芬頓氧化深度處理餐廚垃圾厭氧消化廢水

　　餐廚垃圾厭氧消化廢水具有高有機(jī)物、高氨氮、水質(zhì)成分復(fù)雜特性，因此采用常規(guī)的生化+MBR處理工藝難以達(dá)到更高的排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級標(biāo)準(zhǔn))。隨著垃圾分類的要求越來越嚴(yán)格以及無廢城市的推進(jìn)，廢水處理的排放標(biāo)準(zhǔn)必然會(huì)更加嚴(yán)苛，但是目前對餐廚垃圾厭氧消化廢水深度處理研究較少，有學(xué)者采用臭氧氧化處理MBR出水，但也難以達(dá)到直排標(biāo)準(zhǔn)，因此急需一種適宜的餐廚垃圾厭氧消化廢水的深度處理技術(shù)。芬頓處理技術(shù)是一種高級氧化技術(shù)，在廢水預(yù)處理及深度處理中均是很常見的工藝，也是目前發(fā)展比較成熟的工藝，芬頓反應(yīng)產(chǎn)生的?OH自由基，具有很高的氧化還原電位，其氧化能力僅次于氟，因此芬頓氧化適用于多種難降解廢水的處理，具有反應(yīng)速度快、易于操作等多種優(yōu)點(diǎn)。本研究采用芬頓氧化技術(shù)處理餐廚垃圾厭氧消化廢水超濾出水，通過單因素實(shí)驗(yàn)確定最佳pH值、雙氧水及硫酸亞鐵的用量對CODCr去除的影響。對現(xiàn)有餐廚垃圾厭氧消化廢水的提標(biāo)改造具有一定的參考意義。

　　一、實(shí)驗(yàn)

　　1.1 主要試劑及儀器

　　實(shí)驗(yàn)試劑：雙氧水、七水硫酸亞鐵、重鉻酸鉀、濃硫酸、硫酸汞、氫氧化鈉、硫酸銀，以上試劑均為分析純，PAC、PAM試劑均為工業(yè)級。實(shí)驗(yàn)儀器：pH酸度計(jì)，COD消解儀，電子分析天平，水浴鍋。

　　1.2 水質(zhì)檢測方法

　　本實(shí)驗(yàn)中餐廚垃圾厭氧消化廢水超濾出水的CODCr分析方法嚴(yán)格按照國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HJ/T399-2007進(jìn)行分析。

　　1.3 實(shí)驗(yàn)方法

　　取1000mL超濾出水水樣于燒杯中，用硫酸調(diào)節(jié)廢水的pH值，投加一定量的七水硫酸亞鐵溶液及雙氧水，置于水浴鍋中進(jìn)行靜態(tài)實(shí)驗(yàn)。反應(yīng)一定時(shí)間后調(diào)節(jié)廢水pH值至8.0，進(jìn)行混凝沉淀處理，取上清液分析水樣的CODCr。

　　1.4 實(shí)驗(yàn)用水

　　本次實(shí)驗(yàn)用水為重慶市某餐廚垃圾處理廠廢水處理站超濾出水，其具體水質(zhì)及分析方法見表1。

　　二、結(jié)果與討論

　　2.1 初始pH值對CODCr去除的影響

　　考察初始pH值對廢水CODCr去除的影響。將1000mL廢水的pH分別調(diào)至2.5，3.0，3.5，4.0，4.5，加入2mL質(zhì)量濃度為10%的七水合硫酸亞鐵和0.6mL雙氧水，反應(yīng)90min后，加入30%氫氧化鈉溶液將廢水的pH調(diào)至8.0、再加入2mL質(zhì)量濃度為10%的PAC溶液、1mL質(zhì)量濃度為0.2%PAM溶液，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬箪o置2h后，取其上清液測CODCr。其結(jié)果見圖1。

　　由圖1可以看出，隨著初始pH值得升高，廢水CODCr的去除率先升高后降低，CODCr的去除率在pH為3.5時(shí)達(dá)到最大值32.63%，當(dāng)pH值低于2.5時(shí)，因廢水酸性較強(qiáng)，不利于廢水中?OH的生產(chǎn)，因此CODCr的去除率較低。當(dāng)pH值為4.0時(shí)，廢水堿性較強(qiáng)，F(xiàn)e2+在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化為Fe3+，與雙氧水反應(yīng)產(chǎn)生的?OH減少，因此CODCr的去除率較低。因此，本工藝芬頓反應(yīng)最佳pH為3.5。

