不同組合工藝處理濃縮液效果對比實驗研究

喬如林，張慶芳，賈小寧，孔秀琴

（1.藍德環保科技有限公司，北京 100000；2.蘭州理工大學石油化工學院，甘肅蘭州 730050）

不同組合工藝處理濃縮液效果對比實驗研究

喬如林1，張慶芳2，賈小寧2，孔秀琴2

（1.藍德環保科技有限公司，北京 100000；2.蘭州理工大學石油化工學院，甘肅蘭州 730050）

以COD去除率為考核指標，研究了組合工藝絮凝沉淀-芬頓法、絮凝沉淀-活性炭-雙氧水法、芬頓氧化-生化法（第一次、第二次）、次氯酸法、高錳酸鉀法對濃縮液的處理效果，并研究了稀釋倍數對COD測定的影響。結果表明：絮凝沉淀-芬頓法工藝COD去除率為30.9%，絮凝沉淀-活性炭-雙氧水法工藝COD去除率為23.5%，芬頓氧化-生化法（第一次）工藝COD去除率為46.1%，芬頓氧化-生化法（第二次）工藝COD去除率為38.8%，次氯酸法工藝COD去除率為50.3%，高錳酸鉀法工藝COD去除率為2.5%；稀釋倍數對COD測定結果影響較大，最佳稀釋倍數為10倍以內。

絮凝沉淀-芬頓法；絮凝沉淀-活性炭-雙氧水法；芬頓氧化-生化法；次氯酸法；高錳酸鉀法；濃縮液

在垃圾滲濾液處理工藝中，國內外的主流工藝是生化處理+膜處理［1］。膜過濾系統一般以反滲透工藝為主要手段。若生化處理作為前處理，要保證出水達標排放，則反滲透不可能采用過高的回收率，這就會產生大量的反滲透濃縮液（以下簡稱濃縮液）［2］。

針對濃縮液產量大、COD值較高、色度高、可生化性差、含鹽量高等特點，作者在此以COD去除率為考核指標，研究了不同組合工藝對濃縮液的處理效果。

1 實驗

1.1 材料、試劑與儀器

濃縮液取自垃圾填埋場。

自制復合絮凝劑；PAC、Fe2SO4·7H2O、H2O2、HClO、K2MnO4均為分析純。

COD測定儀，WTW公司。

1.2 方法

1.2.1 絮凝沉淀-芬頓/絮凝沉淀-活性炭-雙氧水法

絮凝沉淀：取水樣500 mL于燒杯中，加入5.0 g復合絮凝劑粉末，攪拌15 s，沉淀15 min，取上清液；再向水樣中分別加入10 mL 5%PAC溶液；加入0.2%陰離子聚丙烯酰胺（分子量1 600萬），加藥量為2 mL，沉淀30 min，取上清液測定COD。

芬頓氧化：取上述上清液200 mL，調節初始pH值為3.5，分別投加七水硫酸亞鐵和雙氧水1.5 g和2 mL，攪拌2 min，反應1 h，調pH值為8.5～9.0左右，沉淀30 min。定性檢測上清液中殘余雙氧水至完全分解完，測定COD。

活性炭-雙氧水氧化：取絮凝沉淀后上清液100 mL，調節初始pH值為2.5，分別投加活性炭1.0 g、雙氧水0.4 mL，攪拌2 min，反應3 h。定性檢測上清液中殘余雙氧水至完全分解完，測定COD。

1.2.2 芬頓氧化-生化法（第一次）

芬頓氧化：取上述上清液2 000 mL，調節初始pH為3.5，分別投加七水硫酸亞鐵和雙氧水20 g和30 mL，攪拌2 min，反應1 h，調pH值為8.2左右，沉淀30 min。定性檢測上清液中殘余雙氧水至完全分解完，測定COD。

生化法：分別取一級好氧池污水500 mL、1 000 mL，用濾紙過濾后取活性污泥，分別倒入500 mL上述上清液，污泥濃度為4.5 g·L－1和9.0 g·L－1。然后進行曝氣，適當控制氣量，使氣量能完全攪動活性污泥，在不同的反應時間進行取樣、沉淀、過濾，測定上清液COD和pH值。

1.2.3 芬頓氧化-生化法（第二次）

取污泥濃度4.5 g·L－1，操作方法同1.2.2。

1.2.4 次氯酸法

取100 mL濃縮液，分別加入次氯酸0.0 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、5.0 mL，攪拌、反應1 h后，測定COD。

1.2.5 高錳酸鉀法

取500 mL濃縮液調pH值為3.0，各取100 mL分別加入0.1%的高錳酸鉀溶液0.0 mL、0.1 mL、0.25 mL、0.5 mL、1.0 mL，反應1.5 h后，測定COD。

1.2.6 稀釋倍數對COD測定的影響

對同一批濃縮液水樣，分別取10 mL、5 mL、2.5 mL、2.5 mL、2 mL、1 mL、0.5 mL，分別稀釋5、10、20、40、50、100、200倍，測定COD。

2 結果與討論

2.1 絮凝沉淀-芬頓/絮凝沉淀-活性炭-雙氧水法對COD的去除效果

濃縮液COD為856.0 mg·L－1，采用絮凝沉淀-芬頓/絮凝沉淀-活性炭-雙氧水法工藝處理，結果見表1。

表1 不同組合工藝對COD的去除效果Tab.1 The COD rem oval efficiency by different combined processes

從表1可知，采用絮凝沉淀-化學氧化組合工藝的處理效果不理想，包括絮凝沉淀-芬頓、絮凝沉淀-活性炭-雙氧水，組合去除效果和單獨絮凝沉淀效果差不多，說明化學氧化部分起到很小的作用。

