芬頓高級(jí)氧化工藝在垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用

摘要：本文對(duì)垃圾滲濾液水質(zhì)情況進(jìn)行研究，明確了垃圾滲濾液工藝相關(guān)情況、芬頓高級(jí)氧化工藝的操作原理，并對(duì)滲濾液芬頓氧化工藝流程、各項(xiàng)參數(shù)加以分析，旨在合理運(yùn)用芬頓高級(jí)氧化工藝于垃圾滲濾液處理中，充分發(fā)揮出這一工藝的最大作用。

關(guān)鍵詞：芬頓高級(jí)氧化工藝;垃圾滲濾液;處理情況

中圖分類(lèi)號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）08-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.08.061

Application of fenton advanced oxidation process in landfill leachate treatment

Wu Junye

（Fujian Weidong Environmental Protection Co.， Ltd.， Longyan Fujian 364000，China）

Abstract： This paper studies the water quality of landfill leachate， clarifies the process of landfill leachate process， the operation principle of Fenton advanced oxidation process， and analyzes the process and parameters of leachate Fenton oxidation process. Fentons advanced oxidation process maximizes the benefits of this process in landfill leachate treatment.

Key words： Fenton advanced oxidation process; Landfill leachate; Treatment situation

我國(guó)垃圾滲濾液的成分多且復(fù)雜，通過(guò)常規(guī)方法處理的效果并不理想。因此，本文采用了芬頓高級(jí)氧化工藝對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行處理，該工藝能將大分子污染物、難降解污染物轉(zhuǎn)化為小分子、易于降解的物質(zhì)，提高水質(zhì)可生化性，從而達(dá)到較好的處理效果。

1 垃圾滲濾液水質(zhì)情況的研究

垃圾滲濾液的性質(zhì)變化容易受到較多因素的影響，如：垃圾成分因素、填埋場(chǎng)運(yùn)行時(shí)間因素、氣候因素、填埋場(chǎng)作業(yè)方式因素、作業(yè)技術(shù)因素等[1]。需要注意的是，垃圾滲濾液的成分復(fù)雜，同時(shí)水質(zhì)中的COD濃度、NH3-N濃度、懸浮物濃度等均非常高。各個(gè)城市、區(qū)域垃圾填埋場(chǎng)滲濾液量、污染物濃度相比較，均存在較大的差異性。同一填埋場(chǎng)的垃圾滲濾液在不同時(shí)期也存在較大差別，可生化性低、氨氮高、碳氮低，均為舊填埋滲濾液的主要特征。

2 垃圾滲濾液工藝相關(guān)情況

如果缺乏對(duì)滲濾液性質(zhì)變化的正確認(rèn)知，則會(huì)對(duì)垃圾滲濾液處理工藝的設(shè)計(jì)構(gòu)成直接影響。20世紀(jì)90年代，隨著垃圾填埋場(chǎng)污染國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)GB16889-1997的出臺(tái)，開(kāi)始出現(xiàn)以生化法為主，物化+生化相結(jié)合的工藝，但是很多項(xiàng)目只滿足了“97標(biāo)準(zhǔn)”的三級(jí)納管排放標(biāo)準(zhǔn)[2]。較多的填埋場(chǎng)經(jīng)專(zhuān)用管道/槽車(chē)外運(yùn)處理，旨在將滲濾液排入城市污水管網(wǎng)中，由城市二級(jí)污水處理廠進(jìn)行處理。2008年，《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889-2008）頒布后，采用傳統(tǒng)的物化+生化的處理工藝已經(jīng)不能完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)指出，垃圾填埋場(chǎng)垃圾滲濾液均需自行處理后達(dá)標(biāo)排放，禁止再次排入市政污水處理廠。因此，必須對(duì)生化出水進(jìn)行深度處理，深度處理工藝主要以膜分離工藝和高級(jí)氧化技術(shù)為主，也包括一些非常規(guī)的處理工藝。采用納濾、反滲透處理工藝，很好地解決了其他很多工藝出水難以達(dá)標(biāo)的缺點(diǎn)，出水水質(zhì)穩(wěn)定，系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)，但也存在膜容易污染、清洗頻繁、膜平均使用壽命較短、膜濃縮液量較大且難處理、系統(tǒng)總?cè)芙庑怨腆w物質(zhì)和難降解有機(jī)物容易富集等缺點(diǎn)。

為解決這些問(wèn)題，目前有采用高級(jí)氧化+曝氣生物濾池深度處理工藝替代膜處理工藝。為提高難生物降解有機(jī)物的處理效果，運(yùn)用芬頓高級(jí)氧化工藝、臭氧氧化工藝以及光催化氧化工藝等，是非常有必要的。由于芬頓高級(jí)氧化法具有易于操作、試劑來(lái)源容易、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)，在垃圾滲濾液處理工藝中得到廣泛運(yùn)用。

