垃圾渗滤液的深度氧化处理试验研究

天津大学

硕士学位论文

垃圾渗滤液的深度氧化处理试验研究

姓名：李静

申请学位级别：硕士

专业：环境工程

指导教师：季民

20040101

中文摘要

本研究采用Ｆｅｎｔｏｎ试剂、超声波和催化电解法处理生化处理后的垃圾渗滤液（称原水）。原水ＣＯＤ、ＢＯＤ、氨氮、氯离子浓度和色度分别为７８９～１６０２ｍｇ／Ｌ、２９．７～ｌＯＯｍｇ／Ｌ、４１１～５３８，７ｍｇ／Ｌ、１５４２．８－－１９２３ｍｇ／Ｌ和１０９５～２５２０倍。

采用Ｆｅｎｔｏｎ试剂处理生化处理后的垃圾渗滤液。在初始ｐＨ为４，ＦｅＳＯ。?７Ｈ。０投加量为１５ｍｍｏｌ／Ｌ，Ｈ２０２／ＦｅＳ吼?７Ｈ。０的投加比控制为４：１，Ｈ２０。投加次数为１次，反应时间为２０分钟，反应后调节ｐＨ为８．Ｏ的反应条件下，ＣＯＤ从１１０３ｍｇ／Ｌ降到２８４ｍｇ／Ｌ，ＣＯＤ去除率为６９．１１％；出水色度为４４，色度去除率为９７．８２％。Ｆｅｎｔｏｎ氧化机理主要是羟基自由基氧化和铁离子混凝的共同作用，使废水中的有机物被去除。ｆｅｎｔｏｎ试荆对水中氨氮没有去除作用。

采用低频率超声波处理生化处理后的垃圾渗滤液。初始ｐＨ为ｌｌ，超声功率为１２５０Ｗ／Ｌ，反应时间为３０分钟，出水ＣＯＤ为７２８ｍｇ／Ｌ，ＣＯＤ去除率为１９．２％；出水氨氮为２４０ｍｇ／Ｌ，氨氮去除率为ＳＯ．３％。低频率超声处理对氨氮去除效果较好，对ＣＯＤ的去除作用不大。

采用催化电解法处理生化处理后的垃圾渗滤液。采用镀钌／铑／镐稀土金属的钛网阳极板（ＤＳＡ），电极板上的稀土金属具有催化电解作用。３ｃｍ的极板间距，在初始ｐＨ为８，催化电解电流密度为８Ａ／ｄｍ２的条件下，电解１２０分钟后，氨氮的去除率是１００％；出水ＣＯＤ浓度为６５２ｍｇ／Ｌ，去除率为４４．９％。

采用Ｆｅｎｔｏｎ试剂一电解联合处理生化处理后的垃圾渗滤液。当电解电流为８Ａ／ｄｍ２时，ｐＨ＝ｌＯ，电解１２０分钟，ＣＯＤ从２４８ｍｇ／１降低到９３．５ｍｇ／Ｌ，ＣＯＤ去除率为６２．３％，氨氮从４４３ｍｇ／１降低到０ｍｇｆｌＬ，氨氮的去除率为１００％。

对比各种氧化方法，Ｆｅｎｔｏｎ试剂对ＣＯＤ的去除效果最好，而催化电解对氨氮去除效果最好。处理渗滤液时，可选用Ｆｅｎｔｏｎ试剂一电解联合处理工艺，能够较好的处理效果。

关键词：垃圾渗滤液Ｆｅｎｔｏｎ试剂超声波电解催化深度处理

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

ＴｈｅＦｅｎｔｏｎ’ｓｒｅａｇｅｎｔ，ｓｏｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔａｒｅｕｓｅｄｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｔｏｔｒｅａｔｔｈｅｅｆｆｌｕｅｎｔｄｉｓｃｈａｒｇｅｄｆｒｏｍｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｏｆｌａｎｄｆｉｌｌｌｅａｃｈｅａｔ．ＣＯＤ，ＢＯＤ，ａｍｍｏｎｉａｎｉｔｒｏｇｅｎ，Ｃ１。ａｎｄｃｈｒｏｍａｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｅｆｆｌｕｅｎｔｗｅｒｅ７８９～１６０２ｍｇ／Ｌ、２９．７～１００ｍｇ／Ｌ、４１１～５３８．７ｍｇ／Ｌ、１５４２．８～１９２３ｍｇ几ａｎｄ１０９５～２５２０ｔｉｍｅｓ．

ＴｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｔｈｉｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｓｔｏｏｐｅｒａｔｅＦｅｎｔｏｎｏｘｉｄａｆｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ．ＴｈｅｏｒｇａｎｉｃＷａＳｏｘｉｄｉｚｅｄｗｉｔｈｔｈｅ?ＯＨｆｒｅｅｒａｃｉａｌａｎｄｃｏａｇｕｌａｔｅｄｂｙＦｅ”ｉｏｎｓ．

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ｐｒｏｃｅｓｓ．ＳｏｔｈｅｂｅｓｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｔｈｅｌｅａｃｈａｔｅｉｓｃｏｍｂｉｎｅｄＦｅｎｔｏｎ’ｓｒｅａｇｅｎｔａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｍｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓ，ｗｈｉｃｈｃａｎｍａｋｅｌａｎｄｆｉｌｌｌｅａｃｈｅａｔｔｏｍｅｅｔｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌｄｉｓｃｈａｒｇｅｓｔａｎｄａｒｄ。

ＫＥＹＷｏＲＤＳ：ｏｘｉｄａｔｉｏｎ，ｃａｔａｌｙｓｉｓｌａｎｄｆｉｌｌｌｅａｃｈａｔｅ，Ｆｅｎｔｏｎ’ｓｒｅａｇｅｎｔ，ｓｏｈｉｃａｔｉｏｎ，ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓａｄｖａｎｃｅｄｔｒｅａｔｍｅｎｔ

独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得苤盎盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

学位论文作者签名：考前签字日期：ｊ晔年，月日

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学位论文作者签名：煮鸯导师签名：辱陡圜签字ＩＥＩ期：２∞≯年／月日签字日期：年月日

