臭氧强化光催化氧化处理渗滤液的研究.doc

臭氧强化光催化氧化处理渗滤液的研究
熊代群
（海南省农垦科学院，海口570206）
摘要：以目前垃圾渗滤液常用处理技术存在问题为切入点，介绍了臭氧强化光催化的协同效应机理、影响因素，分析了该技术用于垃圾渗滤液处理的可行性、存在问题和研究重点，对光催化氧化技术的实际应用具有一定的指导意义。
关键词：臭氧；光催化氧化；垃圾渗滤液
Thestudyonthetreatmentoflandfillleachatewithozone-enhancedphotocatalyticoxidationprocess
XiongDaiqun
(HaiNanAgriculturalReclamationAcademyofsciences,Haikou570206)
Abstract:Withproblemsofcommonlyreatmenttechnologyonlandfillleachateasthebreakthroughpoint,introducestheozonestrengtheningphotocatalyticsynergymechanismandinfluencingfactors,analyzesthetechnologyusedinmunicipallandfillleachatetreatmentfeasibility,theexistingproblemsandtheresearchemphases,lightthepracticalapplicationofcatalyticoxidationtechnologyhascertaindirectivesignificance.
Keywords:Ozone;Photocatalyticoxidation;Landfillleachate
垃圾渗滤液作为一种高浓度、高氨氮有机特征废水，由于其营养比例失调、水质水量随填埋年限和季节的波动范围大，导致常规的生物法对污染物去除率偏低，处理效果也不稳定。而目前国内垃圾渗滤液的处理方法大多采用物化—生化相结合的处理工艺，尽管提高了生化系统的耐冲击性，同时也存在着问题（见下表1），并且出水很难达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）。今年7月1日起，现有全部生活垃圾填埋场应自行处理生活垃圾渗滤液并执行新标准，这无疑对以物化为主的深度处理技术提出了新的更加严格的要求。
表1.垃圾渗滤液常用工艺技术

主要工艺工程实例存在问题

三沉二曝活性污泥法杭州天子岭垃圾填埋场随着填埋时间的延长，
渗滤液可生化性变差，
厌氧+氧化沟北京阿苏卫垃圾填埋场不能稳定运行

混凝+氨吹脱+生化处理徐州雁群垃圾填埋场氨吹脱运行费用昂贵
有机和无机污泥产量多

渗滤液回灌英国的SeamerCarr填埋场造成氨氮和盐份的积累
提高填埋场的建造要求

生化+反渗透北京安定垃圾卫生填埋场膜组件结垢污染现象严重，
膜清洗和维护费用高

国外对渗滤液的深度处理研究颇多，主要集中在光催化氧化和反渗透。考虑
到运行成本和污染物的实际去除，光催化氧化以良好的适用性、工艺简单、能耗低、耐冲击负荷强、无二次污染的优势受到国内外学者越来越多的关注。但由于半导体载流子复合率很高，单靠光催化工艺，氧化强度和效率还不足以使经生化处理后的渗滤液达标排放。大量研究[1-3]表明，光催化与臭氧氧化相结合具有明显的协同作用，臭氧可以提高光催化反应的速率和氧化降解有机物的能力，而目前国内利用臭氧强化光催化降解垃圾渗滤液的文献还相对较少。所以本文在综述臭氧与光催化氧化协同效应机理及其影响因素的基础上，分析了该技术用于垃圾渗滤液深度处理的可行性、存在问题和研究重点，对光催化氧化技术的实际应用有一定的指导意义。
O3与TiO2光催化协同效应的机理
TiO2/UV和O3协同作用的主要原因是，TiO2对臭氧有一定的吸附性，O3具有很强的亲电性，能捕获TiO2/UV过程中产生的光致电子（e-），生成更多的强氧化剂羟基自由基（·OH），同时又抑制了电子和空穴的简单复合，提高了光量子效率。另外，紫外光的照射也可以加速臭氧的分解。具体分为：
光照TiO2激发生成的光生空穴与表面吸附的水分子产生·OH[4]。

(2)臭氧具有很强的亲电性,容易捕获TiO2/UV过程中产生的光致电子，生成更多的·OH，同时又抑制了电子和光生空穴的简单复合[5],提高了光催化效率。

(3)UV和臭氧共同作用产生H2O2和O2,H2O2也可以直接产生·OH[6]。

(4)反应产生的O2结合光生电子形成自由基,然后与臭氧反应生成,然后进一步生成·OH。

（5）在碱性条件下，OH-可诱发臭氧产生·OH[7]。

根据无光照条件下TiO2的FT-IR谱图,发现O3的一个原子通过氢键与TiO2表面羟基发生键合,反应