韋勁松

摘 要：文章主要對電化學氧化法處理技術在生活垃圾滲濾液中的應用效果進行了研究分析，首先介紹了實驗前的準備環(huán)節(jié)，主要包括三個方面：實驗試劑和儀器、樣品預處理、實驗方法，之后探討了實驗結果，主要對電流密度、PH值以及Cl-濃度對實驗的影響以及廢液成分進行了分析，最后對實驗結果進行了總結歸納，即電化學氧化法處理技術能夠提高水質的可生化性，有利于后續(xù)生化處理工作的順利開展。通過以上幾個方面的分析和探討，希望能夠為以后的研究工作提供一些參考。

關鍵詞：生活垃圾滲濾液;電化學氧化法;處理

中圖分類號：X799.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）06-0017-02

0 引言

現階段，很多城市在處理日常生活垃圾的過程中通常情況下都采用衛(wèi)生填埋的處理方法，這樣就很容易產生垃圾滲濾液，并且生活垃圾滲濾液的水質特征會因為填埋時段不同而出現明顯的差異。生活垃圾填埋初期，其產生的滲濾液具有較好的可生化性，處理起來比較容易，但是隨著填埋時間越來越長，會導致滲濾液中的氨氮濃度明顯增加，在這種情況下由于其不具備良好的可生化性，因此往往很難進行有效地處理。目前，國內外在處理生活垃圾滲濾液方面經常使用的工藝方法有基于SBR工藝的吹脫法、厭氧法，化學凝聚沉淀等等。但是這些方法存在的不同的問題，比如處理周期長、處理費用高等。而電化學氧化法處理技術與以上技術相比具有多個方面的優(yōu)勢，特別是能夠使后續(xù)生物處理條件得到有效的改善，因此具有非常廣泛的應用前景。

1 實驗準備

1.1 實驗試劑和儀器

生活垃圾滲濾液來源于城市垃圾中轉站，需要使用到的試劑主要有硫酸、酒石酸鉀鈉、鄰苯二甲酸氫鉀、硫酸銀、氫氧化鈉、硫酸亞鐵銨、氯化鈉等等，以上均為分析純;色譜純主要包括二氯甲烷等等。實驗中需要使用到的儀器有：HB17300SL 5A直流穩(wěn)壓電源、QP-2010日本島津氣相色譜質譜聯用儀、旋轉蒸發(fā)儀、EMS-gA加熱磁力攪拌器、離心分離器等等。

1.2 樣品預處理

首先，將原水濃度適當稀釋，從而使電導率增加，這樣能夠將滲濾液中的氨氮、COD等更好的去除。另外，為了降低實驗成本，稀釋一倍即可，也就是說自來水與滲濾液的比例為1∶1，之后對混合液進行電氧化處理[1]。

（1）中性萃取。取垃圾滲濾液100毫升，對其PH進行測量結果為8.03，PH值不用調節(jié)。之后取二氯甲烷20毫升進行萃取，并用力振蕩，持續(xù)3分鐘，然后靜置，將其中透明的二氯甲烷慢慢分離出來。完成之后再將10毫升二氯甲烷加入試管中并將以上操作重復一次，最后合并兩次操作所得的萃取物。（2）堿性萃取。首先，對中性萃取之后的水相使用氫氧化鈉調節(jié)其PH值達到12，之后取二氯甲烷20毫升進行萃取，并用力振蕩，使其高度乳化，之后使用離心法進行破乳，一般情況下每分鐘4000轉，持續(xù)3分鐘就能夠取得比較明顯的破乳效果。（3）酸性萃取。首先將濃硫酸稀釋五倍，并使用其調節(jié)堿性萃取后水相的PH值，降低到2，之后取二氯甲烷20毫升進行萃取，再取取二氯甲烷10毫升進行萃取，均為出現明顯的乳化，之后合并兩次萃取物。然后混合以上3份樣品，這樣就能夠比較全面的萃取其中的有機物。

1.3 實驗方法

在22攝氏度的室溫下采用電化學氧化法對垃圾滲濾液進行相應的處理，持續(xù)兩個小時以上。采用正交實驗對電極板、Cl-、PH值以及電流密度不同的情況下去除滲濾液中COD、有機物、氨氮等物質的效果[2]。

2 實驗結果與討論

2.1 基于電氧化工藝的正交實驗結果

從正交實驗結果表（表1）可以看出，A2B2C2D1為優(yōu)化工藝，此時PH值為4，共投加氯化鈉1克，電流密度為7.5A/dm2，使用SnO2/Ti材質的電極板，在這種情況下能夠去除70.4%的氨氮以及68.94%的COD[3]。

2.1.1 電流密度對實驗的影響

實驗結果表明，隨著電流的上升，氨氮以及COD的去除率首先會隨著升高，但是到達臨界點之后，隨著電流的繼續(xù)升高反而下降，其中去除效果最好的電流密度值為7.5A/dm2。電流會增加HO·的濃度，這對使用電氧化工藝處理滲濾液是非常有利的。與此同時，析氧副反應進一步加強，并且隨著電流密度的不斷上升，用于析氧電流的份額也隨之增加，這降低了氯離子起到的作用效率，減少了單位陽極面積上產生的Cl2的量，從而導致ClO-濃度減少，最終使去除氨氮以及COD的效果明顯下降。因此，應該將7.5A/dm2確定為最佳的優(yōu)化電流密度。