第一章绪论

第一章绪论

Ｉ．Ｉ垃圾渗滤液的产生及特点

随着国民经济的迅速发展，我国城市居民生活水平目益提高，城市固体废弃物的总量越来越大、种类也越来越多，且每年正以１０％左右的速率增加。许多固体废弃物如不加妥善处理，会对城市及周边地区造成二次污染，对生态环境和人民生活造成巨大的危害，甚至会殃及子孙后代。所以城市垃圾的无害化处理显得越来越重要。城市垃圾处理方法主要有焚烧、堆肥和填埋等。其中垃圾卫生填埋法由于其成本低、技术相对简单、处理迅速等的优点，成为目前国内外应用最为广泛的垃圾处置方式…。我国城市垃圾处理中７０％以上是采用卫生填埋法口】。但是采用填埋场处理城市垃圾，人们比较担心的问题是二次污染，处理好垃圾填埋过程中产生的渗滤液，是防止二次污染最重要的措施。－垃圾卫生填埋的机理是利用厌氧发酵的方法，将垃圾中大量有机物通过厌氧及兼氧微生物的降解作用，转化为二氧化碳、甲烷等气态物质１３】。由于城市固体废物本身含有大量的水分，在进行生物转化过程中就会以渗滤液的形式渗滤出来，垃圾渗滤液是指在堆放和填埋过程中由于发酵和雨水的淋浴冲刷以及地表水和地下水的浸泡而滤出的污水［４１。其来源可来自降水、地表径流水、地下水入侵、灌溉水、垃圾分解、液体废弃物混和处理等六个方面。其中降水包括降雨和降雪，而降雨是垃圾填埋场渗滤液的主要来源，降雨量的大小直接影响垃圾渗滤液的水量。

垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度废水，含有大量有机物、无机离予以及重金属离子等物质；垃圾填埋场的渗滤液的性质随着填埋场的气候条件、水文条件、季节、垃圾的性质及所含水分的变化而发生明显变化。同一填埋场的渗滤液性质也随着垃圾场的使用时间变化，这种变化反映了固体垃圾的稳定过程，并可以用五个阶段来概括【５“。

（１）调整期

垃圾填埋场初期或垃圾填埋作业进行中，水分逐渐积累且尚有氧气存在，厌氧发酵作用及微生物作用缓慢，本阶段渗滤液较少。

※该论文受到教育部天南大合作项目“废水与微污染水处理刨新技术研究”课题的资助

第一章绪论

（２）过渡期

本阶段水分达到饱和容量，垃圾渗滤液中的微生物逐渐由好氧性转为兼氧性及厌氧性；由厌氧和缺氧情况下电子受体自０２转变成Ｎ０３－－及Ｓ０４卜，此阶段尚无甲烷形成。

（３）酸形成期

由于垃圾渗滤液的兼性和专性厌氧微生物的水解酸化作用，垃圾中的有机物迅速分解为脂肪酸，而含Ｎ、Ｐ的有机化合物经氨化和磷酸盐化转化为氨氮和磷酸盐，同时一些金属（Ｆｅ，ｌｖｌｎ）也会与有机酸发生络合作用，致使渗滤液呈深褐色，在此期间产生的渗滤液ＣＯＤ。，极高，ＢＯＤ５／ＣＯＤ。。为０．４～Ｏ．６，可生化性好，而且颜色也相当深，是属于初期渗滤液。

（４）甲烷形成期

在酸形成期间，如果有机酸未随渗滤液流出填埋场，则进入甲烷形成期，在这期间有机物甲烷菌分解转化为ＣＩ－ｈ、Ｃ０２，同时产氢产乙酸菌的存在，也会产生～些氢气。Ｃ０２溶解于水形成ＨＣ０３‘、Ｃ０３。、Ｈ２Ｃ０３等不同形态的碳酸化合物，ｐＨ值则由于重碳酸盐的缓冲系统而维持在６～８，同时也给甲烷菌提供了较好的生存条件，由于有机酸的急速分解，渗滤液的ＣＯＤ。，、ＢＯＤ５浓度会急剧降低，ＢＯＤ５／ＣＯＤ。也降为０．１～０Ｔ０１左右，渗滤液的可生化性变差，此时渗滤液为后期渗滤液。

（５）成熟期

此时垃圾渗滤液中可利用的有机成分已大量减少，细菌的生物稳定作用趋于停止，并停止产生气体，渗滤液中剩余腐殖质易和重金属离子发生络合作用，所以渗滤液的颜色还是很深，氧气及氯化物也随之增加，自然环境状况逐渐恢复。

因此在垃圾填埋的稳定过程中存在两个主要作用，一是固体垃圾中有机物分解，形成可溶性或可挥发性的产物，进入渗滤液或大气，而最终离开了垃圾填埋场。另一作用是稳定的腐殖质的合成，这些腐殖质有可能留在垃圾中，也可能进入渗滤液。这两个作用的综合结果，使渗滤液中离子有机物增高。所以渗滤液通常可据填埋场的“年龄”分为两大类，一类是“年轻”填埋场（五年以下）的渗滤液，其特点是ＣＯＤ。，和ＢＯＤ５浓度高，ＣＯＤ。，最高可达８００００ｍｇ／Ｌ，ＢＯＤ５最高可达３５０００ｍｇ／Ｌ，ＢＯＤｓ／ＣＯＤ。，比值一般为Ｏ．５～０．７，可生化性良好。金属含量较高，例如铁的浓度高达２０５０ｍｇ／Ｌ，铅的浓度可高达１２．３ｍｇ／Ｌ，锌的浓度可高达１３０ｍｇ／Ｌ，钙的浓度可高达４３００ｍｇ／Ｌ，并且营养元素比例失调，ＤＨ值也较低。另一类是“老”的垃圾填埋场（五年以上）的渗滤液，其特点是ＢＯＤ；、ＣＯＤ。较低，ＢＯＤＪＣＯＤ。也明显降低，氨氮浓度较高，ｐＨ值升高，金属离子浓度有所降低。同时渗滤液的量与垃圾的密度也十分有关，垃圾密度大则渗滤液的

第一章绪论

水量也大，通常是年降水量的１５～５０％，并且当其流量达到高峰时，其浓度往往也是最大的。

１．２垃圾渗滤液处理技术研究和发展

１．２．１垃圾渗滤液与城市污水合并处理

将垃圾填埋场渗滤液直接排入污水处理厂与城市污水合并处理，是一种简单的处理方法。垃圾渗滤液中的ＣＯＤ。，、ＢＯＤｓ都很高，并且含有很多难降解有机物。与城市污水共同处理时，可将其稀释而弗不会造成对城市污水处理系统的正常运转的影响。据加拿大科研机构分析巴当渗滤液ＣＯＤ。，＝Ｚ４０００ｍｇＬ，流量占城市污水处理厂总流量约２％左右时，污水厂的运行管理和处理效果不受影响。当渗滤液ＣＯＤ。为３５００ｍｇ／Ｌ左右而流量不超过城市污水厂流量的４０％时，城市污水厂的处理效果也不受影响。城市污水厂的剩余污泥可回填至垃圾填埋场，因为其中微生物含量较高有助于缩短垃圾填埋厂的稳定过程。但垃圾填埋场往往远离城市，和城市污水处理管路有相当的距离，渗滤液与城市污水的合并困难较大，基建费用较高，并且运行管理操作复杂，所以垃圾填埋渗滤液与城市污水综合处理往往难以实现。

