强化混凝和臭氧高级氧化处理垃圾渗滤液生化尾水试验研究

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垃圾渗滤液是一类高污染、难处理的废水。随着排放标准的提高,当前常规生化处理方法很难使其达标排放,需要对生化处理出水进行进一步深度处理。本文研究了强化混凝-臭氧高级氧化组合工艺对垃圾渗滤液生化处理尾水的处理效果,研究结果表明:混凝试验中,通过分别对PAC、PAFC和FeCl3作为混凝剂开展正交试验,发现FeCl3对垃圾渗滤液中TOC的去除效果明显好于PAC和PAFC。选择FeCl3作为后续试验的混凝剂。根据正交试验结果,依次对FeCl3投加量、初始pH、PAM投加量和搅拌方式进行单因素试验,以TOC去除率为评价标准,得出最佳混凝条件为:FeCl3投加量为1400mg/L,初始pH为6,PAM投加量为8mg/L,搅拌方式为300r/min搅拌1min+80r/min搅拌10min。此时,TOC去除率为67.7%,UV254去除率为79.5%,出水中TOC=92.1mg/L,CODCr=314.3mg/L,BOD5=5.5mg/L,UV254=2.24,色度为16倍。根据本试验结果估算的强化混凝药剂成本约为2.98元/吨(废水)。针对强化混凝出水CODcr浓度仍然超标、可生化性极差等问题,分别开展O3、H2O2/O3和UV/03这三种不同的臭氧高级氧化工艺试验。在臭氧投加速率8.3mg/(min·L)时,三种工艺的最佳反应初始pH均为9,表明酸性条件不利于臭氧高级氧化工艺的进行。H202/03工艺最佳H2O2/O3投加摩尔比为0.7。H202/03工艺和UV/03工艺对于强化混凝处理出水的处理效果要明显好于O3工艺。在足够长的反应时间内,三种工艺均能实现较高的有机物去除效果,反应进行到120min时,03工艺、H202/03工艺、UV/03工艺最佳工况条件下对于废水中TOC的去除率分别为73.6%,83.0%,79.6%,对三种工艺各自的最佳工况进行反应动力学研究,可以看出,三种工艺对废水中TOC的去除速率均符合拟一级反应,动力学常数分别为03工艺:0.0118min-1; H2O2/O3工艺:0.0220min-1; UV/O3工艺:0.0149min-1。根据反应动力学常数可知H202/03工艺和UV/03工艺的反应速率明显快于03工艺。根据本试验结果对臭氧高级氧化处理的成本进行估算,在使出水TOC同样降低到30mg/L的条件下,O3工艺、H2O2/O3工艺和UV/O3工艺成本分别为14.4元/吨、8.8元/吨和16.1元/吨。臭氧高级氧化技术可以有效提高废水B/C比,本文试验中,O3工艺、H2O2/O3工艺和UV/O3工艺均能使B/C从接近于0提高到0.3左右。采用GC-MS对垃圾渗滤液生化尾水与强化混凝—臭氧高级氧化出水中有机物变化进行分析,结果表明经过强化混凝—臭氧高级氧化处理之后水中不饱和有机成分大部分被去除,水中残留有机物主要为烷烃、芳香族化合物以及一些酯类和醇类等。
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