不同組合工藝處理濃縮液效果對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究

喬如林，張慶芳，賈小寧，孔秀琴

（1.藍(lán)德環(huán)保科技有限公司，北京 100000；2.蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院，甘肅蘭州 730050）

不同組合工藝處理濃縮液效果對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究

喬如林1，張慶芳2，賈小寧2，孔秀琴2

（1.藍(lán)德環(huán)?？萍加邢薰?，北京 100000；2.蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院，甘肅蘭州 730050）

以COD去除率為考核指標(biāo)，研究了組合工藝絮凝沉淀-芬頓法、絮凝沉淀-活性炭-雙氧水法、芬頓氧化-生化法（第一次、第二次）、次氯酸法、高錳酸鉀法對(duì)濃縮液的處理效果，并研究了稀釋倍數(shù)對(duì)COD測(cè)定的影響。結(jié)果表明：絮凝沉淀-芬頓法工藝COD去除率為30.9%，絮凝沉淀-活性炭-雙氧水法工藝COD去除率為23.5%，芬頓氧化-生化法（第一次）工藝COD去除率為46.1%，芬頓氧化-生化法（第二次）工藝COD去除率為38.8%，次氯酸法工藝COD去除率為50.3%，高錳酸鉀法工藝COD去除率為2.5%；稀釋倍數(shù)對(duì)COD測(cè)定結(jié)果影響較大，最佳稀釋倍數(shù)為10倍以內(nèi)。

絮凝沉淀-芬頓法；絮凝沉淀-活性炭-雙氧水法；芬頓氧化-生化法；次氯酸法；高錳酸鉀法；濃縮液

在垃圾滲濾液處理工藝中，國(guó)內(nèi)外的主流工藝是生化處理+膜處理［1］。膜過(guò)濾系統(tǒng)一般以反滲透工藝為主要手段。若生化處理作為前處理，要保證出水達(dá)標(biāo)排放，則反滲透不可能采用過(guò)高的回收率，這就會(huì)產(chǎn)生大量的反滲透濃縮液（以下簡(jiǎn)稱濃縮液）［2］。

針對(duì)濃縮液產(chǎn)量大、COD值較高、色度高、可生化性差、含鹽量高等特點(diǎn)，作者在此以COD去除率為考核指標(biāo)，研究了不同組合工藝對(duì)濃縮液的處理效果。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料、試劑與儀器

濃縮液取自垃圾填埋場(chǎng)。

自制復(fù)合絮凝劑；PAC、Fe2SO4·7H2O、H2O2、HClO、K2MnO4均為分析純。

COD測(cè)定儀，WTW公司。

1.2 方法

1.2.1 絮凝沉淀-芬頓/絮凝沉淀-活性炭-雙氧水法

絮凝沉淀：取水樣500 mL于燒杯中，加入5.0 g復(fù)合絮凝劑粉末，攪拌15 s，沉淀15 min，取上清液；再向水樣中分別加入10 mL 5%PAC溶液；加入0.2%陰離子聚丙烯酰胺（分子量1 600萬(wàn)），加藥量為2 mL，沉淀30 min，取上清液測(cè)定COD。

芬頓氧化：取上述上清液200 mL，調(diào)節(jié)初始pH值為3.5，分別投加七水硫酸亞鐵和雙氧水1.5 g和2 mL，攪拌2 min，反應(yīng)1 h，調(diào)pH值為8.5～9.0左右，沉淀30 min。定性檢測(cè)上清液中殘余雙氧水至完全分解完，測(cè)定COD。

活性炭-雙氧水氧化：取絮凝沉淀后上清液100 mL，調(diào)節(jié)初始pH值為2.5，分別投加活性炭1.0 g、雙氧水0.4 mL，攪拌2 min，反應(yīng)3 h。定性檢測(cè)上清液中殘余雙氧水至完全分解完，測(cè)定COD。

1.2.2 芬頓氧化-生化法（第一次）

芬頓氧化：取上述上清液2 000 mL，調(diào)節(jié)初始pH為3.5，分別投加七水硫酸亞鐵和雙氧水20 g和30 mL，攪拌2 min，反應(yīng)1 h，調(diào)pH值為8.2左右，沉淀30 min。定性檢測(cè)上清液中殘余雙氧水至完全分解完，測(cè)定COD。

