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摘要：随着我国社会经济的高速发展，社会生产生活节奏加快，日常各类基本生产生活行为所产生的工业垃圾、生活垃圾等的总量巨大、种类繁多而且形态各异，使得我国环境污染问题日益突出，极易对社会整体生态平衡与资源保护产生巨大威胁。其中，垃圾渗透液是一类处理难度较大的污染源。垃圾渗透液水质构成较为复杂、水质成分不够稳定，是一种高浓度的的有机污水。对垃圾渗透液的有效处理是目前需要深入研究的重点课题。将芬顿高级氧化工艺应用于垃圾渗透液的处理中，是当前对垃圾渗透液进行有效处理的一项重要技术创新。本文从对垃圾渗透液的进一步分析与芬顿高级氧化工艺的原理探究入手，对芬顿高级氧化工艺应用于垃圾渗透液处理的操作工序和技术运用进行深入研究，分析其优缺点，并进一步探索芬顿高级氧化工艺应用于垃圾渗透液处理研究的重要着力点。
关键词：垃圾渗透液；芬顿高级氧化工艺；操作程序；问题；着力点
随着工业生产与日常生活节奏的加快，垃圾总量激增，对社会整体生态环境产生恶劣影响，造成日益严峻的环境污染问题。垃圾渗透液是产生于垃圾自身的一类亟待有效处理的重要污染源，传统的垃圾渗透液处理工艺主要包括物理化学处理方法以及生物处理方法。其中，物理化学处理方法还包括活性炭吸附、化学沉淀、氧化还原、等离子交换、膜透析、有机分子分离等多种方式[1]；生物处理方法则主要按照垃圾渗透液水质构成情况，分别进行好氧生物分子处理、厌氧生物分子处理以及两种技术方式的结合运用，涵盖活性污泥法、曝气氧化池、好氧稳定塘、生物转盘和滴滤池，以及上向流污泥床、厌氧固定化生物反应器、混合反应器及厌氧稳定塘等多种技术手段的应用。但就目前处理的实际情况来看，物理化学处理方法的技术成本较高，使用不够广泛；生物处理方法则效果欠佳，部分有机小分子污染物质无法通过生物处理得到有效降解[2]。因此，采用强氧化、催化等先进技术工艺势在必行。芬顿高级氧化工艺的应用能够起到良好的处理效果。本文针对芬顿高级氧化工艺在垃圾渗透液处理中的应用进行如下的深入分析与探索。
一、垃圾渗透液的特点分析
前文已经提到，垃圾渗透液是产生于垃圾自身的一类亟待有效处理的重要污染源，是一种高浓度有机废水。其主要包括以下几方面特点：
（一）水组成较为复杂
垃圾渗透液产生于生产生活垃圾本身，其主要来源包括垃圾本身含有的水分，垃圾自身由于生物化学反应产生的水分，以及由于大气降水渗入垃圾的雨水、雪水，还可能包括垃圾堆放、填埋等地反渗入垃圾的地下水分。这类污水是一种高浓度、高污染的有机污水。
（二）水质极不稳定
由于垃圾渗透液的流动性，其水质具有极度不稳定的特点，pH值在4——9之间波动，化学需氧量在2000——62000mg/L的范围内波动，生化需氧量在60——45000mg/L波动。由此看出，垃圾渗透液参数波动范围极大，水质处于高度不稳定状态。
（三）分子构成危害性较高
相关研究表明，垃圾渗透液中的有机污染物质种类繁多，高达60余种，包括烷烯烃类、羟酸分子、酯、醇、酚、醛、酮类分子，酰胺分子以及芳烃分子等几大类，其中多含有致癌、促癌、辅致癌、致突变等污染物。此外，氨、氮等元素含量极高，还具有较高的金属元素含量。这些高危分子的构成，使得垃圾渗透液对生态环境的保护、人身健康安全等构成巨大威胁。
二、芬顿高级氧化工艺的概述
