生化耦合臭氧催化氧化處理老齡化垃圾滲濾液

隨著時代進步和社會發展，人們生活水平不斷提高的同時，產生的垃圾也越來越多。如何合理地儲存及處理產生的垃圾一直是廣受關注的問題。結合我國國情及地理環境等因素，我國常采用的垃圾處理方式分為填埋、焚燒和堆肥，而近幾年則以填埋和堆肥為主。衛生填埋操作簡單方便，而且相比于其他處理方式，成本較低。但是，生活垃圾自身會攜帶水分，垃圾中一些有機物在分解時也將產生水分，同時受雨雪天氣的影響，這些水分會由地表滲入填埋場，并在填埋場中不斷積累，最終持續產生垃圾滲濾液。

垃圾滲濾液來源示意圖

根據填埋年限不同，垃圾滲濾液分為年輕垃圾滲濾液、中等垃圾滲濾液和老齡化垃圾滲濾液。與年輕垃圾滲濾液相比，運行年限超過10年的垃圾填埋場產生的老齡化垃圾滲濾液的化學需氧量、五日生化需氧量和總有機碳都處于較低水平。老齡化垃圾滲濾液中會發生產甲烷反應，揮發性脂肪酸轉化為沼氣，同時，滲濾液中的有機物逐漸轉化為以難生物降解化合物為主。主要是大分子有機化合物-腐殖物質，包括腐殖酸和富里酸。老齡化垃圾滲濾液的BOD5/COD比值低于0.3，可生化性較差。總的來說，老齡化垃圾滲濾液主要有以下幾個特征：氨氮含量高、BOD5/COD比值低、難生物降解有機物含量高。

老齡化垃圾滲濾液的大量產生對環境產生了巨大威脅，其中難生物降解有機物和高濃度氨氮對處理工藝提出了更高要求。

臭氧催化氧化工藝在處理老齡化垃圾滲濾液中難生物降解有機物方面有巨大的應用前景。臭氧是一種環境友好的強氧化性氧化劑，臭氧分子中的氧原子具有強親電性，一系列以臭氧氧化為基礎的高級氧化工藝可以大大提高老齡化垃圾滲濾液的可生物降解性，為后續的生物處理提供條件。然而，單獨臭氧氧化工藝中臭氧利用率較低，為進一步提高臭氧利用率和污染物去除率，科力邇研發出均相、非均相臭氧催化劑。

均相催化臭氧氧化處理垃圾滲濾液中有機物的工作原理分為兩種：

• 催化劑與有機物或者臭氧發生絡合反應從而促進臭氧降解去除垃圾滲濾液中的有機物；

• 通過添加催化劑促進羥基的大量產生進而提高有機物去除效率。

非均相催化氧化降解有機物分為三種情況：催化劑表面吸附臭氧，產生的羥基與有機污染物反應；有機污染物吸附在催化劑表面同臭氧發生反應；催化劑表面既吸附臭氧，也吸附有機物，即催化劑表面同時發生前面兩種反應。

通過臭氧催化氧化后，垃圾滲濾液中的COD濃度大大降低，有機氮被分解為小分子氮，廢水的可生化性大幅提高；出水再經生化處理，去除垃圾滲濾液中的總氮，使出水達到可排放標準。