這些因素的主要關(guān)系是:(1)pH>；n(H2O2)/n(Fe2+)>；FeSO4或7H2O投入量>；反應(yīng)時(shí)間；(2)pH為3.0，F(xiàn)eSO47H2O投入量為1.2毫米/L，H2O2和Fe2+摩爾比為8:1，反應(yīng)時(shí)間為30分鐘，COD去除率為62.3%。

生活垃圾在環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)收集壓縮后運(yùn)輸?shù)嚼�圾焚燒發(fā)電廠垃圾箱，垃圾堆積、壓縮、發(fā)酵后產(chǎn)生過(guò)濾液，垃圾過(guò)濾液是原生垃圾過(guò)濾液，中國(guó)大部分城市生活垃圾的廚房多，含水率高，熱值低，爐爐直接焚燒處理垃圾時(shí)，新鮮垃圾必須在垃圾箱中儲(chǔ)存5~7天發(fā)酵，達(dá)到過(guò)濾水分，提高熱值，保證后續(xù)垃圾焚燒的正常運(yùn)行和爐溫。

垃圾滲透液對(duì)周?chē)�環(huán)境影響嚴(yán)重，如何有效處理垃圾滲透液成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)[1-11]。本研究采用Fenton法預(yù)處理垃圾過(guò)濾液，研究其預(yù)處理效果，為Fenton法應(yīng)用于垃圾過(guò)濾液預(yù)處理提供參考。

1材料和方法

1.1.1實(shí)驗(yàn)材料和儀器

實(shí)驗(yàn)試劑:濃硫酸、氫氧化鈉、硫酸亞鐵銨、七水合硫酸亞鐵、重鉻酸鉀、硫酸-硫酸銀、一水合相鄰菲律賓、二氧水、硫酸汞。

實(shí)驗(yàn)廢水:實(shí)驗(yàn)中使用的垃圾過(guò)濾液取自泰州市某垃圾焚燒發(fā)電廠，初步測(cè)定，廢水的pH值為6.53左右，COD為10200mg/L。顏色呈黑褐色，伴有惡臭。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備:電子天平、pH計(jì)、COD消解器。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

取一定量的垃圾滲濾液在500ml的燒杯中，調(diào)節(jié)pH值，再加一定量的FeSO4th7H2O和過(guò)氧化氫，攪拌反應(yīng)一段時(shí)間后，靜置30分鐘，取其上清液測(cè)COD。分別改變反應(yīng)條件中的初始pH值、FeSO4、7H2O投入量、H2O2/Fe2+物質(zhì)的量比和反應(yīng)時(shí)間，調(diào)查這些條件對(duì)處理效果的影響。

2 結(jié)果與討論

2.1 初始pH值的影響

取6份100ml的垃圾滲濾液，加入到6個(gè)500ml的燒杯中，分別調(diào)節(jié)pH值到2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0，再加入5.0ml/L的雙氧水和5mmol/L的FeSO4?7H2O，攪拌反應(yīng)時(shí)間設(shè)定為1個(gè)小時(shí)。反應(yīng)完成后靜置30分鐘后取其上清液測(cè)定COD，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

如圖所示，pH在2~4范圍內(nèi)，隨著pH的增加，COD的去除率呈上升趨勢(shì)，pH=4.0時(shí)COD的去除率最大。pH超過(guò)4時(shí)，隨著pH值的增加，COD去除率逐漸下降。

這是因?yàn)樵谒嵝詶l件下有利于H2O2的分解和OH，F(xiàn)e2+的催化效率很高，但隨著pH的上升，F(xiàn)e2+的一部分被氧化為Fe3+，F(xiàn)e3+的催化效果比Fe2+差，因此因?yàn)閜H3和4點(diǎn)的去除率相似，所以為了經(jīng)濟(jì)考慮，最好的pH值是4.0。

2.2Fe2+投入量的影響

分別取100ml的垃圾滲濾液，加入6到500ml的燒杯，將pH值調(diào)節(jié)到4.0，固定過(guò)氧化氫投入量為5.0ml/L，F(xiàn)eSO47H2O的投入量分別為5、2.5、1.2、0.8、0.6、0.5mmol/L，攪拌反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)。反應(yīng)完成后，靜置半小時(shí)后取其上清液測(cè)COD，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

如圖所示，F(xiàn)e2+濃度在0.5~0.8mmol/L范圍內(nèi)，隨著FeSO4對(duì)7H2O的投入量逐漸增加，COD出口率明顯呈上升趨勢(shì)，0.8mmol/L時(shí)COD出口率最大，但繼續(xù)增加投入量時(shí)，出口率反而逐漸下降。