芬顿高级氧化工艺是一种高级氧化技术（Advanced Oxidation Process），通过强氧化反应提高有机污染物的可生化性，使大部分有机污染物得到完全降解与矿化，具有极高的应用价值和广阔的应用前景。芬顿试剂是该项工艺的核心，是由亚铁元素和双氧水组成的氧化剂。芬顿氧化工艺是在酸性环境条件下，通过氧化试剂在紫外线的催化作用下发生化学反应，产生具有高氧化性质的羟基自由基，并同时催生出多种结构形式的活性氧成分，推动产生氧化链式反应，加速有机污染物的降解，产生水和二氧化碳，其化学反应原理为：H2O2+Fe2+→?OH+OH-+Fe3+→Fe(OH)3↓[3]。芬顿高级氧化工艺的成本较低，操作便利，对有机污染物的降解实效显著，不会造成有机物的二次污染，在水污染治理领域中受到越来越广泛的关注与应用。
三、在垃圾渗滤液处理中采用芬顿高级氧化工艺的具体操作程序
在垃圾渗透液处理中采用芬顿高级氧化工艺，其实质是通过该项技术的强氧化性，将渗透液中的污染物分子进行生物降解，达到水质处理与污染源高度净化的目的。在垃圾渗滤液处理中采用芬顿高级氧化工艺的具体操作程序主要分为两个阶段。一是生化反应阶段，通过厌氧反应设备与生化反应设备，对垃圾渗透液进行生化处理，去除渗透液中的大部分有机污染物和部分氨、氮元素有机物。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这一阶段又可以分为厌氧处理、好氧处理、沉淀处理三个步骤[4]，首先将垃圾渗透液中的氨氮元素物质成分转化为硝酸盐氮，其次通过反硝化细菌进一步转化为氨气，最后使亚硝酸盐氮与污泥加以混合而排出，达到降低氮元素含量的目的。二是深度氧化处理阶段。首先通过氧化试剂的配比，确保芬顿氧化环境呈现酸性，保证氧化降解的效果，其次进行氧化降解环节，严格控制氧化剂的使用，避免造成二次污染。最后在降解过程中还需严格控制氧化的温度及时间，提高芬顿氧化效率。
四、芬顿高级氧化工艺应用于垃圾渗透液处理的优缺点分析
芬顿高级氧化工艺应用于垃圾渗透液的处理，具有诸多技术优势。第一，不会产生其他的化学有毒元素，从而避免了对生态环境和人身健康等造成化学伤害；第二，由于该技术的实质是强氧化反应，对垃圾渗透液的处理所需的设备条件简单，不需要高温高压处理，因此，生化、氧化反应设备无需过大，从而使得技术基础建设的设施设备简单，成本低，并且占地空间较小；第三，可适时调节处理过程的操作环境，控制氧化试剂的使用量，提高处理效率；第四，芬顿反应产生的羟基自由基的氧化范围非常广，对于垃圾渗透液的处理效果极佳，可消除多种污染及有毒有害元素和物质。虽然芬顿高级氧化工艺具有诸多优势，但结合实际应用，仍存在一定的技术缺陷。主要包括以下几个方面。第一，前文已经提到，芬顿氧化工艺的核心是氧化试剂的使用，在对垃圾渗透液的整个处理过程中，所需氧化试剂的使用量较大，过量的亚铁元素会伴随大量污泥中的羟基元素，通过化学反应合成Fe(OH)3物质，容易造成环境二次污染[5]，还会提高渗透液的化学需氧量，无法继续去除渗透液的有机污染物，从而导致双氧水的过度消耗，造成技术资源的浪费；第二，芬顿高级氧化工艺中，氧化阶段所需的反应时间相对来说较长，根据垃圾渗透液的成分构成的差异，有时其反应时间甚至高达数小时，时间成本较高；第三，芬顿氧化工艺虽然属于深度氧化技术的一种，但是其氧化的能力还有待提高，仍然存在垃圾渗透液中的部分有机污染物无法得到彻底破坏的问题，需要借助紫外光、超声波、臭氧处理等技术进行进一步辅助与强化。
五、芬顿高级氧化工艺应用于垃圾渗透液处理研究的重要着力点
