电化学氧化法深度处理垃圾焚烧发电厂沥滤液生化出水概述.docx

电化学氧化法深度处理垃圾焚烧发电厂沥滤液生化出水 摘要：垃圾焚烧发电厂的沥滤液经生化处理后，COD 和色度等仍然较高，达不到排放标准，必须进一步进行深度处理。采用自制的箱式四通道电化学反应器对垃圾焚烧发电厂沥滤液生化出水进行深度处理，研究了主要工艺参数——电流密度、表观流速、初始Cl-浓度、比电极面积等因素对COD 和色度去除效果的影响。适宜处理条件为: 电流密度20 mA/cm2 ，反应器内表观流速2．92 cm/s，初始Cl-浓度4 732 mg /L、比电极面积43．4 m2 /m3。在此条件下处理废水10 min，色度就能达到排放要求，处理2 h，COD 也能达到排放要求。考察反应器的能耗发现，电化学处理的能耗随电化学处理时间的延长呈不断增大的趋势。 关键词：垃圾沥滤液 电化学氧化 COD 色度 中图分类号X799．3 文献标识码A 文章编号1673-9108(2013) 12-4823-06 随着人口的增多，垃圾的产生量不断增大，对环境的污染也日趋严重，人类急需针对垃圾进行有效的处理。传统的垃圾处理方法是卫生填埋法，但随着填埋场地的告急，人们找到了垃圾焚烧的新方法。垃圾焚烧和填埋法相比，具有效率高、占地面积小的优点，是一种“减量快”的好方法，而且在垃圾焚烧的过程中，产生的热能还能发电，达到“变废为宝”的目的。因此，垃圾焚烧处理逐渐成为我国大型城市垃圾处理的主流技术［1，2］。尽管垃圾焚烧能够有效地消灭垃圾并产生能源，但在实际的处理过程中，依然会有很多问题，其中之一就是垃圾在堆放过程中会产生沥滤液。垃圾沥滤液成分复杂，如果不加以处理直接排放，一旦深入土壤、河流或地下水，会造成严重的二次污染。 目前，垃圾沥滤液的主要处理方法有生物法、物理化学法、土地处理法等［3-7］。垃圾焚烧发电厂的沥滤液是垃圾在短期堆放过程中产生的新鲜沥滤液，可生化性能较好，宜采用生物法进行处理。但经生物法处理后的出水，即垃圾沥滤液生化出水，其难生物降解COD 仍可高达600～800 mg /L，且色度较高，无法达标排放。因此，垃圾沥滤液生化出水必须进行深度处理，降低其COD 和色度等。 垃圾沥滤液的深度处理技术一般有深度氧化法和膜处理技术等［8-11］。电化学氧化法是近年发展起来的处理难降解沥滤液的有效方法之一，其主要机理是利用电化学氧化及电解产生的羟基自由基等强氧化性物质高效降解残余有机物［12-14］。但电化学氧化法的运行费用较高，如果要采用该方法处理垃圾沥滤液，其首要问题是提高单位能耗的处理效率，降低废水的处理成本。本课题采用自制的箱式四通道电化学反应器对垃圾焚烧发电厂沥滤液生化出水进行深度处理，研究了其处理效果和影响因素，评价了处理过程的能耗，为垃圾沥滤液的电化学氧化深度处理技术的工程应用提供新的方法。 1 实验部分 1．1 实验水样 实验水样为重庆同兴垃圾焚烧发电厂的垃圾沥滤液经“UASB + A/O”工艺处理后的生化出水。测得的水质为: pH为8．36，COD为690 mg /L，Cl-为2 816 mg /L，色度为312．5 倍。相应的排放标准(《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB 16889-2008) 》)为: pH为6～9，COD为100 mg /L，色度为40 倍。 1．2 电化学反应器与电化学反应实验装置 本实验所用的电化学反应器结构如图1(a) 所示。其主体结构是一内空为190 mm×32 mm×314mm的长方体有机玻璃敞口容器，底部连接进水管，上部连接出水管。在长方体两侧壁面分别粘接4 根宽度为5 mm的有机玻璃块，从而在反应器前后壁面和4 根有机玻璃块之间形成5 个卡槽，卡槽的宽度和电极板厚度一致。阴极板(304 钢板，190 mm× 200 mm) 和阳极板(钛基氧化钌-氧化铱涂层电极(Ti /ＲuO2-IrO2) ，190 mm×200 mm) 依次从反应器顶部插入相应卡槽，并用直流稳压电源(KXN-6050D) 连接阴极和阳极，形成由3 块阴极板和2块阳极板隔成的极距为5 mm的箱式四通道电化学反应器。反应器顶部加盖一块开有若干小孔的有机玻璃盖片，防止电化学反应时产生的大量泡沫溢出反应器。电化学反应的实验装置如图1(b) 所示。 1．3 实验方法 实验时，先将一定体积的垃圾沥滤液生化出水加入贮液槽，如果需要调节废水中Cl-浓度，则加入一定量的NaCl 并搅拌溶解。打开水阀，等废水灌满循环泵后，开启泵，以实现废水在反应器和贮液槽之间的循环。待整个体系稳定循环后，打开直流稳压电源处理废水。每隔一定时间取样测定其COD 和色度，同时测定废水温度和pH。电化学处理结束后，先关闭直流稳压电源，再停泵。考查电流密度、表观流速、初始Cl-浓度以及比电极面积对电化学氧化效果的影响。 1．4 分析方法 COD、色度、Cl-的测定