渣滓填埋法是城市生活渣滓处置中应用最为普遍的办法之一，产生的渣滓渗滤液是一种成分复杂，难处置的高浓度有机废水。随着渣滓填埋年限的延长，渗滤液中的可生物降解有机化合物浓度在不时的降低，固然不可生物降解化合物的浓度也在减少，但与可生物降解有机化合物相比是一个很小的比例，其BOD5/COD 的比值以至从0.5～0.7 降落至0.1[2]。因而，采用常规的生物法、物理法、化学法处置难以满足其水质请求。随着对水处置研讨的不时深化，高级氧化技术应运而生，并且获得了显著的停顿。

 

高级氧化技术是应用光、声、电、磁、催化剂等技术，经过物理化学等过程催化产生大量活性极强的自在基（如·OH），该自在基具有强氧化性。应用其强氧化性来合成渗滤液中的难降解有机物，最终氧化合成为CO2和H2O[3]。高级氧化技术与传统的氧化技术相比，具有有机物降解彻底、反响速率快、不易产生二次污染、水质适用范围广等优点，还可以有效的进步渣滓渗滤液的可生化性（ 即进步BOD5/COD 的比值）。本文引见了高级氧化的各种新型处置技术，并为渣滓填埋厂产生的渗滤液的处置提供技术指导和参考。

 

1高级氧化技术

 

目前新型的高级氧化技术主要有臭氧氧化法、Fenton 和类Fenton 氧化法、电化学氧化法、光催化氧化法、过硫酸盐氧化法和超声波氧化法。

 

1.1 臭氧氧化法

 

臭氧氧化性极强，其氧化复原电位高达2.08 V。近年来，臭氧氧化技术常被用于去除废水当中的难降解的有机物和色度。与常规的处置技术相比，臭氧氧化具有氧化才能强、杀菌效果好、无二次污染、产泥率较低等优点。臭氧氧化法降解有机物的机理主要可分为两种：1）臭氧与有机物直接反响；2）臭氧合成产生氧化性很强的·OH，·OH 再与有机物反响[6]。

 

但单独采用臭氧氧化法处置渣滓渗滤液存在着臭氧应用率较低、反响时间较长、氧化才能缺乏等问题。而且臭氧处置费用高，对一些有机物的处置效果并不是很好。为此，国内外一些学者提出了多种催化技术与臭氧氧化组合的新工艺，以促进臭氧的氧化合成，进步臭氧的应用效率和氧化才能。如：O3/ 催化剂、UV/O3、O3/H2O2法、UV/O3/H2O2等。蒋宝军等[7]采用活性氧化铝为载体的铜镍催化剂与臭氧联用催化处置渣滓渗滤液，研讨发现，铜镍催化剂可以有效地进步臭氧催化降解有机污染物的才能。与单独的臭氧氧化相比，该组合工艺对渗滤液中COD 的去除率进步了20%左右，且铜镍催化剂可反复运用3次。采用O3/H2O2组合工艺处置渣滓渗滤液，研讨结果标明：在H2O2投加量为4g/L 的最佳条件下，对COD 和色度的去除率分别为45%和89%，其BOD5/COD 比值也从0.05 增加到0.29。采用臭氧化和四氯化锆（ZrCl4）结合处置渣滓渗滤液，实验结果标明，在pH 为6、反响时间为90 min、m (COD)/m (ZrCl4)= 1:2 的最佳条件下，COD、氨氮和色度的去除率分别为88%、79%和100%，BOD5/COD 也从0.07 进步到0.34。目前臭氧高级氧化技术还处于起步研讨阶段，存在着臭氧能耗高、产率较低以及臭氧在水中溶解氧等问题，经过恰当的途径将工艺停止优化、降低处置本钱，将为该技术工业化应用提供宽广的应用前景。

 

1.2 Fenton 氧化与类Fenton 氧化法

 

1.2.1 Fenton 氧化法

 

