高級氧化技術在垃圾滲濾液處理中的應用分析

摘要：本文探究更加實用的高級氧化技術在垃圾滲濾液中的處理方式，提出將不同氧化工藝與微波感應工藝相結合，提高垃圾滲濾液處理效率的新思路。

關鍵詞：高級氧化技術;垃圾滲濾液;微波誘導工藝

垃圾滲濾液是一種含有大量有機物、無機離子和重金屬離子的高濃度復雜廢水，受到廢物成分、填埋年齡、填埋步驟、氣候和填埋場水文地質條件的影響，包含致癌物或疑似致癌物，容易污染地上水或地下水資源。而將高級氧化技術應用于垃圾滲濾液處理中，可提高垃圾滲濾液中難降解物質的可生化性。

一、技術現狀

我國的滲濾液問題是氨氮濃度高和生物降解性差。目前垃圾滲濾液處理技術主要有土壤處理、生物處理和物理化學處理，其中應用最多的是生物處理。生物處理因其運行成本低、效率高而在世界范圍內普及。然而，滲濾液的生物處理對于水質和水量差異無法適應，尤其是氨濃度高時，生物處理會受到抑制。物理和化學方法有較強的沖擊載荷耐力，對生物處理難以處理的重金屬離子和有機物有很好的降解作用，但處理成本較高，還有待優化。因此，高級氧化技術作為預處理單元與生化聯合處理垃圾滲濾液應是今后的主要研究方向。

二、滲濾液處理中高級氧化技術的應用

高級氧化工藝 （AOP），是1980 年代開發的用于處理有毒污染物的技術。該技術能在水處理中產生高活性的羥基自由基，導致水質中的分子可以將有機物氧化分解為毒性較低或無毒的分子，甚至分解為二氧化碳和水，接近完全礦化。高級氧化技術非常多，我們課題組重點探索了芬頓（Fenton）氧化和微波誘導氧化的應用。

芬頓試劑氧化法是一種高級氧化技術，具有分解速度快、氧化程度高等優點，本課題組所用的技術流程見圖1。研究表明，芬頓法工藝可以有效提高垃圾滲濾液COD處理效果，氧化難以分解的物質，提高廢水生物降解性，為生化處理奠定基礎。但該系統必須在酸性條件下進行，大量Fe2+的存在使得雙氧水的使用率低，而且中和溶液所消耗酸和堿量大，導致處理成本高，具有局限性。

圖1 芬頓氧化技術流程圖

隨著環境科學技術的發展，芬頓法不斷改進，芬頓法產生了許多分支，如UV/芬頓法、UV/H2O2法、鐵/H2O2和電/芬頓法方法。從目前的應用和研究來看，芬頓法一直沿著光化學和電化學兩條路徑不斷前行。光/芬頓法的優勢是有機礦化程度高，但可見光利用率低。電/芬頓法優勢是H2O2自動生成機制完善。但由于目前使用的陰極材料電流效率低，H2O2的產量低，導致應用受限。目前各種芬頓有機廢水處理研究還存在以下問題：需要添加Fe2+，易形成二次污染;鐵鹽Fe2+和H2O2利用率有待提高。

三、高級氧化與微波輻射技術相結合

微波輻射處理技術在環境污染物處理中的應用是一個新的研究領域。微波加熱利用熱量，使介質分子在短時間內達到極化狀態，使分子的運動和碰撞加劇。由于電磁能以波的形式輻射到環境中，內外同時受熱，熱量無滯后效應，系統受熱均勻。國外研究人員利用低能微波輻射來解吸和溶解吸附在顆粒活性炭表面的有機毒素和碳氫化合物。最終分解率達到100%，處理后水質長期保持穩定，并開發了一種利用微波解吸處理廢水中有機物的固定床微波加熱解吸裝置。該裝置可用于研究乙醇和有機脂肪從活性炭聚合物和眼石中的解吸。

微波誘導氧化（MIOP）作為一種先進的氧化技術，越來越受到人們的關注。近年來，微波氧化工藝（MIOP）在環境工程中也得到了很好的應用。基于MIOP的微波-H2O2催化氧化系統具有效果好、同時短、耗能低、礦化度高等優點，應用范圍廣泛。一些研究還使用微波技術來降解羅丹明-b染料。微波輻射極大地加速了反應過程中羥基的形成，提高了TiO2的表面活性，從而提高了羅丹明-b染料的降解效率。

國內研究人員對微波催化氧化有色廢水進行了研究，結果表明，微波催化甲基橙脫色速度與直接加熱催化的比例為10：1[1]。在微波作用下，鉻（VI）-H2O2和鉻（III）-H2O2體系可形成類芬頓試劑。在微波場作用下，偶氮染料脫色速度快，COD去除率與類芬頓試劑一樣高，六價鉻可通過減量在一定程度上解毒。在微波場作用下，三價鉻也能催化偶氮染料氧化。

本課題把微波輻射和芬頓氧化技術相結合處理垃圾滲濾液，研究表明，在微波輻射作用下，可以提高有機垃圾滲濾液廢水的處理效率，活性炭作為催化劑，可快速處理水體和大氣中難降解的有機污染物[2]。

結語：

對滲濾液處理技術進行更全面、更系統的研究是必然的。初步研究結果證實了高級氧化法在垃圾滲濾液處理中的實用性，高級氧化技術結合微波輻射處理，可大大提高各種有機垃圾滲濾液處理效率。雖然我國微波技術在環保領域的應用起步較晚，基礎研究普遍滯后。但相信隨著人們對環保的重視和微波技術的不斷進步，微波技術將在環保領域發揮更加重要的作用。一旦產業化，將在環保領域帶來巨大的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]姚遠， 于春玲. 高級氧化技術深度處理垃圾滲濾液實驗研究[J]. 低碳世界， 2019， 9（10）：2.

[2]肖羽堂， 吳曉慧， 王冠平，等. 垃圾滲濾液高級氧化及其組合工藝深度處理研究進展[J]. 水處理技術， 2020， v.46;No.337（02）：14-18.

作者簡介：羅小娟（1978.11-），女，漢，江西金溪人，碩士，講師。研究方向：環境工程水污染治理