2.2 芬頓氧化-生化法對COD的去除效果

濃縮液COD為700.5 mg·L－1，芬頓氧化-生化法（第一次）對COD的去除效果見表2。

濃縮液COD為1 070.0 mg·L－1，芬頓氧化-生化法（第二次）對COD的去除效果見表3。

由表2、表3可知，采用化學氧化-生化組合方式處理效果較好。芬頓氧化法（第一次）對COD去除率為31.7%；芬頓氧化-生化法（第一次）10 min內對COD去除率為46.1%。芬頓氧化法（第二次）對COD去除率為24.7%；芬頓氧化-生化法（第二次）4 h內微生物對COD去除率為24.7%。活性污泥對COD的最大去除率發生30 min以內，說明微生物對有機物的去除以生物吸附為主，隨著時間的延長，活性污泥的顏色逐漸變淺，污泥絮體松散，COD值逐漸升高，可能是由于微生物死亡，或者吸附的有機物進行了解吸。

表2 芬頓氧化-生化法（第一次）對COD的去除效果Tab.2 The COD removal efficiency by Fenton-biochem icalmethod（first）

表3 芬頓氧化-生化法（第二次）對COD的去除效果Tab.3 The COD removal efficiency by Fenton-biochem icalmethod（second）

2.3 次氯酸法對COD的去除效果

濃縮液COD為1 007.0 mg·L－1，不同次氯酸投加量對COD的去除效果見表4。

表4 不同次氯酸投加量對COD的去除效果Tab.4 The COD rem oval efficiency of hypochlorous acid w ith various addition amounts

從表4可以看出，在次氯酸投加量為3.0 mL時，COD為500.36 mg·L－1，COD去除率最高為50.3%。

2.4 高錳酸鉀法對COD的去除效果

濃縮液COD為981.8 mg·L－1，不同高錳酸鉀投加量對COD的去除效果見表5。

表5 不同高錳酸鉀投加量對COD的去除效果Tab.5 The COD removal efficiency of potassium permanganate w ith various addition amounts

從表5可看出，高錳酸鉀對COD的去除率很低，沒有明顯效果。

2.5 COD測定誤差及干擾實驗研究

取5 mL濃縮液水樣稀釋10倍，然后再連續稀釋4次，每次稀釋2倍，測定COD。同一水樣連續稀釋，不同稀釋倍數對COD測定的影響見表6、表7。

由表6、表7可知，不同稀釋倍數對COD測定結果產生的誤差較大，當稀釋5倍時，出現了明顯的渾濁現象，無法測定，說明是由于干擾造成的，且干擾物質含量很高；當稀釋10倍時，測定結果相對較低，相對準確；當稀釋200倍時，測定結果基本上是稀釋10倍時測定值的2倍，誤差太大。所以，最佳稀釋倍數在10倍以內。

表6 稀釋次數對COD的測定結果的影響/（mg·L－1）Tab.6 Effect of dilution times on the determ ination of COD/（mg·L－1）

表7 不同稀釋倍數對COD的測定結果的影響/（mg·L－1）Tab.7 Effect of different dilution folds on the determ ination of COD/（mg·L－1）

3 結論

絮凝沉淀-芬頓法工藝COD去除率為30.9%，絮凝沉淀-活性炭-雙氧水法工藝COD去除率為23.5%，芬頓氧化-生化法（第一次）工藝COD去除率為46.1%，芬頓氧化-生化法（第二次）工藝COD去除率為38.8%，次氯酸法工藝COD去除率為50.3%，高錳酸鉀法工藝COD去除率為2.5%；稀釋倍數對COD測定結果影響較大，最佳稀釋倍數為10倍以內。

［1］魏云梅，趙由才.垃圾滲濾液處理技術研究進展［J］.有色冶金設計與研究，2007，28（3）：176-186.

［2］代晉國，宋乾武，張玥，等.新標準下我國垃圾滲濾液處理技術的發展方向［J］.環境工程技術學報，2011，1（3）：270-274.

Study on Treatment of Concentrated Leachate by Different Combined Processes

QIAO Ru-lin1，ZHANG Qing-fang2，JIA Xiao-ning2，KONG Xiu-qin2
（1.Environmental Protection Company of Lande，Beijing 100000，China；2.College of Petrochemical Techology，Lanzhou University of Technology，Lanzhou 730050，China）

Using COD removal rate as index，the treatment of concentrated leachate rejected from reverse osmosis （RO）with different combined processes such as flocculating settling-Fenton method，flocculating settling-activated carbon-hydrogen peroxidemethod，Fenton-biochemicalmethod（first and second），hypochlorous acid method and potassium permanganatemethod were investigated.The determinate error of COD caused by dilution folds was studied.The results showed that the average removal rates of COD for themethods above were 30.9%，23.5%，46.1%，38.8%，50.3%，2.5%，respectively.Dilution folds had great influence on the determination of COD.The optimum dilution folds was less than 10.

flocculating settling-Fenton method；flocculating settling-activated carbon-hydrogen peroxide method； Fenton-biochemicalmethod；hypochlorous acid method；potassium permanganatemethod；concentrated leachate

X 703.1

A

1672-5425（2015）07-0052-03

10.3969/j.issn.1672－5425.2015.07.014

國家自然科學基金資助項目（51268034），甘肅省科技支撐計劃項目（144FKCA085），甘肅省自然科學基金B類資助項目（02-0097）

2015-03-17

喬如林（1979－），男，甘肅慶陽人，碩士研究生，研究方向：垃圾滲濾液處理、餐廚垃圾處理；通訊作者：張慶芳，副教授，E-mail：zhangqingfang_19@163.com。