专利名称：一种垃圾渗滤液的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种垃圾渗滤液的高级氧化处理技术及方法。
背景技术：
垃圾渗滤液是垃圾收运、处理和处置过程中最常见的"二次污染"之一，是世界公 认的污染危害较大、成份复杂、水质变化大、最难处理的高浓度有机废水之一，主要含有大 量有机污染物、氮、磷和种类繁多的重金属类物质。垃圾渗滤液的处理技术是国际上的研究 热点，一直以来备受关注。 目前，用于处理垃圾渗滤液的技术主要有生物处理技术、物化处理技术、土地处 理技术以及这些工艺的组合等。生物处理技术操作简便，运行费用较低，但由于垃圾渗滤液 中含有一些毒性物质(如多环芳烃、多氯联苯等)和抗生物降解的物质(如腐殖酸、表面活 性剂等)，因此生物法处理效果较差，COD残留高，使其应用受到了明显的制约。土地处理 技术相对成本较低，但会造成对土壤和地下水的污染，另外土壤的渗透能力也会随着时间 的延长而逐渐下降，对垃圾渗滤液的处理效率也会随之降低，不能满足日益严格的环保排 放要求。目前用于处理垃圾渗滤液的物理化学方法主要有化学氧化法、吸附法、化学沉淀法 和膜过滤法等，但都存在着各自的不足和缺陷。例如膜处理的最大问题是膜污垢，会堵塞膜 孔，对处理效率有很大影响；化学沉淀法则易受pH值等条件的限制；吸附法只是把污染物 从水相转移到固相，容易造成二次污染。 高级氧化技术是近20年来在单一化学氧化法的基础上发展起来的，利用反应中 生成的强氧化性自由基，将有机污染物降解成小分子物质，甚至矿化成C02、 H20和相应的无 机离子。湿式氧化(WA0)是一种处理有机废水的高级氧化技术，主要是在高温、高压条件 下，利用空气为氧化剂氧化水中有机物的一种处理技术。采用湿式氧化处理垃圾渗滤液可 去除高浓度的COD，并提高废水的可生化性，脱色、除臭不产生氮氧化物、二氧化硫、二恶英 和呋喃等二次污染物，且不受渗滤液的PH、有毒物质、氨氮等影响。传统的湿式氧化需要较 高的温度和压力，相对较长的停留时间，反应条件较为苛刻，因而该方法的实际推广受到限 制。 近些年来，人们在传统的湿式氧化技术的基础上进行了一些改进，例如催化湿式 空气氧化法(CWAO)和湿式过氧化物氧化(WPO)技术。CWAO是在传统的湿式空气氧化处理 工艺中加入适宜的催化剂以降低反应的温度和压力，降低反应活化能，提高氧化分解能力， 縮短反应时间，降低运行成本。传统的催化湿式氧化法仍需较高温度(180 315°C )、较高 压力(2 25Mpa)的反应条件，运行费用较高，且对设备都有很高的要求，因而限制其进一 步推广应用。WPO技术是在反应体系中添加氧化剂，如过氧化氢01202)、臭氧等，而使有机污 染物加速分解和矿化。H^是环境友好的氧化剂，它是羟基自由基(*0H)的引发剂，但是 H202本身是液体，不宜贮存和运输，而且由于实际废水的复杂多样，往往加入到反应体系中 易分解为02和1120，大大降低了处理效果。 过硫酸盐和S2082—和单过氧硫酸氢盐(HS05—)是硫酸自由基(S04'—)的引发剂，在湿式催化氧化过程中加入这些氧化剂可以产生大量的强氧化性硫酸自由基，在某些条件下， S04'—的氧化还原电位比'OH还要高，多数有机污染物都能够被S04'—完全降解。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种垃圾渗滤液的处理方法，它是基于硫酸根自由基 (S04'—)的新型湿式氧化处理垃圾渗滤液的方法，可以弥补现有WPO技术的不足，以避免羟 基自由基引发剂&02不宜贮存和运输的问题。