高级氧化技术深度处理垃圾渗滤液实验研究

LOWCARBONWORLD2019/10高级氧化技术深度处理垃圾渗滤液实验研究姚远1，于春玲2（1.上海缘脉环境科技有限公司，上海市201611；2.麦王环境技术股份有限公司，上海市200028）【摘要】垃圾在填埋处理过程中经物理及化学作用会产生的大量高浓度的污染废水即垃圾渗滤液。垃圾渗滤液既有垃圾在微生物分解作用下产生的废液，又有大量的外部掺杂，比如地下水、雨水等，因其成分复杂且可降解物质会随填埋时间的增加而降低，而大部分不可降解物质会对土壤、水源造成极大污染。目前垃圾渗滤液处理已经成为监管部门重点监察对象，而采取何种技术手段能有效、稳定处理垃圾渗滤液，就成为亟待解决的重点和难点问题。本文用臭氧氧化技术、芬顿技术、电催化技术这三种高级氧化方式，对实验操作方式、处理效果、药剂消耗、影响因素等方面进行对比实验分析，为高级氧化技术在工程中的应用提供参考和佐证。【关键词】高级氧化技术；垃圾渗滤液；实验分析【中图分类号】X703【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2019）10-0007-021实验部分1.1实验用原水以西部某省会城市垃圾渗滤液为例：渗滤液生化处理后水中COD含量在750~1500mg/L，氨氮含量在10~200mg/L。1.2实验材料和分析方法（1）芬顿试剂由FeSO4·7H2O（40%，分析纯）和H2O2（30%，分析纯）构成，实验使用HJ-6A多头磁加热混合设备，选用H2SO2（98%，分析纯）和NaOH（99.7%，分析纯），调节垃圾渗滤液pH值。（2）电催化反应中直流/交流60V50A，使用自制有机玻璃反应器，实际容积为1.5L，JB-3A恒温磁力搅拌器，阳极材料为镀钌钛网，阴极材料为钛网。（3）臭氧通过纯氧CF-G-3-020G臭氧发生器最大产气量为20g/h。用碘法测定臭氧的用量；收集COD用CTL-12化学氧气速度计测定。（4）pH值由40d型pH计进行测量。1.3实验方法所有实验均在室温（约20℃）下进行。（1）芬顿氧化反应：将500L垃圾渗滤液投放于烧杯，对溶液的初始pH进行调试，再调入40%的FeSO4·7H2O溶液及30%的H2O2，在经多头磁加热搅拌器60min的均匀搅拌后，加入碱溶液将pH值调为8，静置沉淀2h后，过滤上清液测量水中COD含量。（2）电催化氧化反应：将1.5L垃圾渗滤液放在玻璃反应器中。根据实验，反应时间为90min，每10min取样一次，然后确定相关性。（3）臭氧氧化反应：本次实验使用连续投加方法，实验之前先向臭氧反应器通入约5min臭氧，以便确保臭氧产气量均衡稳定。臭氧反应器采用有机玻璃反应柱，高度为45cm，有效容积0.92L，直径5.6cm，实验用垃圾渗滤液为0.8L，将砂芯布气板置于反应器内底，使用碘化钾溶液处理实验废气。臭氧投加量15.25mg/min并通过通气时间来调节，保持连续通气2h，以10min为时间间隔进行一次取样，并对水样中的COD进行测量。2实验结果和讨论2.1Fenton氧化工艺对垃圾渗滤液的作用通过考虑H2O2用量、反应时间、FeSO4·7H2O用量、初始pH值这些因素，确定最优反应条件。2.1.1H2O2投加量对COD去除的影响设定固定反应的初始酸碱值为3，FeSO4·7H2O的用量为10mmol/L，反应时间为60min，过氧化氢量对COD去除率的影响，如图1所示。依图显示，H2O2投加量与COD去除率成正相关。在H2O2投加量为40mmol/L时，COD去除率达到最高点72.5%，此后不会有更大变化。考虑到Fenton试剂的加工效率和实际成本，实验确定过氧化氢用量为40mmol/L。2.1.2FeSO4·7H2O投加量对COD去除的影响当初始酸碱值为3，H2O2的固定反应量为40mmol/L，反应时间为1h。实验观察FeSO4·7H2O投用量对COD去除率的影响，如图2所示。图2说明FeSO4·7H2O用量的与垃圾渗滤液COD去除率是正比例关系，COD去除率最高点为72.5%，出现在FeSO4·7H2O投加量为10mmol/L时。可是，当继续增加FeSO4·7H2O的用量时，COD去除率没有相应幅度变化。因此FeSO4·7H2O的投加量最佳值10mmol/L。2.1.3初始pH对COD去除的影响当上述基础基本条件不变时把pH值调整为2~7，研究了图1H2O2投入量对COD去除率的影响作用图2FeSO4·7H2O投加量对COD去除率的影响作用节能环保7万方数据LOWCARBONWORLD2019/10初始pH值对垃圾渗滤液COD去除率的作用，如图3所示。从图3中可以看出，COD去除率最高的是初始pH值为3时。初始pH直接影响OH的形成速率和利用率。如果pH太低，它将抑制Fe2+的形成，并且不利于OH的产生，氧化能力降低，过高的p