CN102001770A - 一种去除垃圾渗滤液中高有机污染物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种垃圾渗滤液的处理方法，属于环保节能技术领域。针对垃圾渗滤液中高有机污染物，使用Fenton试剂，利用化学氧化及絮凝的作用，处理垃圾渗滤液，H₂O₂和Fe²⁺的摩尔比为2.8～4.6∶1，同时采用分步添加Fenton试剂的方式，控制垃圾渗滤液pH值3～5，反应温度12～35℃，并添加促进剂及絮凝剂，产生协同效应，加速氧化和絮凝过程，COD去除率达到80％以上。具有高效、节能、减排，水质适用范围广、对垃圾渗滤液中有机污染物降解彻底等特点。本发明采用化学氧化和絮凝沉淀组合的处理方式，可低温有效处理垃圾渗滤液，节省能源消耗，降低化学氧化药剂用量，减少环境污染。

Description

一种去除垃圾渗滤液中高有机污染物的方法

技术领域

本发明涉及一种垃圾渗滤液的处理方法，属于环保节能技术领域。

背景技术

随着我国工农业的迅猛发展，废水中有毒或难降解的有机物成分越来越多，对环境构成严重污染。据预测到2010年，我国城市生活垃圾将达到2.64亿吨，2030年为4.09亿吨，产生的垃圾渗滤液采用的生化处理难以实现有机污染物的完全降解。我国生活垃圾焚烧炉的二恶英排放检测分析结果：16％的厂家达不到中国标准，几乎70％的厂家达不到欧洲标准，表明垃圾焚烧炉不是理想的选择。

我国的垃圾成分与国外相比，厨余成分高，尤其是沿海城市，厨余成分(湿基)接近60％，垃圾渗滤液含有机污染物很高。由于垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，不同的填埋场、同一填埋场的不同时间段，渗滤液的水量水质都有着不同的特点，处理难度较大，是公认的世界难题。生化处理技术应用广泛，适用于可降解的有机物，但生物法处理垃圾渗滤液的效率随填埋龄的增加会越来越低，需要用非生物的方法进行强化处理，高级氧化法就是其中之一。Fenton试剂是一种常用的高级氧化技术，具有操作过程简单、无须复杂设备且对环境友好性等优点，应用范围广泛，具有很好的应用前景。我国北京、长春、沈阳、大连、武汉、西安和广州等城市先后在垃圾渗滤液的深度处理方法中探索采用Fenton法。但Fenton法存在药剂消耗大，处理费用高的问题，而且通常需要18℃以上才能奏效，消耗能源。垃圾渗滤液由于成分复杂，氧化处理反应不稳定，难以做到达标排放。

本发明通过催化分解H₂O₂，产生羟基自由基(OH·)，使垃圾渗滤液中许多有机物污染物完全矿化或部分分解，药剂用量少，且降解效果显著。本发明可低温操作，节省能源消耗。

发明内容

本发明提供一种去除垃圾渗滤液中高有机污染物的方法。以标准Fenton试剂为基础，并添加促进剂，通过改变反应条件，改善反应机制，处理垃圾渗滤液，反应体系表现出的很强的氧化性，缘于Fe²⁺的存在及促进剂的催化作用，更有利于H₂O₂分解产生出OH·的缘故。

上述反应通过氧化和吸附混凝共同作用对污染物进行降解。氧化作用反应机理如下：

H₂O₂+Fe³⁺→Fe³⁺+HO^-+OH·

Fe³⁺+H₂O₂→Fe²⁺+H⁺+HO₂·

反应中产生的OH·是一种氧化能力很强的自由基，反应速度快、氧化效率高，可使有机物的C-C键断裂并最终氧化成为CO₂和H₂O。

本发明使用Fenton试剂，并添加促进剂，产生协同效应，加速垃圾渗滤液氧化反应，进一步提高对有机物的去除效果。反应温度12～35℃，pH值控制在3～5，H₂O₂和Fe²⁺的摩尔比为2.8～4.6∶1，氧化反应时间为1～4h，添加方式为分步添加，添加絮凝剂絮凝沉淀。

本发明所述促进剂为铜盐，铜粉，锰盐，锰粉，铁粉等，添加量0.05-5毫克/L。

本发明所述絮凝剂可选用聚合氯化铝(PAC)，聚丙烯酰胺(PAM)，聚合氯化铝铁，聚合硫酸铁(PFS)等，投加量为0.001g/L～0.012g/L，最佳投加量为0.005g/L。

具体步骤：首先用工业片碱10％水溶液和浓硫酸调节垃圾渗滤液pH值稳定在3～5之间。搅拌速度50-1000转/分，先加入30％的H₂O₂和促进剂，然后将FeSO₄·7H₂O配成10％水溶液，分2-3次添加，每次间隔15-40min，反应一定时间后停止搅拌，将pH值调至适当的值(4.5-8)，然后静置一段时间，分析上部澄清液的COD值。本发明极大地促进氧化反应，具有有机物去除率高、处理效果好、反应速度快、药剂用量少、适于温度范围宽等优点。

