混凝—臭氧氧化處理垃圾中轉站滲濾液的試驗研究

廖書林，浦燕新，許龍霞，周夢凱

（維爾利環保科技集團股份有限公司，江蘇 常州 213001）

隨著我國經濟的快速發展，城市的垃圾問題也日益突出。由于垃圾收運體系不健全和環衛配套措施不足的限制，大量的垃圾中轉站垃圾存在嚴重的垃圾滯留現象。長期滯留的垃圾必然會產生大量的滲濾液，這部分滲濾液具有污染點分散、水量小、成分復雜且隨季節變化大的特點，如若不對其進行有效控制，勢必會給環境造成嚴重的污染[1]。

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

1 材料與方法

1.1 實驗用滲濾液水樣

本實驗用水取自常州周邊某街道垃圾中轉站，經過實際調查發現該中轉站滲濾液經收集后未經妥善處理而直接排放至附近河道，夏季產量約為0.5 m3/d，而冬季產量約為0.3 m3/d。此次試驗的采樣季節為夏季，采集的水樣表觀顏色為淡黑色，有惡臭氣味，碳氮磷比失調，具體的水質特性見表1。

1.2 實驗方法

表1 垃圾中轉站滲濾液水質指標Tab.1 Water quality index of leachate from waste transfer station

1.2.1 混凝實驗

用FeCl3( 10%) 作為混凝劑對垃圾滲濾液進行預處理，以COD 和色度作為評價指標。取相同體積的滲濾液200 mL 于各燒杯中，按設計加入定量的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溶液調節pH 值，選定最優pH 值。

1.2.2 臭氧氧化實驗

將混凝處理后的水樣調節pH 至8.0，然后將水樣移至柱狀反應器中，打開臭氧發生器，使臭氧氣體從溶液的底部通入，按照設計的反應時間及條件進行反應，待反應結束后取樣，靜置30 min 后取上清液進行水樣測定。

1.3 分析項目及測定方法

2 結果與討論

2.1 FeCl3 混凝

本文采用FeCl3對該滲濾液進行混凝處理，未調節pH 時FeCl3用量對混凝效果的影響如圖1所示。綜合來看，FeCl3用量為900 mg/L 時為最佳的投加量。

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律較為類似。當pH＜11.2 時，對COD 和色度去除率隨著pH 的增加而增加；當pH＞11.2 時，隨著pH 值的升高，COD 和色度的去除率明顯降低，可見pH=11.2 是最優的混凝條件。

綜上所述，混凝試驗中，pH =11.2，FeCl3加量為900 mg/L 條件下的處理效果最佳，此時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

反應時間是臭氧氧化反應的重要的影響因子。在進水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。

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

在進水COD 為788.8 mg/L、反應時間為20 min 的條件下，考察臭氧流量對垃圾中轉站滲濾液的影響。

隨著臭氧流量的增加，溶解態的臭氧含量逐漸上升，反應體系中產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。當臭氧的流量為35 mg/L 時，滲濾液的COD和色度的去除率分別為56.6%和65.8%。當臭氧流量大于35 mg/L 時，COD 與色度的去除效果提升幅度減緩，原因在于溶解態的臭氧含量達到飽和，導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。

中轉站滲濾液經過混凝—催化臭氧化處理。混凝—催化臭氧化處理后，COD 去除率達到76.39%，色度去除率達到95.34%。

3 結論

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

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