高級氧化技術處理垃圾滲濾液的研究
摘要:垃(la)圾(ji)滲(shen)濾液(ye)是一種(zhong)成分復雜(za)、有機物、氨(an)氮濃度高(gao)的難處(chu)(chu)理(li)(li)廢水(shui),介(jie)紹了(le)高(gao)級氧(yang)化(hua)技(ji)術在垃(la)圾(ji)滲(shen)濾液(ye)處(chu)(chu)理(li)(li)中的研究(jiu)與應用(yong)現狀。主要介(jie)紹了(le)臭氧(yang)氧(yang)化(hua)、光催化(hua)氧(yang)化(hua)、Fenton試劑、電(dian)氧(yang)化(hua)以及濕式氧(yang)化(hua)在處(chu)(chu)理(li)(li)垃(la)圾(ji)滲(shen)濾液(ye)中的應用(yong),分析了(le)高(gao)級氧(yang)化(hua)技(ji)術處(chu)(chu)理(li)(li)垃(la)圾(ji)滲(shen)濾液(ye)的原理(li)(li),對國內外各(ge)種(zhong)氧(yang)化(hua)技(ji)術在垃(la)圾(ji)滲(shen)濾液(ye)處(chu)(chu)理(li)(li)中的應用(yong)進行了(le)總結,并探討了(le)它們(men)的優缺(que)點。最后,提出了(le)當前(qian)應用(yong)高(gao)級氧(yang)化(hua)技(ji)術處(chu)(chu)理(li)(li)垃(la)圾(ji)滲(shen)濾液(ye)所存在的問題和發展(zhan)方向。
關鍵詞:垃圾(ji)滲濾液;高級氧(yang)化技術(shu);催化氧(yang)化
隨著世界經濟和人(ren)口的(de)發展,城(cheng)市(shi)垃圾的(de)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)量(liang)持續(xu)增加[1]。由于價格低廉,衛生(sheng)(sheng)(sheng)填(tian)(tian)埋成為城(cheng)市(shi)垃圾處理的(de)通常做法。2000年,美國城(cheng)市(shi)垃圾產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)量(liang)約為 2·18億噸(dun)(dun),其(qi)中57%衛生(sheng)(sheng)(sheng)填(tian)(tian)埋;同年中國城(cheng)市(shi)垃圾產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)量(liang)約為1·6億噸(dun)(dun),其(qi)中80%衛生(sheng)(sheng)(sheng)填(tian)(tian)埋。
填(tian)埋(mai)的(de)(de)垃(la)圾(ji)在雨(yu)水(shui)滲(shen)(shen)入及內在生物(wu)(wu)作用下(xia),會產生大(da)量的(de)(de)滲(shen)(shen)濾液(ye)。滲(shen)(shen)濾液(ye)中(zhong)含有(you)大(da)量的(de)(de)污染(ran)物(wu)(wu)質(zhi),包括可吸附有(you)機鹵素(su)、重(zhong)金(jin)屬、有(you)機氯(lv)、苯酚、氨氮等(deng)物(wu)(wu)質(zhi)。垃(la)圾(ji)滲(shen)(shen)濾液(ye)的(de)(de)污染(ran)特征(zheng)可用COD、BOD、BOD/ COD、pH、SS、NH3-N、重(zhong)金(jin)屬等(deng)參數表示。隨著垃(la)圾(ji)埋(mai)齡的(de)(de)增加,滲(shen)(shen)濾液(ye)的(de)(de)水(shui)質(zhi)發(fa)生變化,表1為(wei)埋(mai)齡不同的(de)(de)垃(la)圾(ji)滲(shen)(shen)濾液(ye)水(shui)質(zhi)特征(zheng)。
