鐵碳微電解-Fenton氧化法預(yù)處理垃圾滲濾液的研究

DYG266 fenton實驗裝置/芬頓實驗裝置

DYG268 Fenton氧化法污水處理實驗裝置

DYG271 鐵碳微電解實驗裝置

DYG258 電解法處理含鉻電鍍廢水實驗裝置

DYG269 電芬頓實驗裝置

本文介紹了廣州市興豐衛(wèi)生填埋場垃圾滲濾液的處理現(xiàn)狀以及利用鐵碳微電解-Fenton氧化法預(yù)處理垃圾滲透液的反應(yīng)原理。結(jié)合實際工況進(jìn)行試驗，結(jié)果顯示，微電解處理2h后，在添加6‰濃度雙氧水后其對COD的去除率可達(dá)32.88%，且色度明顯下降。通過測算，該技術(shù)方法所用的鐵碳材料及藥劑成本費(fèi)用為31.43元/m3。

垃圾滲濾液是城市生活垃圾填埋過程中產(chǎn)生的高濃度廢水[1] 。近年來，伴隨著廣州市城市垃圾量以成倍的速度增長，興豐填埋場垃圾滲濾液的體量也不斷與日俱增，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了其大處理能力。

經(jīng)政府相關(guān)職能部門協(xié)調(diào)后，每天約有3000m3的垃圾滲濾液外運(yùn)至中心城區(qū)污水處理廠及周邊工業(yè)污水處理廠作應(yīng)急處理，但滲濾液摻入比例過高時，會導(dǎo)致活性污泥沉淀性能變差，污水廠出水COD、SS、TN等超標(biāo)，甚至生化系統(tǒng)都將不能正常運(yùn)行。

為此，本文擬在貼近實際工況的基礎(chǔ)上，通過開展垃圾滲濾液預(yù)處理的研究，獲取一定條件下垃圾滲濾液的處理效果數(shù)據(jù)及相關(guān)參數(shù)，以便開展垃圾滲濾液預(yù)處理工程的下一步工作。

鐵碳微電解技術(shù)是采用鐵碳填料，利用填料中碳化鐵與純鐵之間產(chǎn)生0.9V～1.7V的電位差，進(jìn)行微電解氧化，在氧化后，再投加一定濃度的雙氧水(H2O2)對滲濾液進(jìn)行強(qiáng)化氧化。由于鐵碳填料在微電解氧化反應(yīng)下產(chǎn)生亞鐵離子(Fe2+)，使后續(xù)芬頓氧化過程(Fe2++H2O2)省去投加亞鐵離子的藥劑成本，具有一定的成本優(yōu)勢，同時起到強(qiáng)化氧化作用。

反應(yīng)過程中產(chǎn)生的-OH-可去除部分氨氮，以及氧化大多數(shù)的有機(jī)物，還可將大分子有機(jī)物氧化成小分子有機(jī)物，大幅度降低廢水COD和色度，同時還可使苯類等難分解有機(jī)物開環(huán)斷鏈，提高污水可生化性，是一種處理高濃度廢水的有效方法[2]。

1 材料與方法

1.1 試驗方法

考慮到鹽酸、硫酸屬于危險化學(xué)品，在實際工程中購買和管理難度較大，不利于開展應(yīng)急項目，因此基于不調(diào)整pH值，在鐵碳比為1：1，固液比為1：3，曝氣量為50L/h的條件下，首先進(jìn)行2h的鐵碳微電解，然后再采用4‰及6‰濃度的雙氧水分別強(qiáng)化處理2h，通過平行樣檢測其對垃圾滲濾液COD和氨氮的處理效果。

1.2 分析方法

本試驗的水質(zhì)分析方法采用國家環(huán)境保護(hù)總局編制的《水與廢水監(jiān)測分析方法(第四版)》中規(guī)定的方法進(jìn)行，主要監(jiān)測指標(biāo)及方法：COD，重鉻酸鉀法;NH3-N，納氏試劑光度法[3]。

1.3 試驗材料與設(shè)備

垃圾滲濾液：來自廣州興豐垃圾填埋場(2016年5-9月)，水樣外觀呈黑色、惡臭，COD為6000 ～10000 mg/L，氨氮濃度高達(dá)2500～3500 mg/L，pH為6～9。

其他材料：鐵碳微電解填料、工業(yè)級雙氧水。

主要儀器設(shè)備：電子分析天平、曝氣裝置、玻璃棒、pH計等。

2 結(jié)果與討論

3 成本分析

本次鐵碳微電解-Fenton氧化法小試試驗成本包括材料、藥劑等費(fèi)用，不包括項目設(shè)備投資折舊、人工及污泥處理處置費(fèi)用等。經(jīng)計算，垃圾滲濾液的直接成本為31.43元/m3。

4 結(jié)語

(1)鐵碳填料催化微電解技術(shù)[4]作為高濃度廢水處理技術(shù)之一，微電解處理2h后，在6‰濃度雙氧水條件下，其對COD的去除率為32.88%，對氨氮去除效果則為5.03%。COD去除效果和色度下降明顯。

(2)通過小試測算鐵碳材料及藥劑費(fèi)為31.43元/m3。

(3)小試試驗結(jié)果顯示，鐵碳微電解-Fenton氧化法預(yù)處理垃圾滲濾液下一階段的研究方向在于提高氨氮去除率以及減少污泥產(chǎn)量。

試驗現(xiàn)場樣品顯示：原水為深灰色渾濁液，出水顏色變?yōu)槌赛S色，有一定的污泥量產(chǎn)生。

根據(jù)處理前后樣品檢出的COD值，可以看出，垃圾滲濾液經(jīng)微電解處理2h后，在6‰濃度雙氧水條件下芬頓氧化2h，COD由6438mg/L降為4321mg/L，去除率可達(dá)到32.88%。