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高级氧处理垃圾渗滤液研究现状与进展

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垃圾渗滤液是一种成分复杂且水质水量变化大的高浓度有机废水,一直以来都是工业废水处理领域的一个世界性难题。高级氧化技术(Advanced oxidation processed,AOPs)是近年来水处理领域兴起的一项新技术,其反应机理在于运用光、电、催化剂、氧化剂等途径,在反应中产生活性极强的自由基(如?OH,氧化还原电位E0=2.80V),将水体中大分子难降解有机污染物氧化降解成为低毒或无毒小分子中间产物,甚至直接降解为CO2和H2O,接近完全矿化。将AOPs应用于垃圾渗滤液处理中,可显著地提高垃圾渗滤液中难降解物质的可生化性。按照氧化反应过程中自由基的产生方式和反应条件的不同,AOPs可分为Fenton法、光化学催化氧化法、臭氧氧化法、超声氧化法、电化学氧化法等,其共同特点是氧化能力强、选择性小、反应速度快和反应彻底等优点,对垃圾渗滤液具有较好降解效果。
 
 
 
臭氧氧化法
 
臭氧氧化性极强,在自然界中其氧化还原电位高达2.08V仅次于氟(2.87V),能与许多有机物或官能团发生反应,在污水消毒、除色、除臭、去除有机物和COD方面效果很好。将臭氧用于处理有机废水中有机物,使用方便,反应速度快,无二次污染。其氧化降解有机物机理有两种:
 
(1)直接反应,臭氧直接同有机物反应;
 
(2)间接反应,臭氧分解产生?OH与有机物反应。
 
有关研究表明:臭氧预处理垃圾渗滤液,COD去除率最高可达73.2%,垃圾渗滤液可生化性从原来0.12提高到0.61。王开演等人对生化处理后垃圾渗滤液进行臭氧-BAF工艺深度处理,出水COD值低于国家排放标准值。
 
单独使用臭氧氧化法处理垃圾渗滤液存在O3利用率低、氧化能力不足、处理费用高及降解效果差等诸多问题。因此,为了提高O3利用效率、氧化速度和氧化能力,国内外学者广泛地探索了多项催化手段与臭氧氧化技术进行结合,促进O3分解产生具有更强氧化能力自由基(如?OH)从而形成臭氧联合高级氧化法,如O3/催化剂、O3/H2O2、O3/UV、O3/UV/H2O2等联合工艺技术。这些联合工艺不但有效地提高了氧化效率,而且垃圾渗滤液可生化性也得到很大提高。刘卫华等人研究表明,与单纯臭氧氧化相比,采用催化臭氧氧化可明显提高TOC和COD去除率。臭氧催化法与其他方法(混凝、生化法)联用工艺[20-21]处理垃圾渗滤液,出水COD值低于国家排放标准值。
 
臭氧催化法的优点是能够有效去除水中有机物,降低色度,提高渗滤液可生化性。但也存在一些问题:催化剂较贵且重复利用率低、臭氧产生效率低、处理费用高等。如何提高臭氧利用效率及产生效率,找出催化效果好、寿命长、重复利用率高的催化剂,研究高效低能耗的臭氧发生装置来降低成本是该技术应用于实际中的关键。