COD(化学需氧量)是水中有机物消耗氧的含量，是反应废水污染程度的重要指标之一。它是表示废水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质不止一种，但主要的是有机物。因此，COD又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。COD越大，说明水体受有机物的污染越严重。通过检测处理后的垃圾渗滤液的COD，就可以判断高有机污染物的去除程度。

通过改变试验条件，本发明最终实现以少量药剂，在12-15℃发生氧化反应，有效去除垃圾渗滤液中有机物，与生物处理法等联合使用，可以实现出水达标排放。

本发明主要作用：

1.促进剂瞬间产生的Cu2+对Fenton试剂有很强的协同催化作用，减少Fenton试剂投入量，从而降低了成本；

2.可在低温和常温使用，节省了能源；

3.与其他处理法相比，成本低。

本发明对垃圾渗滤液预处理和深度处理以及应于其他高有机污染物废水具有深远的意义。

具体实施方式

为了理解本发明，下面以实施例进一步说明本发明，但不限制本发明。

本发明实施例

垃圾渗滤液初始COD＝1230-2000(mg/L)

取500毫升垃圾渗滤液处理，搅拌速度50-1000转/分，用“WMX微波密封消解COD快速测定仪”测垃圾渗滤液COD值，计算去除率。

COD去除率的计算：

处理前和处理后的COD分别计为COD₀和COD₁，按下式计算COD去除率：

COD去除率＝((COD₀-COD₁)/COD₀)×100％

实施例1：

首先用工业片碱10％水溶液和浓硫酸调节垃圾渗滤液pH值稳定在3.3左右。搅拌速度100转/分，搅拌时间1h，30％H₂O₂水溶液3ml，锰粉0.05mg/L，H₂O₂和Fe²⁺的摩尔比为4.6∶1，温度12＝12.5℃，Fe²⁺分2批等分添加，相隔0.5h，静止3h。将pH值调至4.8，添加聚丙烯酰胺(PAM)0.001g/L加快絮凝沉淀，然后静置5-10min，分析上部澄清液的COD值。

出水调COD＝220(mg/L)COD去除率82％以上。对比普通Fenton法，提高效率50％以上。

实施例2：

首先用工业片碱10％水溶液和浓硫酸调节垃圾渗滤液pH值稳定在4.2左右。搅拌速度1000转/分，搅拌时间1h，30％H₂O₂水溶液3.5ml，铜粉5mg/L，H₂O₂和Fe²⁺的摩尔比为2.8∶1，温度20-21℃，Fe²⁺分3批等分添加，相隔40min，静止2h。将pH值调至6，添加聚合氯化铝(PAC)0.005g/L加快絮凝沉淀，然后静置5-10min，分析上部澄清液的COD值。

出水COD＝198(mg/L)COD去除率83％以上。

实施例3：

首先用工业片碱10％水溶液和浓硫酸调节垃圾渗滤液pH值稳定在5左右。搅拌速度50转/分，搅拌时间1h，30％H₂O₂水溶液3.5ml，锰盐0.1mg/L，H₂O₂和Fe²⁺的摩尔比为4∶1，温度35℃，Fe²⁺分2批等分添加，相隔20min，静止2h。将pH值调至6，添加聚合氯化铝铁(PAFC)高效无机阳离子复合絮凝剂，0.005g/L加快絮凝沉淀，然后静置5-10min，分析上部澄清液的COD值。

出水COD＝150mg/L，COD去除率90％以上。

针对不同的废水，在实际应用中，调节药剂比例等条件就可找到最佳配比和相应的其他条件。配合生物法等其它方法，可以低成本处理城市垃圾渗滤液。另外对处理城市污水和工业废水也有促进作用。

Claims (5)

1.本发明涉及一种去除垃圾渗滤液中高有机污染物的方法，其特征为：使用Fenton试剂，并添加促进剂，产生协同效应，加速氧化反应，反应温度12～35℃，pH值控制在3～5，H₂O₂和Fe²⁺的摩尔比为2.8～4.6∶1，氧化反应时间为1～4h，添加方式为分步添加，氧化反应一定时间，将pH值调至4.8～6，添加絮凝剂絮凝沉淀。

2.权利要求1所述的添加方式，其特征为：先加入30％的H₂O₂和促进剂，然后将FeSO₄·7H2O分2-3次添加，每次间隔15-40min。

3.权利要求1所述的Fenton试剂，H₂O₂的添加量为垃圾渗滤液COD_Cr浓度的0.5-3倍。

4.权利要求1所述的促进剂为铜盐，铜粉，锰盐，锰粉，铁粉等，添加量0.05-5毫克/L。

5.权利要求1所述的絮凝剂可选用聚合氯化铝(PAC)，聚丙烯酰胺(PAM)，聚合氯化铝铁(PAFC)，聚合硫酸铁(PFS)等，投加量为0.001g/L～0.012g/L，最佳投加量为0.005g/L。