生化法：分別取一級(jí)好氧池污水500 mL、1 000 mL，用濾紙過(guò)濾后取活性污泥，分別倒入500 mL上述上清液，污泥濃度為4.5 g·L－1和9.0 g·L－1。然后進(jìn)行曝氣，適當(dāng)控制氣量，使氣量能完全攪動(dòng)活性污泥，在不同的反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行取樣、沉淀、過(guò)濾，測(cè)定上清液COD和pH值。

1.2.3 芬頓氧化-生化法（第二次）

取污泥濃度4.5 g·L－1，操作方法同1.2.2。

1.2.4 次氯酸法

取100 mL濃縮液，分別加入次氯酸0.0 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、5.0 mL，攪拌、反應(yīng)1 h后，測(cè)定COD。

1.2.5 高錳酸鉀法

取500 mL濃縮液調(diào)pH值為3.0，各取100 mL分別加入0.1%的高錳酸鉀溶液0.0 mL、0.1 mL、0.25 mL、0.5 mL、1.0 mL，反應(yīng)1.5 h后，測(cè)定COD。

1.2.6 稀釋倍數(shù)對(duì)COD測(cè)定的影響

對(duì)同一批濃縮液水樣，分別取10 mL、5 mL、2.5 mL、2.5 mL、2 mL、1 mL、0.5 mL，分別稀釋5、10、20、40、50、100、200倍，測(cè)定COD。

2 結(jié)果與討論

2.1 絮凝沉淀-芬頓/絮凝沉淀-活性炭-雙氧水法對(duì)COD的去除效果

濃縮液COD為856.0 mg·L－1，采用絮凝沉淀-芬頓/絮凝沉淀-活性炭-雙氧水法工藝處理，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同組合工藝對(duì)COD的去除效果Tab.1 The COD rem oval efficiency by different combined processes

從表1可知，采用絮凝沉淀-化學(xué)氧化組合工藝的處理效果不理想，包括絮凝沉淀-芬頓、絮凝沉淀-活性炭-雙氧水，組合去除效果和單獨(dú)絮凝沉淀效果差不多，說(shuō)明化學(xué)氧化部分起到很小的作用。

2.2 芬頓氧化-生化法對(duì)COD的去除效果

濃縮液COD為700.5 mg·L－1，芬頓氧化-生化法（第一次）對(duì)COD的去除效果見(jiàn)表2。

濃縮液COD為1 070.0 mg·L－1，芬頓氧化-生化法（第二次）對(duì)COD的去除效果見(jiàn)表3。

由表2、表3可知，采用化學(xué)氧化-生化組合方式處理效果較好。芬頓氧化法（第一次）對(duì)COD去除率為31.7%；芬頓氧化-生化法（第一次）10 min內(nèi)對(duì)COD去除率為46.1%。芬頓氧化法（第二次）對(duì)COD去除率為24.7%；芬頓氧化-生化法（第二次）4 h內(nèi)微生物對(duì)COD去除率為24.7%?；钚晕勰鄬?duì)COD的最大去除率發(fā)生30 min以內(nèi)，說(shuō)明微生物對(duì)有機(jī)物的去除以生物吸附為主，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，活性污泥的顏色逐漸變淺，污泥絮體松散，COD值逐漸升高，可能是由于微生物死亡，或者吸附的有機(jī)物進(jìn)行了解吸。

表2 芬頓氧化-生化法（第一次）對(duì)COD的去除效果Tab.2 The COD removal efficiency by Fenton-biochem icalmethod（first）

表3 芬頓氧化-生化法（第二次）對(duì)COD的去除效果Tab.3 The COD removal efficiency by Fenton-biochem icalmethod（second）

2.3 次氯酸法對(duì)COD的去除效果

濃縮液COD為1 007.0 mg·L－1，不同次氯酸投加量對(duì)COD的去除效果見(jiàn)表4。

表4 不同次氯酸投加量對(duì)COD的去除效果Tab.4 The COD rem oval efficiency of hypochlorous acid w ith various addition amounts

從表4可以看出，在次氯酸投加量為3.0 mL時(shí)，COD為500.36 mg·L－1，COD去除率最高為50.3%。

2.4 高錳酸鉀法對(duì)COD的去除效果

濃縮液COD為981.8 mg·L－1，不同高錳酸鉀投加量對(duì)COD的去除效果見(jiàn)表5。

表5 不同高錳酸鉀投加量對(duì)COD的去除效果Tab.5 The COD removal efficiency of potassium permanganate w ith various addition amounts

