混凝—臭氧氧化處理垃圾中轉(zhuǎn)站滲濾液的試驗(yàn)研究

廖書林，浦燕新，許龍霞，周夢凱

（維爾利環(huán)保科技集團(tuán)股份有限公司，江蘇 常州 213001）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市的垃圾問題也日益突出。由于垃圾收運(yùn)體系不健全和環(huán)衛(wèi)配套措施不足的限制，大量的垃圾中轉(zhuǎn)站垃圾存在嚴(yán)重的垃圾滯留現(xiàn)象。長期滯留的垃圾必然會產(chǎn)生大量的滲濾液，這部分滲濾液具有污染點(diǎn)分散、水量小、成分復(fù)雜且隨季節(jié)變化大的特點(diǎn)，如若不對其進(jìn)行有效控制，勢必會給環(huán)境造成嚴(yán)重的污染[1]。

本文采用混凝—催化臭氧化處理垃圾中轉(zhuǎn)站的滲濾液，研究了該工藝的最佳反應(yīng)條件及處理效果，為后續(xù)類似的工程應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)用滲濾液水樣

本實(shí)驗(yàn)用水取自常州周邊某街道垃圾中轉(zhuǎn)站，經(jīng)過實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)該中轉(zhuǎn)站滲濾液經(jīng)收集后未經(jīng)妥善處理而直接排放至附近河道，夏季產(chǎn)量約為0.5 m3/d，而冬季產(chǎn)量約為0.3 m3/d。此次試驗(yàn)的采樣季節(jié)為夏季，采集的水樣表觀顏色為淡黑色，有惡臭氣味，碳氮磷比失調(diào)，具體的水質(zhì)特性見表1。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

表1 垃圾中轉(zhuǎn)站滲濾液水質(zhì)指標(biāo)Tab.1 Water quality index of leachate from waste transfer station

1.2.1 混凝實(shí)驗(yàn)

用FeCl3( 10%) 作為混凝劑對垃圾滲濾液進(jìn)行預(yù)處理，以COD 和色度作為評價(jià)指標(biāo)。取相同體積的滲濾液200 mL 于各燒杯中，按設(shè)計(jì)加入定量的FeCl3，用攪拌器快速攪拌 ( 300 r/min) 1 min，慢速攪拌 ( 120 r/min) 10min 后，靜置30 min，取上清液測COD 和色度，確定FeCl3用量對滲濾液混凝效果的影響。隨后用1 mol/L 的NaOH 和H2SO4溶液調(diào)節(jié)pH 值，選定最優(yōu)pH 值。

1.2.2 臭氧氧化實(shí)驗(yàn)

將混凝處理后的水樣調(diào)節(jié)pH 至8.0，然后將水樣移至柱狀反應(yīng)器中，打開臭氧發(fā)生器，使臭氧氣體從溶液的底部通入，按照設(shè)計(jì)的反應(yīng)時(shí)間及條件進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后取樣，靜置30 min 后取上清液進(jìn)行水樣測定。

1.3 分析項(xiàng)目及測定方法

2 結(jié)果與討論

2.1 FeCl3 混凝

本文采用FeCl3對該滲濾液進(jìn)行混凝處理，未調(diào)節(jié)pH 時(shí)FeCl3用量對混凝效果的影響如圖1所示。綜合來看，F(xiàn)eCl3用量為900 mg/L 時(shí)為最佳的投加量。

圖1 FeCl3投加量對于COD 和色度去除率的影響Fig.1 Effect of FeCl3 dosage on removal of COD and chroma

pH 對COD 和色度去除率的影響規(guī)律較為類似。當(dāng)pH＜11.2 時(shí)，對COD 和色度去除率隨著pH 的增加而增加；當(dāng)pH＞11.2 時(shí)，隨著pH 值的升高，COD 和色度的去除率明顯降低，可見pH=11.2 是最優(yōu)的混凝條件。

綜上所述，混凝試驗(yàn)中，pH =11.2，F(xiàn)eCl3加量為900 mg/L 條件下的處理效果最佳，此時(shí)COD 和色度去除率分別為45.6%和86.4%。

2.2 催化臭氧化處理混凝出水

反應(yīng)時(shí)間是臭氧氧化反應(yīng)的重要的影響因子。在進(jìn)水COD 為788.8 mg/L、臭氧流量35 L/h條件下，分別在3、5、10、20、30、40 和60 min 取樣分析，測定水樣的COD 和色度。

反應(yīng)初始階段，滲濾液的COD 和色度的去除率迅速升高，在20 min 內(nèi)，COD 和色度的去除率分別達(dá)到了56.6%和65.8%，體現(xiàn)出了良好的去除效果。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，COD 和色度的去除效果開始放緩，這是由于臭氧氧化中間產(chǎn)物與羥基自由基反應(yīng)的速率降低所致。在60 min 時(shí)，COD 和色度的去除率分別達(dá)到了61.5%和70.4%。綜合來看，20 min 的反應(yīng)時(shí)間為最佳的反應(yīng)時(shí)間。

在進(jìn)水COD 為788.8 mg/L、反應(yīng)時(shí)間為20 min 的條件下，考察臭氧流量對垃圾中轉(zhuǎn)站滲濾液的影響。

隨著臭氧流量的增加，溶解態(tài)的臭氧含量逐漸上升，反應(yīng)體系中產(chǎn)生了更高濃度的羥基自由基，從而有利于滲濾液中COD 與色度的快速去除。當(dāng)臭氧的流量為35 mg/L 時(shí)，滲濾液的COD和色度的去除率分別為56.6%和65.8%。當(dāng)臭氧流量大于35 mg/L 時(shí)，COD 與色度的去除效果提升幅度減緩，原因在于溶解態(tài)的臭氧含量達(dá)到飽和，導(dǎo)致污染物的去除效率下降。總體來看，較高的臭氧投量能取得較高的降解效果。

中轉(zhuǎn)站滲濾液經(jīng)過混凝—催化臭氧化處理。混凝—催化臭氧化處理后，COD 去除率達(dá)到76.39%，色度去除率達(dá)到95.34%。

3 結(jié)論

1） 采用混凝—臭氧氧化預(yù)處理垃圾中轉(zhuǎn)站滲濾液，其最佳的工藝條件為pH=11.2，10%濃度FeCl3加量為900 mg/L，臭氧的反應(yīng)時(shí)間為20 min，臭氧流量為35 mg/L。

2） 垃圾中轉(zhuǎn)站滲濾液經(jīng)混凝—臭氧氧化處理后，其COD、色度分別可去除78.39%與95.34，BOD5/COD 由反應(yīng)之前的0.152 提升到了0.415，顯示出了良好的處理效果。