低温等离子体协同絮凝剂降解垃圾渗滤液中COD

北极星环保网讯:摘要：低温等离子体技术是一种高级氧化技术，在环境保护领域有广泛应用。采用针板式DBD低温等离子体反应器，研究放电时间、放电电压、输入总功率、絮凝剂添加顺序对垃圾渗滤液COD的降解规律。研究表明渗滤液的COD降解率分别随放电时间、放电电压、输入总功率的增加而增大，其变化速率开始较快，当超过临界值14  kV、6 h、32.5  W后逐渐变缓。低温等离子体协同絮凝剂对COD的降解效果优于单一的处理方式，先经过等离子体放电再加入絮凝剂的净化效果优于先加入絮凝剂再放电的处理过程，采用絮凝沉淀-低温等离子体-絮凝沉淀的工艺，对垃圾渗滤液COD的降解效果最好。实验COD最大降解率为62.06%。

垃圾渗滤液是指垃圾在堆放和填埋过程中，由于发酵和雨水淋溶、 冲刷， 以及地表水和地下水浸泡过滤产生的污水[1-2]。 垃圾渗滤液一般具有成分复杂、  种类繁多等特点[3]，其中有机污染物含有各类芳烃化合物，并且取代基团繁多，无机污染物主要是氨氮和重金属污染[4];污染物浓度高、变化范围大，垃圾填埋场根据其场龄不同，COD变化范围一般在2  000～62 000 mg/L，BOD5范围60～45 000  mg/L[5]，填埋初期渗滤液的可生化性较好，随着场龄增加BOD5/COD下降，氨氮浓度和重金属浓度上升，可生化性降低[5-6]，某一场龄的垃圾填埋场其渗滤液中污染物浓度还会受降雨量变化影响[7]。

低温等离子体技术是一种高级氧化技术[8]，在环境保护领域有广泛应用[9-10]。等离子体被称为物质的第四态，由电子、正负离子、激发态的原子、分子和自由基等离子组成。低温等离子体技术运用于废水净化，主要是利用体系空间中产生的˙OH、臭氧、电子、光子、正负离子、活性基团等，氧化废水中的污染物质[9-10]。絮凝沉降是通过降低或破坏污水中胶体ζ电位，通过电中和、吸附架桥、絮体卷扫等过程，将难沉淀降解物质聚并沉淀的过程。

根据垃圾渗滤液的水质特点，单纯采用低温等离子体处理垃圾渗滤液，要达到出水水质标准需要较长放电时间。为减少电能消耗，在低温等离子体处理过程中引入絮凝沉淀工艺，利用絮凝剂沉淀和吸附作用，快速将有机污染物捕捉分离，提高能量利用率[11]。本实验利用低温等离子体协同絮凝剂，通过改变放电电压、放电时间、输入总功率和絮凝剂添加顺序，探寻低温等离子体协同絮凝剂降解垃圾渗滤液的基本规律。

1. 实验方法

1.1 实验试剂及装置

实验水样取自安徽省淮南市东部垃圾填埋场垃圾渗滤液，水样取回后用玻璃瓶放置在4℃恒温箱中保存，原水样呈黑色，散发难闻恶臭，COD初始浓度6 880  mg/L。本实验使用重铬酸钾法测定垃圾渗滤液COD。涉及的主要试剂有硫酸银、浓硫酸、重铬酸钾、邻菲啰呤、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、碱式氯化铝(PAC)、去离子水等。

本实验涉及的主要仪器有HCA-100标准COD消解器、79-3型磁力恒温搅拌器、TDGC2接触调压器、P096652C功率放大器、滴定管等玻璃仪器若干。等离子体反应器为自制的针板式介质阻挡放电低温等离子体反应器。反应器为筒状，内径450  mm、 高度100 mm。 上部盖板开有两孔：中心孔用于插入阳极电极铜针， 铜针直径1 mm，下端打磨成针状; 另一孔用于插入冷凝回流管，  避免因放电水温升高而造成水分流失。 反应器底部放置10 mm厚有机玻璃板作为阻挡介质，有机板下面设置铝网作为放电阴极。

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