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摘 要：我国现阶段垃圾分类措施尚不完善，垃圾收集基本为混合收集，含水率高。采用混凝-臭氧催化氧化-曝气生物滤池-臭氧催化氧化组合工艺，对垃圾焚烧发电厂渗滤液超滤出水进行深度处理。结果表明，该组合工艺对渗滤液超滤出水中的COD和氨氮均有良好的去除效果，整体去除率分别达到89%和78%，最终出水中的COD和氨氮平均浓度满足《生活垃圾填埋场控制标准》中的排放限值标准，也具有较好的经济性。
关键词：组合工艺;深度处理;垃圾焚烧;发电厂;渗滤液尾水
一、材料与方法
（一）实验材料
（1）实验用水：某垃圾焚烧发电厂采用调节池-预处理沉淀池-厌氧反应罐-A/O反应池-超滤-纳滤-反渗透的处理工艺流程。实验用水为该工艺流程中的超滤出水，主要水质指标COD为480-520 mg/L，NH4+-N为15-20 mg/L，pH为6.2-6.6，超滤出水呈透明黄褐色，无明显臭味。（2）实验装置：实验采用混凝-臭氧催化氧化-曝气生物滤池-臭氧催化氧化工艺，调节池和混凝池均为有机玻璃材料制成，各配有搅拌装置1套;臭氧催化氧化塔采用316 L不锈钢加工制成，有效液体容积为2.L，填充催化剂为自制，负载材料为颗粒活性炭，颗粒直径为0.3-0.5 cm，活性组分为二氧化锰。
（二）实验方法
（1）混凝实验：混凝实验研究pH、聚合硫酸铁（PFS）投加量、聚丙烯酰胺（PAM）投加量对垃圾渗滤液超滤出水中COD去除率的影响。（2）实验步骤：：取250mL垃圾渗滤液超滤出水倒入500mL烧杯内，使用1mol/L的NaOH溶液和质量分数为20%的硫酸溶液调节水样pH，加入质量分数为11%的PFS溶液，手动搅拌1min，后缓慢加入质量分数为0.1%的PAM溶液，手动搅拌1min，静置沉淀30min后，取上层清液进行分析测量。
氧化实验在臭氧催化氧化塔中进行，使用混凝单元的出水作为实验用水，调节pH至7.5左右，先通过间歇实验确定适宜的臭氧投加浓度，之后通过连续运行实验研究在该臭氧浓度下，停留时间对COD去除率的影响。BAF启动实验BAF启动包括挂膜和驯化两个阶段。在挂膜实验阶段使用取至垃圾焚烧发电厂的混合污泥作为接种污泥，使用自来水稀释过的垃圾渗滤液原液作为营养液，闷曝72h，每隔24h将污泥及营养液排空，更换新的污泥和营养液。当COD去除效果稳定，滤池内表面逐渐变得模糊时，可认为挂膜成功。在驯化实验阶段采用逐步驯化的方式，以垃圾渗滤液原液和第一阶段臭氧催化氧化反应出水的混合水作为实验用水进行驯化实验，观察COD去除效果。
二、结果与讨论
（一）混凝实验
（1）pH对混凝实验的影响：控制PFS溶液的投加量为1mL，PAM的投加量为0.2mL，取7份250mL的渗滤液超滤出水，考察pH对混凝实验的影响。结果表明，pH分别为5、5.5、6、6.5、7、7.5、8时，COD去除率分别为32.1%、34.3%、38.9%、47.4%、38.8%、37.9%、36.4%。随着pH的升高，COD的去除率呈现先升后降的趋势。在pH为6.5时，COD去除率达到最高。在偏酸性或偏碱性的条件下，COD去除率均有明显下降，因此确定混凝实验适宜的p H为6.5。（2）PFS投加量对混凝效果的影响控制原水p H为6.5，PAM的投加量为0.2mL，考察PFS投加量对混凝效果的影响，结果见图1。
由图1可知，当PFS的投加量从0.5mL增加至1mL时，COD去除率从37.9%上升至50.54%;继续增大PFS的投加量至1.5mL时，COD去除率明显下降;当PFS投加量达到2mL时，COD去除率低于30%。随着PFS投加量的增大，经过混凝静置沉淀后，上层清液的pH从6.11下降至2.41，混凝过程中出现的pH下降现象与A.Amokrane等的实验结果相似。
