臭氧氧化技術(shù)處理垃圾滲濾液

摘要:采用生物—臭氧氧化技術(shù)對垃圾滲濾液進(jìn)行了研究.結果表明:生物處理可以去除垃圾滲濾液的CODCr;隨著(zhù)氧化時(shí)間的延長(cháng),去除率隨之增大;在堿性條件下進(jìn)行臭氧氧化,pH值越高,CODCr去除效率越高.采用BOD5/CODCr來(lái)表征垃圾滲濾液的生物降解性,研究了臭氧氧化前后垃圾滲濾液生物處理出水的生物降解性變化規律,表明臭氧氧化可以提高垃圾滲濾液生物處理出水的生物降解性,但提高的幅度不大.采用色譜-質(zhì)譜法對臭氧氧化前后垃圾滲濾液成分進(jìn)行分析,結果表明:臭氧氧化前后廢水中的主要成分沒(méi)有發(fā)生變化,這些物質(zhì)多為長(cháng)鏈烷烴;臭氧氧化使廢水中的部分物質(zhì)發(fā)生了結構上的變化,這些物質(zhì)多為可降解物質(zhì).

關(guān)鍵詞:垃圾滲濾液,生物降解性,臭氧氧化

垃圾滲濾液是一種污染性極強的高濃度有機廢水,其中有機污染物高達77種,其中促癌物、輔致癌物5種,被列入我國環(huán)境優(yōu)先控制污染物“黑名單[”1,2].垃圾滲濾液對周邊環(huán)境、填埋場(chǎng)土層及地下水都會(huì )造成極大的污染[3],采取相應的對策控制其危害極有必要.

由于生物降解法的廢水處理量大,運行費用低,在垃圾滲濾液處理中得到了廣泛的應用[4 6].本文采用活性污泥法對稀釋后的垃圾滲濾液進(jìn)行處理,利用臭氧對出水進(jìn)行氧化的同時(shí),研究垃圾滲濾液生物—臭氧氧化處理出水的生物降解性,并采用色譜-質(zhì)譜法(GC-M C)對出水的成分進(jìn)行分析.

1實(shí)驗部分

垃圾滲濾液取自國內某垃圾衛生填埋場(chǎng),外觀(guān)為黑色不透明液體,有惡臭,CODCr值為2.91×104m g/L.活性污泥為實(shí)驗室已有污泥,為適應垃圾滲濾液的處理,進(jìn)行了進(jìn)一步馴化,馴化方法采用文獻[7]提供的方法,馴化時(shí)間為10 d.臭氧發(fā)生器為天津興路水科技公司生產(chǎn)的XL-402型,臭氧產(chǎn)量為5 g/h.垃圾滲濾液生物處理出水在具砂芯玻璃層析柱中進(jìn)行臭氧氧化,分別測定氧化出水的CODCr和BOD5值,然后采用GC-M C技術(shù)對臭氧氧化前后的樣品進(jìn)行初步檢測.

2　實(shí)驗結果與討論

2.1　垃圾滲濾液的生物處理

垃圾滲濾液進(jìn)行稀釋后, 采用馴化后的污泥進(jìn)行曝氣處理, 經(jīng)過(guò)24 h, 垃圾滲濾液的CODCr從約2 700 mgöL 降低到約870 mgöL , 去除率在65% 以上。顏色已經(jīng)由灰黑色的黏稠液體變?yōu)樽攸S色液體,惡臭味也有所降低。 說(shuō)明活性污泥的好氧生物處理對垃圾滲濾液已經(jīng)有很好的處理效果。 但仍然沒(méi)有達到垃圾滲濾液排放的標準, 需要進(jìn)一步處理。

2.2　垃圾滲濾液生物處理出水臭氧氧化的影響因素

2.2.1　臭氧氧化時(shí)間對廢水CODCr的影響在氧氣的流量為014 L öm in 的條件下, 對100mL 廢水進(jìn)行臭氧氧化, 實(shí)驗結果見(jiàn)圖1。

從圖1 可以看出, 廢水中的CODCr值隨著(zhù)臭氧氧化時(shí)間的增加而減小; 在臭氧氧化的初始階段, 廢水中的CODCr值隨著(zhù)臭氧氧化時(shí)間的增加而顯著(zhù)減小, 隨著(zhù)氧化時(shí)間的繼續增加, CODCr值的降低速度減小。這說(shuō)明, 臭氧氧化可以使垃圾滲濾液中的有機物氧化, 但是存在一個(gè)最佳的氧化時(shí)間, 使得臭氧氧化的效率最高。

