微波-微米CaO组合工艺处理城市生活垃圾渗滤液

马天岩（铁岭市环境保护科学研究院 辽宁 铁岭 112000）

1 料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 垃圾渗滤液指标

实验用城市生活垃圾渗滤液原水中各项污染物指标如下：COD浓度为6413mg/L、NH3-N浓度为854mg/L、pH值为6.49、SS为696NTU。

1.1.2 微米CaO的制备和表征

将微米碳酸钙粉末在890℃马弗炉中烧结2min，即得产物。

本实验中主要应用扫描电子显微镜法对微米CaO进行表征，微米CaO的电镜图片（比例尺为10μm）见图1。

1.2 实验方法

COD测定采用重铬酸钾法，NH3-N测定采用纳氏试剂法。

1.2.1 微波-微米CaO法处理城市生活垃圾渗滤液

以微波辐照时间、辐照功率和CaO用量为考察对象，按照L9（33）三因素三水平设计正交实验。根据对实验结果的分析，以微米CaO为氧化剂，在微波辐照功率800W，辐照时间4min的条件下，对微米CaO用量12、16、20、24、28g/L进行筛选和研究。

图1 微米CaO电镜扫描图

2 结果与讨论

2.1 正交实验

以微波辐照时间、辐照功率和CaO用量为考察对象，按照L9（33）三因素三水平设计正交实验，见表1和表2。并且通过极差分析得出各因素对处理效果的影响程度，筛选出最优工艺条件。

由表3可以看出，COD与NH3-N去除率的极差RC＞RB＞RA，在考察因素中，微波辐照功率的影响最大，其次为辐照时间。由于本实验的指标越高越好，所以根据以上数据可得出此微波氧化法的最优处理条件为A2B2C3，即在CaO用量为10g/L，微波辐照功率为800W，辐照时间为4min时，利用本法处理垃圾渗滤液可取得最好效果，此时COD去除率为43.35%，NH3-N去除率为80.83%。

2.2 微米CaO用量筛选

微米CaO用量对垃圾渗滤液处理效果的影响如图2所示。

表1 因素与水平

表2 正交实验设计与结果

表3 正交实验极差分析

从图2可以看出，在一定范围内随着微米CaO用量的增加，渗滤液中COD、氨氮的去除效率均呈逐渐递增趋势，当微米CaO用量升至20g/L后，继续增加用量去除率无明显提高，此时COD及氨氮去除率分别为50.95%和92.09%。此法反应原理同微波CaO法基本一致，微波的电磁效应和微米CaO的共同作用使化学反应更为有效的进行，当反应完全时，去除率曲线开始趋于平缓。综合以上实验结果可以看出微波-微米CaO法的去除效果要明显好于微波CaO法，其原因可能为：微米CaO粒子大小属微米级别，比普通CaO要小，因此分子热运动更为激烈，与污染物的接触更充分，从而使化学反应进行得更彻底。

图2 微米CaO用量对渗滤液COD和氨氮去除率的影响

3 结论

渗滤液中含有多种有毒物质，且浓度很高，已经对环境构成巨大的威胁。在微波-微米CaO法中，当微波功率为800W，辐照时间为4min，微米CaO用量为20g/L时，垃圾渗滤液最好处理效果，此时COD及氨氮去除率分别为50.95%和92.09%。

〔1〕李元主编.环境科学实验教程〔M〕.中国环境科学出版社，北京，2007（第一版）：27.

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〔3〕孙荣恒编著.应用数理统计〔M〕.科学出版社，北京，2003（第二版）：184-191.

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