１．２．２土地处理方式

土地处理法是人类最早的污水处理法，在土地法处理垃圾渗滤液中以渗滤液回灌法最为典型。该法是将收集到的渗滤液回流至填埋区域，利用填埋场自身形成的稳定系统，使渗滤液滤经覆土层和垃圾层，发生一系列生物、化学和物理作用而被降解和截留，同时使渗滤液由于蒸发作用而减量。垃圾表面有相当数量的菌胶团，吸附降解水中的有机物。北英格兰的ｓｅａｍｅｒｃａｒｌ＂垃圾填埋场１８Ｊ，有一部分采用渗滤液再循环，２０个月后再循环区渗滤液的ＣＯＤ、金属浓度均有较大幅度下降，氨氮浓度变化较小。唐山市垃圾填埋场运用渗滤液回流再渗滤处理法【９】，将雨后垃圾渗滤液收集后，经沉淀调节池处理后，喷灌回流至填埋场。同时沉淀调节池中的污泥排放时也可与渗滤液一并回流至填埋场，不但可以消除污泥二次污染，还可以加速垃圾有机物的分解稳定。

但采用土地处理方法，对渗滤液中的污染物质去除效果不稳定，缺乏各种必要的参数和规范。而且还要考虑清淤、收割和更新植物以及防治病虫害的问题。

第一章绪论

同时易对周围水源造成污染；循环后的渗滤液也必需经过处理才能排放：在温度较低的季节，蒸发量较少，填埋场中生物活性弱，循环渗滤液的处理效果较差【Ⅷ

１．２．３生物处理方法

１．２．３．１好氧生物处理

活性污泥法作为传统生物废水处理的工艺得到最广泛的应用。美国和德国的几个活性污泥法污水处理厂的运行结果表明，活性污泥法可以获得较好的垃圾渗滤液处理效果。如美国宾州ＦａｌｌＴｏｗｎｓｈｉｐ污水处理厂【１¨，其垃圾渗滤液的ＣＯＤｃ，为６０００～１２０００ｍｇＦＬ，ＢＯＤ５为３０００～８０００ｍｇ／Ｌ，氨氮为２００～２０００ｍｇ／Ｌ，曝气池污泥浓度（ＭＬＶＳＳ）为６０００～１２０００ｍｇ／Ｌ，是一般污泥浓度的３－６倍。经过处理后的垃圾渗滤液最终出水ＢＯＤ５为１００～３００ｍｇ／Ｌ，去除率达９７％。但在高污泥浓度条件下，其泥水分离采用一般的二沉池也是难以实现的。

也有采用低氧．好氧活性污泥法或ＳＢＲ法等改进的活性污泥流程，其具有能维持较高运转负荷，耗时短等特点，比常规活性污泥法更有效。同济大学采用低氧好氧活性污泥法处理模拟渗滤液【１…。进水ＣＯＤｃ，、ＢＯＤ、ＳＳ分别为６４６６ｍｇ／Ｌ、３５０２ｍｇ／Ｌ、２３９．６ｍｇ／Ｌ时，经过处理后ＣＯＤｃ，小于３００ｍｇ／Ｌ，ＢＯＤ小于５０ｍｇ／Ｌ，ｓＳ小于ｌＯＯｍｇ／Ｌ。两段法处理渗滤液中的氮、磷去除效果也较高，磷的平均去除率达到９６．５％，氮的平均去除率也为６７．５％。

与活性污泥法相ＥＥ，生物膜上能生长世代较长的微生物，促进对垃圾渗滤液的处理效果。Ｕ．Ｗｅｌａｎｄｅｒｌｌ３１等用悬浮载体生物膜反应器在１０～２６℃下处理垃圾渗滤液，ＴＮ可去除９０％左右，同时去除２０％左右的ＣＯＤｃ，。Ｊ．ＥＨｅｎｄｅｒｓｏｎｔｌ４］等用生物转盘（ＲＢＣ）和间歇式反应器（ＳＢＲ）处理垃圾渗滤液，在负荷为４．５９／（ｍ３?ｄ１，ＨＲＴ＝０．３ｄ，ｔ＝１８℃￣２０℃时，渗滤液经ＲＢＣ处理ＮＨ３－Ｎ去除率９８％以上。

曝气稳定塘在土地有富余的地区，是最经济的垃圾渗滤液生物处理方法。英国在ＢｒｙｎＰｏｓｔｅｇＬａｎｄｆｉｌｌ投资建立了～座１０００ｍ３的曝气氧化塘ｆ１５Ｊ，最小水力停留时间１０ｄ，氧化塘出水沉淀后进入城市下水道。此系统运行后，Ｆ／Ｍ为Ｏ．０５～０．３ｋｇＢＯＤ５／（ｋｇＭＬＳＳ?ｄ），水量变化范围０～１５０ｍ３／ｄ，出水ＢＯＤ５平均为２４ｍｇ／Ｌ，出水ＣＯＤ平均达７２０ｍ以。

Ｐｉｒｂａｚａｒｉｆｌ６１等人曾经尝试采用膜生物活性炭工艺对垃圾渗滤液进行处理研究，向生物反应器中投加粉末活性炭，并最终形成了生物活性炭颗粒，再对生物反应器的出水进行膜分离，通过吸附、生物降解和膜过滤的共同作用，达到了较好的处理效果，该工艺对ＴＯＣ的去除率可以达到９５～９８％，对特殊有机物的去除

第一章绪论

也超过９７％。

１．２．３．２厌氧生物处理

加拿大Ｈａｌｉｆａｘ．Ｈｉｇｈｗａｙｌｏｌ【Ｉ１填埋场采用厌氧生物滤池处理垃圾渗滤液，进水ＣＯＤｃ，为１２８５０ｍｇ／Ｌ，ＢＯＤ／ＣＯＤ为Ｏ．７，ｐＨ为５～６，将此渗滤液经石灰水调节ｐＨ达到７．８，沉淀１ｈ后进厌氧滤池，当负荷为４ｋｇＣＯＤ／（ｍａ?ｍ时，ＣＯＤ出水达１０００ｍＷＬ以上。加拿大的Ｔｏｒｏｔｏ大学等也在室温条件下成功的采用厌氧滤池分别处理年龄为１．５年和８年的渗滤液，当负荷为１．２６～１．４５ｋｇＣＯＤ／（ｍ３－ｄ），ＨＲＴ为２４～９６ｈ，ＣＯＤ出水在１４００ｍｇ／Ｌ以下。由此可见，厌氧生物滤池可以处理垃圾渗滤液并达到一定的去除效果，但须保持较低负荷才能得到理想的处理效果。

