專利名稱：一種去除垃圾滲濾液中高有機(jī)污染物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種垃圾滲濾液的處理方法，屬于環(huán)保節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)工農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展，廢水中有毒或難降解的有機(jī)物成分越來(lái)越多，對(duì)環(huán) 境構(gòu)成嚴(yán)重污染。據(jù)預(yù)測(cè)到2010年，我國(guó)城市生活垃圾將達(dá)到2. 64億噸，2030年為4. 09 億噸，產(chǎn)生的垃圾滲濾液采用的生化處理難以實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物的完全降解。我國(guó)生活垃圾 焚燒爐的二惡英排放檢測(cè)分析結(jié)果16 %的廠家達(dá)不到中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，幾乎70 %的廠家達(dá)不到 歐洲標(biāo)準(zhǔn)，表明垃圾焚燒爐不是理想的選擇。我國(guó)的垃圾成分與國(guó)外相比，廚余成分高，尤其是沿海城市，廚余成分(濕基)接 近60%，垃圾滲濾液含有機(jī)污染物很高。由于垃圾滲濾液是一種成分復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢 水，不同的填埋場(chǎng)、同一填埋場(chǎng)的不同時(shí)間段，滲濾液的水量水質(zhì)都有著不同的特點(diǎn)，處理 難度較大，是公認(rèn)的世界難題。生化處理技術(shù)應(yīng)用廣泛，適用于可降解的有機(jī)物，但生物法 處理垃圾滲濾液的效率隨填埋齡的增加會(huì)越來(lái)越低，需要用非生物的方法進(jìn)行強(qiáng)化處理， 高級(jí)氧化法就是其中之一。Fenton試劑是一種常用的高級(jí)氧化技術(shù)，具有操作過程簡(jiǎn)單、無(wú) 須復(fù)雜設(shè)備且對(duì)環(huán)境友好性等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍廣泛，具有很好的應(yīng)用前景。我國(guó)北京、長(zhǎng)春、 沈陽(yáng)、大連、武漢、西安和廣州等城市先后在垃圾滲濾液的深度處理方法中探索采用Fenton 法。但Fenton法存在藥劑消耗大，處理費(fèi)用高的問題，而且通常需要18°C以上才能奏效，消 耗能源。垃圾滲濾液由于成分復(fù)雜，氧化處理反應(yīng)不穩(wěn)定，難以做到達(dá)標(biāo)排放。本發(fā)明通過催化分解H2O2，產(chǎn)生羥基自由基(0H ·)，使垃圾滲濾液中許多有機(jī)物污 染物完全礦化或部分分解，藥劑用量少，且降解效果顯著。本發(fā)明可低溫操作，節(jié)省能源消
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種去除垃圾滲濾液中高有機(jī)污染物的方法。以標(biāo)準(zhǔn)Fenton試劑為 基礎(chǔ)，并添加促進(jìn)劑，通過改變反應(yīng)條件，改善反應(yīng)機(jī)制，處理垃圾滲濾液，反應(yīng)體系表現(xiàn)出 的很強(qiáng)的氧化性，緣于Fe2+的存在及促進(jìn)劑的催化作用，更有利于H2O2分解產(chǎn)生出0H·的 緣故。上述反應(yīng)通過氧化和吸附混凝共同作用對(duì)污染物進(jìn)行降解。氧化作用反應(yīng)機(jī)理如 下H202+Fe3+ — Fe3++H0>0H ·Fe3++H202 — Fe2++H++H02 ·反應(yīng)中產(chǎn)生的OH ·是一種氧化能力很強(qiáng)的自由基，反應(yīng)速度快、氧化效率高，可使 有機(jī)物的C-C鍵斷裂并最終氧化成為CO2和H2O。本發(fā)明使用Fenton試劑，并添加促進(jìn)劑，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，加速垃圾滲濾液氧化反 應(yīng)，進(jìn)一步提高對(duì)有機(jī)物的去除效果。反應(yīng)溫度12 35°C，pH值控制在3 5，H2O2和Fe2+的摩爾比為2. 8 4. 6 1，氧化反應(yīng)時(shí)間為1 4h，添加方式為分步添加，添加絮凝劑絮
