提高降解垃圾渗滤液的方法

3.4 Fe2+/H2O2光催化处理垃圾渗滤液的效果

Fenton反应可高效去除COD，但Fenton反应后产生的大量含铁污泥难以沉降去除.有研究表明，传统Fenton可通过紫外光照进行改进，进而减少含铁污泥的产生.另有大量研究证明，光催化Fenton反应对污染物的去除效率高于传统Fenton反应.

本试验将500 W汞灯与传统Fenton反应相结合，对垃圾渗滤液进行光催化Fenton处理.由图  4a可知，当M(H2O2)/M(Fe2+)=1.5时，随着Fe2+浓度的增加，COD与TOC去除率呈逐渐上升的趋势，在M(Fe2+)=0.2  mol˙L-1时达到最大，分别为46.5%和78.1%;出水色度与本文3.3节的结果相似，均受Fe2+影响，在COD与TOC去除率达到最大时，色度达到175倍(图  4b)，远高于渗滤液原始色度(40倍).

图 4光催化条件下H2O2/Fe2+添加量对垃圾渗滤液各指标的影响

3.5 施氏矿物光催化处理垃圾渗滤液的效果

施氏矿物是Bigham等在酸性矿山废水中的沉积物以及污泥生物沥浸环境中发现的一种次生羟基硫酸铁矿物.由于施氏矿物具有较大的比表面积，可吸附污染水体中的重金属离子，亦可吸附渗滤液中的有机污染物;且施氏矿物结构中含有大量羟基，在紫外光照射下，存在产生˙OH降解有机污染物的可能性.

图 5为施氏矿物添加量对渗滤液中污染物去除效果的影响.由图 5a易知，COD和TOC去除率随施氏矿物添加量的增加而逐渐提高，在m(施氏矿物)=20  g˙L-1时，分别达到28.6%和52.9%;受Fe3+影响，色度去除效果低于ZnO、TiO2、K2S2O8光催化的去除效果，最低出水色度为15倍(图  5b).

图 5光催化条件下施氏矿物添加量对垃圾渗滤液各指标的影响

3.6 施氏矿物/H2O2光催化处理垃圾渗滤液的效果

由本文3.4节试验结果可知，传统Fenton反应在紫外光照条件下可有效去除垃圾渗滤液中的有污染物，但出水色度远高于初始色度，且反应后产生的Fe(OH)3絮状物难以沉淀去除，造成二次污染.另有研究表明，传统光Fenton反应为均相反应，Fe2+对反应体系的pH值要求较高，只在狭窄的pH范围内(2.5~3.0)具有高的氧化效率.以上两个缺点制约着均相光Fenton反应的实际应用.若将Fe3+固定在固相中，不仅避免了含铁污泥的产生，还在保证了高氧化效率的同时拓宽了光Fenton反应的pH范围.因此本试验利用化学合成的施氏矿物，在紫外光和H2O2共存的条件下，采用异相光Fenton法处理垃圾渗滤液.

污染物去除效果随施氏矿物添加量的变化如图 6所示.当m(施氏矿物)=20 g˙L-1时，COD和TOC去除率分别达到41.6%和76.0%(图  6a)，与传统光Fenton反应的去除效果相当(图 4a)，但异相光Fenton处理后，垃圾渗滤液的出水色度可达到0(图  6b)，且没有含铁污泥产生.根据Xu等分析认为，其机理在于有机污染物被吸附在施氏矿物表面，在紫外光照射下，施氏矿物与H2O2发生系列光化学反应，该过程产生的大量羟基自由基(˙OH)可直接将难降解污染物氧化为简单物质，且在一定范围内提高施氏矿物的装载量可增加˙OH的产生量而去除污染物.

图 6光催化条件下施氏矿物/H2O2添加量对垃圾渗滤液各指标的影响

4 结论

1) 采用TiO2、K2S2O8、K2S2O8/Fe2+、施氏矿物、施氏矿物/H2O2、Fe2+/ H2O2  作为催化剂来光化学降解垃圾渗滤液，COD去除率分别为25.5%、14.3%、17.9%、28.6%、41.6%、46.5%，TOC去除率分别为26.9%、45.0%、64.1%、52.9%、76.0%、78.1%，色度分别由40倍变为5倍、8倍、450倍、15倍、0、175倍.

2)  施氏矿物/H2O2/UV与Fe2+/H2O2/UV对COD和TOC的去除效果相当，但后者产生大量难以沉降去除的Fe(OH)3絮状物，且处理后渗滤液的色度明显增加.相对而言，施氏矿物/H2O2作为催化剂更适用于垃圾渗滤液光化学处理.

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