微电解_Fenton_MAP沉淀法处理垃圾渗滤液的试验研究_刘金香

第21卷第1期南华大学学报(自然科学版)V o.l21N o.1 2007年3月Journa l o fU n i ve rsity o f South Chi na(Sc i ence and T echno logy)M ar.2007文章编号:1673-0062(2007)01-0090-04微电解-Fenton-MAP沉淀法处理垃圾渗滤液的试验研究刘金香,王艳敏*,娄金生(南华大学城市建设学院,湖南衡阳421001)摘要:采用了微电解-Fenton氧化-磷酸铵镁(MAP)沉淀联合处理垃圾渗滤液.试验结果表明:在HRT为80m i n,p H为3.5时,微电解对垃圾渗滤液COD Cr的去除率达到29.9%;微电解后的出水经Fenton进一步氧化,在pH为3,H2O2的投加量为13g/L,反应时间为25m in时,其COD Cr的去除率可达81.3%;微电解-Fen ton氧化后的出水再经MAP沉淀法处理,在p H为9,反应时间为25m i n时,NH3-N的去除率达95%.微电解-Fenton氧化-MAP沉淀组合工艺处理垃圾渗滤液,其C OD C r的总去除率达86.6%,NH3-N的总去除率达99.5%.关键词:垃圾渗滤液;微电解;Fenton氧化;磷酸铵镁(MAP)沉淀中图分类号:X703文献标识码:AAn Experi m ent on Landfill Leachates Treat m e nt by Co mposite Process ofM icro Electro-l Fent on-M agnesi u mAmm oniu m Phosphate(MAP)M et hodL I U Ji n-xi ang,WANG Y an-m i n*,LOU Ji n-sheng (Schoo l o fU r ban Cuostr uction,U niversity o f South Ch i n a,H engyang,H unan421001,China)Abst ract:M icr o electr o lysis-Fenton ox i d ation-M agnesi u m Amm oniu m Phosphate(MAP)precipitation w as app lied to treat land fill leachates i n t h is paper.The test resultssho w ed that29.9%of COD Cr fro m landfill leachates w as re m oved by m icro e lectrolysis atthe HRT of80m i n when p H is3.5,81.3%of CODC r fro m the effl u ent fro m m icro elec-trolysis w as re m oved by Fenton ox idation at the reaction ti m e of25m in and H2O2of13g/L when p H is3,and t h at99.5%o fNH+4-N fro m t h e effluen t fro m m icro electro lysis-Fenton ox i d ation w as re m oved by MAP prec i p itation at the reacti o n ti m e of25m i n w henp H is9.The co m posite process ofM icr o electro l-Fenton ox i d ation-MAP precipitationcould re m ove abou t86.5%of COD C r and99.5%of NH3-N i n the treat m ent of LandfillLeachates.收稿日期:2006-11-21基金项目:衡阳市科技局科研基金资助项目(2005KR01-005)作者简介:刘金香(1972-)女,湖南常德人,南华大学城市建设学院讲师.主要研究方向:水处理理论与技术.*2006届本科毕业生.K ey words :landfill leachates ;m icro electro lysis ;Fenton ox i d ation ;M agnesi u m Amm on i u m Phosphate(MAP)prec i p ita ti o n0 前言垃圾渗滤液是一种高浓度有机废水[1],其COD 浓度可高达每升几万毫克,NH 3-N 浓度高达1700m g /L,由于其成分复杂,水质水量变化大,污染物浓度高[2-3],处理起来十分棘手,单独采用一种方法处理难以满足要求,须采用多种方法的组合工艺.