混凝_Fenton_BAF深度处理垃圾渗滤液中试研究_汪晓军

第1卷　第10期环境工程学报Vol .1,No.102007年10月Chinese Journal of Envir on mental EngineeringOct.2007混凝2Fenton 2BAF 深度处理垃圾渗滤液中试研究汪晓军　陈思莉　顾晓扬　王开演(华南理工大学环境科学与工程学院,广州510006)摘　要　针对经过S BR 处理后,难以再进一步生化降解的垃圾渗滤液,提出混凝2Fent on 2曝气生物滤池(BAF )工艺进行深度处理。

首先利用混凝去除S BR 出水的悬浮性有机物,降低Fent on 试剂的处理成本;然后采用Fent on 试剂进行氧化处理,既降低垃圾渗滤液的COD 值,又提高其可生化性,最后通过BAF 工艺去除有机物,实验结果表明,在S BR 出水C OD 为600～800mg/L 的情况下,最终出水的C OD 低于80mg/L,处理成本仅为216元/t 。

关键词　垃圾渗滤液　深度处理　混凝　Fent on 试剂　BAF中图分类号　X701 文献标识码　A 文章编号　167329108(2007)1020042204P ilot study on i n ten si ve trea t m en t of l andf ill leacha teby floccul a ti on 2Fen ton 2b i olog i ca l aera ted f ilter processW ang Xiaojun Chen Sili Gu Xiaoyang W ang Kaiyan(School of Envir onmental Science and Engineering,South China University of Technol ogy,Guangzhou 510006)Abstract According t o the characteristics of landfill leachate which is hard t o be bi ol ogically degraded af 2ter sludge bi ol ogical react or (S BR )treat m ent,a combinati on p r ocess of fl occulati on 2Fent on 2bi ol ogical aerated fil 2ter (BAF )was used .Fl occulati on was used t o re move sus pend s olid and reduce the treat m ent cost of Fent on,then the Fent on reagent was used t o reduce COD and increase the bi odegrade ability of the landfill leachate .Fi 2nally s ome organic matter was re moved by the BAF .The result of the experi m ent showed that,when the effluent COD of S BR was about 600～800mg/L,the COD was reduced t o less than 80mg/L by using the combinati on p r ocess,the treat m ent cost was only 216yuan /t.Key words landfill leachate;intensive treat m ent;fl occulati on;Fent on reagent;BAF基金项目:广东省科技计划资助项目(2005B31101001)收稿日期:2007-04-13;修订日期:2007-08-20作者简介:汪晓军(1964～),男,工学博士,副教授,主要研究方向:水处理药剂,水处理工程。

E 2mail:cexj w ang@scut .edu .cn 垃圾渗滤液属于高浓度难降解有机废水,它成分复杂、有机物含量高,传统的生物方法虽然能够取得一定的处理效果,但经过生化处理的垃圾渗滤液依然含有大量环烷烃、酯类、羟酸类及苯酚类等有毒有害物质[1],往往难以达标排放,需要对其进行深度处理。

本试验针对广东省某城市生活垃圾填埋厂的渗滤液进行研究,该厂的垃圾渗滤液原水有机污染物种类繁多,渗滤液中有机污染物多达60～100种,且以芳烃、烷烃和烯烃3大种类最多[2～4]。

COD 为2100～2300mg/L,NH 32N 为1300～1500mg/L,原水经氨吹脱2S BR 2氧化塘工艺处理后,在建厂初期可以达到国家二级排放标准。

但是随着垃圾填埋厂的老化,此工艺运行8年后由于水质可生化性变差,虽然出水NH 32N 达到国家一级排放标准,小于15mg/L,但是COD 为600～800mg/L,无法稳定达标,针对该类垃圾渗滤液COD 出水难以达标的特点,采用混凝2Fent on 2曝气生物滤池(BAF )组合工艺(专利号200510035132.9)进行深度处理中试研究,Fent on 试剂的特点是通过反应产生羟基自由基,该自由基具有极强的氧化性,能够将有毒难降解的有机物有效地分解,最终产生二氧化碳和水等[5,6],同时使废水的可生化性得到很大的改善,但是单独采用Fen 2t on 处理到达标排放往往所需费用太高,经济性差。

故本研究先用混凝方法把COD 降低,减少Fent on 药剂的费用,然后用Fent on 氧化改善其可生化性,最第10期汪晓军等:混凝2Fent on2BAF深度处理垃圾渗滤液中试研究后用BAF去除大部分有机物,BAF集生物膜氧化降解和滤层过滤功能于一体,是一种新型污水处理技术,具有池容小、占地面积小、出水水质好、流程简单等优点[7]。