英国的水研究中心报导用上向流厌氧污泥床（ＵＡＳＢ）处理ＣＯＤ＞１００００ｍ。ｇ／Ｌ的渗滤液【１８】，当负荷为３．６～１９．７ｋｇＣＯＤ／（ｍ３ｄ），温度为３０℃，ＣＯＤ和ＢＯＤｓ的去除率各为８２％和８５％，它们的负荷比厌氧滤池要大的多。

沈耀良【ｌ蜘采用厌氧折流板反应器处理垃圾渗滤混合液可获得明显的水解酸化作用，提高废水的可生化性，促进好氧段运行的稳定性。混合液的ＢＯＤ５／ＣＯＤ为０．２～０．６６５，经过反应器处理后，出水的ＢＯＤ５／ＣＯＤ为Ｏ．３７＂４）．６８，并且进水的ＢＯＤｓ／ＣｏＤ越低，其提高幅度越大。

同好氧方法相比，厌氧生物处理有几个优点：（１）好氧方法需消耗能量（空气压缩机、转刷等），而厌氧处理却可产生能量（甲烷气体）。ＣＯＤ越高，好氧方法耗能越多，厌氧方法产能越多；（２）厌氧处理时有机物转化成污泥的比例（Ｏ．１ｋｇＭＬＳＳ／ｋｇＣＯＤｃ，）远小于好氧处理的比例（Ｏ．５ｋｇＭＬＳＳ／ｋｇＣＯＤｃｒ）［２０ｌ，因此污泥处理和处置的费用大为降低；（３）厌氧处理时污泥的生长量小，对无机营养元素的要求远小于好氧处理，因此适合于处理磷含量比较低的垃圾渗滤液。（４）厌氧处理的有机物负荷高，占地面积小。

１．２．３－３厌氯一好氧联合处理

在现行的渗滤液处理工艺中，大多采用厌氧一好氧组合处理系统。实践表明，采用该工艺既经济合理，处理效率又较高，不仅可以较有效的去除ＣＯＤ。，和ＢＯＤ，还可较好的去除氮和磷等。

广州市环境卫生研究所对广州市大田山垃圾填埋厂渗滤液进行厌氧一气浮．好氧试验，进水水质ＣＯＤｃｒ为８０００ｍｇ／Ｌ，ＢＯＤ５为５０００ｍｇ几，ＳＳ为７００ｍ叽，ｐＨ为７．５，处理后水质ＣＯＤｃ，为１０００ｍｇ／Ｌ，ＢＯＤ５为６０ｍｅＣＬ，ＳＳ为５００ｍｇ／Ｌ，ｐＨ为６．５～７．５ａＢｏｒｚａｃｃｏｎｉ等用ＵＡＳＢ＋ＲＢＣ组合工艺处理高浓度垃圾渗滤液

第一章绪论

（ＣＯＤｃ，１８５００ｍｇ／Ｌ，ＢＯＤｓｌ０５００ｍｇ／Ｌ，ＮＨ３－Ｎ１５００ｍｇ／Ｌ等），经过厌氧阶段（ＵＡＳＢ）处理，ＣＯＤＣｆ４０００ｍｇ，Ｌ以下。再经过好氧阶段（ＲＢＣ）处理，出水ＣＯＤｃ。降到１２００ｍｇ／Ｌ左右。整个系统的污泥产量仅是用好氧处理时的一半。王宝贞１２１３］等人采用Ａ（缺氧活性污泥）／Ｂ（Ａ／Ｏ淹没式生物膜）复合工艺处理苏州七子山填埋场的渗滤液，ＣＯＤｃ。，ＮＨ３－Ｎ和ＴＮ去除率分别为９４．２％、９５．１％和７３．９％，使得其出水ＣＯＤ浓度可在１０００ｍｐｄＬ以下。

李征［２２】采用ＵＡＳＢ－－好氧膜生物炭反应器（ＭＢＡＣ）联合处理工艺对垃圾渗滤液进行处理，在进水ＣＯＤ。为５００－３０００ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ５３００－１９００ｍｇ／Ｌ、氨氮１４６．５７～１０７１．５ｍｇ／Ｌ，水力停留时间为１９—３０ｈ的条件下，组合工艺出水ＣＯＤ。，降为１４６—８８０ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ５为７．８～１４．２ｍｅＣＬ、氨氮为５５—６２０ｍｇ／Ｌ。出水不稳定，没有达到国家排放标准。

虽然以上各种生物工艺处理垃圾渗滤液的ＣＯＤ和ＢＯＤ去除率较高，但由于垃圾渗滤液中难生物降解的物质较多，经过处理后的出水ＣＯＤ浓度仍较高，大部分那均在１０００ｍｇ／Ｌ以上，不能达到国家污水排放标准要求。因此需要进一步研究新型处理工艺，使渗滤液达到国家排放标准。

１．２．４物理化学处理方法

由于垃圾渗滤液常含有较高浓度的ＣＯＤｅｒ、ＢＯＤ、氨氮及各种重金属离子等，可生化性较差，在进行渗滤液处理时，需要辅助于物理化学法对渗滤液进行预处理以改善废水的可生化性或将生化处理后剩余的难降解有机物和高浓度氨氮通过物化方法除去以达到排放标准。常用的物化方法有吸附法、絮凝沉淀法、氧化还原法等。

混凝沉淀法是向废水中投加混凝剂。使废水中的悬浮物和胶体物聚集形成絮凝体，再加以分离的方法。去除原理为胶体的压缩双电层、吸附架桥和网捕等作用。常用的混凝剂有硫酸铝、氯化铁、聚合铁和聚合铝等。清华大学的赵宗升【２３１将生化处理后的垃圾渗滤液出水用聚铁进行混凝沉淀，投药量为２ｍｌ／Ｌ时，渗滤液的ＣＯＤ自５９７ｍｇ／Ｌ降至８０ｍｇ／Ｌ以下，ＣＯＤ去除率达到８６．５％以上。熊忠［２４】采用混凝预处理垃圾渗滤液，当ｐＨ为５，ＰＡＣ浓度为３００ｍ∥Ｌ，混凝处理的效果最佳。对ＣＯＤｃｒ、ＢＯＤ的去除率分别达到４１．６％和５０．３％。许多研究者也对垃圾渗滤液的混凝沉淀处理进行了试验研究，一般采用混凝剂投加量为１．１５克／升，ＣＯＤ的去除率一般在５０—７０％，对重金属的去除率较高，一般在９０％左右：对色度、浊度和悬浮物的去除也有很好的效果。

