不同组合工艺处理浓缩液效果对比实验研究

乔如林，张庆芳，贾小宁，孔秀琴

（1.蓝德环保科技有限公司，北京 100000；2.兰州理工大学石油化工学院，甘肃兰州 730050）

不同组合工艺处理浓缩液效果对比实验研究

乔如林1，张庆芳2，贾小宁2，孔秀琴2

（1.蓝德环保科技有限公司，北京 100000；2.兰州理工大学石油化工学院，甘肃兰州 730050）

以COD去除率为考核指标，研究了组合工艺絮凝沉淀-芬顿法、絮凝沉淀-活性炭-双氧水法、芬顿氧化-生化法（第一次、第二次）、次氯酸法、高锰酸钾法对浓缩液的处理效果，并研究了稀释倍数对COD测定的影响。结果表明：絮凝沉淀-芬顿法工艺COD去除率为30.9%，絮凝沉淀-活性炭-双氧水法工艺COD去除率为23.5%，芬顿氧化-生化法（第一次）工艺COD去除率为46.1%，芬顿氧化-生化法（第二次）工艺COD去除率为38.8%，次氯酸法工艺COD去除率为50.3%，高锰酸钾法工艺COD去除率为2.5%；稀释倍数对COD测定结果影响较大，最佳稀释倍数为10倍以内。

絮凝沉淀-芬顿法；絮凝沉淀-活性炭-双氧水法；芬顿氧化-生化法；次氯酸法；高锰酸钾法；浓缩液

在垃圾渗滤液处理工艺中，国内外的主流工艺是生化处理+膜处理［1］。膜过滤系统一般以反渗透工艺为主要手段。若生化处理作为前处理，要保证出水达标排放，则反渗透不可能采用过高的回收率，这就会产生大量的反渗透浓缩液（以下简称浓缩液）［2］。

针对浓缩液产量大、COD值较高、色度高、可生化性差、含盐量高等特点，作者在此以COD去除率为考核指标，研究了不同组合工艺对浓缩液的处理效果。

1 实验

1.1 材料、试剂与仪器

浓缩液取自垃圾填埋场。

自制复合絮凝剂；PAC、Fe2SO4·7H2O、H2O2、HClO、K2MnO4均为分析纯。

COD测定仪，WTW公司。

1.2 方法

1.2.1 絮凝沉淀-芬顿/絮凝沉淀-活性炭-双氧水法

絮凝沉淀：取水样500 mL于烧杯中，加入5.0 g复合絮凝剂粉末，搅拌15 s，沉淀15 min，取上清液；再向水样中分别加入10 mL 5%PAC溶液；加入0.2%阴离子聚丙烯酰胺（分子量1 600万），加药量为2 mL，沉淀30 min，取上清液测定COD。

芬顿氧化：取上述上清液200 mL，调节初始pH值为3.5，分别投加七水硫酸亚铁和双氧水1.5 g和2 mL，搅拌2 min，反应1 h，调pH值为8.5～9.0左右，沉淀30 min。定性检测上清液中残余双氧水至完全分解完，测定COD。

活性炭-双氧水氧化：取絮凝沉淀后上清液100 mL，调节初始pH值为2.5，分别投加活性炭1.0 g、双氧水0.4 mL，搅拌2 min，反应3 h。定性检测上清液中残余双氧水至完全分解完，测定COD。

1.2.2 芬顿氧化-生化法（第一次）

芬顿氧化：取上述上清液2 000 mL，调节初始pH为3.5，分别投加七水硫酸亚铁和双氧水20 g和30 mL，搅拌2 min，反应1 h，调pH值为8.2左右，沉淀30 min。定性检测上清液中残余双氧水至完全分解完，测定COD。

生化法：分别取一级好氧池污水500 mL、1 000 mL，用滤纸过滤后取活性污泥，分别倒入500 mL上述上清液，污泥浓度为4.5 g·L－1和9.0 g·L－1。然后进行曝气，适当控制气量，使气量能完全搅动活性污泥，在不同的反应时间进行取样、沉淀、过滤，测定上清液COD和pH值。

1.2.3 芬顿氧化-生化法（第二次）

取污泥浓度4.5 g·L－1，操作方法同1.2.2。

1.2.4 次氯酸法

取100 mL浓缩液，分别加入次氯酸0.0 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、5.0 mL，搅拌、反应1 h后，测定COD。

1.2.5 高锰酸钾法

取500 mL浓缩液调pH值为3.0，各取100 mL分别加入0.1%的高锰酸钾溶液0.0 mL、0.1 mL、0.25 mL、0.5 mL、1.0 mL，反应1.5 h后，测定COD。

1.2.6 稀释倍数对COD测定的影响

对同一批浓缩液水样，分别取10 mL、5 mL、2.5 mL、2.5 mL、2 mL、1 mL、0.5 mL，分别稀释5、10、20、40、50、100、200倍，测定COD。

2 结果与讨论

2.1 絮凝沉淀-芬顿/絮凝沉淀-活性炭-双氧水法对COD的去除效果

浓缩液COD为856.0 mg·L－1，采用絮凝沉淀-芬顿/絮凝沉淀-活性炭-双氧水法工艺处理，结果见表1。

表1 不同组合工艺对COD的去除效果Tab.1 The COD rem oval efficiency by different combined processes

从表1可知，采用絮凝沉淀-化学氧化组合工艺的处理效果不理想，包括絮凝沉淀-芬顿、絮凝沉淀-活性炭-双氧水，组合去除效果和单独絮凝沉淀效果差不多，说明化学氧化部分起到很小的作用。

