張暉¹，Huang C.P.²
　(1.武漢大學環境科學與工程系，湖北武漢430072；2.Department of Civil and Envi-ronmental Engineering,University of Delaware,Newark,DE 19716,USA)

　　摘　要：介紹了Fenton法處理垃圾滲濾液的中型試驗，其中Fenton氧化在連續攪拌反應器(CSTR)中進行。試驗表明，當雙氧水與亞鐵鹽的總投加比一定(H2O2/Fe2+＝3.0)時，COD的去除率隨雙氧水投加量的增加而增加，但與雙氧水在兩個氧化槽的投加比例無關。當雙氧水的總投加量為0.1 mol/L時，COD的去除率可達67.5%，這一結果同樣適用于其他垃圾填埋場的晚期滲濾液處理。
　　關鍵詞：垃圾滲濾液；Fenton試劑；氧化處理
　　中圖分類號：X705
　　文獻標識碼：A
　　文章編號：1000-4602(2001)03-0001-03

Treatment of Landfill Leachate by Fenton Process
ZHANG Hui¹，HUANG C.P.²
(1.Depart.of Environ.Sci.and Eng.,Wuhan Univ.,Wuhan 430072,China; 2.Depart.of Civil and Environ.Eng.,Univ.of Delaware,Newark,DE 19716,USA)

　　Abstract：Treatment of landfill leachate in pilot-scale by Fenton process was tested,in which oxidation process was carried out in continuous stirred tank reactor.The test results show that with a fixed molar ratio of hydrogen peroxide to ferrous ion of 3.0,COD removal efficiency increases with the increase of hydrogen peroxide dosage,but is independent of dosage ratio to two oxidation tanks.When total dosage of hydrogen peroxide is 0.1 mol/L,COD removal efficiency is 67.5%.The result may be used in treatment of later period leachate from other landfills.
　　Keywords:landfill leachate;Fenton reagent;oxidation

　　垃圾填埋場滲濾液是一種成分十分復雜的廢水，目前還沒有特別有效的治理方法。傳統的生化處理法雖然常常用來處理滲濾液，但由于滲濾液中含有多種有毒有害的難降解有機物，其處理效果遠不及對城市污水的處理。化學氧化法可以分解這些難降解的有機物，從而提高廢水的可生化降解性［1］，其中的高級氧化技術(advanced oxidation processes,AOPs)因其能夠產生極強氧化性的·OH自由基而被認為是處理滲濾液的一種替代方法。Fenton法作為其中的一種，由于它費用低廉、操作簡便而受到人們的重視。Fenton法的氧化機理可簡單表示為：
　　　　Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+OH-+^·OH 　　　　　　(1)
　　　　^·OH+RH(有機物)→P(降解產物)　　　　　(2)
　　根據小試的結果^［2］，設計了一個處理能力為1.136m³/h的中試裝置，并設在一個長×寬×高＝8.85 m×2.44 m×2.74 m的拖車內，用來處理美國特拉華固體廢棄物管理處(Delaware Solid Waste Authority)所屬的南、北部垃圾填埋場產生的滲濾液。滲濾液水質特性見表1。

　　1　試驗部分

　　中試流程如圖1所示。其中氣動泵所需氣壓由位于拖車下面的兩臺空壓機提供，一級氧化槽和中和槽內的pH值由pH控制儀控制，分別為3.5和8.0，調節pH值所需的酸堿分別為98%硫酸和25%氫氧化鈉溶液。小試的結果表明，當pH值在2～3.5之間時Fenton法的處理效果最佳，所以設計時一級和二級氧化槽內的pH值分別控制在3.0左右。試驗發現當一級氧化槽內的pH值穩定在3.5左右時，二級氧化槽內的pH值接近于3。因此為節省調節pH值所需堿的用量，實際操作時僅控制一級氧化槽內的pH值。另外，無論采用單級氧化或是二級氧化方式時，混合槽中只有滲濾液流過，并沒有將滲濾液和亞鐵鹽在槽內混合。

