微波-微米CaO組合工藝處理城市生活垃圾滲濾液

馬天巖（鐵嶺市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院 遼寧 鐵嶺 112000）

1 料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 垃圾滲濾液指標(biāo)

實驗用城市生活垃圾滲濾液原水中各項污染物指標(biāo)如下：COD濃度為6413mg/L、NH3-N濃度為854mg/L、pH值為6.49、SS為696NTU。

1.1.2 微米CaO的制備和表征

將微米碳酸鈣粉末在890℃馬弗爐中燒結(jié)2min，即得產(chǎn)物。

本實驗中主要應(yīng)用掃描電子顯微鏡法對微米CaO進(jìn)行表征，微米CaO的電鏡圖片（比例尺為10μm）見圖1。

1.2 實驗方法

COD測定采用重鉻酸鉀法，NH3-N測定采用納氏試劑法。

1.2.1 微波-微米CaO法處理城市生活垃圾滲濾液

以微波輻照時間、輻照功率和CaO用量為考察對象，按照L9（33）三因素三水平設(shè)計正交實驗。根據(jù)對實驗結(jié)果的分析，以微米CaO為氧化劑，在微波輻照功率800W，輻照時間4min的條件下，對微米CaO用量12、16、20、24、28g/L進(jìn)行篩選和研究。

圖1 微米CaO電鏡掃描圖

2 結(jié)果與討論

2.1 正交實驗

以微波輻照時間、輻照功率和CaO用量為考察對象，按照L9（33）三因素三水平設(shè)計正交實驗，見表1和表2。并且通過極差分析得出各因素對處理效果的影響程度，篩選出最優(yōu)工藝條件。

由表3可以看出，COD與NH3-N去除率的極差RC＞RB＞RA，在考察因素中，微波輻照功率的影響最大，其次為輻照時間。由于本實驗的指標(biāo)越高越好，所以根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出此微波氧化法的最優(yōu)處理條件為A2B2C3，即在CaO用量為10g/L，微波輻照功率為800W，輻照時間為4min時，利用本法處理垃圾滲濾液可取得最好效果，此時COD去除率為43.35%，NH3-N去除率為80.83%。

2.2 微米CaO用量篩選

微米CaO用量對垃圾滲濾液處理效果的影響如圖2所示。

表1 因素與水平

表2 正交實驗設(shè)計與結(jié)果

表3 正交實驗極差分析

從圖2可以看出，在一定范圍內(nèi)隨著微米CaO用量的增加，滲濾液中COD、氨氮的去除效率均呈逐漸遞增趨勢，當(dāng)微米CaO用量升至20g/L后，繼續(xù)增加用量去除率無明顯提高，此時COD及氨氮去除率分別為50.95%和92.09%。此法反應(yīng)原理同微波CaO法基本一致，微波的電磁效應(yīng)和微米CaO的共同作用使化學(xué)反應(yīng)更為有效的進(jìn)行，當(dāng)反應(yīng)完全時，去除率曲線開始趨于平緩。綜合以上實驗結(jié)果可以看出微波-微米CaO法的去除效果要明顯好于微波CaO法，其原因可能為：微米CaO粒子大小屬微米級別，比普通CaO要小，因此分子熱運動更為激烈，與污染物的接觸更充分，從而使化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得更徹底。

圖2 微米CaO用量對滲濾液COD和氨氮去除率的影響

3 結(jié)論

滲濾液中含有多種有毒物質(zhì)，且濃度很高，已經(jīng)對環(huán)境構(gòu)成巨大的威脅。在微波-微米CaO法中，當(dāng)微波功率為800W，輻照時間為4min，微米CaO用量為20g/L時，垃圾滲濾液最好處理效果，此時COD及氨氮去除率分別為50.95%和92.09%。

〔1〕李元主編.環(huán)境科學(xué)實驗教程〔M〕.中國環(huán)境科學(xué)出版社，北京，2007（第一版）：27.

〔2〕王杰，程志輝，陳忠林，等.微波催化氧化法處理垃圾滲濾液的正交試驗〔J〕.生態(tài)環(huán)境，2008，17（6）：2212-2214.

〔3〕孫榮恒編著.應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計〔M〕.科學(xué)出版社，北京，2003（第二版）：184-191.

〔4〕沈雪梅，俞凱覦.城市垃圾處理產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀和對策〔J〕.杭州科技，2003（3）：36-37.

〔5〕胡允良.法國垃圾滲透液的性質(zhì)及其處理方法〔J〕.上海環(huán)境科學(xué)，1999，18（1）：37-40.