电解氧化处理垃圾渗滤液技术

垃圾的卫生填埋是我国城市垃圾的主要处理方式之一，由此而产生的垃圾渗滤液是一种难处理的的高浓度有机废水，其水质水量变化大，成分复杂且随“场龄”变化。一般，垃圾渗滤液经生物处理后，其残留的COD仍较高，有的高达600～800 mg/L，且很难再处理。笔者采用电解氧化法对垃圾渗滤液进行深度处理，并对其工艺条件进行了研究，从而为工业化应用提供了理论基础。

1　材料及 方法

试验装置采用10 cm×10 cm×10 cm的电解槽两个，详见图1。电极材料：三元电极材料，SPR(RuO2-IrO2-TiO2)，6 cm×8 cm;二元电极材料，DSA(RuO2-TiO2)，6 cm×8 cm;石墨电极材料，6 cm×8 cm;不锈钢电极材料，6 cm×8 cm。

污水取自广州大田山垃圾填埋场，包括渗滤液原水和经过SBR生物处理后的出水，水质成分见表1。

表1垃圾渗滤液和SBR出水水质

分析方法：COD、BOD采用标准方法进行;pH采用PHS—2型酸度计测定;色度采用稀释倍数法;Cl-采用硝酸银滴定法;NH3-N采用纳氏比色法;余氯采用碘量法。

2　电极氧化机理

电极氧化机理可分为两个部分，即直接氧化和间接氧化。直接氧化作用是指溶液中·OH基团的氧化作用，它是由水通过电化学作用产生的，该基团具有很强的氧化活性，对作用物几乎无选择性。直接氧化的电极反应如下：

2H2O→2·OH+2H++2e-

有机物+·OH→CO2+H2O

2NH3+6·OH→N2↑ +6H2O

2·OH→H2O+1/2O2

若废水中含有高浓度的Cl-时，Cl-在阳极放出 电子 ，形成Cl2，进一步在溶液中形成ClO-，溶液中的Cl2/ClO-的氧化作用能有效去除废水中的COD及NH3-N。这种氧化作用即为间接氧化，反应如下：

阳极：4OH-→2H2O+O2+4e-

2Cl-→Cl2+2e-

溶液中：Cl2+H2O→ClO-+H++Cl-

有机物+ClO-→CO2+H2O

3　结果与讨论

3.1　不同电极的影响

不同电极材料的电解氧化性能不同，对目前国内烧碱行业用得较多的两种电极材料DSA(二元电极)和SPR(三元电极)以及石墨电极作了比较。分别以它们作阳极，取SBR反应器出水500 mL，电流密度10A/dm2，补充Cl-浓度至5 000 mg/L，电解4 h，电解效果如表2。

表2三种不同阳极材料处理渗滤液的效果

从表2中可以看出，COD和NH3-N的去除率以三元电极SPR为最高。电极材料中的高价金属离子(Ru4+、Ir4+、Ti4+)的存在有利于溶液中产生Cl2/ClO-，从而促进了对污染物的间接氧化作用，其中尤以SPR三元电极更为突出。图2为三种电极电解过程中余氯的变化。

图2表明，随着时间的变化，溶液中的余氯因电极种类的不同而不同，其中三元电极SPR对余氯的释放最为有利。它同时也表明，间接氧化在电解氧化过程中起着重要的作用。