南京万德斯环保戴昕：类Fenton氧化法用于填埋场垃圾渗滤液的深度处理

 

采用膜技术处理垃圾渗滤液时会产生大量难以处理的浓缩液。

Fenton等高级氧化技术可实现对渗滤液的全量化处理，但存在H ₂ O ₂ 利用率低、催化剂分离困难等问题。

类Fenton氧化技术可通过引入固相催化剂来克服传统Fenton技术的缺陷。

采用粒状的多相催化剂（负载Fe-Cu-Ti的黏土）作为类Fenton催化剂，以垃圾渗滤液的MBR出水为处理对象，研究该催化剂氧化降解垃圾渗滤液MBR出水的性能，考察初始pH、H ₂ O ₂ 投加量、催化剂投加量及反应时间对COD降解效果的影响，以及催化剂再生利用的可能性。

实验结果表明：在初始pH为3、H ₂ O ₂ 投加量为废水质量的2%、催化剂投加量为废水质量40% 的条件下反应2 h，对MBR出水的COD去除率可达68.5%。

多相催化剂经再生利用8次后对COD的去除率可达62.2%，催化剂质量损失率为0.0038%。

类Fenton反应可有效降低MBR出水中的有机物，后续可进一步耦合强化生化处理单元，以经济有效地达到《生活垃圾填埋场污染物排放标准》（GB 16889—2008）要求，实现垃圾渗滤液的全量化处理目标。

通过采用类Fenton反应装置对垃圾渗滤液进行处理，实现对MBR出水有机物的高效降解，与传统膜处理技术相比，该技术应用过程中无浓缩液产生，为实现垃圾渗滤液的全量化处理提供了可行性。

目前国内处理垃圾渗滤液的主流技术为生化+膜组合工艺。但该工艺中的膜易发生污染，维护及更换成本较高，同时产生的浓液处理十分困难。

传统Fenton反应可实现垃圾渗滤液的全量化处理，但该技术存在H ₂ O ₂ 利用率低、催化剂分离困难、铁泥量大、出水易返色等缺点。通过引入固相催化剂形成的类Fenton氧化技术可克服传统Fenton的缺点，处理成本大大降低，应用前景广阔。

笔者用自制的类Fenton反应装置对垃圾渗滤液的MBR 出水进行处理，研究其最佳运行条件，实现对MBR 出水有机物的高效降解，为垃圾渗滤液的全量化处理提供一种思路。

实验水样取自某垃圾填埋场的垃圾渗滤液MBR工艺出水，COD 为1 800 mg/L，氨氮为1 890 mg/L，pH为7。

多相催化剂为陶粒催化剂以黏土为载体并掺杂Fe、Cu、Ti后烧结制粒而成，外观为红褐色球状，粒径为5 mm，密度1.78 g/cm ³ 。

实验采用自制的类Fenton氧化装置，首先对垃圾渗滤液MBR 出水进行混凝预处理，通过物化方法去除颗粒性有机污染物，MBR出水的COD可由1 800 mg/L降至635 mg/L。

类Fenton催化氧化技术的主要影响因素有水体初始pH、H ₂ O ₂ 投加量、催化剂投加量、反应时间等。

（ 1）随着水体初始pH 的增加，COD 去除率逐渐降低。这是由于酸性条件有利于金属离子的溶出，其催化H ₂ O ₂ 产生更多·OH 自由基，使更多的有机物被氧化降解，实验确定适宜的初始pH为3。

（2）随着H ₂ O ₂ 投加量的增加，COD去除率逐渐提高。H ₂ O ₂ 投加量的增加可以促进体系中·OH的产生，提高氧化效率。综合考虑成本及处理效果，实验确定H ₂ O ₂ 适宜投加量为废水质量的2%。

（3）催化剂投加量的增加使得体系中的活性组分增加，可以促进H ₂ O ₂ 分解获得更多的·OH，提高氧化效率。但综合考虑成本及效率，选取催化剂投加量为废水质量的40%。

（4）随着反应时间的增加，去除率基本保持稳定，反应2 h 时COD 去除率即可达到较高水平，实验选择2 h为适宜的反应时间。

通过对类Fenton氧化处理前后的水样进行荧光分析，发现采用多相催化剂进行类Fenton 氧化处理垃圾渗滤液MBR出水，能够破坏有机物的共轭双键，降低芳香环数量，提高废水的可生化性，为后续耦合强化生化进一步降低有机物奠定基础。

同时，使用的固态非均相催化剂经8次再生后，在保证处理效率的基础上质量损失率仅为0.0038%，再生循环利用率高。相比传统Fenton 处理技术，该技术可大幅降低产泥量，减少二次污染，有利于实际工程应用中的运营维护。

第一作者 ：戴昕（1983— ），硕士，高级工程师，主要从事污水处理、固废资源化利用等方向。E-mail：nanbei-001@163.com。