本研究采用微电解-Fenton 氧化-磷酸铵镁(MAP)沉淀组合工艺处理垃圾渗滤液,利用微电解-Fenton 氧化有效去除垃圾渗滤液中高浓度的COD ,而利用磷酸铵镁(MAP)沉淀有效去除垃圾渗滤液中高浓度的氨氮.1 试验装置与方法1.1 试验装置与流程微电解试验装置见图1.图1 微电解反应器F i g .1 Reactor of m icro e lec trolysis微电解反应器采用直径30mm 、高1000mm 有机玻璃柱,将铁屑和炭以1B 1.5的体积比混合填入柱内,柱内填料层高500mm.垃圾渗滤液通过恒流泵抽入柱内,其流量的改变通过调节流速来实现.试验流程为:1.2 试验用水垃圾渗滤液取自衡阳吉星垃圾填埋场,水样中NH 3-N 浓度为152.52m g /L,C OD C r 浓度为275.18mg /L ,p H 值为8.3,为提高垃圾渗滤液中氨氮和C OD C r 的浓度,在所取水样中加入适量NH 4C l 和葡萄糖,配好的垃圾渗滤液NH 3-N 浓度为1369.3m g /L ,COD Cr 浓度2648.6m g /L ,p H 值为8.2 试验结果与讨论2.1 微电解对垃圾渗滤液的去除效果为了探讨微电解处理垃圾渗滤液的影响因素,在垃圾渗滤液NH 3-N 浓度为1369.3mg /L ,COD Cr 浓度2648.6m g /L 时,进行了微电解在不同水力停留时间(H RT )和p H 值对垃圾渗滤液COD Cr 的去除实验.实验结果见图2~图3.图2 水力停留时间对COD C r 去除率的影响Fig .2 E ffect of HRT on COD Cr re m oval图3 p H 值对COD C r 去除率的影响F ig .3 E ffect of pH on COD Cr re moval水力停留时间对COD Cr 去除效果的影响见图2.图2表明,当进水p H 值为8时,H RT 的延长有利于C OD C r 的去除,最佳HRT 为80m i n .在HRT 等于80m i n 时,p H 值对COD Cr 去除效果的影响见图3.图3表明,当p H 值大于3.5时,COD C r 的去除率随pH 值的增加而降低,最佳p H 值为3.5.由图3可知,在HRT 等于80m in ,p H 值等于3.5时,C OD Cr 的去除效果较好,其去除率达到29.9%.91第21卷第1期 刘金香等:微电解-Fenton-M A P 沉淀法处理垃圾渗滤液的试验研究2.2 Fenton 氧化对COD C r 的去除效果垃圾渗滤液经过微电解后,COD Cr 的浓度由2648.6m g /L 降为2037.5m g /L ,氨氮由1369.3m g /L 降为1342.2m g /L .微电解出水经Fenton 进一步氧化,其处理效果与H 2O 2的投加量、p H 值和反应时间等因素有关.在p H 值等于5.8时,H 2O 2的投加量对COD Cr 处理效果的影响见图4.图4表明,H 2O 2的投加量对COD C r 的去除影响较大,当H 2O 2的投加量由9g /L 增为13g /L 时,其C OD C r 的去除率随H 2O 2投加量的增加而升高,继续增加H 2O 2的投加量,其COD Cr 的去除率随H 2O 2投加量的增加有所降低,H 2O 2的最佳投加量为13g /L .在H 2O 2的投加量为13g /L 时,p H 值对COD Cr 去除率的影响见图5.图5表明,在p H 值等于3时,C OD C r 的去除率最高,最佳p H 值为3.图4 H 2O 2的投加量对COD C r 去除率的影响F i g .4 E ffect of H 2O 2dosage on COD Cr removal图5 p H 值对C OD C r 去除率的影响Fig .5 E ffect of pH on C OD Cr re moval反应时间对C OD C r 去除率的影响见图6.图6表明,在H 2O 2的投加量为13g /L ,p H 值等于3时,Fenton 氧化COD Cr 的最佳反应时间为25m i n .在此条件下,微电解出水经过Fenton 进一步氧化,COD Cr 浓度由2037.5mg /L 降到380.4m g /L ,C OD Cr 的去除率达到81.3%,氨氮浓度基本没有变化.2.3 MAP 沉淀法对氨氮的去除效果MAP 沉淀法对垃圾渗滤液中氨氮的去除效果与pH 值、溶液中M g 、N 、P 的物质的量之比、反应时间等因素有关,在以M gSO 4+N a H 2PO 4为MAP 沉淀剂,沉淀时间为30m i n 的条件下,p H 值、溶液中M g 、N 、P 的物质的量比、反应时间等因素对氨氮去除效果的影响见图7~图9.