鐵碳微電解—Fenton氧化法預處理垃圾滲濾液的研究

摘要：本文介紹了廣州市興豐衛生填埋場垃圾滲濾液的處理現狀以及利用鐵碳微電解-Fenton氧化法預處理垃圾滲透液的反應原理。結合實際工況進行試驗，結果顯示，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32.88%，且色度明顯下降。通過測算，該技術方法所用的鐵碳材料及藥劑成本費用為31.43元/m3。

關鍵詞：鐵碳微電解-Fenton氧化法；垃圾滲濾液預處理；污水處理廠

中圖分類號：X131.2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）05-0119-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.070

Abstract： This essay is an introduction about the current treatment capacity of landfill leachate in Guangzhou Xingfeng Sanitary Landfill， which mainly adopt the iron-carbon micro-electrolysis combining the Fenton oxidation process. The article tries to illustrate the theory and feasibility of this treatment technology by conducting a series of experiments. It turned out that the removal rate of COD reached up to 32.88%， and Chromaticity Color had a marked decline， after two-hour micro-electrolysis process and then the addition of 6‰ hydrogen peroxide. According to calculation in this essay， the overall cost of all the needed materials and reagents is 31.43 yuan/m3.

Key words： Iron-carbon micro-electrolysis-Fenton oxidation process； Pre-treatment of landfill leachate； Sewage treatment

垃圾滲濾液是城市生活垃圾填埋過程中產生的高濃度廢水[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，已遠遠超出了其最大處理能力。經政府相關職能部門協調后，每天約有3000m3的垃圾滲濾液外運至中心城區污水處理廠及周邊工業污水處理廠作應急處理，但滲濾液摻入比例過高時，會導致活性污泥沉淀性能變差，污水廠出水COD、SS、TN等超標，甚至生化系統都將不能正常運行。為此，本文擬在貼近實際工況的基礎上，通過開展垃圾滲濾液預處理的研究，獲取一定條件下垃圾滲濾液的處理效果數據及相關參數，以便開展垃圾滲濾液預處理工程的下一步工作。

鐵碳微電解技術是采用鐵碳填料，利用填料中碳化鐵與純鐵之間產生0.9V～1.7V的電位差，進行微電解氧化，在氧化后，再投加一定濃度的雙氧水（H2O2）對滲濾液進行強化氧化。由于鐵碳填料在微電解氧化反應下產生亞鐵離子（Fe2+），使后續芬頓氧化過程（Fe2++H2O2）省去投加亞鐵離子的藥劑成本，具有一定的成本優勢，同時起到強化氧化作用。反應過程中產生的·OH-可去除部分氨氮，以及氧化大多數的有機物，還可將大分子有機物氧化成小分子有機物，大幅度降低廢水COD和色度，同時還可使苯類等難分解有機物開環斷鏈，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、硫酸屬于易制毒危險化學品，在實際工程中購買和管理難度較大，不利于開展應急項目，因此基于不調整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

本試驗的水質分析方法采用國家環境保護總局編制的《水與廢水監測分析方法（第四版）》中規定的方法進行，主要監測指標及方法：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2500～3500 mg/L，pH為6～9。

其他材料：鐵碳微電解填料、工業級雙氧水。

主要儀器設備：電子分析天平、曝氣裝置、玻璃棒、pH計等。

2 結果與討論

試驗現場樣品顯示：原水為深灰色渾濁液，出水顏色變為橙黃色，有一定的污泥量產生。結果如圖1所示。

根據處理前后樣品檢出的COD值，可以看出，垃圾滲濾液經微電解處理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，去除率可達到32.88%。詳見表1。

根據試驗結果，該技術對COD的去除率可達32.88%，對氨氮（NH4+）的去除效果最高為5.03%。

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、藥劑等費用，不包括項目設備投資折舊、人工及污泥處理處置費用等。經計算，垃圾滲濾液的直接成本為31.43元/m3，詳見表2。

4 結語

（1）鐵碳填料催化微電解技術[4]作為高濃度廢水處理技術之一，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為31.43元/m3。

（3）小試試驗結果顯示，鐵碳微電解-Fenton氧化法預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量。

參考文獻

[1]吳莉娜，涂楠楠，程繼坤等.垃圾滲濾液水質特性和處理技術研究[J].科學技術與工程，2014，（31）：136-143.

[2]張帥，趙志偉，彭偉等.鐵碳微電解技術在水處理中的應用[J].化學與生物工程，2016，33（12）：14-18.

[3]國家環境保護總局，《水和廢水監測分析方法》編委會. 水和廢水監測分析方法（第四版）[M].北京：中國環境科學出版社，2002.100.

[4]卜琳. 垃圾滲濾液溶解性有機物在生化—物化處理中的降解規律[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2011.

收稿日期：2018-04-09

作者簡介：熊春暉（1984-），男，工程碩士，給水排水工程師，研究方向為生活污水、垃圾滲濾液處理。