经过该组合工艺的处理,可以在较低的运行费用下使出水COD达到G B1688921997《生活垃圾填埋污染控制标准》一级排放标准。

1　实验部分1.1　试剂和废水双氧水(2715%)、绿矾(七水硫酸亚铁)、石灰、氢氧化钠、浓硫酸、聚合硫酸铁(10%)、P AM(011%)均为工业纯。

废水水样:采用广东省某城市垃圾填埋厂的渗滤液S BR出水,COD为600～800mg/L,NH32N 小于15mg/L。

1.2　实验方法混凝处理:取试验废水50L,向溶液中加入一定量浓度为10%的聚合硫酸铁,快搅1m in,慢搅3 m in,沉淀1h,取上层清液测定COD。

Fent on处理:取混凝处理后的废水50L,向废水中依次加入一定浓度的FeS O4・7H2O和H2O2,反应一定时间,加碱调节废水pH至7以上,然后加P AM沉淀1h,取上层清液测定COD。

生化处理:曝气生物滤池反应器为P VC柱,直径200mm,有效高度018m,有效容积24L,生物填料选用3～5mm粒径的球形陶粒,具有比表面积大、过滤作用好及易于反冲洗等特点。

曝气生物滤池气水比为7∶1。

Fent on处理后的水经过计量泵进入曝气生物滤池,停留时间为5h,取出水测定COD。

1.3　分析方法废水的pH、COD的检测均参照标准检测分析方法[8]。

2　实验结果与讨论2.1　混凝预处理本试验经过大量的混凝药剂筛选,最终得到使用聚合硫酸铁药剂对生化出水的COD有很好去除效果,因此对聚合硫酸铁投加量进行优化。

如图1所示,随着聚合硫酸铁投加量的增加,COD去除率逐渐升高,当聚合硫酸铁投加量为016mL/L时, COD去除率达到最高,此后趋于平缓。

因此,聚合硫酸铁投加量为016mL/L时COD去除率最高为64%,此时的COD降至218mg/L。

图1　聚合硫酸铁投加量对COD去除率的影响Fig.1　Effect of dosage of poly2ferricsulfate on C OD re moval efficiency2.2　Fen ton试剂氧化处理2.2.1　反应影响因素的确定Fent on试剂实验主要的影响因素是:反应的pH、H2O2的投加量、Fe2+的投加量和反应时间[9]。

根据Fent on试剂的经典反应机理,Fent on试剂反应适宜的pH为2～4。

而聚合硫酸铁混凝反应后试验废水的pH降至4,恰好符合Fent on试剂的最佳反应pH范围。

因此,Fent on处理试验废水的影响因素是H2O2和Fe2+的投加量和反应时间。

2.2.2　最佳Fe2+和H2O2投加量的确定n(H2O2)/n(Fe2+)(摩尔浓度比)对COD的去除率影响极大,通过图2实验结果分析,在不同的亚铁加入量,n(H2O2)/n(Fe2+)=112时,COD去除率均为最高,从而得出对本实验研究的废水,采用n(H2O2)/ n(Fe2+)为112时最佳。

在配比最佳条件n(H2O2)/n(Fe2+)=112下,通过测定不同H2O2投加量时COD去除率,确定较佳的H2O2投加量。

实验结果如图3所示。

H2O2投加量对COD去除率的影响也很大,随着H2O2投加量的增加,COD去除率逐渐上升至趋于平缓。

在H2O2加入量为514mmol/L时,COD去除率达到最高4815%,此后增加H2O2用量,COD去除率趋于平缓。

综合以上可得,Fent on处理的最佳投加量是n(H2O2)/n(Fe2+)=112,H2O2加入量为514mmol/L,该条件下COD去除率为4815%。

2.2.3　反应时间的确定在最佳配比条件n(H2O2)/n(Fe2+)=112,双氧水投加量为514mmol/L条件下,每隔1h取一次水样,34环境工程学报第1卷图2　不同n(H2O2)/n(Fe2+)对C OD去除率的影响Fig.2　Effect of n(H2O2)/n(Fe2+)rati oon COD re moval efficiency图3　H2O2投加量对C OD去除率的影响Fig.3　Effect of dosages of H2O2on COD re moval efficiency 然后加碱和P AM,沉淀后取上清液测COD,其结果见图4。

如图4所示,当反应时间从1～3h,COD去除率呈直线上升阶段,3h以后COD去除率变化不明显。

故3h为最佳反应时间。

2.3　曝气生物滤池生物处理2.3.1　BAF挂膜启动及驯化曝气生物滤池的启动与一般生物膜法的启动方式相同。

本实验采用活性污泥接种,通气闷曝3d 后排出上清液,然后按气水比7∶1连续进水、进气,水中通入营养液(葡萄糖加入量为200mg/L,按C∶N∶P=100∶5∶1加入氯化铵和磷酸氢钠)进行挂膜,连续运行5d后,再连续3d取样测定进出水图4　反应时间对C OD去除率的影响Fig.4　Effect of reacti on ti m e on C OD removal efficiencyCOD,结果如表1所示。