2.2 芬顿氧化-生化法对COD的去除效果

浓缩液COD为700.5 mg·L－1，芬顿氧化-生化法（第一次）对COD的去除效果见表2。

浓缩液COD为1 070.0 mg·L－1，芬顿氧化-生化法（第二次）对COD的去除效果见表3。

由表2、表3可知，采用化学氧化-生化组合方式处理效果较好。芬顿氧化法（第一次）对COD去除率为31.7%；芬顿氧化-生化法（第一次）10 min内对COD去除率为46.1%。芬顿氧化法（第二次）对COD去除率为24.7%；芬顿氧化-生化法（第二次）4 h内微生物对COD去除率为24.7%。活性污泥对COD的最大去除率发生30 min以内，说明微生物对有机物的去除以生物吸附为主，随着时间的延长，活性污泥的颜色逐渐变浅，污泥絮体松散，COD值逐渐升高，可能是由于微生物死亡，或者吸附的有机物进行了解吸。

表2 芬顿氧化-生化法（第一次）对COD的去除效果Tab.2 The COD removal efficiency by Fenton-biochem icalmethod（first）

表3 芬顿氧化-生化法（第二次）对COD的去除效果Tab.3 The COD removal efficiency by Fenton-biochem icalmethod（second）

2.3 次氯酸法对COD的去除效果

浓缩液COD为1 007.0 mg·L－1，不同次氯酸投加量对COD的去除效果见表4。

表4 不同次氯酸投加量对COD的去除效果Tab.4 The COD rem oval efficiency of hypochlorous acid w ith various addition amounts

从表4可以看出，在次氯酸投加量为3.0 mL时，COD为500.36 mg·L－1，COD去除率最高为50.3%。

2.4 高锰酸钾法对COD的去除效果

浓缩液COD为981.8 mg·L－1，不同高锰酸钾投加量对COD的去除效果见表5。

表5 不同高锰酸钾投加量对COD的去除效果Tab.5 The COD removal efficiency of potassium permanganate w ith various addition amounts

从表5可看出，高锰酸钾对COD的去除率很低，没有明显效果。

2.5 COD测定误差及干扰实验研究

取5 mL浓缩液水样稀释10倍，然后再连续稀释4次，每次稀释2倍，测定COD。同一水样连续稀释，不同稀释倍数对COD测定的影响见表6、表7。

由表6、表7可知，不同稀释倍数对COD测定结果产生的误差较大，当稀释5倍时，出现了明显的浑浊现象，无法测定，说明是由于干扰造成的，且干扰物质含量很高；当稀释10倍时，测定结果相对较低，相对准确；当稀释200倍时，测定结果基本上是稀释10倍时测定值的2倍，误差太大。所以，最佳稀释倍数在10倍以内。

表6 稀释次数对COD的测定结果的影响/（mg·L－1）Tab.6 Effect of dilution times on the determ ination of COD/（mg·L－1）

表7 不同稀释倍数对COD的测定结果的影响/（mg·L－1）Tab.7 Effect of different dilution folds on the determ ination of COD/（mg·L－1）

3 结论

絮凝沉淀-芬顿法工艺COD去除率为30.9%，絮凝沉淀-活性炭-双氧水法工艺COD去除率为23.5%，芬顿氧化-生化法（第一次）工艺COD去除率为46.1%，芬顿氧化-生化法（第二次）工艺COD去除率为38.8%，次氯酸法工艺COD去除率为50.3%，高锰酸钾法工艺COD去除率为2.5%；稀释倍数对COD测定结果影响较大，最佳稀释倍数为10倍以内。

［1］魏云梅，赵由才.垃圾渗滤液处理技术研究进展［J］.有色冶金设计与研究，2007，28（3）：176-186.

［2］代晋国，宋乾武，张玥，等.新标准下我国垃圾渗滤液处理技术的发展方向［J］.环境工程技术学报，2011，1（3）：270-274.

Study on Treatment of Concentrated Leachate by Different Combined Processes

QIAO Ru-lin1，ZHANG Qing-fang2，JIA Xiao-ning2，KONG Xiu-qin2
（1.Environmental Protection Company of Lande，Beijing 100000，China；2.College of Petrochemical Techology，Lanzhou University of Technology，Lanzhou 730050，China）

Using COD removal rate as index，the treatment of concentrated leachate rejected from reverse osmosis （RO）with different combined processes such as flocculating settling-Fenton method，flocculating settling-activated carbon-hydrogen peroxidemethod，Fenton-biochemicalmethod（first and second），hypochlorous acid method and potassium permanganatemethod were investigated.The determinate error of COD caused by dilution folds was studied.The results showed that the average removal rates of COD for themethods above were 30.9%，23.5%，46.1%，38.8%，50.3%，2.5%，respectively.Dilution folds had great influence on the determination of COD.The optimum dilution folds was less than 10.

flocculating settling-Fenton method；flocculating settling-activated carbon-hydrogen peroxide method； Fenton-biochemicalmethod；hypochlorous acid method；potassium permanganatemethod；concentrated leachate

X 703.1

A

1672-5425（2015）07-0052-03

10.3969/j.issn.1672－5425.2015.07.014

国家自然科学基金资助项目（51268034），甘肃省科技支撑计划项目（144FKCA085），甘肃省自然科学基金B类资助项目（02-0097）

2015-03-17

乔如林（1979－），男，甘肃庆阳人，硕士研究生，研究方向：垃圾渗滤液处理、餐厨垃圾处理；通讯作者：张庆芳，副教授，E-mail：zhangqingfang_19@163.com。