沈智鵬 黃泳盛 李沅泰 劉鵬 張文方

（1.東莞理工學(xué)院，廣東東莞 523429；2.東莞道匯環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，廣東東莞 523429）

1.實驗部分

1.1 實驗用儀器、設(shè)備及主要藥品

1.1.1 試驗儀器

實驗中所使用的主要設(shè)備和儀器如下：恒溫干燥箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司DHC-9075A）；離子色譜儀（戴安（DIONEX）公司ICS-3000）；超聲波清洗機（Jenken P520）；大功率磁力攪拌器（常州國華電器有限公司88-1）；BOD恒溫箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司LRH-250F）；不加熱磁力攪拌器（金壇市大地自動化儀器廠CJ78-1）； 臺式高速離心機（湘儀TG16-WS）；酸度計（上海雷磁有限公司PHS-25）；電導(dǎo)率儀（上海雷磁有限公司DDS-307）；TOC分析儀（日本島津公司TOC-VCPH）。

1.1.2 主要藥品

過氧化氫、氫氧化鈉、二氧化錳、重鉻酸鉀、鄰菲羅啉、硫酸汞、濃硫酸、硫酸亞鐵銨、氯化汞以及乙酸鈉均為此次試驗中的主要試劑與藥品。

1.2 實驗對象

本次實驗中的垃圾滲濾液濃縮液都是來自于深圳市羅湖區(qū)下坪谷底的下坪垃圾填埋場，占地約149hm2，具有理論4693萬m3的總庫存量，將整個羅湖地區(qū)與福田地區(qū)的生活垃圾進行衛(wèi)生填埋，是兩地主要的垃圾處理場所之一。該填埋場自1997年正式投入使用至今已是屬于較為長久的垃圾填埋場，期間也獲得了諸多榮譽稱號，例如“城市生活垃圾衛(wèi)生填埋示范工程”“一級無害化衛(wèi)生填埋場”等[1]。

1.3 垃圾滲濾液濃縮液處理試驗步驟

在本次實驗中，將垃圾滲濾液濃縮液的pH調(diào)節(jié)到3.0附近時出現(xiàn)酸析現(xiàn)象，有黑色絮狀體析出，同時還有少量黑色顆粒物沉積。本實驗為了實現(xiàn)濃縮液中的有機物的完全降解，不過濾去除這些絮狀體，以達到完全的去除效果，相同的操作同樣存在于中試實驗中。

（1）取5L垃圾滲濾液濃縮液于燒杯中，用濃硫酸調(diào)節(jié)其 pH至設(shè)定值，取樣測定COD值；

（2）為了使其全部充分溶解，對投入一定量的復(fù)合催化劑的水樣中采用玻璃棒迅速攪拌；

（3）確保反應(yīng)器出水閥門關(guān)閉后進行連接電源，觀察水樣通過進水口匯入反應(yīng)器內(nèi)，注意在注入水樣的過程中始終要保持勻速，以避免水樣濺出；

（4）打開紫外線燈光開關(guān)，在亮起的時候接著啟動蠕動泵持續(xù)加入H2O2，開始加藥同時開始計時，H2O2存儲于加藥箱4中；

（5）利用溫度監(jiān)測系統(tǒng)來對水樣的具體水溫進行檢測；

（6）反應(yīng)持續(xù)3h，前1h內(nèi)每過20min取樣一次，后2h每過30min取樣一次，取樣過程需要先在反應(yīng)器內(nèi)倒入一些被接出的水樣，然后再進行取樣，取樣的體積也要保持不超過30ml，因為過多取樣會造成反應(yīng)器中水樣總量降低，從而影響試劑的投加比，也有可能讓紫外燈暴露于空氣中，縮短其壽命；

（7）將所取的樣品中的pH調(diào)節(jié)到中性，讓其中的反應(yīng)停止，并且加入適量的二氧化錳，同時通過充分震蕩讓其充分混合，靜置過夜后令其中過量的雙氧水充分逸出，如此后便可以再次測定其COD值；

（8）將樣品過濾后取樣測定COD值，如發(fā)現(xiàn)不能立即測量出COD的值，則在其中加入幾滴濃硫酸至強酸性，以4℃下來保存水樣，并在24h以內(nèi)時間再次進行COD測定[2]。