21212　pH 值對臭氧氧化的影響

臭氧在堿性條件下可以生成OH 自由基, 從而加快對有機物的氧化, 選取不同的pH 值, 對垃圾滲濾液進(jìn)行臭氧氧化研究, 實(shí)驗結果見(jiàn)圖2L

從圖2 可以看出, 隨著(zhù)垃圾滲濾液生物處理出水pH 值的提高, 臭氧氧化去除CODCr的效率增加。

這說(shuō)明, 提高廢水的pH 值有利于臭氧氧化去除其中的有機污染物, 但pH 值為10 時(shí)的去除率和pH值為716 時(shí)的去除率的差值在15% 以?xún)? 且在臭氧氧化的初始階段差別較小, 前已述及, 臭氧氧化在初始階段的氧化效率比較高L 因此, 在進(jìn)行廢水處理時(shí), 為了節省運行費用, 可以不進(jìn)行pH 值的調節。

2.2.3　臭氧氧化對廢水生物降解性的影響

如果單純使用臭氧氧化將垃圾滲濾液處理到可以達標排放的程度, 臭氧的消耗量非常大, 在經(jīng)濟上不合理L如果通過(guò)臭氧氧化將難降解成分去除, 從而提高廢水的生物降解性, 再利用生物處理技術(shù)對廢水進(jìn)行處理, 有望減少廢水的處理費用L 以BOD5ö CODCr表征廢水的生物降解性,對廢水臭氧氧化后的生物降解性進(jìn)行測定, 實(shí)驗結果見(jiàn)圖3

從圖3 可以看出, 隨著(zhù)臭氧氧化時(shí)間的增加, 廢水的BOD5ö COD 值先緩慢增加,到達一個(gè)極值后有下降趨勢L 但廢水的BOD5ö COD 值變化幅度不大,始終保持在約0128, 屬于可降解的廢水, 可以采用生物處理法對此種廢水進(jìn)行處理。

2.2.4　臭氧氧化前后廢水的成分分析采用GC2MC 技術(shù)對臭氧氧化前后廢水的有機成分進(jìn)行了分析。

 結果表明: 保留時(shí)間為25～ 37m in 時(shí), 有機物的峰面積較其他時(shí)段更大, 說(shuō)明這些物質(zhì)在水中的含量比較大, 因此研究臭氧出水的生物降解性應以這些有機物為主; 氧化前后, 主要峰的相對高度基本沒(méi)有變化, 表明臭氧氧化前后廢水中主要成分的相對含量沒(méi)有發(fā)生太大變化, 這也是在臭氧氧化后生物降解性提高幅度不大的根本原因。

通過(guò)質(zhì)譜分析得出, 在不同的液體保留時(shí)間下,臭氧氧化前后垃圾滲濾液中沒(méi)有發(fā)生改變的主要有機物成分如表1。

從表1 可以看出, 這些有機物主要以長(cháng)鏈烷烴為主, 這些有機物隨碳原子增加其生物降解性是減低的, 所以臭氧氧化前后廢水的生物降解性?xún)H在0128 左右。

從質(zhì)譜得出的垃圾滲濾液中最有可能發(fā)生改變的有機物成分如表2L這些物質(zhì)雖然多數較易降解, 但由于這些有機物的含量較其它有機物低, 所以它們對所測垃圾滲濾液的生物降解性沒(méi)有太大影響。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

3　結　論
本研究可以得到以下結論:
1) 采用生物處理技術(shù)可以去除垃圾滲濾液中65% 以上的CODCr;
2) 臭氧氧化可以有效降低垃圾滲濾液生物處理出水的CODCr值, 而且存在最佳氧化時(shí)間;
3) 在臭氧氧化過(guò)程中, 垃圾滲濾液生物處理出水的pH 值越大, CODCr的去除率越高, 但考慮到處理過(guò)程的經(jīng)濟性, 在實(shí)際的廢水處理過(guò)程中, 不建議對廢水進(jìn)行調節pH 值的操作;
4) 垃圾滲濾液生物處理出水臭氧氧化后, 其生物降解性隨氧化時(shí)間的增加存在極值, 但
BOD5ö CODCr在0128 上下波動(dòng),為可降解廢水;
5) 臭氧氧化對垃圾滲濾液生物處理出水的多數成分的相對含量沒(méi)有影響, 僅有含量較少的成分的相對含量發(fā)生了變化;
6) 可以采用生物- 臭氧- 生物的聯(lián)合技術(shù)處理垃圾滲濾液。（北京工商大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院）