技术通过物化途径，在反应中产生强活性的羟基自由基或者其他活性物质[15]，将水体中难降解有机污染物降解为小分子物质，甚至可以将其直接矿化为CO2和H2O[16]。同时，可以有效提高垃圾渗滤液的可生化性[17]。目前，垃圾渗滤液的深度处理高级氧化技术主要有：臭氧氧化法、电催化氧化法、光催化氧化法、Fenton法、过硫酸盐氧化法、超声氧化法，及其一些组合工艺。这些高级氧化技术具有反应速度快、降解效果好等优点，同时也可以提高难降解污染物的可生化性，在深度处理垃圾渗滤液工艺中受到越来越多的关注[18]。1垃圾渗滤液深度处理高级氧化技术及常规组合工艺1.1臭氧氧化法及其组合工艺系统臭氧具有强氧化性，在水中能够发生一系列的自由基反应，生成羟基自由基（·OH）[19]，同时不具有选择性，能够迅速与有机污染物发生反应，有效去除废水中难降解有机物和色度[20]。然而，由于单独使用臭氧技术存在臭氧投加量大、投资高等问题，因此臭氧可以与其他工艺或者催化剂相结合，来达到国家排放标准。王开演等[21]采用臭氧-BAF组合工艺对垃圾渗滤液进行深度处理，臭氧催化作为预氧化工艺有效垃圾渗滤液高级氧化及其组合工艺深度处理研究进展肖羽堂1，吴晓慧1，王冠平2，石伟2，孙临泉3，陈艳芳3（1.华南师范大学环境学院，广东广州510006；2.光大水务（深圳）有限公司，广东深圳518000；3.深圳长隆科技有限公司，广东深圳518117）摘要：垃圾渗滤液经过常规的生化处理后难以达到国家的排放标准，高级氧化技术作为深度处理工艺之一日益成为处理的重要方法。目前，垃圾渗滤液深度处理的高级氧化技术主要有臭氧氧化法、电催化氧化法、光催化氧化法、Fenton氧化法、过硫酸盐氧化法、超声氧化法等几种方法。系统阐述了这些高级氧化法的机理以及国内外研究者们的研究成果，比较了各高级氧化技术的优缺点，并对这些技术的研究方向做了展望。最后，介绍了高级氧化技术之间的一些优化组合工艺在垃圾渗滤液深度处理中的研究成果，这些工艺互相协同，在技术和经济上是切实可行的，有望成为垃圾渗滤液深度处理技术工程化的发展方向之一。关键词：垃圾渗滤液；深度处理；高级氧化技术开放科学（资源服务）标识码（OSID码）：中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1000-3770(2020)02-0008-005收稿日期：2018-12-18基金项目：深圳市战略新兴产业发展专项资金（JSGG20170823153043998）作者简介：肖羽堂（1966－），男，教授，硕士生导师，研究方向为水污染控制及治理；电子邮件：1712208542@qq.com通讯作者：孙临泉，博士，总经理；联系电话：18682155423；电子邮件：myth619@163.comDOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2020.02.002第46卷第2期2020年2月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.46No.2Feb.,20208地降低了色度，再经BAF处理后，出水COD低于85mg/L。除了在臭氧氧化后接生化单元，也可以通过投加催化剂进行催化氧化，使垃圾渗滤液达标排放。张昕等[22]采用过渡金属催化剂粉末CuO进行催化臭氧氧化，实验结果表明，以CuO作为催化剂对有机物浓度较低的垃圾渗滤液具有较好的处理效果，COD去除率能达到70%～80%，色度几乎达到100%的去除。除了过渡金属催化剂，活性炭与臭氧的组合也是一种有效的深度处理方法。张永森等[23]采用臭氧与活性炭耦合的工艺对垃圾渗滤液MBR出水进行处理，结果表明组合工艺不仅提高了COD和NH3-N的去除率，也表现出了良好的协同作用。而杜安静等[24]使用另一种组合工艺，两级串联O3-BAC，来深度处理垃圾渗滤液，最终处理后的出水COD、色度均能满足排放要求。臭氧氧化法是一种高效的深度处理垃圾渗滤液的高级氧化技术，与催化剂联合使用能取得很好的处理效果。然而，催化臭氧化较适用于深度处理有机污染物浓度较低的垃