1.4 實驗分析方法

垃圾滲濾液濃縮液作為本次的實驗對象，其有機物的去除程度則會以COD去除率的方式來進行測量，其中的各項指標(biāo)主要有COD、BOD5、氯離子以及乙酸根等，具體的監(jiān)測方法如下。（1）COD測試方法，采用重鉻酸鉀法來進行，具體方式步驟參考《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第四版）內(nèi)容中快速密閉催化消解法則。（2）BOD5測定方法。使用接種稀釋法來進行BOD5的監(jiān)測，具體步驟參考《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第四版）內(nèi)容中的接種稀釋法則。

1.5 COD測量干擾消除方法

（1）雙氧水干擾。雙氧水作為本次反應(yīng)中的氧化劑，取樣中會出現(xiàn)不同程度的雙氧水殘留現(xiàn)象，會影響測得的COD值，會比實際值高出一些。因此本次論文對此項問題則采用調(diào)節(jié)pH并添加催化劑來降低此問題所帶來的影響。具體為將樣品pH值調(diào)節(jié)為9.0以上，到pH值時催化反應(yīng)終止時，雙氧水開始自行分解，而為了加速其中殘留的雙氧水則加入了MnO2來促進分解。

（2）氯離子干擾。經(jīng)離子色譜法測量得參數(shù)優(yōu)化實驗所處理的垃圾滲濾液濃縮液中含約3000mg/L的氯離子，根據(jù)重鉻酸鉀法測COD的標(biāo)準(zhǔn)，在消解過程中氯離子不僅能被重鉻酸鉀所氧化，還能夠和硝酸銀作用下產(chǎn)生沉淀現(xiàn)象，讓COD的測量的值提高，針對濃縮液所富含的高氯離子，此次試驗便是采用投加一定適合量的硫酸汞掩蔽在其的氯離子，之后再進行重新測量。

1.6 實驗結(jié)果

此次實驗中以深度降解垃圾滲濾液濃縮液的方法為論點，具體則是運用紫外催化氧化的方式來對垃圾滲濾液濃縮液進行處理，處理對象則來自深圳市某所垃圾填埋場的垃圾滲濾液濃縮液，通過本次實驗中的驗證，確定了此方法有較高穩(wěn)定性。

2.工藝流程

垃圾滲濾液濃縮液收集至本項目的原水池，原水池的廢水經(jīng)提升后進入調(diào)酸池，調(diào)節(jié)廢水pH達到主反應(yīng)設(shè)備的反應(yīng)條件；之后廢水進入主反應(yīng)器，在紫外光、催化劑、氧化劑的協(xié)同作用下分解垃圾滲濾液濃縮液中難降解的有機物；主反應(yīng)器出水進入調(diào)酸池，調(diào)節(jié)pH至8.0～9.0以保證出水pH達標(biāo)，之后廢水提升進入微濾膜池，進行泥水分離后進入生物脫氮反應(yīng)器內(nèi)，脫氮反應(yīng)器內(nèi)設(shè)大比表面積生物膜，通過空氣攪拌，脫氮專向菌在此附著繁殖，降解部分氨氮，同時控制pH值及不同溶解氧，通過脫氮專項菌的作用大部分的氨氮等得到了充分的降解轉(zhuǎn)化成N2溢出系統(tǒng)，污水進入最終清水達標(biāo)排放[3]。

3.結(jié)論

（1）通過引入高強紫外使催化氧化工藝可以在常溫常壓條件下進行，并對垃圾滲濾液濃縮液達到很好的降解效果。常溫常壓的條件非常有利于該產(chǎn)品應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，更容易達到的反應(yīng)條件可以大大提高處理廢水的效率。

（2）垃圾滲濾液濃縮液的常規(guī)處理工藝會使整套系統(tǒng)損壞甚至癱瘓，而通過紫外催化氧化技術(shù)，可以實現(xiàn)對濃縮液的全量處理，使得垃圾滲濾液可以百分百達標(biāo)排放。在工業(yè)應(yīng)用上，該技術(shù)還可以用于處理有機廢液、油墨廢水、五金除油廢水等，應(yīng)用前景十分廣泛，能實現(xiàn)工業(yè)性的可能性很大。

（3）《“十三五”全國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》和2008年頒布的《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）中都對垃圾填埋場滲濾液提出了非常嚴格的排放標(biāo)準(zhǔn)，將逐步推進垃圾滲濾液處理市場的進一步擴展，高效無害化的垃圾滲濾液處理技術(shù)也將成為環(huán)保行業(yè)的發(fā)展熱點。