Fenton法处理垃圾渗滤液
摘要：介绍了Fenton法处理垃圾渗滤液的中型试验，其中Fenton氧化在连续搅拌反应器(CSTR)中进行。试验表明，当双氧水与亚铁盐的总投加比一定(H：0 ／Fe =3 0)时，COD 的去除率随双氧水投加量的增加而增加，但与双氧水在两个氧化槽的投加比例无关 当双氧水的总投加量为0 1 mol／L时，COD 的去除率可这67 5％ ，这一结果同样适用于其他垃圾填埋场的晚期渗滤液处理。
关键词： 垃圾渗滤液； Fenton试制； 氧化处理
垃圾填埋场渗滤液是一种成分十分复杂的废水，目前还没有特别有效的治理方法。传统的生化处理法虽然常常用来处理渗滤液，但由于渗滤液中含有多种有毒有害的难降解有机物，其处理效果远不及对城市污水的处理。化学氧化法可以分解这些难降解的有机物，从而提高废水的可生化降解性［1］，其中的高级氧化技术(advanced oxidation processes,AOPs)因其能够产生极强氧化性的·OH自由基而被认为是处理渗滤液的一种替代方法。Fenton法作为其中的一种，由于它费用低廉、操作简便而受到人们的重视。Fenton法的氧化机理可简单表示为：
Fe2++H2O2→Fe3++OH- +·OH (1)
·OH+RH(有机物)→P(降解产物) (2)
根据小试的结果［2］，设计了一个处理能力为1.136m3/h的中试装置，并设在一个长×宽×高＝8.85 m×2.44 m×2.74 m的拖车内，用来处理美国特拉华固体废弃物管理处(Delaware Solid Waste Authority)所属的南、北部垃圾填埋场产生的渗滤液。渗滤液水质特性见表1。
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| 表1 渗滤液水质特性 |
1 试验部分
中试流程如图1所示。其中气动泵所需气压由位于拖车下面的两台空压机提供，一级氧化槽和中和槽内的pH值由pH控制仪控制，分别为3.5和8.0，调节pH值所需的酸碱分别为98%硫酸和25%氢氧化钠溶液。小试的结果表明，当pH值在2～3.5之间时Fenton法的处理效果最佳，所以设计时一级和二级氧化槽内的pH值分别控制在3.0左右。试验发现当一级氧化槽内的pH值稳定在3.5左右时，二级氧化槽内的pH值接近于3。因此为节省调节pH值所需碱的用量，实际操作时仅控制一级氧化槽内的pH值。另外，无论采用单级氧化或是二级氧化方式时，混合槽中只有渗滤液流过，并没有将渗滤液和亚铁盐在槽内混合。
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| 图1 试验流程 |
试验时，渗滤液从拖车外的井(来自北部垃圾填埋场的渗滤液)或5 677.5 L的贮槽(来自南部垃圾填埋场的渗滤液)泵送到混合槽，然后依靠重力作用依次流经同样大小的一级和二级氧化槽，而50%的双氧水和亚铁盐溶液则由气动泵分别连续投加到两个氧化槽中(根据小试结果［2］，双氧水和亚铁盐的摩尔配比为3.0时对COD去除效果最佳，故试验中的双氧水和亚铁盐的摩尔配比固定为3.0不变)，并和渗滤液在氧化槽中进行Fenton反应。被氧化的渗滤液泵送到中和槽调节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)。渗滤液在混合槽、一级氧化槽、二级氧化槽、中和槽和澄清槽的水力停留时间分别为10、60、60、10和60 min(氧化槽的停留时间是根据小试结果［2］确定的)。渗滤液的水样分别从一级氧化槽和二级氧化槽中取出后，调节pH值至8.0，静置30 min后分析澄清液的COD值。
2 试验结果与分析
2.1双氧水投加比的影响
为考察双氧水在两个氧化槽中的不同投加比例对COD去除率的影响，在双氧水的总投加量固定为0.075 mol/L的情况下，改变双氧水的投加比所得到的相应COD去除率见图2。当双氧水在一级氧化槽的投加量增加时，渗滤液经过该槽后的COD去除率会增高，但由于总的双氧水投加量一定，渗滤液经过二级氧化槽后的总COD去除率相差不大。为简便起见，双氧水在两个氧化槽中的投加比例固定为1∶1。
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| 图2 双氲木投加比的影晌 |
2.2双氧水总投加量的影响
图3表明，随着双氧水总投加量的增加，一级氧化槽和二级氧化槽的COD去除率均有不同程度的增加。当双氧水总投加量增加到0.1 mol/L时，COD的去除率可达67.5%。
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| 图3 双氧水总投加量的影响 |
2.3不同晚期渗滤液的处理结果
当双氧水的总投加量为0.1 mol/L时，COD去除率接近70%的这一结果是处理北部填埋场渗滤液得到的，为检验该条件是否适用于其他晚期渗滤液，对南部填埋场的渗滤液也进行了试验。由图4知，尽管一级氧化槽的去除效果随着初始COD值的增加而略有降低，但经过二级氧化槽后，COD的去除率大致相同。
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| 图4 不同晚期渗滤液的处理结果 |
3 结论
Fenton法处理垃圾填埋场渗滤液的中试结果表明，当双氧水与亚铁盐的总投加比一定时，COD的去除率随双氧水投加量的增大而增加，但与双氧水在两个氧化槽的投加比例无关。当双氧水的总投加量为0.1 mol/L时，COD去除率可达67.5%，而且这一结果适用于其他填埋场的晚期渗滤液。
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