臭氧对渗滤液尾水的处理研究

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　　中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
　　
　　 目前，国内大多数垃圾填埋场、焚烧厂都自带有渗滤液处理工艺，从处理费用以及可靠性方面来说，目前对渗滤液原液最常用的处理法还是生物法，且多采用厌－缺－好氧工艺相组合，经过生物法的处理能够去除渗滤液原液中90％以上CODcr、BOD5、NH3-N。但是原液中的有机物和氨氮浓度过高，处理后的渗滤液尾水CODcr、氨氮、色度也通常满足不了排放标准，所以为了实现达标排放，对渗滤液生化尾水的处理也显得十分关键。
　　 臭氧分子式为O3，目前已广泛用于水处理领域。臭氧由臭氧发生器制取，可通过高压放电、电晕放电、电化学、光化学、原子辐射等方法制得，。臭氧有突出的脱色能力，水中的色度来源于腐殖酸的分解物，通常分解物中存在的不饱和部分是这些物质显色的原因，称之为发色团。臭氧可以使C=C双键断裂，生成酮类、醛类或羧酸类物质，一旦这种共轭部分通过氧化被破坏，颜色就随之而去。
　　1臭氧的物化性质与反应特性
　　 臭氧是氧的同素异形体，分子式为O3，常态呈气态，淡蓝色，有刺激性气味，臭氧的主要性质如下：
　　溶解度 臭氧在水中的溶解度比纯氧高10倍，比空气高25倍，随着温度的增加，臭氧在水中的溶解度下降。臭氧在不同温度下的溶解度见表1。
　　 表1臭氧在水中的溶解度与温度的关系
　　
　　
　　
　　 稳定性 臭氧极不稳定，容易分解成氧气并放出热量。臭氧在水中的分解速度与臭氧浓度、水温和pH值有关。水处理过程中要求臭氧分解得慢一些，在PH条件下臭氧的去除率更好。
　　氧化性 臭氧是自然界最强的氧化剂之一，仅次于那个氟。
　　 臭氧是一种不稳定的氧化剂，一般需要现场制造，就地应用。臭氧的氧化还原电位为：
　　 O2+H2O→O3+H++2e(酸性条件下) E0=2.07V
　　 O2+2OH-→O3+H2O+2e（碱性条件下） E0=1.24V
　　 臭氧能迅速而广泛地氧化某些元素和有机化合物，即使在低浓度条件下，也能瞬间完成。它对烯烃类化合物的氧化能力最强，其次是胺类和一些碳氮双键。臭氧对醇、醛及碳氢化合物的单键氧化能力较弱。
　　2臭氧投加量对有机物去除效果的影响
　　 实验的臭氧发生器是青岛国林实业有限责任公司制造的CF-G-3-010g系列设备，其主要技术参数见表：
　　 表2臭氧发生器技术参数
　　
　　
　　
　　 由于实验室采用的是普通纯度的氧气作为产臭氧气源，再加之臭氧产生传递过程中会发生一定的泄露损耗，经测定臭氧浓度范围为10－14mg/L,计算中取10mg/L的浓度下限，即1L氧气产生10mg的臭氧。
　　 在实验中，根据进水浓度的不同采用四个不同的臭氧投加量标准，具体见表3：
　　 表3臭氧投加量对有机物去除的影响
　　
　　
　　
　　 可知，低浓度渗滤液进水可以减少臭氧的投加量，同时可以获得较好的去除效果，而随着进水浓度的增加，即便加倍增加臭氧投加量，有机物的去除率也不一定会对应增加，所以臭氧的最佳投加量并不仅仅是臭氧的投加量与去除率的对应关系，还与进水的有机物浓度也是紧密联系的。由表可知，在500－800mg/L进水CODcr浓度范围时，选择氧气供应量为0.075m3/h，产臭氧时间为50min的情况下能取得比较良好的35％－50％的有机物去除率。
　　2.2 臭氧投加量对分子量的分布影响
　　 水样采用膜分级过滤，即水样用0.45μm微滤膜过滤后，分别通过HM系列平片超滤膜（分子量100k、30k、10k、5k、1k Da）按照分子量大小对水样有机物进行的分离，水样经分级过滤共获得6种不同分子量范围的样品，测试其UV254值。图1是渗滤液生化尾水经臭氧氧化后，不同分子量UV254的分布。
　　 由图1可以看出，就UV254分布而言，渗滤液生化尾水未经臭氧氧化时，分子量M主要以＞5 k Da为主，其中分子量M＞100k Da的占25%以上，分子量在范围30～100k Da、10～30k Da和5～10k Da 的有机污染物均占20%左右，而分子量范围在1～5k Da和＜1k Da的有机污染物都不到10%。
　　
　　
　　
　　 图1臭氧对分子量分布的影响
　　 臭氧可以直接将部分有机污染物直接氧化成无机物，但这并不是臭氧化的主要作用，而是使有机物的结构和性质发生改变，使有机物由大分子变为小分子，由不饱和变为饱和，提高有机污染物的可生化性。由图1，随着臭氧投加量的增加，渗滤液生化尾水的大分子有机污染物含量逐渐减少，而小分子有机污染物逐渐增加，这说明臭氧对水样中的小分子有机污染物的直接氧化远小于小分子的增量。投加臭氧后，分子量为1～5k Da和＜1k Da的有机污染物含量迅速增加，当臭氧投加量为4.5mg・L-1时，分子量＜1k Da的有机污染物含量（19.1%）已超过了分子量＞100k Da 有有机污染物（18.3%）；分子量为1～5k Da的有机污染物含量也从臭氧化前的7.4%增加至13.1%。
　　3总结
　　 低浓度进水进行臭氧化可以获得更好的去除效果。进水CODcr为浓度500－800mg/L，供气量为0.075m3/h，产臭氧时间为50min时能获得35％－50％的有机物去除率。
　　
　　参考文献
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