为此，本发明采用以下技术方案它将垃圾渗 滤液进行预处理，经过预处理的垃圾渗滤液注入反应釜中，在中温温度80 250°C，中压压 力0. 5 10Mpa，氧的分压为0. 2 5Mpa条件下，添加催化剂和硫酸自由基引发剂，氧化降 解垃圾渗滤液。在本发明所述技术方案的条件下，可以达到快速分解有机物，达到深度处理 垃圾渗滤液目的。 本发明的技术原理在盛有垃圾渗滤液的反应釜中，在液相体系中，在催化剂和中 温80 250°C 、中压0. 5 10Mpa、氧的分压为0. 2 5Mpa条件下，加入一定数量的硫酸自 由基引发剂，如过硫酸盐或单过氧硫酸氢盐， 一方面催化剂能催化过硫酸盐或单过氧硫酸 氢盐，另外一方面，高温高压也可以加速分解引发剂过硫酸盐(或单过氧硫酸氢盐)生成硫
酸自由基，引发一系列的自由基反应，具体的反应式如下所示
S2Os2 ^ 2S(V-
HS05 ^ S(V—+ OH—
Mn++S2082— — M(n+1)++S04. —+S042—
Mn++HS05— — M(n+1)++S04. —+0H—
2S04 —+RH — R +HS04— 由上述反应产生的硫酸自由基具有很高的氧化活性，可以与垃圾渗滤液中的有机 污染物等物质发生反应，引发自由基反应，将有机污染物降解成小分子物质，甚至矿化成 C02、 H20和相应的无机离子，从而达到深度处理的目的。 本发明的有益效果是(l)降低了湿式氧化的反应条件，反应条件温和。本发明是 在湿式催化氧化的基础上添加自由基引发剂，使得反应体系产生大量氧化性极强的新型活 性自由基_S04'—，自由基生成速度快，大大增加湿式氧化深度处理效果，对于垃圾渗滤液的 COD的处理率也有极大的提高，垃圾渗滤液处理效率高(COD去除率可达85%以上)。(2) 添加环境友好试剂，不会造成二次污染，降低出水的有机物残留量，有利于湿式氧化技术的 推广，具有很好的经济和环境效益。
具体实施例方式
本发明所述的一种垃圾渗滤液的处理方法是基于硫酸自由基强化湿式催化氧化 处理方法，它具体为(l)垃圾渗滤液的前处理对垃圾渗滤液经过滤除去大颗粒杂物，再 投加絮凝剂沉淀混凝去除悬浮态的颗粒物；(2)经过前处理的垃圾渗滤液注入反应釜，加 盖密封，调整搅拌速度(lOOrpm 800rpm)，升温，到达设定温度80 25(TC后，充入氧气， 氧气分压为0. 2 5Mpa。达到设定的温度和压力后，通过进样口注入硫酸自由基引发剂过硫酸盐S2082—或Oxone (KHS05 KHS04 K2S04)(根据垃圾渗滤液的浓度确定氧化剂的用量)， 反应一定时间后(0. 5h 4h)，冷却后完成。 下面结合实施例对本发明进行进一步的说明，本发明的保护范围不限于下述实施 例。 实施例1 对垃圾渗滤液(COD浓度约为llOOmg/L)进行降解，经过滤和硫酸亚铁絮凝沉淀 前处理，取500mL该垃圾渗滤液加入反应釜中，添加催化剂CoS04(0 . 05g)和CuO(O. 5g)， 注入引发剂Oxone (KHS05 KHS04 K2S04) 6g，通入氧气0. 5MPa，搅拌速度600rpm，升 温，达到预设温度20(TC和预设压力5Mpa后，反应4h，开始冷却，去除沉淀物后，测定 结果表明垃圾渗滤液的C0D去除率为85.4X ;重复此实验，采用加入引发剂11202代替 Oxone (KHS05 KHS04 K2S04)，最终的COD除去率仅为51. 4% ，表明基于硫酸根自由基的催 化湿式氧化方法相比基于羟基自由基引发剂H202的湿式过氧化物氧化方法，可以显著的提 高垃圾渗滤液中有机物的去除率。 本实施例中采用温度为20(TC，压力5Mpa，氧气0. 5MPa的条件可以有效去除垃圾 渗滤液中的COD，且垃圾渗滤液中COD的去除率较高。在一般试验条件下，当温度为80 250°C ，压力0. 5 10Mpa，氧的分压为0. 2 5Mpa条件下，均可以达到有效去除垃圾渗滤液 中的COD的目的。
