关 键 词：渗滤液废水；A/O；芬顿氧化；次氯酸钠；COD；氨氮
目前我国渗滤液废水处理主流工艺为：生化处理+超滤+反渗透、DTRO 浓缩、直接蒸发、DTRO+蒸发。第一种工艺中由于渗滤液废水盐及有机物含量较高，容易造成膜阻塞及穿透，并且在运行过程中有浓水产生，长期运行导致废水盐分富集，系统瘫痪；第二种工艺中 DTRO 浓缩，能够短期内解决废水达标排放的目的，随着运行时间的延长，DTRO 产生的浓水造成废水中盐及有机物富集，造成后续系统无法长期运行；第三、四种工艺在运行过程中需要大量蒸汽或者天然气，一般填埋场设置在郊区，无法实现，且在运行过程中会产生大量的盐。
目前我国渗滤液废水处理主流工艺为：生化处理+超滤+反渗透、DTRO 浓缩、直接蒸发、DTRO+蒸发。第一种工艺中由于渗滤液废水盐及有机物含量较高，容易造成膜阻塞及穿透，并且在运行过程中有浓水产生，长期运行导致废水盐分富集，系统瘫痪；第二种工艺中 DTRO 浓缩，能够短期内解决废水达标排放的目的，随着运行时间的延长，DTRO 产生的浓水造成废水中盐及有机物富集，造成后续系统无法长期运行；第三、四种工艺在运行过程中需要大量蒸汽或者天然气，一般填埋场设置在郊区，无法实现，且在运行过程中会产生大量的盐。
根据目前国内渗滤液废水处理技术的弊端，本文主要探究非膜法渗滤液废水处理工艺，该工艺实现出水水质达到《污水排入城镇下水道水质标准》（GB/T 31962—2015）中 A 等级排放标准，其中特征污染物 COD≤500 mg·L-1。
通过本技术的实施，有望决绝垃圾填埋场废水处理的难题，并且该技术可以进行有效复制，推广价值极高，工业化应用推广意义较大，能够有效地解决我省乃至全国渗滤液废水“无路”处理的技术难题。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
A/O 生化模拟装置、芬顿氧化模拟装置、COD检测仪、721 分光光度计、曝气装置、搅拌装置、各种玻璃仪器。重铬酸钾、硫酸、硫酸银、硫酸亚铁铵、纳氏试剂、酒石酸钾钠等药剂，所有药剂均为分析纯。
1.2 分析方法
COD：重铬酸钾氧化法；氨氮：纳氏试剂比色法。
1.3 实验步骤与方法
1）取 5 000 mL 垃圾渗滤液，中和 pH 值后放入一级 A/O 生化模拟装置中，通过改变生化反应时间，观察垃圾渗滤液废水中 COD 及氨氮的变化趋势；2）将一级 A/O 生化后废水放入芬顿氧化装置中，通过改变芬顿氧化试剂的量及反应时间，观察废水 COD 的变化趋势；3）将芬顿氧化后废水放入二级 A/O 生化模拟装置中，通过改变生化反应时间，观察垃圾渗滤液废水中 COD 及氨氮的变化趋势。
2 结果与讨论
2.1 一级 A/O 生化实验
调节渗滤液废水 pH 为 7.5~8，将废水放置于A/O 生物反应器中，控制 A/O 生物反应器中温度为30 ℃左右，溶解氧控制到 2~3 mg·L-1，污泥质量浓度 MLSS 为 2 800~3 500 mg·L-1，SV30 在 30%左右，观察反应器中 COD 与氨氮随着时间的变化曲线，具体实验情况如图 1、图 2 下所示。
由图 1、图 2 可以看出，随着时间的变化，废水中 COD 及氨氮逐渐降低，当反应时间为 48 h 左右时，废水中氨氮和 COD 趋于稳定状态。通过上述实验可以看出，废水中 COD 在菌胶团作用下，将废水中有机物进行吸附，并消耗其废水中的有机物作为自身微生物生长所需要的碳源，最终以二氧化碳的形式释放出去。在硝化及反硝化的作用下，废水中氨氮首先通过硝化菌转化为硝酸盐及亚硝酸盐，通过废水的回流作用，将废水打入 A 池中，A 池中反硝化微生物将废水中硝酸盐及亚硝酸盐转化为氮气释放出去，从而实现废水 COD 及氨氮都降低的目的。从图中可以看出，最佳的反应时间为 48 h，此时废水中 COD 达到 1 300 mg·L-1 左右，氨氮达到650 mg·L-1左右。
2.2 芬顿氧化实验