2.1.2 PH值對實驗的影響

首先取一些滲濾液，之后分別在堿性和酸性條件下進行相應的處理。在堿性條件下處理滲濾液時，最開始的30分鐘出現了非常劇烈的反應，用于實驗的儀器內在較短的時間中絮凝、沉積了大量的懸浮物，同時實驗儀器內有大量上升的氣泡產生，因此這些懸浮物也被帶到了液面以上。實驗進行30分鐘之后，儀器內的反應強度降低，逐漸趨于平穩(wěn)，溶液整體上比較澄清;在酸性條件下處理滲濾液時并沒有出現比較劇烈的反應，只是隨著儀器內上升的氣泡有一些懸浮固體排出，但是就實際結果來看，在酸性條件下能夠更加有效地處理氨氮和COD。因此，在處理滲濾液的過程中應該先對其進行堿性處理，使其發(fā)生絮凝和沉淀，然后再通入電流產生電解氣泡，從而將其中的污染物以及雜質排出反應體系，之后對PH值進行調節(jié)使其變成酸性，接著進行相應的電解處理。

2.1.3 Cl-濃度對實驗的影響

Cl-是溶液中非常重要的一種物質，其作用主要促進氧化，其濃度會在很大程度上影響去除效果。由于Cl-濃度與反應過程中產生的CIO-濃度之間的關系非常密切，通常情況下隨著其濃度不斷提高，去除水中有機物的效果也會隨之提高。并且，電極表面會被Cl-吸附，這樣原來氧化膜中的氧離子就會被取代，而鈍化膜在這這種情況下就會被逐漸溶解，從而使溶液中各種物質的傳質進一步增加，并增大放電效率，進而將水中的氨氮和各種有機物更加有效的去除。另外，溶液中的Cl-還能夠使?jié)B濾液的導電能力進一步提高，有利于反應能耗的降低。

2.2 廢液成分分析

對于揮發(fā)性有機物，可以采用GCMS進行定性分析。首先，在水汽中通入氦氣，在毛細管色譜柱中析入進過分解的組分，之后經過相應的程序，使色譜升溫完成組分的分離，最后使用質譜儀進行相應的檢測。之后就質譜圖和保留時間對比目標組分和計算機譜庫，并進行定性;組分濃度的的定量離子和內標物定量離子之間的質譜響應的比例決定著定性出來的具體的組分濃度。另外，使用內標校正程序對每個樣品中含已知濃度的內標化合物進行測量。

另外根據GC條件和MS條件下檢測滲濾液原水中的有機物成分以及經過電氧化兩個小時之后對水中有機物的檢測結果，我們還可以發(fā)現，與進水中的有機物相比出水中的有機物明顯要少，并且從峰譜圖的整體走勢來看也明顯更為和緩。滲濾液經過電化學氧化處理之后，隨著通電時間的不斷延長，其成分也越來越簡單。另外，就進水和出水的峰值面積來看，進水中含有很多比較復雜的揮發(fā)性有機物，并且具有較高的濃度;而出水中只含有一些比較簡單的揮發(fā)性有機物，并且其濃度也相對較低。另外，通過調整斜率，使進水斜率達到400之后，一共有62種主要的揮發(fā)性有機物被檢測出來;之后降低進水斜率到300之后，只有41種揮發(fā)性有機物被檢測出來。這些被檢測出來的揮發(fā)性有機物中，有一部分為致癌物、致突變物和促癌物，并且還有一部分有機物已經被我國列入環(huán)境優(yōu)先污染物黑名單。

3 結論

首先，在生活垃圾處理過程中產生的滲濾液，通過電化學氧化法進行處理能夠將其中氨氮、COD和各種復雜的有機物有效去除，最高去除率可達70.4%，不過需要滿足以下條件：使用SnO2/Ti材質的板材作為陽極以及不銹鋼材質的板材作為陰極，極板間距設置為5毫米，電流密度為7.5A/dm2，投入的氯化鈉量為每100毫升2克，處理時間應控制在120分鐘之內。另外，氨氮進水濃度和出水濃度分別應控制在每升4085mg/L和每升1209mg/L。需要注意的是COD的進水和出水濃度分別為44100mg/L和1369mg/L時，去除率則有所下降，為68.94%。其次，通過GCMS法對滲濾液處理前后的有機污染物進行進定性分析可以發(fā)現，原水中顯示出62種比較復雜的有機物;顯示有機物質減少，一共還有41種。原來有18種有機物被列入環(huán)境優(yōu)先污染物黑名單，之后已經減少到只有8種有機物被列入環(huán)境優(yōu)先污染物黑名單，并且在一定程度上降低了這些有機物的毒性。同時原來的多環(huán)碳鏈結構和多級的化合物等復雜高分子有機物都轉化成了一些相對比較簡單的小分子有機物質，從而顯著提高了水質的可生化性，這對后續(xù)的生化處理是非常有利的。

參考文獻

[1] 王璐.電化學氧化法在垃圾滲濾液處理中的應用[J].山西建筑，2015（4）：199-201.

[2] 章小軍.UV/Fenton法處理城市垃圾滲濾液的研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2016（6）：252-253.

[3] 萬玉山，溫馨，黃利，等.組合工藝削減垃圾滲濾液的毒性試驗[J].安全與環(huán)境學報，2018（3）：1101-1106.