3 芬頓高級(jí)氧化工藝的操作原理

過(guò)氧化氫（H2O2） 與二價(jià)鐵離子（Fe2+）反應(yīng)生成氧化性極強(qiáng)的羥基自由基（HO·），羥基自由基是一種重要的活性氧，從分子式上看是由氫氧根（OH-）失去一個(gè)電子形成。羥基自由基具有極強(qiáng)的得電子能力也就是氧化能力，氧化電位2.8V，是自然界中僅次于氟的氧化劑，能把難生物降解的大分子有機(jī)物氧化成可生物降解的小分子有機(jī)物，保證生化處理效果，并把部分有機(jī)物氧化成二氧化碳和水[3]。同時(shí)二價(jià)鐵離子可以被氧化成3價(jià)鐵離子（Fe3+），調(diào)節(jié)pH值后，生成氫氧化鐵（Fe（OH）3），有一定的絮凝、網(wǎng)捕作用，經(jīng)混凝沉淀后達(dá)到處理水的目的。

芬頓反應(yīng)過(guò)程：

這種工藝和其他工藝結(jié)合在處理制藥廢水、農(nóng)藥廢水及垃圾滲濾液中應(yīng)用，均可達(dá)到較好的處理效果，滿足相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。

4 滲濾液芬頓氧化工藝流程、各項(xiàng)參數(shù)的分析

4.1 前端生化系統(tǒng)的應(yīng)用

前端生化系統(tǒng)，主要由高效厭氧反應(yīng)池、生化反應(yīng)池構(gòu)成，可將大部分有機(jī)物、氨氮物去除。污水經(jīng)厭氧污泥床底流入，直接和污泥接觸，通過(guò)厭氧微生物分解有機(jī)物。生化反應(yīng)池分成缺氧段、好氧段，利用硝化和反硝化反應(yīng)去除氨氮和有機(jī)物。如果氨氮濃度較高，可適量補(bǔ)充碳源，以提高氨氮的去除率[4] 。

4.2 芬頓氧化深度處理系統(tǒng)的應(yīng)用

經(jīng)過(guò)前端的厭氧和好氧后，大部分可降解有機(jī)物和氨氮得到去除，但還是達(dá)不到相關(guān)排放要求。難降解有機(jī)物，需要通過(guò)強(qiáng)制氧化來(lái)去除 [5]。芬頓氧化深度處理系統(tǒng)由芬頓氧化、BAF生物濾池構(gòu)成。采用芬頓氧化深度處理系統(tǒng)，能夠?qū)㈦y降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)榭山到獾挠袡C(jī)物，并且保證廢水可生化性，利用BAF生物濾池進(jìn)一步去除有機(jī)物和氨氮，使廢水達(dá)到排放要求。芬頓高級(jí)氧化溶液中的pH、H2O2/的比值和量、反應(yīng)時(shí)間、溫度等，均對(duì)芬頓氧化構(gòu)成直接的影響。

（1）pH值：pH一般為3.0左右的條件下，能達(dá)到較好的芬頓氧化效果，主要原因是pH過(guò)低，很難被還原為，發(fā)揮的催化反應(yīng)，pH過(guò)高對(duì)HO·生成構(gòu)成抑制，同時(shí)促使溶液中的鐵離子形成沉淀，喪失催化方面的能力，針對(duì)這些情況，應(yīng)在氧化處理前，把pH控制在4～5左右。（2）芬頓實(shí)際投加量、配比：H2O2增加使羥基自由基隨之增加，但H2O2超量，過(guò)氧化氫又是·OH捕捉劑，會(huì)減少·OH，且對(duì)BAF系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響[6]。Fe2+投量過(guò)高會(huì)提高藥劑投入量，導(dǎo)致出水色度發(fā)生變化，也不利于·OH的產(chǎn)生，經(jīng)研究表明，該比值和投加量與處理的有機(jī)物種類(lèi)有關(guān)，不同有機(jī)物最佳的Fe2+投量與過(guò)氧化氫投加量是不同的，各項(xiàng)目需要經(jīng)過(guò)小試后在實(shí)際運(yùn)行中加以調(diào)整;（3）反應(yīng)時(shí)間：一般情況下，在反應(yīng)開(kāi)始階段，COD的去除率隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，垃圾滲濾液一般在2～3小時(shí)后，COD的去除率接近較大值，而后基本維持穩(wěn)定;（4）反應(yīng)溫度：溫度高一些，有利于提高反應(yīng)速度，但太高，H2O2容易分解，提高了藥劑的耗量，目前，較少有通過(guò)加熱方式提高水溫來(lái)提高反應(yīng)速率的。

5 結(jié)語(yǔ)

垃圾滲濾液中存在高濃度的氨氮和不易降解的有機(jī)物。氨氮，可經(jīng)A/O硝化反硝化、BAF去除，但大分子有機(jī)物、難降解有機(jī)物，通過(guò)一般的方法處理，處理效果方面差強(qiáng)人意。針對(duì)這一情況，本研究采用了芬頓高級(jí)氧化工藝處理垃圾滲濾液，去除有機(jī)污染物的同時(shí)也提高了廢水生化性，建議在垃圾滲濾液處理中應(yīng)用這一工藝。

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收稿日期：2019-03-22

作者簡(jiǎn)介：吳俊業(yè)（1976-），男，漢族，本科學(xué)歷，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)保工藝設(shè)計(jì)。