滲(shen)(shen)(shen)濾(lv)液(ye)中(zhong)的(de)(de)污染物質不加以(yi)處(chu)理(li)(li)(li)就排入自然水體,將對(dui)自然水體產生(sheng)(sheng)嚴(yan)重污染。但是由于(yu)垃(la)圾(ji)滲(shen)(shen)(shen)濾(lv)液(ye)的(de)(de)水質復(fu)雜,污染物濃度(du)(du)高(gao),處(chu)理(li)(li)(li)難度(du)(du)很大。從上(shang)世紀70年代開(kai)始(shi),就開(kai)始(shi)針對(dui)垃(la)圾(ji)滲(shen)(shen)(shen)濾(lv)液(ye)處(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)研(yan)究[2]。對(dui)“年輕”的(de)(de)滲(shen)(shen)(shen)濾(lv)液(ye),可生(sheng)(sheng)化(hua)性(xing)較高(gao),由于(yu)生(sheng)(sheng)化(hua)處(chu)理(li)(li)(li)成(cheng)本較低(di),所以(yi)生(sheng)(sheng)化(hua)處(chu)理(li)(li)(li)成(cheng)為通常選擇的(de)(de)工藝(yi)。隨(sui)著垃(la)圾(ji)埋齡的(de)(de)增加,滲(shen)(shen)(shen)濾(lv)液(ye)中(zhong)的(de)(de)揮發性(xing)脂(zhi)肪酸(suan)在厭(yan)氧菌的(de)(de)作用下分解,滲(shen)(shen)(shen)濾(lv)液(ye)的(de)(de)pH升高(gao),可生(sheng)(sheng)化(hua)性(xing)降低(di)。隨(sui)著厭(yan)氧過程的(de)(de)進行,滲(shen)(shen)(shen)濾(lv)液(ye)中(zhong)的(de)(de)NH3-N也隨(sui)之(zhi)升高(gao),生(sheng)(sheng)化(hua)處(chu)理(li)(li)(li)難度(du)(du)加大。
“老(lao)”齡垃圾滲(shen)濾(lv)液(ye)(ye)可生(sheng)化(hua)(hua)性(xing)(xing)低,處(chu)(chu)理(li)(li)難度大。利(li)用(yong)高(gao)級氧(yang)化(hua)(hua)技術(AOT)處(chu)(chu)理(li)(li)“老(lao)”齡垃圾滲(shen)濾(lv)液(ye)(ye)越來(lai)越受(shou)到重視。在各種物(wu)理(li)(li)化(hua)(hua)學處(chu)(chu)理(li)(li)技術中,AOT是降解滲(shen)濾(lv)液(ye)(ye)中穩定(ding)有機物(wu)的(de)最有效的(de)技術。AOT的(de)處(chu)(chu)理(li)(li)滲(shen)濾(lv)液(ye)(ye)主要利(li)用(yong)了(le)羥基(·OH)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)能(neng)力(li),羥基 (·OH)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)電位2·80V,在自然界中氧(yang)化(hua)(hua)電位僅低于F的(de)氧(yang)化(hua)(hua)電位(表2)。通過羥基(·OH)的(de)強氧(yang)化(hua)(hua)能(neng)力(li),滲(shen)濾(lv)液(ye)(ye)中的(de)難生(sheng)化(hua)(hua)降解物(wu)質礦化(hua)(hua)為CO2和 H2O,或者(zhe)分(fen)解為小分(fen)子物(wu)質,從而提(ti)高(gao)可生(sheng)化(hua)(hua)性(xing)(xing),為生(sheng)化(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)創造了(le)條件。
根據產生(sheng)自由(you)基的(de)(de)方式和(he)反應條(tiao)件的(de)(de)不同,常見的(de)(de)AOT可分為臭氧(yang)氧(yang)化(hua)(hua)、光催化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)、Fenton氧(yang)化(hua)(hua)、電化(hua)(hua)學氧(yang)化(hua)(hua)、濕式氧(yang)化(hua)(hua)等。本文將主要介紹這幾種高級氧(yang)化(hua)(hua)技術在(zai)垃圾滲濾(lv)液處(chu)理中的(de)(de)研究和(he)應用(yong)進展。
1 臭氧氧化
2 光催化氧化
3 Fenton 試劑氧化
4 電化學氧化法
5 濕式氧(yang)化
6 結論(lun)
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