　　試驗時，滲濾液從拖車外的井(來自北部垃圾填埋場的滲濾液)或5 677.5 L的貯槽(來自南部垃圾填埋場的滲濾液)泵送到混合槽，然后依靠重力作用依次流經同樣大小的一級和二級氧化槽，而50%的雙氧水和亞鐵鹽溶液則由氣動泵分別連續投加到兩個氧化槽中(根據小試結果［2］，雙氧水和亞鐵鹽的摩爾配比為3.0時對COD去除效果最佳，故試驗中的雙氧水和亞鐵鹽的摩爾配比固定為3.0不變)，并和滲濾液在氧化槽中進行Fenton反應。被氧化的滲濾液泵送到中和槽調節pH值后，再依靠重力作用流入斜板澄清槽中(中和槽的位置高于澄清槽)。滲濾液在混合槽、一級氧化槽、二級氧化槽、中和槽和澄清槽的水力停留時間分別為10、60、60、10和60 min(氧化槽的停留時間是根據小試結果［2］確定的)。滲濾液的水樣分別從一級氧化槽和二級氧化槽中取出后，調節pH值至8.0，靜置30 min后分析澄清液的COD值。

　　2　試驗結果與分析

　　2.1雙氧水投加比的影響
　　為考察雙氧水在兩個氧化槽中的不同投加比例對COD去除率的影響，在雙氧水的總投加量固定為0.075 mol/L的情況下，改變雙氧水的投加比所得到的相應COD去除率見圖2。當雙氧水在一級氧化槽的投加量增加時，滲濾液經過該槽后的COD去除率會增高，但由于總的雙氧水投加量一定，滲濾液經過二級氧化槽后的總COD去除率相差不大。為簡便起見，雙氧水在兩個氧化槽中的投加比例固定為1∶1。

　　2.2雙氧水總投加量的影響
　　圖3表明，隨著雙氧水總投加量的增加，一級氧化槽和二級氧化槽的COD去除率均有不同程度的增加。當雙氧水總投加量增加到0.1 mol/L時，COD的去除率可達67.5%。

　　2.3不同晚期滲濾液的處理結果
　　當雙氧水的總投加量為0.1 mol/L時，COD去除率接近70%的這一結果是處理北部填埋場滲濾液得到的，為檢驗該條件是否適用于其他晚期滲濾液，對南部填埋場的滲濾液也進行了試驗。由圖4知，盡管一級氧化槽的去除效果隨著初始COD值的增加而略有降低，但經過二級氧化槽后，COD的去除率大致相同。

　　3　結論

　　Fenton法處理垃圾填埋場滲濾液的中試結果表明，當雙氧水與亞鐵鹽的總投加比一定時，COD的去除率隨雙氧水投加量的增大而增加，但與雙氧水在兩個氧化槽的投加比例無關。當雙氧水的總投加量為0.1 mol/L時，COD去除率可達67.5%，而且這一結果適用于其他填埋場的晚期滲濾液。

　　致謝：
　　試驗研究得到美國特拉華固體廢棄物管理處(Delaware Solid Waste Authority)資助，并感謝國家留學基金管理委員會的資助。

　　參考文獻：
　　［1］Scott J P,Ollis D F.Integration of chemical and biological oxidation processes for water treatment:review and recommendations［J］.Environ prog,1995,14,88-103.
　　［2］Choi H J.Evaluation of Fenton′s Process for the Treatment of Landfill Leachate［M］.Delaware:University of Delaware,1998.　　

　　作者簡介：張暉(1968-)，男，湖北武漢人，武漢大學環境科學與工程系副教授，博士后，研究方向為傳遞過程和化學氧化。
　　電　話：(027)87218074(O)87873253(H)
　　E-mail:eeng@whu.edu.cn
　　收稿日期：2000-11-13