甄麗敏

摘 要：采用Fenton試劑處理垃圾滲濾液納濾濃縮液，優(yōu)化了實驗條件。實驗結(jié)果表明，當(dāng)初始pH值為4.5，F(xiàn)eSO4·7H2O投加量為7.0 g/L，H2O2投加量為99 g/L，反應(yīng)時間4h時，COD的去除率最高達(dá)到60.5%。

關(guān)鍵詞：Fenton試劑；垃圾滲濾液；納濾濃縮液；COD去除率

文章編號：1004-7026（2018）03-0113-02 中國圖書分類號：X705 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

我國的生活垃圾主要通過衛(wèi)生填埋進(jìn)行處置，生活垃圾的含水率高，以及降雨及地下水的滲入，衛(wèi)生填埋場產(chǎn)生大量的垃圾滲濾液。垃圾滲濾液是一種成分復(fù)雜的高濃度廢水，含有大量難降解有機(jī)物、無機(jī)離子以及重金屬離子等物質(zhì)[1]，單純的生物處理方法無法使垃圾滲濾液達(dá)標(biāo)排放，因此必須采用深度處理技術(shù)，采用膜技術(shù)處理垃圾滲濾液正逐漸成為一種趨勢，而膜濾濃縮液的處理則成為一個新的難點[2]。

Fenton試劑法是高級氧化技術(shù)的一種，在酸性條件下，過氧化氫在亞鐵鹽的催化作用下發(fā)生反應(yīng)生成·OH，·OH是一種氧化能力很強(qiáng)的自由基，具有較高的氧化還原電位，能迅速的氧化廢水中的污染物，使難于生物降解的大分子有機(jī)物裂解為易于微生物降解的小分子有機(jī)物，或者完全礦化為CO2和H2O[3]。

1 實驗部分

1.1 Fenton氧化技術(shù)原理

H2O2與催化劑Fe2+構(gòu)成的氧化體系稱為Fenton試劑。H2O2在Fe2+離子的催化作用下，能夠分解產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基（·OH），氧化電位為2.8eV，是自然界中僅次于氟的氧化劑。Fenton試劑反應(yīng)機(jī)理為：

1.2 實驗方法

實驗用水樣取自北京市某垃圾填埋場產(chǎn)生的垃圾滲濾液經(jīng)生化處理后的納濾濃縮液，本實驗反應(yīng)在1 000mL燒杯內(nèi)進(jìn)行，采用磁力攪拌器攪拌。取500 mL納濾濃縮液于燒杯中，用硫酸或氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值，加入定量FeSO4·7H2O固體，攪拌使之溶解，加入定量H2O2溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%），每隔1h取樣，反應(yīng)4 h，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為8，靜置2h后用濾紙過濾水樣，采用重鉻酸鉀法測定水樣的COD值。

2 結(jié)果與討論

2.1 pH的確定

實驗條件：FeSO4·7H2O投加量為7.0g/L，H2O2的投加量為99g/L，測定初始pH值對COD去除率的影響，如圖1所示。

從圖1可以看出，隨著初始pH值的增加，COD的去除率先增加后降低，當(dāng)初始pH值從3.0增加到4.5時，COD的去除率隨著pH值的增加而增加，當(dāng)初始pH值從4.5增加到6.0時，COD的去除率隨著pH值的增加而下降。當(dāng)初始pH值為4.5時，COD的去除率最高，達(dá)到60.5%。因為初始pH過低，過量H+會對反應(yīng)（4）產(chǎn)生抑制，F(xiàn)e3+不能順利被還原為Fe2+，導(dǎo)致Fe2+與H2O2反應(yīng)生成·OH的速率降低，同時還會抑制Fe3+與H2O2反應(yīng)生成·HO2的速率。初始pH值過高，H2O2自分解速率加快，不僅抑制了·OH產(chǎn)生，而且溶液中 Fe2+會以氫氧化物的形式沉淀而失去催化能力。因此最佳初始pH值為4.5。

2.2 雙氧水投加量的確定

實驗條件：初始pH值為4.5，F(xiàn)eSO4·7H2O投加量為7.0g/L，測定H2O2投加量對COD去除率的影響，如圖2所示。

由圖2可以看出，COD的去除率隨著H2O2投加量的增加而迅速提高，在H2O2的投加量為99.0g/L 時，COD的去除率達(dá)到最大值60.3%。進(jìn)一步增加H2O2投加量，COD去除率反而降低。主要是因為過量H2O2會與·OH發(fā)生反應(yīng)（3），消耗掉大量·OH，導(dǎo)致·OH無法氧化納濾濃縮液中的有機(jī)物，此外，過量H2O2還會把Fe2+氧化為Fe3+，導(dǎo)致反應(yīng)在Fe3+催化下進(jìn)行，通過實驗確定H2O2的最佳投加量為99g/L。

2.3 聚合硫酸亞鐵的確定

實驗條件：初始pH值為4.5，H2O2投加量為99g/L，反應(yīng)時間為4h。測定FeSO4·7H2O投加量對COD去除率的影響，如圖3所示。

圖3顯示，當(dāng)FeSO4·7H2O的投加量從4.0g/L 增加到7.0g/L時，COD的去除率從51.3%升高到60.3%。當(dāng)FeSO4·7H2O的投加量繼續(xù)增加，COD的去除率急劇下降，尤其是FeSO4·7H2O的投加量從7.0 g/L 增加到8.0g/L時，COD的去除率從60.3%下降到48.4%。大量的Fe2+催化使H2O2迅速分解，初始階段產(chǎn)生的·OH 太多，導(dǎo)致自由基還沒有參與氧化有機(jī)物的反應(yīng)而發(fā)生反應(yīng)（6），使自由基被大量消耗，并且大量的Fe2+被氧化成Fe3+，從而使處理效果下降，因此過多的投加FeSO4·7H2O并不能提高氧化作用的去除能力。由圖3可知，F(xiàn)eSO4·7H2O的最佳投加量為7.0g/L。

結(jié)束語

（1）Fenton試劑可以有效的處理垃圾滲濾液的納濾濃縮液。該反應(yīng)受到反應(yīng)時間、初始pH值、H2O2和FeSO4·7H2O投加量等因素的影響。

（2）當(dāng)初始pH值為4.5，F(xiàn)eSO4·7H2O投加量為7.0g/L，H2O2的投加量為99g/L，反應(yīng)時間4h時，COD的去除率最高可達(dá)到60.5%。

參考文獻(xiàn)：

[1]李靜.垃圾滲濾液的深度氧化處理試驗研究[D].天津：天津大學(xué)，2004.1.