【摘 要】
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垃圾焚烧厂渗沥液是一种有机成分复杂、浓度高的难处理废水。目前对于垃圾焚烧厂渗沥液的处理主要采用“预处理+生化处理+深度处理”组合工艺。其中,针对于深度处理的主流工艺是膜工艺。但是膜工艺普遍存在处理成本高、易造成二次污染等问题。因此,被国内外学者广泛研究的过硫酸盐高级氧化技术被逐渐应用到渗沥液的处理上,而选取一种合适的过硫酸盐活化方式就成为了能否将过硫酸盐高级氧化技术工程应用的关键。本课题在传统的电
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垃圾焚烧厂渗沥液是一种有机成分复杂、浓度高的难处理废水。目前对于垃圾焚烧厂渗沥液的处理主要采用“预处理+生化处理+深度处理”组合工艺。其中,针对于深度处理的主流工艺是膜工艺。但是膜工艺普遍存在处理成本高、易造成二次污染等问题。因此,被国内外学者广泛研究的过硫酸盐高级氧化技术被逐渐应用到渗沥液的处理上,而选取一种合适的过硫酸盐活化方式就成为了能否将过硫酸盐高级氧化技术工程应用的关键。本课题在传统的电絮凝、电氧化技术的基础上进行延伸,构建电活化过硫酸盐体系,探究其对垃圾焚烧厂渗沥液的处理效能。本文首先以铁为阳极,石墨为阴极构建以电絮凝为主的电化学体系,进而投加PDS构建Fe-EC/PDS体系。探究了反应时间、PDS投加量、电流密度、极板间距和初始p H值等因素对CODcr去除率的影响,并结合正交实验,确定最优反应条件为渗沥液CODcr初始600±100mg/L,初始p H值为7,PDS投加量为33.6mmol/L,电流密度为13.07m A/cm~2,极板间距为3cm,反应时间为60min。在此条件下,CODcr去除率可达到50.26%,色度去除率可达到67.81%。为进一步优化反应效果,降低极板损耗。选择钌铱钛电极代替铁电极作为阳极,石墨作为阴极构建以EO为主的电化学体系,进而投加PDS、Fe2+构建EO/Fe2+/PDS体系。探究了反应时间、PDS投加量、电流密度、Fe2+投加量和初始p H值等因素对CODcr去除率的影响,并结合正交实验,确定最优反应条件为渗沥液CODcr初始600±100mg/L,初始p H值为7,PDS投加量为50.4mmol/L,Fe2+投加量设置为33.6mmol/L,电流密度为26.14m A/cm~2,极板间距为3cm,反应时间为120min。此时,CODcr去除率可达48.74%,色度去除率可达72.19%。相较于Fe-EC/PDS体系,在最优条件下,处理效果持平。EO/Fe2+/PDS体系虽然能降低极板损耗,但药剂投加量较大,成本要更高。考虑到上述两体系对于垃圾焚烧厂渗沥液的去除效果均有待提高。在这一部分研究内容中,将课题组此前研究的对于垃圾焚烧厂渗沥液处理效果优异的M-UV/PDS体系分别与上述两体系组合,分别构建M-UV/Fe-EC/PDS体系和M-UV/EO/Fe2+/PDS体系。综合M-UV/PDS、Fe-EC/PDS、EO/Fe2+/PDS体系的最优条件,确定最终反应条件为:渗沥液CODcr初始浓度1400±100mg/L,初始p H值为7,PDS投加量为84.03mmol/L,中压紫外体系处理80min。Fe-EC/PDS体系电流密度为13.07m A/cm~2,极板间距3cm,处理60min、EO/Fe2+/PDS体系Fe2+投加量设置为33.6mmol/L,极板间距设置为3cm,电流密度设置为26.14m A/cm~2,处理120min。反应结果,M-UV/Fe-EC/PDS体系最终CODcr去除率为85.89%,色度去除率89.41%;M-UV/EO/Fe2+/PDS体系最终CODcr去除率为93.68%,色度去除率92.69%。从对Fe-EC/PDS、EO/Fe2+/PDS、M-UV/Fe-EC/PDS以及M-UV/EO/Fe2+/PDS四个体系进行水质分析的结果来看,渗沥液中物质组分较为复杂,处理难度大,四种体系均能对渗沥液中以腐殖酸、富里酸等为主的难降解有机物以及小分子的挥发性半挥发性有机物进行有效降解,且M-UV/Fe-EC/PDS、M-UV/EO/Fe2+/PDS两个体系处理效果显著优于Fe-EC/PDS、EO/Fe2+/PDS体系。并且从分别对Fe-EC/PDS、EO/Fe2+/PDS体系进行的自由基猝灭实验结果可以看出反应过程中存在·OH和SO4·-的协同作用。实验结果表明,电活化过硫酸盐体系可以显著降解垃圾焚烧厂渗沥液中难降解有机物。当与中压紫外组合作用时,能够进一步提升渗沥液的处理效能,进一步降低能耗,节约成本,具有实际应用的潜力。
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