摘 要：采用臭氧多相催化氧化法處理垃圾滲濾液反滲透濃縮液，分別考察催化劑類(lèi)型、催化劑加量、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)pH對(duì)濃縮液COD去除率的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，負(fù)載金屬氧化物催化劑的加入可顯著提高臭氧的氧化效率；較小粒徑的載體可顯著提高臭氧催化效率。

關(guān)鍵詞：臭氧；多相；催化氧化；垃圾滲濾液；濃縮液

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.020

垃圾衛(wèi)生填埋是處理城市固體垃圾的基本方式，已被廣泛應(yīng)用，但也衍生出另一嚴(yán)重污染問(wèn)題即垃圾滲濾液的產(chǎn)生，其含有大量的有機(jī)物、重金屬，水質(zhì)十分復(fù)雜且水量不穩(wěn)定。目前普遍采用的是UASB工藝結(jié)合膜處理技術(shù)深度處理，取得一定處理效果，但膜處理后產(chǎn)生的濃縮液又成為處理難題。目前常采用回灌的方式進(jìn)行處理，但這對(duì)生化處理系統(tǒng)沖擊大且不能徹底去除濃縮液中難降解有機(jī)物。

臭氧催化氧化技術(shù)作為一種高級(jí)氧化技術(shù)，通過(guò)臭氧與催化劑接觸反應(yīng)生成的羥基自由基等強(qiáng)氧化基團(tuán)與難降解有機(jī)物反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)完全礦化，對(duì)處理難生物降解有機(jī)物，高濃度、高毒性廢水表現(xiàn)出的強(qiáng)氧化能力，而且具備選擇性小，效率高和無(wú)二次污染等特點(diǎn)。

本研究采用臭氧多相催化氧化法處理垃圾滲濾液反滲透濃縮液，通過(guò)改變催化劑類(lèi)型、催化劑加量、載體粒徑大小等因素，評(píng)價(jià)其對(duì)濃縮液COD去除率的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

（1）樣品采集。試驗(yàn)所用的垃圾滲濾液濃縮液樣品，取自山東某垃圾填埋場(chǎng)。樣品先經(jīng)過(guò)UASB工藝、間歇好氧生化處理，然后經(jīng)反滲透（RO）深度處理。本次試驗(yàn)所用的濃縮是每月收取的RO階段的膜濃縮液的混合樣品，每次取樣后保存于低溫條件下，以備試驗(yàn)使用。

（2）催化劑準(zhǔn)備。根據(jù)設(shè)計(jì)的金屬負(fù)載量，配制相應(yīng)濃度的硝酸鹽溶液，將定量的空白載體浸入到配制的硝酸鹽溶液中，浸漬一段時(shí)間，在110℃下干燥12小時(shí)，在一定的溫度下焙燒，制成成品催化劑。

（3）試驗(yàn)裝置及方法。采用Carberry無(wú)梯度反應(yīng)器，反應(yīng)器中催化劑置于帶有篩孔的旋轉(zhuǎn)筐中。試驗(yàn)時(shí)，首先將待測(cè)試的催化劑裝入催化劑筐中，與攪拌器連接，然后將3L水樣加入反應(yīng)器，調(diào)節(jié)氣體流量計(jì)，通氣量為50L/hr，開(kāi)啟攪拌器，催化劑筐轉(zhuǎn)速為100r/min，穩(wěn)定后開(kāi)啟臭氧發(fā)生器并同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，每1小時(shí)取樣測(cè)量。

（4）分析方法。COD采用重鉻酸鉀回流法進(jìn)行測(cè)定；pH采用玻璃電極法進(jìn)行測(cè)定；臭氧發(fā)生量及其尾氣臭氧含量用碘量法測(cè)定。除特殊說(shuō)明外，所有的分析方法都按照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》（第四版）進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

（1）濃縮液水質(zhì)特點(diǎn)。水質(zhì)分析結(jié)果， CODCr，156 mg/L；BOD，8.8 mg/L；pH，7.49；氨氮，3.3 mg/L；礦化度，7360。

（2）催化劑優(yōu)選。分別負(fù)載不同金屬氧化物的催化劑A、B、C，考察其氧化效果。

從圖1可知，從反應(yīng)初期到8h催化劑及空白載體的CODCr降解速度和去除率都高于無(wú)載體時(shí)；催化劑體系CODCr的降解速度和去除率都高于空白載體，說(shuō)明負(fù)載的活性組分具有加速臭氧氧化分解的作用。催化劑B 對(duì)CODCr去除率相對(duì)較高，其催化活性也相對(duì)更好些。

（3）催化氧化反應(yīng)條件的考察。在催化劑篩選實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，選定了臭氧氧化催化劑B。對(duì)選定的催化劑做進(jìn)一步的補(bǔ)充完善的考察。

1）活性組分擔(dān)載量對(duì)催化反應(yīng)的影響。圖2給出擔(dān)載量分別2%、4%、6%、8%，4個(gè)催化劑對(duì)CODCr降解的影響。反應(yīng)8小時(shí)擔(dān)載不同比例活性組分的催化劑對(duì)CODCr去除率相差不大，均為約70%，說(shuō)明擔(dān)載2%活性組分催化劑已滿足需求；2）載體粒徑的影響。選用了材料相同的粒徑分別為2mm～3mm和3mm～5mm的載體，進(jìn)一步考察粒徑對(duì)氧化處理效果的影響。

由圖2可知，小粒徑催化劑比大粒徑催化劑效果好，去除率基本上要高大約11%～13%，前者5小時(shí)的CODCr去除率達(dá)到72.0%，后者達(dá)到同樣去除率需要7到8小時(shí)。

3 結(jié)論

（1）負(fù)載型金屬氧化物催化劑對(duì)于臭氧氧化處理垃圾滲濾液反滲透濃縮液的氧化降解反應(yīng)具有良好的催化性能。

（2）載體粒徑對(duì)催化劑催化氧化性能有很大的影響，載體粒徑2mm～3mm的催化劑的催化氧化性能明顯好于載體粒徑為3mm～5mm的催化劑。

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作者簡(jiǎn)介：劉亞蓓（1986-），女，山東德州人，助理工程師，主要從事水處理工藝研究工作。