杨彬烈
广州碧疆环境科技有限公司 广东 广州 510000
摘要:垃圾渗滤液成分复杂，有机污染物浓度极高，一般的生物处理出水很难达标排放。为处理通过NF处理后的垃圾渗滤液浓水，采用铁碳微电解-Fenton氧化处理工艺。本研究表明：PH=2，H2O2的量Q=140mL/h，进水流量为40L/h，持续曝气，COD去除率为55%左右，效果十分显著。
关键词：垃圾渗滤液浓水，铁碳微电解，Fenton氧化法，COD
该工艺主要降低浓水COD，微电解工艺主要是基于电化学中的原电池反应，应用金属腐蚀原理所组成的微电池对废水进行处理，电极反应生成的新生态【Fe2+】与投加的H202又组成Fenton试剂。Fenton试剂由于产生羟基自由基，具有很强的氧化能力，能有效地降低浓水的COD，可提高了废水的可生化性。
一、实验
图1显示实验装置及流程，混合池的尺寸为d×H=1000×1200mm，有效容积：0.5m3；调节池：B×L×H=400×400×500mm；铁炭管的尺寸为：d×H=200×2000mm；沉淀池：d×H=750×105mm。
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二、结果与讨论
1、pH值
据实验可知：pH值对铁碳处理有很大影响，进水的pH值越低，CODCr去除率越高，进水pH值一般为2到3之间。原因低pH能提高氧的电极电位，加大微电解的电位差，促进电极反应。但pH过低会导致铁的消耗量大，产生的铁泥也多，增加了处理费用。
从金属腐蚀学[2]角度分析，铁在所有的pH值范围内，只要在适宜的情况下，都有腐蚀的可能性，但腐蚀速度的大小有所不同。铁在pH值为2-4时腐蚀速度最大，pH值为5-9时有一段比较稳定的腐蚀速度，但是对有机物的降解性较差。通过实验可知：pH=2时，COD的去除率最高，pH=3.5-4时，COD的去除率明显下降。因此，在实验中，PH控制在2-2.5左右，但是由于腐蚀速度较快，从经济角度看，铁的消耗量较大。
2、进水的量
在其他运行参数不变的条件下，控制铁碳管的进水量，铁碳管的进水量其实就是浓水在铁碳管中的停留时间。停留时间也是工艺设计的一个主要影响因素。停留时间的长短决定了氧化还原等作用时间的长短。停留时间越长，氧化还原等作用就进行得越彻底．若停留时间过长，会使铁的消耗量增加，从而使溶出的Fe2+大量增加，并氧化成为Fe3+，造成色度的增加及后续处理的种种问题。所以停留时间并非越长越好[3]。停留时间还取决于进水的初始pH值，进水的初始pH值低时，则停留时间可以相对短一点；相反，停留时间也应相对长一点。停留时间还反映了铁屑的用量，停留时间长则单位废水的铁屑用量大。
从图2可知：当进水量Q=40时，COD的去除率效果最好，且进水量越大，COD去除率效果越差。
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3、曝气量
由表1可知：通过对铁碳管进行曝气，有利于降解垃圾渗滤液中的COD，并且以连续曝气降解COD效果最明显。可能的原因是：
(1)对铁屑进行曝气利于氧化某些物质，也增加了对铁屑的搅动。
(2)减少了结块的可能性，且进行摩擦后．利于去除铁屑表面沉积的钝化膜，使出水的絮凝效果更好．但曝气量过大也影响水与铁屑的接触时间，使去除率降低。
在中性条件下，通过曝气，一方面提供更充足的氧气，促进阳极反应的进行；也起到搅拌、振荡的作用，减弱浓差极化，加速电极反应的进行，并向体系加入催化剂改进阴极的电极性能，提高其电化学活性来促进电极反应，且已经得到的效果很显著。
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4、H2O2的量
由图3可见：随H2O2加入量的增加，COD去除率先急剧增大后减小；当H2O2加入量为140mL/h时，COD去除率达51%，当H2O2加入量大于140mL/h时，COD去除率却迅速减小。可能原因有以下：
(1)在H2O2浓度较低时，随H2O2加入量的增加，产生的·OH量也增加，有更多的有效成分来氧化有机物；当H2O2浓度过大时，Fe2+被氧化为Fe3+，对有机物的氧化能力下降。
(2)当Ｈ2Ｏ2过量时，有Ｈ2Ｏ2＋2·ＯＨ→2Ｈ2Ｏ＋Ｏ2，消化了部分·ＯＨ，而在铁碳微电解-Fenton中，主要是通过Fenton反应中产生的·ＯＨ处理浓水中COD。
(3)过量的Ｈ2Ｏ2会影响化验，Cr2O72-+3H2O2+8H+=2Cr3+7H2O+3O2.。使得K2Cr2O7消耗的量增大，也就使得计算COD量过程中偏大。
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三、结论
铁碳微电解-Fenton处理垃圾渗滤液，主要目的是降解垃圾渗滤液中的有机物COD，当前在难降解的有机废水中应用广泛。据研究可知：在pH=2，H2O2的量Q=140mL/h，进水流量为40L/h，持续曝气的过程中，是本装置的最佳运行参数，是COD去除率最高的阶段。
参考文献
[1]孙华，洪英等.内电解法处理染料生产废水实验研究[J]，用水与废水，2001，32（3）：22~24；
[2]徐根良．微电解处理分散染料废水的研究[J]．水处理技术，1999，25(4)235—238；
[3]李峰，微电解-Fenton试剂处理垃圾渗滤液研究，2007，06：06.