吸附法：在废水处理中１２５Ｊ，主要是利用多孔性的固体物质，使废水中的一种

第一章绪论

或多种物质被吸附在固体表面而去除的方法。具有吸附能力的多孔固体物质称为吸附剂，而废水中被吸附的物质则被称为吸附质。吸附过程包括物理吸附、化学吸附、离子交换。在废水的吸附中这三个过程均存在，是不可分的。常用吸附剂有活性炭、粉煤灰、铝土矿等物质。吸附剂均有如下特征：（１）吸附剂具有巨大的比表面积。比表面积越大，其吸附量越大。（２）吸附剂内部有发达的孔隙，且微孔在孔隙中占有很大比重，如活性炭中的微孔表面积占总面积的９５％以上。（３）在吸附剂上有含有一些官能团，可对废水中的某些物质具有离子交换作用。如活性炭表面的非结晶部位上形成一些含氧官能团．ＣＨＯ、．ＯＨ、．Ｃ＝Ｏ等，它们通常是活性炭吸附的活性中心，具有微弱极性，使废水中极性物质竞争表面的活性位置，而非极性溶质吸附量降低。于瑞莲【２６】采用天然膨润土２０９／Ｌ吸附去除垃圾渗滤液中５０％以上的ＣＯＤ和色度。张兰英等用铝土矿吸附渗滤液，有４８．９３％的有机物被去除。隋智慧等人田谰混凝与吸附联合的方法，对北京安定垃圾卫生填埋场进行了预处理的研究，结果表明，该方法对废水ＣＯＤｃｒ的去除率稳定在７０％左右，且受水质变化的影响不大。沈耀良ｆ２８】等人采用ＰＡＣ混凝一焦炭吸附的联合处理方法，对垃圾渗滤液进行处理，对ＣＯＤ和各种金属离子均有很好的去除效果。

吸附法对于渗滤液的绝大多数有机物都有可能去除，且适应水量和水质污染负荷的变化，设备简便。但活性炭吸附过程易受ｐＨ值，水温等因素的影响。

化学氧化还原处理方法：利用强氧化剂将废水中的有机物氧化分解为小分子的碳氢化合物或将有机物完全矿化为Ｃ０２和Ｈ２０。Ｆｅｎｔｏｎ试剂是目前应用较多的一种催化氧化法。它利用羟基自由基的强氧化性对废水中的有机物进行氧化处理和试剂中的铁离子进行混凝沉淀。武汉大学张辉等人１２９］利用强氧化药剂Ｆｅｎｔｏｎ试剂对垃圾渗滤进行处理，对于老化的垃圾填埋厂的渗滤液，当药剂投加量大约为Ｏ．１ｍｏｌ／Ｌ时，其ＣＯＤ的去除可达６７．５％以上。哈尔滨工业大学的王鹏１３０】等采用Ｆｅｎｔｏｎ试剂处理渗滤液中的难降解有机物时，投加２００ｍｇ／ＬＨ２０２和３００ｍｇ／ＬＦｅ”，能去除废水中的７０％有机物，并且Ｆｅｎｔｏｎ试剂对色度有很好的去除效果。

在以上的处理中，混凝、活性炭吸附和Ｆｅｎｔｏｎ试剂对有机物的去除作用不同，研究表明［３１；３２１混凝处理对大分子有机物处理效果较好，对分子量大于５００的有机物去除率为５９～７３％。对分子量小于５００的有机物去除率小于１８％。而Ｆｅｎｔｏｎ试剂对大分子有机物和小分子有机物均有去除作用，对分子量大于５００的有机物去除率为７２～８９％，对分子量小于５００的有机物去除率小于４３％。而活性炭对分子量小于５００的有机物吸附性好，所以采用混凝一吸附．Ｆｅｎｔｏｎ试剂联合处理中，难混凝去除的有机物可以被氧化去除，而对难氧化的有机物可被活性炭吸附，将

第一章绪论

这三个工艺串联连接可最终将垃圾渗滤液终的ＣＯＤｃｒ降到５０ｍｇ／Ｌ。

孟玢【３３】在对生物处理后垃圾渗滤液处理研究中，采用混凝一吸附－－Ｆｅｎｔｏｎ试剂处理方法。混凝阶段，投加聚合硫酸铁＋ＰＡＭ２５ｍ／／Ｌ：混凝后出水投加活性炭，活性炭的投加量为６９／Ｌ；吸附反应后出水投加Ｆｅｎｔｏｎ试剂，ＦｅＳ０４．７Ｈ２０的投加量为３７．５ｍｍｏｌ／Ｌ，投加比Ｈ２０２／ＦｅＳ０４．７Ｈ２０为２：ｌ，即Ｈ２０２的投加量为８．５５ｍＦＬ。ＣＯＤｃｒ去除率为９６％、色度去除率为９８．６％即ＣＯＤｅｒ由原水盼１４５５．１７ｍｇ／Ｌ降至５８．０７ｍｇ／Ｌ、色度由原水的】８００（倍）降至２５倍，对有机物的氧化处理作用很好。但以上的物化处理有一些缺点：对废水中的氨氮处理效果差；吸附处理中活性炭吸附１２ｈ，时间过长：在Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化中药剂投加量大，不经济。

现今去除高氨氮有机废水中的除氨氮多采用氨氮吹脱法。张乐【３４Ｊ采用静态烧杯吹脱试验中，控制反应条件为：气水比为４００，初始ｐＨ值为１１，温度保持在３５。Ｃ，吹脱４ｈ之后，氨氮去除率可达到６８％，出水氨氮浓度为２３６ｍｇ／Ｌ－２００ｍｇ／Ｌ左右。由实践表明采用氨氮吹脱效果不理想，如不收集溢出的氨气有也会对环境产生二次污染。

在针对垃圾渗滤液的难去除性，世界上许多国家开始采用高效的物化方法直接对其进行处理，从而直接达到出水标准。

哈尔滨建筑大学的王林等人网利用深度氧化处理技术（ＡＯＴＳ）处理垃圾渗滤液，通过分别利用光催化氧化、臭氧固定床催化氧化及复合式紫外催化氧化等都可以达到对垃圾渗滤液良好的去除效果。但由于渗滤液色度的采用的紫外光波长短，其光辐射距离短，采用其对渗滤液处理时所需要的反应器复杂，有效反应的容积较小。