实施例2 对垃圾渗滤液(COD浓度约为1100mg/L)进行降解，经过过滤和硫酸亚铁絮凝 沉淀前处理，取500mL该浓度的垃圾渗滤液放入反应釜中，添加催化剂FeS04(0. 05g)和 CuO(O. 5g)，加入引发剂过硫酸盐K2S2085g，通入氧气0. 5MPa，搅拌速度600rpm，升温，达到 预设温度20(TC和预设压力5Mpa后，反应4h，开始冷却，去除沉淀物后，测定结果表明垃圾 渗滤液的COD去除率为87. 2% ;重复此实验，采用加入氧化剂H202代替K2S208，最终的COD 除去率仅为64. 4%，表明基于硫酸根自由基的催化湿式氧化方法相比基于羟基自由基引发 剂H202的湿式过氧化物氧化方法，可以显著的提高渗滤液中有机物的去除率。
本发明上述实施例采用的催化剂分别为CoS04、FeS04和CuO， 一般常用的催化剂过 渡态金属盐如二价铜盐、二价锰盐，以及过渡态金属氧化物Co304、 Fe203和Mn02也都可以用 作本发明中的催化剂，用于处理垃圾渗滤液。
权利要求
一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于它将垃圾渗滤液进行预处理，经过预处理的垃圾渗滤液注入反应釜中，在中温温度80～250℃，中压压力0.5～10Mpa，氧的分压为0.2～5Mpa条件下，添加催化剂和硫酸自由基引发剂，氧化降解垃圾渗滤液。
2. 如权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于所述预处理为过滤 处理和沉淀处理。
3. 如权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于所述催化剂为过渡态金属盐或过渡态金属氧化物。
4. 如权利要求3所述的一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于所述过渡态金属盐催化剂选自二价钴盐、二价铜盐、二价铁盐、二价锰盐，所述过渡态金属氧化物催化剂选自Co304、CuO、Fe203禾P Mn02。
5.如权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于所述硫酸自由基引 发剂为过硫酸盐或单过氧硫酸氢盐，所述过硫酸盐的酸根离子为S2082—，所述单过氧硫酸氢 盐的酸根离子为HS05—。
全文摘要
本发明提供了一种垃圾渗滤液的处理方法，它是基于硫酸根自由基(SO42-)的新型湿式氧化处理垃圾渗滤液的方法。它将垃圾渗滤液进行预处理，经过预处理的垃圾渗滤液注入反应釜中，在中温温度80～250℃，中压压力0.5～10MPa，氧的分压为0.2～5MPa条件下，添加催化剂和硫酸自由基引发剂，氧化降解垃圾渗滤液。本发明降低了湿式氧化的反应条件，反应条件温和，本发明自由基生成速度快，垃圾渗滤液处理效率高(COD去除率可达85％以上)，既能有效的处理垃圾渗滤液，降低出水的有机物残留量，又能降低湿式氧化的操作条件，有利于湿式氧化技术的推广，具有很好的经济和环境效益。
文档编号C02F1/72GK101774678SQ20101011393
公开日2010年7月14日 申请日期2010年2月24日 优先权日2010年2月24日
发明者陈晓旸 申请人:浙江省农业科学院