凝沉淀。本發(fā)明所述促進(jìn)劑為銅鹽，銅粉，錳鹽，錳粉，鐵粉等，添加量0. 05-5毫克/L。本發(fā)明所述絮凝劑可選用聚合氯化鋁(PAC)，聚丙烯酰胺(PAM)，聚合氯化鋁鐵， 聚合硫酸鐵(PFS)等，投加量為0. 001g/L 0. 012g/L，最佳投加量為0. 005g/L。具體步驟首先用工業(yè)片堿10%水溶液和濃硫酸調(diào)節(jié)垃圾滲濾液pH值穩(wěn)定在 3 5之間。攪拌速度50-1000轉(zhuǎn)/分，先加入30%的H2O2和促進(jìn)劑，然后將FeSO4 · 7H20 配成10%水溶液，分2-3次添加，每次間隔15-40min，反應(yīng)一定時(shí)間后停止攪拌，將pH值調(diào) 至適當(dāng)?shù)闹?4. 5-8)，然后靜置一段時(shí)間，分析上部澄清液的COD值。本發(fā)明極大地促進(jìn)氧 化反應(yīng)，具有有機(jī)物去除率高、處理效果好、反應(yīng)速度快、藥劑用量少、適于溫度范圍寬等優(yōu) 點(diǎn)οCOD (化學(xué)需氧量)是水中有機(jī)物消耗氧的含量，是反應(yīng)廢水污染程度的重要指標(biāo) 之一。它是表示廢水中還原性物質(zhì)多少的一個(gè)指標(biāo)。水中的還原性物質(zhì)不止一種，但主要 的是有機(jī)物。因此，COD又往往作為衡量水中有機(jī)物質(zhì)含量多少的指標(biāo)。COD越大，說(shuō)明水 體受有機(jī)物的污染越嚴(yán)重。通過檢測(cè)處理后的垃圾滲濾液的C0D，就可以判斷高有機(jī)污染物 的去除程度。通過改變?cè)囼?yàn)條件，本發(fā)明最終實(shí)現(xiàn)以少量藥劑，在12-15°C發(fā)生氧化反應(yīng)，有效 去除垃圾滲濾液中有機(jī)物，與生物處理法等聯(lián)合使用，可以實(shí)現(xiàn)出水達(dá)標(biāo)排放。本發(fā)明主要作用1.促進(jìn)劑瞬間產(chǎn)生的Cu2+對(duì)Fenton試劑有很強(qiáng)的協(xié)同催化作用，減少Fenton試 劑投入量，從而降低了成本；2.可在低溫和常溫使用，節(jié)省了能源；3.與其他處理法相比，成本低。本發(fā)明對(duì)垃圾滲濾液預(yù)處理和深度處理以及應(yīng)于其他高有機(jī)污染物廢水具有深 遠(yuǎn)的意義。
具體實(shí)施例方式為了理解本發(fā)明，下面以實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但不限制本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例垃圾滲濾液初始COD = 1230-2000 (mg/L)取500毫升垃圾滲濾液處理，攪拌速度50-1000轉(zhuǎn)/分，用“WMX微波密封消解COD 快速測(cè)定儀”測(cè)垃圾滲濾液COD值，計(jì)算去除率。COD去除率的計(jì)算處理前和處理后的COD分別計(jì)為CODtl和COD1，按下式計(jì)算COD去除率COD 去除率=((COD0-COD1)/COD0) X 100%實(shí)施例1 首先用工業(yè)片堿10%水溶液和濃硫酸調(diào)節(jié)垃圾滲濾液pH值穩(wěn)定在3. 3左右。攪 拌速度100轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間Ih, 30 % H2O2水溶液3ml，錳粉0. 05mg/L, H2O2和Fe2+的摩爾 比為4. 6 1，溫度12 = 12. 5°C，F(xiàn)e2+分2批等分添力Π，相隔0. 5h，靜止3h。將pH值調(diào)至