将一级 A/O 反应后废水放入芬顿氧化塔中进行反应，控制废水 pH 为 3 左右，为提高废水的反应效率，反应塔采用循环泵进行流化反应，实现废水反应更加充分的目的。通过改变硫化亚铁及双氧水的含量，观察废水中 COD 及氨氮的变化曲线，具体实验数据如图 3、图 4 所示。
由图 3 可以看出，随着芬顿药剂量的增加，废水中 COD 逐步降低，当芬顿药剂与废水比例为 0.7%左右时，废水中的 COD 基本没有变化。由图 4 可以看出，虽然氨氮随着芬顿药剂的变化有部分变化，但是变化基本不大，且无规律性可言，去除效率也不明显，故可以判定芬顿氧化对废水中的氨氮无去除效果。
芬顿在氧化过程中会产生大量的羟基自由基，这些羟基自由基具有非常强的氧化效果，在酸性条件下能够将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水，释放到大气环境中，从而实现降低 COD 的目的，随着试剂量的增加，大分子物质已基本被氧化成小分子物质，所以才会出现芬顿试剂与废水比例达到0.7 时，废水中 COD 基本无变化的情况发生。由于氨根离子不能够与羟基自由基进行有效的反应，故在废水处理过程中氨氮基本无变化。
2.3 二级 A/O 生化实验
芬顿后废水 pH 调整为 7.5~8，将废水放置于二级 A/O 生物反应器中，控制 A/O 生物反应器中温度为 30 ℃左右，溶解氧控制到 2~3 mg·L-1，污泥质量浓度 MLSS 为 2 800~3 500 mg·L-1，SV30 在 30%左右，观察反应器中 COD 与氨氮随着时间的变化曲线，具体实验情况如图 5、图 6 所示。
由图 5、图 6 可以看出，随着时间的变化，废水中 COD 及氨氮逐渐降低，当二级反应时间为 48 h左右时，废水中氨氮和 COD 趋于稳定状态。从图中可以看出，最佳的反应时间为 48 h，此时废水中 COD 达到 350 mg·L-1 左右，氨氮达到100 mg·L-1左右。
2.4 次氯酸钠催化氧化实验
对二级 A/O 生化处理后废水进行次氯酸钠催化氧化实验，采用二氧化钛作为催化剂，催化剂添加量为 10 mg·L-1，通过改变次氯酸钠的添加量观察废水中氨氮及 COD 的变化曲线，然后在最佳次氯酸钠添加量的条件下，通过改反应时间，观察废水中氨氮及 COD 的变化曲线，具体实验结果如图 7、图8 所示。
图 7 反应时间控制在 5 h，由图 7 可以看出，随着次氯酸钠添加量的增加，废水中的 COD 及氨氮 能 够 被 有 效 降 解 ， 在 次 氯 酸 钠 添 加 量 达 到1 000 mg·L-1左右时，此时废水中的氨氮及 COD 趋于稳定状态。由 图 8 可 以 看 出 ， 当 次 氯 酸 钠 添 加 量 为1 000 mg·L-1时，废水中的氨氮及 COD 随着时间的变化先降低后趋于稳定，当反应时间为 3 h 时降解速率最大，当反应时间为 5 h 时，降解效率最高。
由于次氯酸根（OCl-）的 O—Cl 键具有很强的氧化能力，能够将废水中的有机物有效氧化，变为二氧化碳和水，从而实现 COD 降解的目的。在次氯酸根（OCl-）的强氧化作用下，废水中的铵根离子先氧化为一氯胺、二氯胺和三氯胺，随着次氯酸钠添加量的增加，废水中的一氯胺、二氯胺和三氯胺被转化为氮气释放出来，从而实现废水氨氮降解的目的。此时处理后废水中的 COD 能够达到180 mg·L-1，氨氮能够达到 35 mg·L-1。
3 结 论
1）通过上述实验可以发现，采用一级 A/O+芬顿氧化+二级 A/O+次氯酸钠氧化处理工艺对垃圾渗滤液废水处理效果较明显。
2）采用一级 A/O 处理后废水 COD 去除率能够达到 65%，氨氮去除率能够达到 68%。
3）采用芬顿氧化能够有效地去除废水中有机物，降低 COD，但是对氨氮基本无效果。
4）采用二级 A/O 处理后废水 COD 去除率能够达到 21%，氨氮去除率能够达到 85%。
5）次氯酸钠处理后废水中的 COD 能够达到180 mg·L-1，氨氮能够达到 35 mg·L-1。
原标题：垃圾渗滤液废水处理工艺探究
原作者：程国强
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