湖南大学的袁维芳等人采用反渗透膜方法深度处理城市垃圾填埋场渗滤液口ｑ，将经过投药混凝沉淀的渗滤液进行反渗透处理，出水ＣＯＤ的去除达到近１００％，经处理后得出水各项水质指标完全在国家排放标准一级以下，从而达到了非常好的净化。由于反渗透膜的孔径小，所需要的反渗透压力高，渗滤液中残存的大分子有机物对膜孔径的堵塞现象经常发生，需要定期清洗膜，所以其运行管理复杂，在生产中使用有一定的局限性。

台湾的Ｌｉ．ＣＨｏｕｎｇＣｈａｎｇ【３７】采用电解氧化处理垃圾渗滤液，采用锡～铂一钌合金电极，电解电流密度为１５Ａ／ｄｍ２，投加氯离子７５００ｍｇ／Ｌ，电解２４０分钟后，可将ＣＯＤ为４５００ｍｇ／Ｌ，氨氮为２５００ｍｇ／Ｌ的渗滤液降解到ＣＯＤ为３６４ｍｇ／Ｌ，氨氮完全被去除。

利用高效的物化方法虽然可以对垃圾渗滤液也有较好的处理，但由于物化方法投资大，工艺复杂，运行费用高，管理难度大，在我国现有的条件下并不经济

第一章绪论

可行，所以一般作为生物处理的一种补充，从而使处理出水达到国家的排放要求。１．３研究目的及主要内容

本试验研究是对垃圾渗滤液的深度处理，其中渗滤液是取自天津市双口垃圾填埋场的生物处理出水。天津市双口垃圾填埋场于２００１年投入运行，填埋场建有日处理量最高可达１２００ｍ３的垃圾渗滤液处理设备工艺，其工艺组成为常温ＵＡＳＢ反应器组合ＤＡＴ．ＩＡＴ好氧生物反应器。在垃圾渗滤液进液ＣＯＤ为２０００－１２０００ｍｇ／Ｌ，进液ＢＯＤ为１０００～７０００ｍｇ／Ｌ，氨氮为５００～７００ｍｇ／Ｌ的条件下，该套工艺出水ＣＯＤ为１０００，－１５００ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ低于１００ｍｇ／Ｌ、氨氮浓度低于５５０ｍｇ／Ｌ。虽然ＣＯＤ平均去除率达９１３％，但其出水ＣＯＤ浓度仍较高，远远不能达到国家污水排放标准要求。特别是在冬季，由于低温条件下ＵＡＳＢ和ＳＢＲ的处理效率明显下降，平均ＣＯＤ出水高于２０００ｍｇ／Ｌ、氨氮去除率低于３０％，反应器几乎没有去除效果。因此为满足污水处理排放标准，需要对渗滤液进行深度处理。

根据孟玢ｕ”试验知道Ｆｅｎｔｏｎ试剂对有机物去除有较好的效果：但由于其耗药量大，反应时间长，所以本试验主要研究在达到较好处理效果的同时，降低耗药量，减少反应时间。

文献说明采用超声波和电解处理对废水中的有机物和氨氮的去除均有很好的去除效果。所以也采用这两种处理方法进行试验研究。

本论文旨在于通过实际垃圾渗滤液处理试验，研究以下几个方面的问题：

１．采用Ｆｅｎｔｏｎ试剂、超声波和电解法处理生化后的垃圾渗滤液，研究最佳反应条件，反应机理和各个影响因素。

２，采用以上方式联合处理渗滤液，从而进一步降低出水ＣＯＤ、氨氮浓度，力争减造价，达到排放的标准。

第二章试验装置和试验方法

第二章试验装置和试验方法

２．１试验装置和试验方法

试验均为实验室的烧杯实验，根据不同实验方法，实验装置各有不同。

２．１．１试验装置

２．１．１．１Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化处理试验装置

氧化试验的主要设备为７７９０—５０２型ＰＨＩＰＰｓ＆ＢＩＲＤ六联搅拌器．在不同的试验系列中控制不同反应时间和反应条件。

２．Ｉ．Ｉ．２超声处理试验装置

超声处理试验装置参见图２—１。

本试验采用ＪＹ９８一ＩＩＩ型超声波细胞粉碎机进行垃圾渗滤液的超声处理，其中超声频率为２０ＫＨｚ，超声程序为间歇式，即超声５ｓ，间歇５ｓ：再超声５ｓ，再间歇５ｓ；照此程序，直到总反应时间达到为止。