（二）臭氧催化氧化实验
（1）臭氧投加浓度实验中，臭氧通过臭氧发生器产生，气源为工业氧气，臭氧浓度指的是每L氧气中所含有的臭氧量。确定最佳臭氧投加浓度的实验为间歇实验，即先将臭氧氧化塔中打满混凝单元的出水，研究在不同臭氧投加浓度下，随着反应时间的延长，COD去除率随时间的变化情况，结果见图2所以。
由图3可知，臭氧催化氧化反应对COD的去除率均随着反应时间的延长逐渐变大，随后进入平台期。臭氧投加浓度越大，臭氧催化氧化效果越好，COD去除率越高。但是当臭氧投加质量浓度提高至99mg/L时，COD去除率变化不明显。该现象原因为在一定范围内增加臭氧投加量，溶解于水中的臭氧浓度增加，有利于生成更多的羟基自由基，从而提高臭氧催化氧化反应降解和去除水中有机物的能力。当进一步增加臭氧投加量时，溶于水中的臭氧浓度趋于饱和，无法继续增加羟基自由基的产生量，因此对COD的去除率没有明显的提升。
（三）处理成本
实验采用的组合工艺的运行费用主要包括藥剂成本和电耗，所需的药剂费用为3.82元/t。臭氧发生器使用空气作为气源时，需要配备吸附干燥机和PSA制氧机，整套臭氧发生装置的电耗约为8kW·h/kg。电费按0.65元/（kW·h）计，折合成本约0.3元/t。该组合工艺的综合处理费用约为8.07元/t。
三、结束语
该组合工艺对垃圾焚烧厂渗滤液超滤出水中的COD和氨氮均有较好的去除效果，整体运行稳定，最终出水平均COD、氨氮可分别控制在60、4 mg/L以下，满足《生活垃圾填埋场控制标准》（GB 16889—2008）表3中COD和氨氮浓度的排放限值标准。（2）该组合工艺的综合处理费用约为8.07元/t。可用于垃圾焚烧发电厂现有渗滤液处理工艺的提标改造，并对其他难生物降解废水的处理具备一定参考意义。
参考文献
[1]柴娜.城市生活垃圾焚烧厂渗滤液水质特点分析及主要渗滤液处理工艺综述[J].廊坊师范学院学报（自然科学版）.2012（02）.
[2]黄志聪，汪晓军.Fenton-BAF组合工艺深度处理焚烧垃圾渗滤液的研究与应用[J].工业水处理.2013（03）.
关键词：组合工艺;深度处理;垃圾焚烧;发电厂;渗滤液尾水
一、材料与方法
（一）实验材料
（1）实验用水：某垃圾焚烧发电厂采用调节池-预处理沉淀池-厌氧反应罐-A/O反应池-超滤-纳滤-反渗透的处理工艺流程。实验用水为该工艺流程中的超滤出水，主要水质指标COD为480-520 mg/L，NH4+-N为15-20 mg/L，pH为6.2-6.6，超滤出水呈透明黄褐色，无明显臭味。（2）实验装置：实验采用混凝-臭氧催化氧化-曝气生物滤池-臭氧催化氧化工艺，调节池和混凝池均为有机玻璃材料制成，各配有搅拌装置1套;臭氧催化氧化塔采用316 L不锈钢加工制成，有效液体容积为2.L，填充催化剂为自制，负载材料为颗粒活性炭，颗粒直径为0.3-0.5 cm，活性组分为二氧化锰。
（二）实验方法
（1）混凝实验：混凝实验研究pH、聚合硫酸铁（PFS）投加量、聚丙烯酰胺（PAM）投加量对垃圾渗滤液超滤出水中COD去除率的影响。（2）实验步骤：：取250mL垃圾渗滤液超滤出水倒入500mL烧杯内，使用1mol/L的NaOH溶液和质量分数为20%的硫酸溶液调节水样pH，加入质量分数为11%的PFS溶液，手动搅拌1min，后缓慢加入质量分数为0.1%的PAM溶液，手动搅拌1min，静置沉淀30min后，取上层清液进行分析测量。
