高级氧化技术在垃圾渗滤液处理中的应用分析

摘要：本文探究更加实用的高级氧化技术在垃圾渗滤液中的处理方式，提出将不同氧化工艺与微波感应工艺相结合，提高垃圾渗滤液处理效率的新思路。

关键词：高级氧化技术;垃圾渗滤液;微波诱导工艺

垃圾渗滤液是一种含有大量有机物、无机离子和重金属离子的高浓度复杂废水，受到废物成分、填埋年龄、填埋步骤、气候和填埋场水文地质条件的影响，包含致癌物或疑似致癌物，容易污染地上水或地下水资源。而将高级氧化技术应用于垃圾渗滤液处理中，可提高垃圾渗滤液中难降解物质的可生化性。

一、技术现状

我国的渗滤液问题是氨氮浓度高和生物降解性差。目前垃圾渗滤液处理技术主要有土壤处理、生物处理和物理化学处理，其中应用最多的是生物处理。生物处理因其运行成本低、效率高而在世界范围内普及。然而，渗滤液的生物处理对于水质和水量差异无法适应，尤其是氨浓度高时，生物处理会受到抑制。物理和化学方法有较强的冲击载荷耐力，对生物处理难以处理的重金属离子和有机物有很好的降解作用，但处理成本较高，还有待优化。因此，高级氧化技术作为预处理单元与生化联合处理垃圾渗滤液应是今后的主要研究方向。

二、渗滤液处理中高级氧化技术的应用

高级氧化工艺 （AOP），是1980 年代开发的用于处理有毒污染物的技術。该技术能在水处理中产生高活性的羟基自由基，导致水质中的分子可以将有机物氧化分解为毒性较低或无毒的分子，甚至分解为二氧化碳和水，接近完全矿化。高级氧化技术非常多，我们课题组重点探索了芬顿（Fenton）氧化和微波诱导氧化的应用。

芬顿试剂氧化法是一种高级氧化技术，具有分解速度快、氧化程度高等优点，本课题组所用的技术流程见图1。研究表明，芬顿法工艺可以有效提高垃圾渗滤液COD处理效果，氧化难以分解的物质，提高废水生物降解性，为生化处理奠定基础。但该系统必须在酸性条件下进行，大量Fe2+的存在使得双氧水的使用率低，而且中和溶液所消耗酸和碱量大，导致处理成本高，具有局限性。

图1 芬顿氧化技术流程图

随着环境科学技术的发展，芬顿法不断改进，芬顿法产生了许多分支，如UV/芬顿法、UV/H2O2法、铁/H2O2和电/芬顿法方法。从目前的应用和研究来看，芬顿法一直沿着光化学和电化学两条路径不断前行。光/芬顿法的优势是有机矿化程度高，但可见光利用率低。电/芬顿法优势是H2O2自动生成机制完善。但由于目前使用的阴极材料电流效率低，H2O2的产量低，导致应用受限。目前各种芬顿有机废水处理研究还存在以下问题：需要添加Fe2+，易形成二次污染;铁盐Fe2+和H2O2利用率有待提高。

三、高级氧化与微波辐射技术相结合

微波辐射处理技术在环境污染物处理中的应用是一个新的研究领域。微波加热利用热量，使介质分子在短时间内达到极化状态，使分子的运动和碰撞加剧。由于电磁能以波的形式辐射到环境中，内外同时受热，热量无滞后效应，系统受热均匀。国外研究人员利用低能微波辐射来解吸和溶解吸附在颗粒活性炭表面的有机毒素和碳氢化合物。最终分解率达到100%，处理后水质长期保持稳定，并开发了一种利用微波解吸处理废水中有机物的固定床微波加热解吸装置。该装置可用于研究乙醇和有机脂肪从活性炭聚合物和眼石中的解吸。

微波诱导氧化（MIOP）作为一种先进的氧化技术，越来越受到人们的关注。近年来，微波氧化工艺（MIOP）在环境工程中也得到了很好的应用。基于MIOP的微波-H2O2催化氧化系统具有效果好、同时短、耗能低、矿化度高等优点，应用范围广泛。一些研究还使用微波技术来降解罗丹明-b染料。微波辐射极大地加速了反应过程中羟基的形成，提高了TiO2的表面活性，从而提高了罗丹明-b染料的降解效率。

国内研究人员对微波催化氧化有色废水进行了研究，结果表明，微波催化甲基橙脱色速度与直接加热催化的比例为10：1[1]。在微波作用下，铬（VI）-H2O2和铬（III）-H2O2体系可形成类芬顿试剂。在微波场作用下，偶氮染料脱色速度快，COD去除率与类芬顿试剂一样高，六价铬可通过减量在一定程度上解毒。在微波场作用下，三价铬也能催化偶氮染料氧化。

本课题把微波辐射和芬顿氧化技术相结合处理垃圾渗滤液，研究表明，在微波辐射作用下，可以提高有机垃圾渗滤液废水的处理效率，活性炭作为催化剂，可快速处理水体和大气中难降解的有机污染物[2]。

结语：

对渗滤液处理技术进行更全面、更系统的研究是必然的。初步研究结果证实了高级氧化法在垃圾渗滤液处理中的实用性，高级氧化技术结合微波辐射处理，可大大提高各种有机垃圾渗滤液处理效率。虽然我国微波技术在环保领域的应用起步较晚，基础研究普遍滞后。但相信随着人们对环保的重视和微波技术的不断进步，微波技术将在环保领域发挥更加重要的作用。一旦产业化，将在环保领域带来巨大的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]姚远， 于春玲. 高级氧化技术深度处理垃圾渗滤液实验研究[J]. 低碳世界， 2019， 9（10）：2.

[2]肖羽堂， 吴晓慧， 王冠平，等. 垃圾渗滤液高级氧化及其组合工艺深度处理研究进展[J]. 水处理技术， 2020， v.46;No.337（02）：14-18.

作者简介：罗小娟（1978.11-），女，汉，江西金溪人，硕士，讲师。研究方向：环境工程水污染治理