２．１．１．３催化电解处理试验装置

催化电解试验装置参见图２－２。

１－超声波箱２－超声波探头３－废水容器

１，电源２－电极板３－电解槽４－超声波转换器４．电磁搅拌器

图２－１超声波处理试验装置图图２－２电解试验装置图

试验采用的电解槽为透明有机玻璃制，尺寸为Ｌ×Ｂ×Ｈ＝２００ｍｍ×７５丌１ｍ×１５５ｍｍ，有效容积为２．３２５升；阴极电极板采用不锈钢板制成，宽度为７５ｍｍ，阳

一

第二章试验装置和试验方法

极板采用网状镀钌／铑／镐稀有金属的钛板制成，阳极总厚度为ｌｍｍ，阳极宽度为７５ｒａｍ，。电源采用０～３０Ｖ，０～３Ａ的ＤＨｌ７１５－５型双路稳压稳流电源。

２．１．２试验方法

２．１．２．１试剂

过氧化氢（３０％）分析纯天津东方化工厂

水合硫酸亚铁分析纯天津市双船化学试剂厂

氢氧化钠分析纯天津市森昌工贸有限公司

硫酸分析纯天津市化学试剂五厂。

氯化钠分析纯天津市化学试剂五厂

２．１．２．２试验步骤

（１）分别取原水于实验容器中中，选取实验影响因素做正交试验，确定初步的最佳反应条件及各反应条件试验操作的主次顺序。

（２）根据（１）中确定的反应条件的主次顺序和最佳反应条件，对各反应条件进行单分子因素分析，以获得准确的最佳反应条件。

２．２检测项目及分析方法

整个实验过程中，主要进行检测分析的项目和方法如下【３８】：

ＣＯＤｃ，：测定方法采用重铬酸钾法；

ＢＯＤ５：稀释法，采用ＬＲＩ－Ｉ．２５０Ａ生化培养箱；．氨氮：蒸馏滴定法；

氯离子：硝酸银滴定法：

ｐＨ值：测定进出水的ｐＨ值，采用哈纳Ｈ１９３２１型微电脑台式酸碱度计和精

密ｐＨ值试纸测定；

ＳＳ：重量法，在１０５＂Ｃ下烘干至恒重进行测定：

温度：温度继电器和普通水银温度计；

色度：目视比色法和铂钴比色法：１２３４５６７８

第二章试验装置和试验方法

２．３试验用垃圾渗滤液的主要水质指标变化范围

试验水样取自天津市双口镇垃圾填埋场生化处理后的垃圾渗滤液（以后称为原水）。试验期间原水的主要水质指标变化范围为：

ＣＯＤｃ，：７８９～１６０２ｍｇ／Ｌ；

ＢＯＤ５：２９．７～１００ｍｇ／Ｌ；

氨氮：４１１～５３８．７ｒａｇ／Ｌ；

氯离子；１５４２．８～１９２３ｒａｇ／Ｌ；

ｐＨ值：８～９：

ＳＳ：Ｏ．０７３～２．５９／Ｌ：

温度：常温

色度：１０９５～２２８９（倍）；

第三章Ｆｅｎｔｏｎ氧化法对垃圾渗滤液的处理试验研究

第三章Ｆｅｎｔｏｎ氧化法对垃圾渗滤液的处理试验研究

Ｆｅｎｔｏｎ试剂是在１８９４年由Ｈ．Ｊ．Ｆｅｎｔｏｎ发现并用于苹果酸的氧化实验中，它是由Ｈ２０２与催化剂Ｆｅ２＋构成的氧化体系，是不需要高温和高压而且工艺设备简单的化学氧化水处理技术［３９１。它具有极强的氧化能力，对于许多种类的有机物氧化都很有效。Ｆｅｎｔｏｎ试剂多应用于生物难降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水的氧化处理中。

由于试验废水是来自垃圾渗滤液的生化处理后的出水，出水ＣＯＤ一般为７８９～１６０２ｍｇ／Ｌ之间，ＢＯＤ为２９—１００ｍｇ／Ｌ，其ＢＯＤ／ＣＯＤ小于０．１，为难降解废水。该渗滤液氨氮浓度较高，为４００—５００ｍｇ／Ｌ，在生化处理试验中对微生物的生长有抑制作用。这样的废水需采用深度处理，才能进一步使废水中的有机和无机污染物降解，最终达到国家排放标准，减少对环境的危害。

３．１Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化原理

３．１．１Ｆｅｎｔｏｎ试剂基本原理

Ｆｅｎｔｏｎ试剂是由Ｈ２０２与催化剂Ｆｅ”构成的氧化体系。其实质是在酸性条件下，过氧化氢被二价铁离子催化分解而产生的反应活性很高的强氧化性物质一羟基自由基，引发和传播自由基链反应，强氧化性物质进攻有机物分子，加快有机物和还原性物质的氧化或分解。当氧化作用完成后调节ｐＨ，使整个溶液呈碱性，铁离子在碱性的溶液中形成碱式铁沉淀，形成絮凝体，可将溶液中剩余有机物吸附沉淀下来，因此Ｆｅｎｔｏｎ试剂实际是氧化和混凝的共同作用。

Ｗａｌｌｉｎｇ提出了氧化反应中，羟基自由基?ＯＨ参与氧化各种有机物的证据。Ｆｅｎｔｏｎ试剂参与的氧化过程为链式反应，其中?ＯＨ的产生为链的开始，而它的自由基和反应中间体构成了链的节点。各种自由基之间或自由基与其它物质的相互作用使自由基被消耗，反应链终止［４０］。

链的开始：Ｆｅ２＋＋Ｈ２０２－＊Ｆｄ＋＋ＯＨ。＋?ＯＨ链的传递：?ＯＨ＋Ｆｅ２＋＋一Ｆｅ３＋＋Ｏ｝ｒ

‘ＯＨ＋Ｈ２０２－：。．．Ｈ０２＋Ｈ２０

Ｆｅ３＋＋Ｈ２０，Ｆｅ２＋＋Ｈ０２．＋Ｈ＋

（３－１）（３－２）（３－３）

（３－４）

第三章Ｆｅｎｔｏｎ氧化法对垃圾渗滤液的处理试验研究

Ｈ０２＂＋Ｆｅ３＋一一Ｆｃ２＋＋０２?（３—５）

ＨＯ?＋Ｒ—Ｈ—－Ｒ?＋Ｈ２０（３－６）

ＨＯ?＋Ｒ—Ｈ—＋『Ｒ．Ｈ１?＋ＯＩＴ（３－７）链的中止：２?ＯＨ－－＂Ｈ２０２（３罐）

Ｈ０２＂＋Ｈ０２?＂?Ｈ２０２＋０２（３—９）

Ｆｃ３＋＋０２．－—－Ｆｅ２＋＋０２（３－１０）

Ｆｅ３＋＋Ｈ０２?—－Ｆｅ２＋＋０２（３—１１）

Ｈ０２?＋Ｆｅ２十‘一—－Ｆｅ３＋＋Ｈ２０２（３一１２）

Ｈ０２?＋０２?一÷＇－＂＇Ｈ２０ｚ＋０２（３—１３）

０２?。＋Ｆｅ２＋—生一Ｆｅ２＋＋Ｈ２ｐ２（３－１４）

Ｈ０２?＋Ｒ２．ＣＨ＝ＣＨ．Ｒ２；Ｒ２一Ｃ（０Ｈ）Ｈ＝ＣＨ?Ｒ２（３—１５）

由反应式（３．５）、（３－６）和（３．１５）可得，Ｆｅｍｏｎ试剂的强氧化能力主要是来源于羟基自由基的氧化能力。

羟基自由基具有如下重要性质：

（１）羟基自由基具有高的氧化电极电位

?ＯＨ的标准电极电位与其他强氧化剂的比较见表３一ｌ［４１］。

表３—１常见氧化剂的标准电极电位

氧化剂种类标准电极电位（ｏ“Ⅳ）相对氧化能力（相对于氯）Ｆ２２．８７２．２３

?ＯＨ２．８０２．０６

０１２．０７１．７８

Ｈ２０２１．７７１．３】

Ｍｎ０２１．６３ｉ．２４

ＨＣｌＣｈ１．６３１．２１

Ｃ１０２１．５０１．１５

Ｃｌｕ１．３５１．００

Ｃｒ２０７。１．３３０．９８

ｏ，１．２３０．９１

表３—１数据表明，除Ｆ。之外羟基自由基具有最高的氧化电极电位，也就是说它具有高的氧化作用，是一种强氧化剂。研究表明?ＯＨ活性基团上的光子能量相当于有３６００Ｋ高温的热能发生，在此高温下足以使有机物迅速“燃烧”，?ＯＨ表现强氧化能力，使有机物迅速氧化，并最终氧化分解为Ｃ０２和Ｈ２０，降解有