氧化实验在臭氧催化氧化塔中进行，使用混凝单元的出水作为实验用水，调节pH至7.5左右，先通过间歇实验确定适宜的臭氧投加浓度，之后通过连续运行实验研究在该臭氧浓度下，停留时间对COD去除率的影响。BAF启动实验BAF启动包括挂膜和驯化两个阶段。在挂膜实验阶段使用取至垃圾焚烧发电厂的混合污泥作为接种污泥，使用自来水稀释过的垃圾渗滤液原液作为营养液，闷曝72h，每隔24h将污泥及营养液排空，更换新的污泥和营养液。当COD去除效果稳定，滤池内表面逐渐变得模糊时，可认为挂膜成功。在驯化实验阶段采用逐步驯化的方式，以垃圾渗滤液原液和第一阶段臭氧催化氧化反应出水的混合水作为实验用水进行驯化实验，观察COD去除效果。
二、结果与讨论
（一）混凝实验
（1）pH对混凝实验的影响：控制PFS溶液的投加量为1mL，PAM的投加量为0.2mL，取7份250mL的渗滤液超滤出水，考察pH对混凝实验的影响。结果表明，pH分别为5、5.5、6、6.5、7、7.5、8时，COD去除率分别为32.1%、34.3%、38.9%、47.4%、38.8%、37.9%、36.4%。随着pH的升高，COD的去除率呈现先升后降的趋势。在pH为6.5时，COD去除率达到最高。在偏酸性或偏碱性的条件下，COD去除率均有明显下降，因此确定混凝实验适宜的p H为6.5。（2）PFS投加量对混凝效果的影响控制原水p H为6.5，PAM的投加量为0.2mL，考察PFS投加量对混凝效果的影响，结果见图1。
由图1可知，当PFS的投加量从0.5mL增加至1mL时，COD去除率从37.9%上升至50.54%;继续增大PFS的投加量至1.5mL时，COD去除率明显下降;当PFS投加量达到2mL时，COD去除率低于30%。随着PFS投加量的增大，经过混凝静置沉淀后，上层清液的pH从6.11下降至2.41，混凝过程中出现的pH下降现象与A.Amokrane等的实验结果相似。
（二）臭氧催化氧化实验
（1）臭氧投加浓度实验中，臭氧通过臭氧发生器产生，气源为工业氧气，臭氧浓度指的是每L氧气中所含有的臭氧量。确定最佳臭氧投加浓度的实验为间歇实验，即先将臭氧氧化塔中打满混凝单元的出水，研究在不同臭氧投加浓度下，随着反应时间的延长，COD去除率随时间的变化情况，结果见图2所以。
由图3可知，臭氧催化氧化反应对COD的去除率均随着反应时间的延长逐渐变大，随后进入平台期。臭氧投加浓度越大，臭氧催化氧化效果越好，COD去除率越高。但是当臭氧投加质量浓度提高至99mg/L时，COD去除率变化不明显。该现象原因为在一定范围内增加臭氧投加量，溶解于水中的臭氧浓度增加，有利于生成更多的羟基自由基，从而提高臭氧催化氧化反应降解和去除水中有机物的能力。当进一步增加臭氧投加量时，溶于水中的臭氧浓度趋于饱和，无法继续增加羟基自由基的产生量，因此对COD的去除率没有明显的提升。
（三）处理成本
实验采用的组合工艺的运行费用主要包括藥剂成本和电耗，所需的药剂费用为3.82元/t。臭氧发生器使用空气作为气源时，需要配备吸附干燥机和PSA制氧机，整套臭氧发生装置的电耗约为8kW·h/kg。电费按0.65元/（kW·h）计，折合成本约0.3元/t。该组合工艺的综合处理费用约为8.07元/t。
三、结束语
该组合工艺对垃圾焚烧厂渗滤液超滤出水中的COD和氨氮均有较好的去除效果，整体运行稳定，最终出水平均COD、氨氮可分别控制在60、4 mg/L以下，满足《生活垃圾填埋场控制标准》（GB 16889—2008）表3中COD和氨氮浓度的排放限值标准。（2）该组合工艺的综合处理费用约为8.07元/t。可用于垃圾焚烧发电厂现有渗滤液处理工艺的提标改造，并对其他难生物降解废水的处理具备一定参考意义。
参考文献
[1]柴娜.城市生活垃圾焚烧厂渗滤液水质特点分析及主要渗滤液处理工艺综述[J].廊坊师范学院学报（自然科学版）.2012（02）.
[2]黄志聪，汪晓军.Fenton-BAF组合工艺深度处理焚烧垃圾渗滤液的研究与应用[J].工业水处理.2013（03）.