這是因?yàn)殡S著Fe2+的增加，催化H2O2產(chǎn)生的OH也增加了，但Fe2+投入過(guò)多的情況下，多馀的Fe2+Fe3+產(chǎn)生對(duì)應(yīng)，消耗一部分過(guò)氧化氫，降低活性，影響COD的去除。因此，最佳FeSO47H2O的投入量為0.8mmol/L。

2.3H2O2與Fe2+物質(zhì)量比的影響

將100ml的垃圾滲透過(guò)濾液分別取入6個(gè)500ml的燒杯中，將pH值調(diào)到4.0，將FeSO4固定為7H2O的投入量設(shè)定為0.8mmol/L，將H2O2與Fe2+摩爾比調(diào)整為1:1、2:1、4:1、8:1、10:1，攪拌反應(yīng)時(shí)間設(shè)定為1小時(shí)。反應(yīng)完成后靜置30分鐘，取其上清液測(cè)定COD，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

由圖可知，H2O2與Fe2+摩爾比對(duì)COD去除率的影響比較明顯，當(dāng)H2O2與Fe2+摩爾比在1～4之間時(shí)，隨著H2O2與Fe2+摩爾比的增大，COD去除率上升得比較快，并在4：1的時(shí)候COD去除率達(dá)到了最大值，之后則呈現(xiàn)了下降趨勢(shì)，并且有較小的波動(dòng)。

這是因?yàn)殡S著n(H2O2)/n(Fe2+)的增加，H2O2的量增加，OH的出生量也增加，氧化能力提高。但是，H2O2過(guò)多的話，溶液中的Fe2+的一部分會(huì)被Fe3+氧化，F(xiàn)e3+會(huì)抑制OH的產(chǎn)生，其中的一部分自由基也會(huì)對(duì)OH產(chǎn)生反應(yīng)，這些減少OH的話氧化能力會(huì)減弱。因此，最好的H2O2和Fe2+摩爾比是4:1。

2.4響應(yīng)時(shí)間的影響

分別取100ml的垃圾滲濾液加入6個(gè)500ml的燒杯，調(diào)節(jié)pH-4.0，固定FeSO4和7H2O的投入量為0.8mmol/L，H2O2和Fe2+摩爾比為4:1，控制反應(yīng)時(shí)間為10，20，30，90，120min，反應(yīng)完成后靜置30分鐘，取其上清液測(cè)量COD，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

如圖所示，反應(yīng)時(shí)間在60min前，隨著時(shí)間的增加，COD去除率逐漸上升，60min時(shí)COD去除率最大，之后呈緩慢下降趨勢(shì)。這是因?yàn)槎虝r(shí)間內(nèi)，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，反應(yīng)越充分，產(chǎn)生的OH也就越多，但是到了一定時(shí)間后，反應(yīng)中的雙氧水和亞鐵離子濃度就會(huì)降低，產(chǎn)生的雙氧水量就會(huì)減少，氧化能力就會(huì)降低，去除率就會(huì)降低。因此，決定Fenton法去除COD的最佳反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)。

2.5正交實(shí)驗(yàn)和結(jié)果

根據(jù)單一因素的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選擇初始pH、FeSO4打7H2O的投入量、H2O2和Fe2+摩爾比、反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行4要素3水平的正交實(shí)驗(yàn)。正交實(shí)驗(yàn)因素及其水平見(jiàn)表1，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

從正交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以看出，最佳反應(yīng)條件是初始pH為3.0，F(xiàn)eSO47H2O的投入量為1.2mmol/L，H2O2和Fe2+摩爾比為8:1，反應(yīng)時(shí)間為30分鐘。在這個(gè)條件下，COD的去除率達(dá)到了62.30%。通過(guò)對(duì)極差的結(jié)果分析，我們可以看出，這些因素對(duì)初始pH的影響尤為重要，其次是H2O2和Fe2+摩爾比，然后是FeSO47H2O的投入量，反應(yīng)時(shí)間的影響相對(duì)較小。

3結(jié)論

采用Fenton法預(yù)處理垃圾過(guò)濾液，研究初期pH、FeSO47H2O投入量、H2O2和Fe2+摩爾比、反應(yīng)時(shí)間對(duì)垃圾過(guò)濾液處理效果的影響，結(jié)論如下:(1)初期pH、FeSO47H2O投入量、H2O2和Fe2+摩爾比、反應(yīng)時(shí)間對(duì)COD過(guò)濾率有一定的影響，其中影響最大的是初期pH值，其次是H2O2和Fe2+摩爾比(2)從正交實(shí)驗(yàn)中獲得的最佳實(shí)驗(yàn)條件是最初的pH為3.0，F(xiàn)eSO4的7H2O投入量為1.2mmol/L，H2O2和Fe2+摩爾比為8:1，反應(yīng)時(shí)間為30分鐘，這種條件下的COD去除率為62.3%。