FentonFenton處理垃圾滲濾液

更新時間：2011-07-19 11:38 來源：作者: 閱讀：10449

垃圾填埋場滲濾液是一種成分十分復雜的廢水，目前還沒有特別有效的治理方法。傳統的生化處理法雖然常常用來處理滲濾液，但由于滲濾液中含有多種有毒有害的難降解有機物，其處理效果遠不及對城市污水的處理。化學氧化法可以分解這些難降解的有機物，從而提高廢水的可生化降解性，其中的高級氧化技術(advanced oxidation processes,AOPs)因其能夠產生極強氧化性的·OH自由基而被認為是處理滲濾液的一種替代方法。Fenton法作為其中的一種，由于它費用低廉、操作簡便而受到人們的重視。Fenton法的氧化機理可簡單表示為：

Fe ²⁺+H₂O₂→Fe ³⁺ +OH^-+·OH 　　　(1)

·OH+RH(有機物)→P(降解產物)　　　(2)

根據小試的結果，設計了一個處理能力為1.136m³/h的中試裝置，并設在一個長×寬×高＝8.85 m×2.44 m×2.74 m的拖車內，用來處理美國特拉華固體廢棄物管理處(Delaware Solid Waste Authority)所屬的南、北部垃圾填埋場產生的滲濾液。滲濾液水質特性見表1。

表1　　滲濾液水質特性

滲濾液來源	南部滲濾液A	南部滲濾液B	北部滲濾液
pH	7.93	7.45	6.82～6.90
總堿度(mg/L,CaCO₃)	4700	5200	2 750～3 305
TOC(mg/L)	453	400	308～354
COD(mg/L)	1274	1900	972～1 205

1　試驗部分

中試流程如圖1所示。其中氣動泵所需氣壓由位于拖車下面的兩臺空壓機提供，一級氧化槽和中和槽內的pH值由pH控制儀控制，分別為3.5和8.0，調節pH值所需的酸堿分別為98%硫酸和25%氫氧化鈉溶液。小試的結果表明，當pH值在2～3.5之間時Fenton法的處理效果最佳，所以設計時一級和二級氧化槽內的pH值分別控制在3.0左右。試驗發現當一級氧化槽內的pH值穩定在3.5左右時，二級氧化槽內的pH值接近于3。因此為節省調節pH值所需堿的用量，實際操作時僅控制一級氧化槽內的pH值。另外，無論采用單級氧化或是二級氧化方式時，混合槽中只有滲濾液流過，并沒有將滲濾液和亞鐵鹽在槽內混合。

試驗時，滲濾液從拖車外的井(來自北部垃圾填埋場的滲濾液)或5 677.5 L的貯槽(來自南部垃圾填埋場的滲濾液)泵送到混合槽，然后依靠重力作用依次流經同樣大小的一級和二級氧化槽，而50%的雙氧水和亞鐵鹽溶液則由氣動泵分別連續投加到兩個氧化槽中(根據小試結果［2］，雙氧水和亞鐵鹽的摩爾配比為3.0時對COD去除效果最佳，故試驗中的雙氧水和亞鐵鹽的摩爾配比固定為3.0不變)，并和滲濾液在氧化槽中進行Fenton反應。被氧化的滲濾液泵送到中和槽調節pH值后，再依靠重力作用流入斜板澄清槽中(中和槽的位置高于澄清槽)。滲濾液在混合槽、一級氧化槽、二級氧化槽、中和槽和澄清槽的水力停留時間分別為10、60、60、10和60 min(氧化槽的停留時間是根據小試結果［2］確定的)。滲濾液的水樣分別從一級氧化槽和二級氧化槽中取出后，調節pH值至8.0，靜置30 min后分析澄清液的COD值。

2　試驗結果與分析

2.1雙氧水投加比的影響

為考察雙氧水在兩個氧化槽中的不同投加比例對COD去除率的影響，在雙氧水的總投加量固定為0.075 mol/L的情況下，改變雙氧水的投加比所得到的相應COD去除率見圖2。當雙氧水在一級氧化槽的投加量增加時，滲濾液經過該槽后的COD去除率會增高，但由于總的雙氧水投加量一定，滲濾液經過二級氧化槽后的總COD去除率相差不大。為簡便起見，雙氧水在兩個氧化槽中的投加比例固定為1∶1。