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垃圾渗滤液浓缩液处理现有技术分析

北极星环保网来源:天津科技 赵刘2017/11/14 10:58:30我要投稿

与膜技术、混凝以及电絮凝类似,吸附过程仅仅将污染物从水体中转移。[33]目前,吸附主要应用于渗滤液处理过程中;常见的吸附剂包括飞灰、煤渣、膨润土、硅藻土、树脂、沸石以及活性炭等,但受制于吸附材料的选择性[34],吸附过程仅能有限去除部分污染物。

3.2高级氧

高级氧化(AOPs)是通过物理与化学过程产生大量强氧化性自由基,最终氧化降解水体有机污染物以及特定无机污染物的技术。除˙OH外,AOPs还可生成硫酸根自由基、磷酸根自由基、碳酸根自由基以及氯自由基。[35]值得注意的是,水体中的氨氮需利用硫酸根自由基而非˙OH自由基处理。[36]依据反应温度的不同,AOPs可分为常温AOP和高温AOP两类,前者包括臭氧氧化、芬顿氧化、光化学氧化、电化学氧化和超声氧化等;后者包括湿式氧化(WAO)以及超临界水氧化(SCWO)。

3.2.1常温AOP

目前,国内的渗滤液浓液处理以常温AOP为主。但单一常温AOP技术的处理效果较为有限;南洋理工大学周涛等人对市政污水反渗透浓缩液的研究中,臭氧氧化、UV-TiO2以及超声处理对DOC的去除率分别仅为21.7%,、14.5%,以及4.9%。[34]同时,芬顿氧化还会产生大量含铁污泥需要进一步处理。[37]为了提升净化效率,光化学氧化、电化学氧化以及超声氧化等技术可以分别或者组合后与臭氧/芬顿氧化相结合。在周涛的研究中,UV-TiO2与

臭氧氧化的有效结合使得水体DOC的去除效率提升至52.2%。[34]Hermosilla等人的研究则表明,光-芬顿氧化可将耗铁量和产泥量分别降低至原有的1/32和1/25。[37]常温AOP不能将有机物完全氧化,但可有效提高水体可生化性。在陈洪林[38]和黄进刚[4]等人的研究中,垃圾渗滤液纳滤浓缩液经处理后其可生化性均提高了10倍左右。因此,浓缩液经常温AOP处理后可进入生化反应器进行处理。

3.2.2高温AOP

高温AOP系在高温高压条件下,利用氧化剂氧化水中有机污染物的过程;其中,WAO的反应温度与压力分别为180~315,℃、2~15,MPa[39],而SCWO则分别为>374.3,℃及>22.1,MPa。[40]WAO可有效降解有机物,但不能将之完全降解矿化。以FA和HA为例,三氯苯酚共存的NaNO2催化的WAO可将其有效降解,但不能将之完全氧化。

同时,WAO对氮的去除效果高度依赖于催化剂的存在;如Pt基催化剂可选择性的将氨氮而非硝氮转化为N2,Ru基催化剂正好相反。[42]此外,WAO的高温条件会导致腐蚀[43],而渗滤液浓液中大量存在的Cl-则会加剧这一情况。[44]相较之下,SCWO可将有机物彻底氧化生成CO2和H2O并有效降低中间产物产量;以FA为例,

SCWO可将去除效率从WAO的69.2%,[41]提升至98.0%,。[45]同时,SCWO还可将有机物中的Cl、S、P等分别氧化为HCl、H2SO4和H3PO4[46],而有机N则被氧化为N2和少量N2O。[40]研究表明,SCWO对填埋场渗滤液膜滤浓液中COD和氨氮的去除效率分别高达99.23%,和98.64%,。

此外,超临界操作条件对无机盐离子的低溶解性在一定程度上降低了SCWO反应体系的电化学腐蚀[48],但也导致了严重的反应器腐蚀与结垢[49];同时,腐蚀效应随着SCWO反应体系温度、密度以及侵蚀性离子浓度的增加而恶化。

4展望

综上所述,现有处理技术尚不能独立完成对渗滤液浓缩液的处理过程。因此,浓缩液的处理应该以多种处理技术耦合为主。同时,考虑到无机污染物与有机污染物对不同处理过程的影响,未来的研究中可考虑将两者的处理过程适当分开进行

来源:天津科技;作者:赵刘,高建东,李玉泉,李海波,葛砚,郭建莹,能士峰

延伸阅读:

关于垃圾渗滤液处理技术研究进展探讨

垃圾焚烧发电厂垃圾渗滤液的处理和回收利用

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