甄麗敏

摘 要：采用Fenton試劑處理垃圾滲濾液納濾濃縮液，優(yōu)化了實驗條件。實驗結(jié)果表明，當初始pH值為4.5，F(xiàn)eSO4·7H2O投加量為7.0 g/L，H2O2投加量為99 g/L，反應(yīng)時間4h時，COD的去除率最高達到60.5%。

關(guān)鍵詞：Fenton試劑；垃圾滲濾液；納濾濃縮液；COD去除率

文章編號：1004-7026（2018）03-0113-02 中國圖書分類號：X705 文獻標志碼：A

我國的生活垃圾主要通過衛(wèi)生填埋進行處置，生活垃圾的含水率高，以及降雨及地下水的滲入，衛(wèi)生填埋場產(chǎn)生大量的垃圾滲濾液。垃圾滲濾液是一種成分復(fù)雜的高濃度廢水，含有大量難降解有機物、無機離子以及重金屬離子等物質(zhì)[1]，單純的生物處理方法無法使垃圾滲濾液達標排放，因此必須采用深度處理技術(shù)，采用膜技術(shù)處理垃圾滲濾液正逐漸成為一種趨勢，而膜濾濃縮液的處理則成為一個新的難點[2]。

Fenton試劑法是高級氧化技術(shù)的一種，在酸性條件下，過氧化氫在亞鐵鹽的催化作用下發(fā)生反應(yīng)生成·OH，·OH是一種氧化能力很強的自由基，具有較高的氧化還原電位，能迅速的氧化廢水中的污染物，使難于生物降解的大分子有機物裂解為易于微生物降解的小分子有機物，或者完全礦化為CO2和H2O[3]。

1 實驗部分

1.1 Fenton氧化技術(shù)原理

H2O2與催化劑Fe2+構(gòu)成的氧化體系稱為Fenton試劑。H2O2在Fe2+離子的催化作用下，能夠分解產(chǎn)生具有強氧化能力的羥基自由基（·OH），氧化電位為2.8eV，是自然界中僅次于氟的氧化劑。Fenton試劑反應(yīng)機理為：

1.2 實驗方法

實驗用水樣取自北京市某垃圾填埋場產(chǎn)生的垃圾滲濾液經(jīng)生化處理后的納濾濃縮液，本實驗反應(yīng)在1 000mL燒杯內(nèi)進行，采用磁力攪拌器攪拌。取500 mL納濾濃縮液于燒杯中，用硫酸或氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值，加入定量FeSO4·7H2O固體，攪拌使之溶解，加入定量H2O2溶液（質(zhì)量分數(shù)30%），每隔1h取樣，反應(yīng)4 h，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為8，靜置2h后用濾紙過濾水樣，采用重鉻酸鉀法測定水樣的COD值。

2 結(jié)果與討論

2.1 pH的確定

實驗條件：FeSO4·7H2O投加量為7.0g/L，H2O2的投加量為99g/L，測定初始pH值對COD去除率的影響，如圖1所示。

從圖1可以看出，隨著初始pH值的增加，COD的去除率先增加后降低，當初始pH值從3.0增加到4.5時，COD的去除率隨著pH值的增加而增加，當初始pH值從4.5增加到6.0時，COD的去除率隨著pH值的增加而下降。當初始pH值為4.5時，COD的去除率最高，達到60.5%。因為初始pH過低，過量H+會對反應(yīng)（4）產(chǎn)生抑制，F(xiàn)e3+不能順利被還原為Fe2+，導(dǎo)致Fe2+與H2O2反應(yīng)生成·OH的速率降低，同時還會抑制Fe3+與H2O2反應(yīng)生成·HO2的速率。初始pH值過高，H2O2自分解速率加快，不僅抑制了·OH產(chǎn)生，而且溶液中 Fe2+會以氫氧化物的形式沉淀而失去催化能力。因此最佳初始pH值為4.5。

2.2 雙氧水投加量的確定

實驗條件：初始pH值為4.5，F(xiàn)eSO4·7H2O投加量為7.0g/L，測定H2O2投加量對COD去除率的影響，如圖2所示。

由圖2可以看出，COD的去除率隨著H2O2投加量的增加而迅速提高，在H2O2的投加量為99.0g/L 時，COD的去除率達到最大值60.3%。進一步增加H2O2投加量，COD去除率反而降低。主要是因為過量H2O2會與·OH發(fā)生反應(yīng)（3），消耗掉大量·OH，導(dǎo)致·OH無法氧化納濾濃縮液中的有機物，此外，過量H2O2還會把Fe2+氧化為Fe3+，導(dǎo)致反應(yīng)在Fe3+催化下進行，通過實驗確定H2O2的最佳投加量為99g/L。

2.3 聚合硫酸亞鐵的確定

實驗條件：初始pH值為4.5，H2O2投加量為99g/L，反應(yīng)時間為4h。測定FeSO4·7H2O投加量對COD去除率的影響，如圖3所示。

圖3顯示，當FeSO4·7H2O的投加量從4.0g/L 增加到7.0g/L時，COD的去除率從51.3%升高到60.3%。當FeSO4·7H2O的投加量繼續(xù)增加，COD的去除率急劇下降，尤其是FeSO4·7H2O的投加量從7.0 g/L 增加到8.0g/L時，COD的去除率從60.3%下降到48.4%。大量的Fe2+催化使H2O2迅速分解，初始階段產(chǎn)生的·OH 太多，導(dǎo)致自由基還沒有參與氧化有機物的反應(yīng)而發(fā)生反應(yīng)（6），使自由基被大量消耗，并且大量的Fe2+被氧化成Fe3+，從而使處理效果下降，因此過多的投加FeSO4·7H2O并不能提高氧化作用的去除能力。由圖3可知，F(xiàn)eSO4·7H2O的最佳投加量為7.0g/L。

結(jié)束語

（1）Fenton試劑可以有效的處理垃圾滲濾液的納濾濃縮液。該反應(yīng)受到反應(yīng)時間、初始pH值、H2O2和FeSO4·7H2O投加量等因素的影響。

（2）當初始pH值為4.5，F(xiàn)eSO4·7H2O投加量為7.0g/L，H2O2的投加量為99g/L，反應(yīng)時間4h時，COD的去除率最高可達到60.5%。

參考文獻：

[1]李靜.垃圾滲濾液的深度氧化處理試驗研究[D].天津：天津大學(xué)，2004.1.