　　2.2 雙氧水用量對CODCr去除的影響

　　考察雙氧水用量對廢水CODCr去除的影響。將1000mL廢水的pH調(diào)至3.5，控制雙氧水的投加量分別為0.4mL、0.6mL、0.8mL、1.0mL、1.2mL，加入2mL質(zhì)量濃度為10%的七水合硫酸亞鐵，反應(yīng)90min后，加入30%氫氧化鈉溶液將廢水的pH調(diào)至8.0、再加入2mL質(zhì)量濃度為10%的PAC溶液、1mL質(zhì)量濃度為0.2%PAM溶液，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬箪o置2h后，取其上清液測CODCr。其結(jié)果見圖2。

　　由圖2可以看出，隨著雙氧水用量的增加，廢水CODCr的去除率先逐漸升高，當(dāng)雙氧水用量為1.2mL/L時(shí)，CODCr的去除率達(dá)到最大值42.81%。這主要因?yàn)殡S著雙氧水投加量的增加，廢水中產(chǎn)生的?OH也隨著增加，有機(jī)物被分解的量也逐漸增多，CODCr去除率持續(xù)升高。但當(dāng)雙氧水投加量為0.8mL/L時(shí)，CODCr去除率的增加率明顯減緩，隨著雙氧水投加量的繼續(xù)增加，CODCr去除率增加并不明顯，綜合考慮運(yùn)行成本，因此，本工藝芬頓反應(yīng)雙氧水最佳投加量為0.8mL/L。

　　2.3 硫酸亞鐵用量對CODCr去除的影響

　　考察七水硫酸亞鐵用量對廢水CODCr去除的影響。將1000mL廢水的pH調(diào)至3.5，控制質(zhì)量濃度為10%的七水硫酸亞鐵的投加量分別為2mL、4mL、6mL、8mL、10mL，加入0.8mL雙氧水，反應(yīng)90min后，加入30%氫氧化鈉溶液將廢水的pH調(diào)至8.0、再加入2mL質(zhì)量濃度為10%的PAC溶液、1mL質(zhì)量濃度為0.2%PAM溶液，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬箪o置2h后，取其上清液測CODCr。其結(jié)果見圖3。

　　由圖3可以看出，隨著七水硫酸亞鐵用量的增加，廢水CODCr的去除率先逐漸升高，當(dāng)七水硫酸亞鐵投加量為10mL/L時(shí)，CODCr的去除率達(dá)到最大值53.29%，這主要因?yàn)殡S著七水硫酸亞鐵投加量的增加，溶解在廢水中額Fe2+逐漸增多，生成?OH的量逐漸增加，有機(jī)物被分解的量也逐漸增多，CODCr去除率持續(xù)升高。但當(dāng)七水硫酸亞鐵投加量為4mL/L時(shí)，CODCr去除率的增加率明顯減緩，隨著七水硫酸亞鐵投加量的增加，CODCr去除率增加并不明顯，綜合考慮運(yùn)行成本，因此，本工藝芬頓反應(yīng)質(zhì)量濃度為10%的七水硫酸亞鐵最佳投加量為4mL/L。

　　三、結(jié)論

　　(1)采用芬頓氧化技術(shù)深度處理餐廚垃圾厭氧消化廢水，對CODCr有明顯的去除效果，對現(xiàn)有餐廚垃圾厭氧消化廢水處理的提標(biāo)改造有一定參考意義。

　　(2)芬頓氧化技術(shù)深度處理餐廚垃圾厭氧消化廢水的最佳條件為：初始pH值為3.5，雙氧水投加量為0.8mL/L，七水硫酸亞鐵投加量為4mL/L，反應(yīng)90min，廢水CODCr去除率可達(dá)到53.29%。極大的提高的廢水的可生化性。(來源：重慶杰潤科技有限公司;重慶財(cái)信環(huán)境資源股份有限公司)