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FentonFenton处理垃圾渗滤液

更新时间:2011-07-19 11:38 来源: 作者: 阅读:9479 网友评论0

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,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:

Fe 2+ +H2O2→Fe 3+ +OH - +·OH    (1)

·OH+RH(有机物)→P(降解产物)   (2)

根据小试的结果,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。
 

表1  渗滤液水质特性
 
渗滤液来源
南部渗滤液A
南部渗滤液B
北部渗滤液
pH
7.93
7.45
6.82~6.90
总碱度(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 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。
 

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。
 

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%。

 

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。
 

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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