图6 反应时间对COD C r 去除率的影响F i g .6 E ffect of react i on ti m e on COD C r re m ova l图7 p H 值对氨氮去除效果的影响F i g .7 E ffect of p H on NH 3-N re m ova lp H 值对氨氮去除效果的影响见图7.图7表明,在初始氨氮浓度为1342.2m g /L,M g 、N 、P 的物质的量之比为1.2B 1B 1,反应时间为15m in 的条件下,MAP 沉淀法去除氨氮的最佳p H 值为9.图8 M g 、N 、P 的物质的量比对氨氮去除效果的影响Fig .8 Effec t of mol rate of Mg 、N 、P on NH 3-N removal沉淀剂的投加量对氨氮去除效果的影响见图92南华大学学报(自然科学版) 2007年3月8.图8表明,在p H =9,反应时间为15m i n 的条件下,溶液中M g 、N 、P 的物质的量之比分别为1B 1B 1,1.2B 1B 1,1.2B 1B 1.2和1.4B 1B 1.2时,氨氮的去除效果均较好,其去除率分别为98.9%,99.3%,99.5%,98.9%.M g :N:P 的最佳物质的量之比为1.2B 1B 1.2.反应时间对氨氮去除效果的影响如图9所示.图9表明,在p H =9,M g 、N 、P 的物质的量比为1.2B 1B 1.2时,在反应时间为5m i n 和25m i n 时,其氨氮的去除率分别为99.2%和99.5%,最佳反应时间为25m in .微电解-Fenton 氧化出水经MAP 沉淀,在p H =9,M g 、N 、P 的物质的量比为1.2B 1B 1.2,反应时间为25m in 时,其氨氮的去除率达99.5%.图9 反应时间对氨氮去除效果的影响F i g .9 E ffec t of reaction ti m e on NH 3-N re m oval2.4 微电解-Fenton 氧化-MAP 沉淀对垃圾渗滤液的去除效果垃圾渗滤液经微电解-Fenton 氧化-MAP 沉淀组合工艺处理,其COD C r 的总去除率达到86.6%,NH 3-N 总去除率达99.5%.垃圾渗滤液经各工艺处理后出水中COD Cr 、NH 3-N 浓度如图10所示.图10表明,微电解-Fenton 对垃圾渗滤液中的COD 有很好的去除效果,对氨氮基本上没有去除;而MAP 沉淀法对垃圾渗滤液中的氨氮有很好的去除效果,对COD 没有基本上没有去除.3 结论1)采用微电解处理垃圾渗滤液的最佳HRT为80m in ,最佳p H 值为3.5.在此条件下COD Cr 的去除率达到29.9%.2)微电解出水经Fenton 进一步氧化,在H 2O 2投加量为13g /L ,p H 为3,反应时间25m i n 时,COD Cr 浓度由2037.5m g /L 降到380.4mg /L ,COD Cr 去除率达到81.3%.但氨氮浓度没有什么变化.3)MAP 沉淀法能有效地去除废水中的NH 4-N.投加M gSO 4和N a H 2PO 4沉淀剂,在p H 值为9,反应时间为25m i n ,溶液中M g 、N 、P 的物质的量比为1.2B 1B 1.2,垃圾渗滤液中氨氮的去除率可达99.5%.图10 各工艺处理后出水的C OD C r 、NH 3-N 浓度F ig .10 Concen tration of COD C r andNH 3-N in effluent fro m process4)垃圾渗滤液经微电解-Fenton 氧化-MAP 沉淀法联合处理后,COD Cr 的总去除率达86.6%,NH 3-N 的总去除率达99.5%.参考文献:[1]胡和平,黄少斌.垃圾填埋场渗滤液特性及处理方法[J].环境卫生工程,2004,12(3):132-135.[2]Bulc T,V rhhov sek D,K u K an j a U.T he use o f construc -ted w etland for land fill leachate trea t m en t .W at .Sc.iT ech .,1997,35(5):301-306.[3]喻 晓,张甲耀,刘楚良.垃圾渗滤液污染特性及其处理技术研究和应用趋势[J].环境科学与技术,2002,25(2):43-45.93第21卷第1期 刘金香等:微电解-Fenton-M A P 沉淀法处理垃圾渗滤液的试验研究。