第三章Ｆｅｎｔｏｎ氧化法对垃圾渗滤液的处理试验研究

机废水达到出水ＣＯＤ小于１００ｍｇ／ＬⅢＪ。

（２）羟基自由基具有很高的电负性或亲电性

羟基自由基的电子亲和能为５６９．３ＫＪ，容易进攻高电子云密度点，这就决定了?ＯＨ的进攻具有一定的选择性。例如，对于醇类的Ｃ—Ｈ键的进攻，ｎ—Ｈ和１３一Ｈ的活性顺序为，Ｐｒｉｍａｒｙ＜Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ＜Ｔｅｒｔｉａｒｙ．ａ—Ｈ比Ｂ—Ｈ更活泼，这是因为一ＯＨ是比烷基更强的供电子基。

氢的反应活性可以通过邻近的供电子基（ｎ—ＯＨ、ｎ—ＯＲ和酰胺Ｎ）而得到提高，通过电负性强的取代基而降低。如：当芳香环上有供电子基时，芳环上电子云密度增大有利于?ＯＨ的进攻，当芳环上有强的吸电子基时（硝基苯），芳环上电子云密度降低，不利于?ＯＨ的进攻１４３１。所以羟基自由基并不是完全没有选择性的氧化剂，对部分有机物有氧化能力，对部分氧化物则氧化性不易发挥出来。（３）羟基自由基的加成反应

当有碳碳双键存在时，除非被进攻的分子具有高度活泼的碳氢键，否则将发生加成反应。

根据以上数据可知Ｆｅｎｔｏｎ试剂在反应过程中产生的强氧化性物质是羟基自由基，?ＯＨ自由基可氧化大多数的有机物，尤其对大分子有机物有很高的去除率，它可将大分子有机物氧化成为小分子有机物【棚，甚至使其矿化为Ｃ０２、Ｈ２０等无机质。但对于羟基自由基也有部分有机物不易被氧化分解。

因此增强Ｆｅｎｔｏｎ试剂的氧化作用的主要控制步骤是自由基尤其是?ＯＨ的产生及其与有机物相互作用的过程。影响?ＯＨ产生的因素较多，反应条件是首要的方面，温度、ｐＨ值、压力改变都将直接影响到链的产生和传递。

热力学计算表明，经典理论中所说的Ｆｅ（ＩＩ）与Ｈ２０２之间的外层电子转移反应是不可能发生的，因为其反应的中间体Ｈ２０２一难以形成，从热力学来说更易形成Ｆｅ（ＩＩ）．Ｈ２０２络合物。Ｂｏｓｓｍａｎｎ等人在试验的基础上提出了Ｆｅ（ＩＩ）的络合物内层电子转移反应理论。按照这一反应机理，在体系中引入适当的配体可以改变催化反应和自由基的产生机制，提高反应效率和改善反应条件，同时实现难降解物质或有毒物质的优先氧化降解。因此，引入配体改善催化反应机制是Ｆｅｎｔｏｎ试剂未来研究的关键。Ｈｕｓｔｏｎ等人已经通过在Ｆｅｎｔｏｎ反应体系中引入草酸实现了对?ＯＨ无法降解的多氯烷烃的降解。

３．１．２对于几种常用化合物，Ｆｅｎｔｏｎ试剂的反应机理分析

Ｆｅｎｔｏｎ试剂处理有机物的实质Ｈ５１就是羟基自由基与有机物发生反应。

对于多元醇（乙二醇、甘油）以及淀粉、蔗糖、葡萄糖之类的炭水化合物

第三章Ｆｅｎｔｏｎ氧化法对垃圾渗滤液的处理试验研究

在?ＯＨ作用下，分子结构中各处发生脱Ｈ（原子）反应，随后发生ｃ－Ｃ键的开裂、最后被完全氧化为Ｃ０２、其ＣＯＤ。，可得到大大降低。

对于水溶性高分子（聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺）和水溶性乙烯化合物（丙稀腈、丙烯酸、丙稀醇、丙烯酸甲酯、醋酸乙酯）‘ＯＨ加成到Ｃ＝Ｃ键上，使双键断裂，然后将其氧化成ｃ０２、其ＣＯＤ。，去除率较高。

对于饱和脂肪族一元醇（乙醇、异丙醇）和饱和脂肪族羧基化合物（醋酸、醋酸乙基丙酮、乙醛）主链为稳定的化合物，?ＯＨ只能将其氧化为羧酸，ＣＯＤ。，去除率较低，但可以提高废水的生化性，有利于进行后续生物处理。

对于酚类有机物，低剂量的Ｆｅｎｔｏｎ试剂可使其发生偶合反应生成酚的聚合物，有利于采用混凝法对其进行去除；大剂量的Ｆｅｎｔｏｎ试剂可使酚的聚合物进一步转化成ｃ０２，从而达到净化废水的目的。

对于芳香族化合物来说，ＯＨ可以破坏芳香环，形成脂肪族化合物，从而消除芳香族化合物的生物毒性，改善废水的生物降解性能。

３．２实验结果及分析

３．２．１正交实验㈣

由Ｆｃｎｔｏｎ试剂的反应机理可知?ＯＨ是主要的氧化物质，［Ｆｅ２＋］、‘［Ｈ２０２］决定了?ＯＨ的产量，同时［Ｆｅ２＋］也是在氧化反应结束后的混凝物质；因此采用Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化法应控制以下几个因索：初始ｐＨ值、过氧化氢投加量及投加方式、Ｆｅ２＋投加量、反应时间、反应后调节ｐＨ做正交实验进行处理。见表３—２。

表３－２因素水平综合表

因素１２３’“４５６初始ｐＨＦｃＳ０４－７Ｈ归Ｈ２０２／ＦｅＳＯ十７Ｈ２０调节投加反应时间

内容

ｆｍｏｔ）投加量投加比ｐＨ次数（ｍｉｎ）

１、２、３、４、１、２、３、４、５ｌ、２、３、４、５１、２、３、１、－２、３、】、２、３、４、水平

４、５４、５

２、３、４、５、０．００１、０００２、ｌ：ｌ２：Ｉ３：１８、８．５、９、１、２、３、３０、６０、９０、选值

６Ｏ００３、０．００４、０．００５４：ｌ５：１９５、１０４、５１２０、１５０选取Ｌ：；（５６）正交表见表３－３。

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