生化耦合臭氧催化氧化技术应用

随着人们生活水平不断提高，产生的垃圾也越来越多。如何合理地储存及处理产生的垃圾一直是广受关注的问题。我国常采用的垃圾处理方式分为填埋、焚烧和堆肥，而近几年则以填埋和堆肥为主。卫生填埋操作简单方便，而且相比于其他处理方式，成本较低。但是，生活垃圾自身会携带水分，垃圾中一些有机物在分解时也将产生水分，同时受雨雪天气的影响，这些水分会由地表渗入填埋场，并在填埋场中不断积累，最终持续产生垃圾渗滤液。

根据填埋年限不同，垃圾渗滤液分为年轻垃圾渗滤液、中等垃圾渗滤液和老龄化垃圾渗滤液。与年轻垃圾渗滤液相比，运行年限超过10年的垃圾填埋场产生的老龄化垃圾渗滤液的化学需氧量、五日生化需氧量和总有机碳都处于较低水平。

老龄化垃圾渗滤液中会发生产甲烷反应，挥发性脂肪酸转化为沼气，同时，渗滤液中的有机物逐渐转化为以难生物降解化合物为主。主要是大分子有机化合物-腐殖物质，包括腐殖酸和富里酸。老龄化垃圾渗滤液的BOD5/COD比值低于0.3，可生化性较差。

总的来说，老龄化垃圾渗滤液主要有以下几个特征：氨氮含量高、BOD5/COD比值低、难生物降解有机物含量高。

老龄化垃圾渗滤液的大量产生对环境产生了巨大威胁，其中难生物降解有机物和高浓度氨氮对处理工艺提出了更高要求。

臭氧催化氧化工艺在处理老龄化垃圾渗滤液中难生物降解有机物方面有巨大的应用前景。臭氧是一种环境友好的强氧化性氧化剂，臭氧分子中的氧原子具有强亲电性，一系列以臭氧氧化为基础的高级氧化工艺可以大大提高老龄化垃圾渗滤液的可生物降解性，为后续的生物处理提供条件。然而，单独臭氧氧化工艺中臭氧利用率较低，为进一步提高臭氧利用率和污染物去除率，均相、非均相臭氧催化剂应运而生。

均相催化臭氧氧化处理垃圾渗滤液中有机物的工作原理分为两种：

• 催化剂与有机物或者臭氧发生络合反应从而促进臭氧降解去除垃圾渗滤液中的有机物；

• 通过添加催化剂促进羟基的大量产生进而提高有机物去除效率。

非均相催化氧化降解有机物分为三种情况：催化剂表面吸附臭氧，产生的羟基与有机污染物反应；有机污染物吸附在催化剂表面同臭氧发生反应；催化剂表面既吸附臭氧，也吸附有机物，即催化剂表面同时发生前面两种反应。

通过臭氧催化氧化后，垃圾渗滤液中的COD浓度大大降低，有机氮被分解为小分子氮，废水的可生化性大幅提高；出水再经生化处理，去除垃圾渗滤液中的总氮，使出水达到可排放标准。