44. 8，添加聚丙烯酰胺(PAM)O. 001g/L加快絮凝沉淀，然后靜置5-lOmin，分析上部澄清液的 COD 值。出水調(diào)COD = 220(mg/L)C0D去除率82%以上。對(duì)比普通Fenton法，提高效率 50%以上。實(shí)施例2:首先用工業(yè)片堿10%水溶液和濃硫酸調(diào)節(jié)垃圾滲濾液pH值穩(wěn)定在4. 2左右。攪 拌速度1000轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間Ih, 30% H2O2水溶液3. 5ml，銅粉5mg/L, H2O2和Fe2+的摩爾比 為2.8 1，溫度20-21°C，F(xiàn)e2+分3批等分添加，相隔40min，靜止2h。將pH值調(diào)至6，添加 聚合氯化鋁(PAC)O. 005g/L加快絮凝沉淀，然后靜置5-lOmin，分析上部澄清液的COD值。出水COD = 198 (mg/L) COD 去除率 83% 以上。實(shí)施例3 首先用工業(yè)片堿10%水溶液和濃硫酸調(diào)節(jié)垃圾滲濾液pH值穩(wěn)定在5左右。攪拌 速度50轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間Ih,30% H2O2水溶液3. 5ml，錳鹽0. lmg/L, H2O2和Fe2+的摩爾比 為4 1，溫度35°C，F(xiàn)e2+分2批等分添加，相隔20min，靜止2h。將pH值調(diào)至6，添加聚合 氯化鋁鐵(PAFC)高效無(wú)機(jī)陽(yáng)離子復(fù)合絮凝劑，0. 005g/L加快絮凝沉淀，然后靜置5-lOmin， 分析上部澄清液的COD值。出水COD = 150mg/L, COD 去除率 90% 以上。針對(duì)不同的廢水，在實(shí)際應(yīng)用中，調(diào)節(jié)藥劑比例等條件就可找到最佳配比和相應(yīng) 的其他條件。配合生物法等其它方法，可以低成本處理城市垃圾滲濾液。另外對(duì)處理城市 污水和工業(yè)廢水也有促進(jìn)作用。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明涉及一種去除垃圾滲濾液中高有機(jī)污染物的方法，其特征為使用Fenton試 劑，并添加促進(jìn)劑，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，加速氧化反應(yīng)，反應(yīng)溫度12 35°C，pH值控制在3 5， H2O2和Fe2+的摩爾比為2. 8 4. 6 1，氧化反應(yīng)時(shí)間為1 4h，添加方式為分步添加，氧 化反應(yīng)一定時(shí)間，將PH值調(diào)至4. 8 6，添加絮凝劑絮凝沉淀。
2.權(quán)利要求1所述的添加方式，其特征為先加入30%的H2O2和促進(jìn)劑，然后將 FeSO4 · 7H20分2-3次添加，每次間隔15_40min。
3.權(quán)利要求1所述的Fenton試劑，H2O2的添加量為垃圾滲濾液C0D&濃度的0.5-3倍。
4.權(quán)利要求1所述的促進(jìn)劑為銅鹽，銅粉，錳鹽，錳粉，鐵粉等，添加量0.05-5毫克/L。
5.權(quán)利要求1所述的絮凝劑可選用聚合氯化鋁(PAC)，聚丙烯酰胺(PAM)，聚合氯化鋁 鐵(PAFC)，聚合硫酸鐵(PFS)等，投加量為0. 001g/L 0. 012g/L,最佳投加量為0. 005g/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種垃圾滲濾液的處理方法，屬于環(huán)保節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。針對(duì)垃圾滲濾液中高有機(jī)污染物，使用Fenton試劑，利用化學(xué)氧化及絮凝的作用，處理垃圾滲濾液，H2O2和Fe2+的摩爾比為2.8～4.6∶1，同時(shí)采用分步添加Fenton試劑的方式，控制垃圾滲濾液pH值3～5，反應(yīng)溫度12～35℃，并添加促進(jìn)劑及絮凝劑，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，加速氧化和絮凝過程，COD去除率達(dá)到80％以上。具有高效、節(jié)能、減排，水質(zhì)適用范圍廣、對(duì)垃圾滲濾液中有機(jī)污染物降解徹底等特點(diǎn)。本發(fā)明采用化學(xué)氧化和絮凝沉淀組合的處理方式，可低溫有效處理垃圾滲濾液，節(jié)省能源消耗，降低化學(xué)氧化藥劑用量，減少環(huán)境污染。
文檔編號(hào)C02F1/72GK102001770SQ201010575569
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者李翔, 沈俊, 王旭東, 王永飛, 趙曉舒 申請(qǐng)人:大連化工研究設(shè)計(jì)院