在芬顿技术的应用实践中，很多因素应当予以高度重视和强调，也成为当前对于芬顿高级氧化工艺应用于垃圾渗透液处理研究的重要着力点。主要包括环境温度因素、环境pH值因素、垃圾渗透液具体有机物因素、氧化试剂与催化试剂因素等。下面就这些因素对芬顿氧化反应的影响作用进行逐一分析。
（一）环境温度因素
芬顿高级氧化工艺中，温度是影响工艺效果和反应速度的重要技术指标。实践表明，随着环境温度的不断升高，芬顿氧化反应的速度会随之不断加快，羟基自由基的合成效率也不断提高，使得有机物氧化分解的效率也随之加大。但是需要特别注意的是，温度的不断升高还会加快氧化试剂中双氧水的分解速度，影响羟基自由基的合成。因此，在芬顿高级氧化工艺中，要寻找适当的温度区间，保证有机污染物氧化反应速度和氧化试剂分解反应速度的平衡，有效确保垃圾渗透液有机污染物的高效处理。
（二）环境pH值因素
在对芬顿高级氧化工艺的分析中我们已经提到，酸性条件下，芬顿氧化反应的效果最佳。随着环境pH值的提高，羟基自由基的合成会受到一定制约，并出现Fe(OH)3物质的沉淀，催化能力减弱。因此环境pH值保持在3——5左右，芬顿反应氧化试剂才会发挥效用，呈现出较强的氧化能力，加快对垃圾渗透液中有机污染物的氧化降解。
（三）垃圾渗透液具体有机物因素
前文已经提到，垃圾渗透液的物质元素构成较为复杂，不同的生产生活行为中产生的垃圾渗透液，其含有的有机污染物种类具有很大差异。因此，在芬顿高级氧化工艺中，氧化试剂、催化试剂的使用量应当视渗透液的实际情况进行适当调节，保障有机污染物的处理效果。
（四）氧化试剂与催化试剂因素
芬顿高级氧化工艺中，对氧化试剂和催化试剂的使用有一定的条件限制，因为垃圾渗透液处理的化学需氧量与这两个因素息息相关。具体来说，当氧化试剂投入量较大时，垃圾渗透液的化学需氧量去除效率会加大，但是加入一定数量的试剂后，化学需氧量的去除率也会逐渐降低。铁盐催化剂的使用也会出现相同的情形。因此，在芬顿高级氧化工艺的实际操作中，氧化试剂和催化试剂的使用量要根据实际情况加以确定。
结束语
综上所述，芬顿高级氧化工艺相较于传统的物理化学处理技术与生物处理技术，在垃圾渗透液处理工作中具有一定的技术应用优势，但是也存在一定的技术弊端。总体而言，芬顿高级氧化工艺仍然是一种十分高效便利的垃圾渗透液处理方法，在水污染防治中具有绝对意义上的应用价值，应当在各个领域内得到普遍的推广与应用。当然，对芬顿高级氧化工艺所存在的技术弊端，仍然需要进一步的研究探索来予以攻克，此外，该技术与其他技术的融合发展也是一个值得深入研究的课题，有利于推进芬顿高级氧化工艺的长足发展和进步。
参考文献:
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[3]陆和炜,卓霞军. Fenton-BAF工艺在垃圾渗沥液深度处理中的应用[J].环境卫生工程,2018,(5).
[4]张胜利.基于垃圾渗滤液中有机污染物特征的预处理研究[D].西南交通大学,2010.
[5]桂新安,杨海真. 高级氧化技术在垃圾渗滤液处理中的应用[J].环境科学与管理,2007,32(2):58-63.
论文作者:沈鑫樑,熊德芬,黄小伟,杨颖
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/4
标签：垃圾论文; 工艺论文; 高级论文; 试剂论文; 污染物论文; 技术论文; 分子论文; 《防护工程》2018年第35期论文;