從表5可看出，高錳酸鉀對(duì)COD的去除率很低，沒(méi)有明顯效果。

2.5 COD測(cè)定誤差及干擾實(shí)驗(yàn)研究

取5 mL濃縮液水樣稀釋10倍，然后再連續(xù)稀釋4次，每次稀釋2倍，測(cè)定COD。同一水樣連續(xù)稀釋，不同稀釋倍數(shù)對(duì)COD測(cè)定的影響見(jiàn)表6、表7。

由表6、表7可知，不同稀釋倍數(shù)對(duì)COD測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生的誤差較大，當(dāng)稀釋5倍時(shí)，出現(xiàn)了明顯的渾濁現(xiàn)象，無(wú)法測(cè)定，說(shuō)明是由于干擾造成的，且干擾物質(zhì)含量很高；當(dāng)稀釋10倍時(shí)，測(cè)定結(jié)果相對(duì)較低，相對(duì)準(zhǔn)確；當(dāng)稀釋200倍時(shí)，測(cè)定結(jié)果基本上是稀釋10倍時(shí)測(cè)定值的2倍，誤差太大。所以，最佳稀釋倍數(shù)在10倍以內(nèi)。

表6 稀釋次數(shù)對(duì)COD的測(cè)定結(jié)果的影響/（mg·L－1）Tab.6 Effect of dilution times on the determ ination of COD/（mg·L－1）

表7 不同稀釋倍數(shù)對(duì)COD的測(cè)定結(jié)果的影響/（mg·L－1）Tab.7 Effect of different dilution folds on the determ ination of COD/（mg·L－1）

3 結(jié)論

絮凝沉淀-芬頓法工藝COD去除率為30.9%，絮凝沉淀-活性炭-雙氧水法工藝COD去除率為23.5%，芬頓氧化-生化法（第一次）工藝COD去除率為46.1%，芬頓氧化-生化法（第二次）工藝COD去除率為38.8%，次氯酸法工藝COD去除率為50.3%，高錳酸鉀法工藝COD去除率為2.5%；稀釋倍數(shù)對(duì)COD測(cè)定結(jié)果影響較大，最佳稀釋倍數(shù)為10倍以內(nèi)。

［1］魏云梅，趙由才.垃圾滲濾液處理技術(shù)研究進(jìn)展［J］.有色冶金設(shè)計(jì)與研究，2007，28（3）：176-186.

［2］代晉國(guó)，宋乾武，張玥，等.新標(biāo)準(zhǔn)下我國(guó)垃圾滲濾液處理技術(shù)的發(fā)展方向［J］.環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào)，2011，1（3）：270-274.

Study on Treatment of Concentrated Leachate by Different Combined Processes

QIAO Ru-lin1，ZHANG Qing-fang2，JIA Xiao-ning2，KONG Xiu-qin2
（1.Environmental Protection Company of Lande，Beijing 100000，China；2.College of Petrochemical Techology，Lanzhou University of Technology，Lanzhou 730050，China）

Using COD removal rate as index，the treatment of concentrated leachate rejected from reverse osmosis （RO）with different combined processes such as flocculating settling-Fenton method，flocculating settling-activated carbon-hydrogen peroxidemethod，F(xiàn)enton-biochemicalmethod（first and second），hypochlorous acid method and potassium permanganatemethod were investigated.The determinate error of COD caused by dilution folds was studied.The results showed that the average removal rates of COD for themethods above were 30.9%，23.5%，46.1%，38.8%，50.3%，2.5%，respectively.Dilution folds had great influence on the determination of COD.The optimum dilution folds was less than 10.

flocculating settling-Fenton method；flocculating settling-activated carbon-hydrogen peroxide method； Fenton-biochemicalmethod；hypochlorous acid method；potassium permanganatemethod；concentrated leachate

X 703.1

A

1672-5425（2015）07-0052-03

10.3969/j.issn.1672－5425.2015.07.014

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51268034），甘肅省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（144FKCA085），甘肅省自然科學(xué)基金B(yǎng)類資助項(xiàng)目（02-0097）

2015-03-17

喬如林（1979－），男，甘肅慶陽(yáng)人，碩士研究生，研究方向：垃圾滲濾液處理、餐廚垃圾處理；通訊作者：張慶芳，副教授，E-mail：zhangqingfang_19@163.com。