摘要:采用生物—臭氧氧化技术对垃圾渗滤液进行了研究.结果表明:生物处理可以去除垃圾渗滤液的CODCr;随着氧化时间的延长,去除率随之增大;在碱性条件下进行臭氧氧化,pH值越高,CODCr去除效率越高.采用BOD5/CODCr来表征垃圾渗滤液的生物降解性,研究了臭氧氧化前后垃圾渗滤液生物处理出水的生物降解性变化规律,表明臭氧氧化可以提高垃圾渗滤液生物处理出水的生物降解性,但提高的幅度不大.采用色谱-质谱法对臭氧氧化前后垃圾渗滤液成分进行分析,结果表明:臭氧氧化前后废水中的主要成分没有发生变化,这些物质多为长链烷烃;臭氧氧化使废水中的部分物质发生了结构上的变化,这些物质多为可降解物质.
关键词:垃圾渗滤液,生物降解性,臭氧氧化
垃圾渗滤液是一种污染性极强的高浓度有机废水,其中有机污染物高达77种,其中促癌物、辅致癌物5种,被列入我国环境优先控制污染物“黑名单[”1,2].垃圾渗滤液对周边环境、填埋场土层及地下水都会造成极大的污染[3],采取相应的对策控制其危害极有必要.
由于生物降解法的废水处理量大,运行费用低,在垃圾渗滤液处理中得到了广泛的应用[4 6].本文采用活性污泥法对稀释后的垃圾渗滤液进行处理,利用臭氧对出水进行氧化的同时,研究垃圾渗滤液生物—臭氧氧化处理出水的生物降解性,并采用色谱-质谱法(GC-M C)对出水的成分进行分析.
1实验部分
垃圾渗滤液取自国内某垃圾卫生填埋场,外观为黑色不透明液体,有恶臭,CODCr值为2.91×104m g/L.活性污泥为实验室已有污泥,为适应垃圾渗滤液的处理,进行了进一步驯化,驯化方法采用文献[7]提供的方法,驯化时间为10 d.臭氧发生器为天津兴路水科技公司生产的XL-402型,臭氧产量为5 g/h.垃圾渗滤液生物处理出水在具砂芯玻璃层析柱中进行臭氧氧化,分别测定氧化出水的CODCr和BOD5值,然后采用GC-M C技术对臭氧氧化前后的样品进行初步检测.
2 实验结果与讨论
2.1 垃圾渗滤液的生物处理
垃圾渗滤液进行稀释后, 采用驯化后的污泥进行曝气处理, 经过24 h, 垃圾渗滤液的CODCr从约2 700 mgöL 降低到约870 mgöL , 去除率在65% 以上。颜色已经由灰黑色的黏稠液体变为棕黄色液体,恶臭味也有所降低。 说明活性污泥的好氧生物处理对垃圾渗滤液已经有很好的处理效果。 但仍然没有达到垃圾渗滤液排放的标准, 需要进一步处理。
2.2 垃圾渗滤液生物处理出水臭氧氧化的影响因素
2.2.1 臭氧氧化时间对废水CODCr的影响在氧气的流量为014 L öm in 的条件下, 对100mL 废水进行臭氧氧化, 实验结果见图1。
从图1 可以看出, 废水中的CODCr值随着臭氧氧化时间的增加而减小; 在臭氧氧化的初始阶段, 废水中的CODCr值随着臭氧氧化时间的增加而显著减小, 随着氧化时间的继续增加, CODCr值的降低速度减小。这说明, 臭氧氧化可以使垃圾渗滤液中的有机物氧化, 但是存在一个最佳的氧化时间, 使得臭氧氧化的效率最高。
21212 pH 值对臭氧氧化的影响
臭氧在碱性条件下可以生成OH 自由基, 从而加快对有机物的氧化, 选取不同的pH 值, 对垃圾渗滤液进行臭氧氧化研究, 实验结果见图2L
从图2 可以看出, 随着垃圾渗滤液生物处理出水pH 值的提高, 臭氧氧化去除CODCr的效率增加。
这说明, 提高废水的pH 值有利于臭氧氧化去除其中的有机污染物, 但pH 值为10 时的去除率和pH值为716 时的去除率的差值在15% 以内, 且在臭氧氧化的初始阶段差别较小, 前已述及, 臭氧氧化在初始阶段的氧化效率比较高L 因此, 在进行废水处理时, 为了节省运行费用, 可以不进行pH 值的调节。
2.2.3 臭氧氧化对废水生物降解性的影响
如果单纯使用臭氧氧化将垃圾渗滤液处理到可以达标排放的程度, 臭氧的消耗量非常大, 在经济上不合理L如果通过臭氧氧化将难降解成分去除, 从而提高废水的生物降解性, 再利用生物处理技术对废水进行处理, 有望减少废水的处理费用L 以BOD5ö CODCr表征废水的生物降解性,对废水臭氧氧化后的生物降解性进行测定, 实验结果见图3
从图3 可以看出, 随着臭氧氧化时间的增加, 废水的BOD5ö COD 值先缓慢增加,到达一个极值后有下降趋势L 但废水的BOD5ö COD 值变化幅度不大,始终保持在约0128, 属于可降解的废水, 可以采用生物处理法对此种废水进行处理。
2.2.4 臭氧氧化前后废水的成分分析采用GC2MC 技术对臭氧氧化前后废水的有机成分进行了分析。
结果表明: 保留时间为25～ 37m in 时, 有机物的峰面积较其他时段更大, 说明这些物质在水中的含量比较大, 因此研究臭氧出水的生物降解性应以这些有机物为主; 氧化前后, 主要峰的相对高度基本没有变化, 表明臭氧氧化前后废水中主要成分的相对含量没有发生太大变化, 这也是在臭氧氧化后生物降解性提高幅度不大的根本原因。
通过质谱分析得出, 在不同的液体保留时间下,臭氧氧化前后垃圾渗滤液中没有发生改变的主要有机物成分如表1。
从表1 可以看出, 这些有机物主要以长链烷烃为主, 这些有机物随碳原子增加其生物降解性是减低的, 所以臭氧氧化前后废水的生物降解性仅在0128 左右。
从质谱得出的垃圾渗滤液中最有可能发生改变的有机物成分如表2L这些物质虽然多数较易降解, 但由于这些有机物的含量较其它有机物低, 所以它们对所测垃圾渗滤液的生物降解性没有太大影响。。
3 结 论
本研究可以得到以下结论:
1) 采用生物处理技术可以去除垃圾渗滤液中65% 以上的CODCr;
2) 臭氧氧化可以有效降低垃圾渗滤液生物处理出水的CODCr值, 而且存在最佳氧化时间;
3) 在臭氧氧化过程中, 垃圾渗滤液生物处理出水的pH 值越大, CODCr的去除率越高, 但考虑到处理过程的经济性, 在实际的废水处理过程中, 不建议对废水进行调节pH 值的操作;
4) 垃圾渗滤液生物处理出水臭氧氧化后, 其生物降解性随氧化时间的增加存在极值, 但
BOD5ö CODCr在0128 上下波动,为可降解废水;
5) 臭氧氧化对垃圾渗滤液生物处理出水的多数成分的相对含量没有影响, 仅有含量较少的成分的相对含量发生了变化;
6) 可以采用生物- 臭氧- 生物的联合技术处理垃圾渗滤液。（北京工商大学化学与环境工程学院）
