基于紫外催化氧化技术的垃圾渗滤液浓缩液全量排放处理装置＊

沈智鹏 黄泳盛 李沅泰 刘鹏 张文方

（1.东莞理工学院，广东东莞 523429；2.东莞道汇环保科技股份有限公司，广东东莞 523429）

1.实验部分

1.1 实验用仪器、设备及主要药品

1.1.1 试验仪器

实验中所使用的主要设备和仪器如下：恒温干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司DHC-9075A）；离子色谱仪（戴安（DIONEX）公司ICS-3000）；超声波清洗机（Jenken P520）；大功率磁力搅拌器（常州国华电器有限公司88-1）；BOD恒温箱（上海一恒科学仪器有限公司LRH-250F）；不加热磁力搅拌器（金坛市大地自动化仪器厂CJ78-1）； 台式高速离心机（湘仪TG16-WS）；酸度计（上海雷磁有限公司PHS-25）；电导率仪（上海雷磁有限公司DDS-307）；TOC分析仪（日本岛津公司TOC-VCPH）。

1.1.2 主要药品

过氧化氢、氢氧化钠、二氧化锰、重铬酸钾、邻菲罗啉、硫酸汞、浓硫酸、硫酸亚铁铵、氯化汞以及乙酸钠均为此次试验中的主要试剂与药品。

1.2 实验对象

本次实验中的垃圾渗滤液浓缩液都是来自于深圳市罗湖区下坪谷底的下坪垃圾填埋场，占地约149hm2，具有理论4693万m3的总库存量，将整个罗湖地区与福田地区的生活垃圾进行卫生填埋，是两地主要的垃圾处理场所之一。该填埋场自1997年正式投入使用至今已是属于较为长久的垃圾填埋场，期间也获得了诸多荣誉称号，例如“城市生活垃圾卫生填埋示范工程”“一级无害化卫生填埋场”等[1]。

1.3 垃圾渗滤液浓缩液处理试验步骤

在本次实验中，将垃圾渗滤液浓缩液的pH调节到3.0附近时出现酸析现象，有黑色絮状体析出，同时还有少量黑色颗粒物沉积。本实验为了实现浓缩液中的有机物的完全降解，不过滤去除这些絮状体，以达到完全的去除效果，相同的操作同样存在于中试实验中。

（1）取5L垃圾渗滤液浓缩液于烧杯中，用浓硫酸调节其 pH至设定值，取样测定COD值；

（2）为了使其全部充分溶解，对投入一定量的复合催化剂的水样中采用玻璃棒迅速搅拌；

（3）确保反应器出水阀门关闭后进行连接电源，观察水样通过进水口汇入反应器内，注意在注入水样的过程中始终要保持匀速，以避免水样溅出；

（4）打开紫外线灯光开关，在亮起的时候接着启动蠕动泵持续加入H2O2，开始加药同时开始计时，H2O2存储于加药箱4中；

（5）利用温度监测系统来对水样的具体水温进行检测；

（6）反应持续3h，前1h内每过20min取样一次，后2h每过30min取样一次，取样过程需要先在反应器内倒入一些被接出的水样，然后再进行取样，取样的体积也要保持不超过30ml，因为过多取样会造成反应器中水样总量降低，从而影响试剂的投加比，也有可能让紫外灯暴露于空气中，缩短其寿命；

（7）将所取的样品中的pH调节到中性，让其中的反应停止，并且加入适量的二氧化锰，同时通过充分震荡让其充分混合，静置过夜后令其中过量的双氧水充分逸出，如此后便可以再次测定其COD值；

（8）将样品过滤后取样测定COD值，如发现不能立即测量出COD的值，则在其中加入几滴浓硫酸至强酸性，以4℃下来保存水样，并在24h以内时间再次进行COD测定[2]。

1.4 实验分析方法

垃圾渗滤液浓缩液作为本次的实验对象，其有机物的去除程度则会以COD去除率的方式来进行测量，其中的各项指标主要有COD、BOD5、氯离子以及乙酸根等，具体的监测方法如下。（1）COD测试方法，采用重铬酸钾法来进行，具体方式步骤参考《水和废水监测分析方法》（第四版）内容中快速密闭催化消解法则。（2）BOD5测定方法。使用接种稀释法来进行BOD5的监测，具体步骤参考《水和废水监测分析方法》（第四版）内容中的接种稀释法则。

1.5 COD测量干扰消除方法

（1）双氧水干扰。双氧水作为本次反应中的氧化剂，取样中会出现不同程度的双氧水残留现象，会影响测得的COD值，会比实际值高出一些。因此本次论文对此项问题则采用调节pH并添加催化剂来降低此问题所带来的影响。具体为将样品pH值调节为9.0以上，到pH值时催化反应终止时，双氧水开始自行分解，而为了加速其中残留的双氧水则加入了MnO2来促进分解。

（2）氯离子干扰。经离子色谱法测量得参数优化实验所处理的垃圾渗滤液浓缩液中含约3000mg/L的氯离子，根据重铬酸钾法测COD的标准，在消解过程中氯离子不仅能被重铬酸钾所氧化，还能够和硝酸银作用下产生沉淀现象，让COD的测量的值提高，针对浓缩液所富含的高氯离子，此次试验便是采用投加一定适合量的硫酸汞掩蔽在其的氯离子，之后再进行重新测量。

1.6 实验结果

此次实验中以深度降解垃圾渗滤液浓缩液的方法为论点，具体则是运用紫外催化氧化的方式来对垃圾渗滤液浓缩液进行处理，处理对象则来自深圳市某所垃圾填埋场的垃圾渗滤液浓缩液，通过本次实验中的验证，确定了此方法有较高稳定性。

2.工艺流程

垃圾渗滤液浓缩液收集至本项目的原水池，原水池的废水经提升后进入调酸池，调节废水pH达到主反应设备的反应条件；之后废水进入主反应器，在紫外光、催化剂、氧化剂的协同作用下分解垃圾渗滤液浓缩液中难降解的有机物；主反应器出水进入调酸池，调节pH至8.0～9.0以保证出水pH达标，之后废水提升进入微滤膜池，进行泥水分离后进入生物脱氮反应器内，脱氮反应器内设大比表面积生物膜，通过空气搅拌，脱氮专向菌在此附着繁殖，降解部分氨氮，同时控制pH值及不同溶解氧，通过脱氮专项菌的作用大部分的氨氮等得到了充分的降解转化成N2溢出系统，污水进入最终清水达标排放[3]。

3.结论

（1）通过引入高强紫外使催化氧化工艺可以在常温常压条件下进行，并对垃圾渗滤液浓缩液达到很好的降解效果。常温常压的条件非常有利于该产品应用于工业领域，更容易达到的反应条件可以大大提高处理废水的效率。

（2）垃圾渗滤液浓缩液的常规处理工艺会使整套系统损坏甚至瘫痪，而通过紫外催化氧化技术，可以实现对浓缩液的全量处理，使得垃圾渗滤液可以百分百达标排放。在工业应用上，该技术还可以用于处理有机废液、油墨废水、五金除油废水等，应用前景十分广泛，能实现工业性的可能性很大。

（3）《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》和2008年颁布的《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）中都对垃圾填埋场渗滤液提出了非常严格的排放标准，将逐步推进垃圾渗滤液处理市场的进一步扩展，高效无害化的垃圾渗滤液处理技术也将成为环保行业的发展热点。