Fenton 氧化是英国科学家Fenton 在1894 年发现的，其反响机理主要是依托Fe2+ 催化H2O2产生的氧化性极强的羟基自在基（·OH），经过与污染物分离将大分子有机物合成为小分子有机物或者矿化为无机物。Fenton 法固然被发现了100 多年，但是直到1964 年Fenton 法才被初次应用到废水处置当中。自20 世纪90 年代以来，Fenton 法的研讨越来越多的集中在对渣滓渗滤液处置的研讨[10]。采用Fenton 法处置渣滓渗滤液不只能够有效地氧化降解渗滤液中难降解的有机物，还可降低废水中的毒性，显著地进步渗滤液的可生化性。采用Fenton 法处置渣滓渗滤液，实验结果标明，在硫酸亚铁投加量为1 500 mg/L、过氧化氢投加量为20 mL/L、pH 为3、反响时间为60 min 的最佳条件下，对COD 和色度的去除率分别为79.7%和95.2%。

 

固然Fenton 法具有反响过程简单、反响启动快、易于操作、能够在常温常压下运转等优点，但Fenton 法在实践应用于污水处置中也存在着一定的限制和缺陷。如：pH 适用范围较小（pH=3～6）、H2O2试剂用量大、氧化效率有限、处置时间较长、产生一定量的污泥、Fe2+ 未起到真正的催化作用、易形成二次污染等问题。

 

1.2.2 类Fenton 氧化法

 

类Fenton 氧化法是在Fenton 氧化法的根底上，将絮凝、微波、光和电效应等引入到Fenton 体系中，以减少H2O2的投加量并进一步进步体系的氧化才能。与Fenton 氧化法相比，类Fenton 氧化法具有本钱低、不会形成水体二次污染等优点，因而类Fenton法具有更好的研讨前景。

 

光-Fenton 氧化的作用机理是紫外光协同铁离子促进H2O2合成并加快羟基自在基的产生速率，从而促进渣滓渗滤液中的有机物污染物氧化降解。HENG 等[13]采用响应面法优化光-Fenton 处置老龄渣滓渗滤液，研讨发现：在H2O2/COD 的摩尔比为3.75、H2O2/Fe2+ 的摩尔比为10.5、光照时间为1.5 h的最佳条件下，对COD、氨氮和色度的去除率分别为70%、80%和80%，其BOD5/COD 的比值也增加到0.33。ZHA 等采用Fe2+ 改良光-Fenton 法处置渣滓渗滤液，在初始pH 为3、H2O2/TOC 摩尔比为2、H2O2/Fe2+ 摩尔比为5 的最佳条件下，对TOC、COD 和BOD5的去除率分别为68.3%、79.6% 和58.2%，其BOD5/COD 的比值也从0.20 增加到0.43。固然光-Fenton 氧化有机物矿化水平好，但由于紫外光仅占太阳光能量的4%左右，存在着可见光应用率较低等问题，因而研讨和开发高效的光反响体系是光-Fenton 法将来研讨的重点。

 

电-Fenton 氧化是经过电极的电化学作用产生Fe2+ 和H2O2，并发作芬顿反响产生强氧化性的羟基自在基。电-Fenton 法具有反响设备简单、降解效率高、电能耗费低等特性，在众多的废水处置范畴得到了普遍的应用与开展，并获得了良好的效果。DAUD采用电-Fenton 法处置渣滓渗滤液，结果标明，在pH为4、电流密度值为200 A/m2、H2O2投加量800mg/L、Fe2+ 浓度为1 000 mg/L、反响时间为25 min 的最佳条件下，对COD 和色度的去除率分别为78%和96%。NIVYA 等采用光电芬顿组合工艺处置渣滓渗滤液，研讨发现，该处置工艺能有效地应用于有毒污染物和难降解有机物的处置，对TSS、COD、BOD、磷酸盐和硫酸盐的去除率分别为89.3%、83.6%、71.9%、58%和92.3%。该办法和电芬顿相比，其优点在于引入了紫外光，诱导产生大量的·OH，并进步了电流的应用效率，处置效果好于电芬顿法。

 

1.3 电化学氧化法

 

电化学氧化是目前去除废水中有机污染物最常用的电化学办法，其处置渣滓渗滤液主要是经过电极作用产生超氧自在基（·O2）、·OH、H2O2等活性基团来氧化降解渗滤液中的污染物质，污染物的去除效率受阳极资料、pH、电流密度、氯离子浓度和添加的电解质等操作要素影响。阳极电极资料的选择在处置渣滓渗滤液的过程中起到非常重要的作用，因而选择高效、耐腐蚀、尺寸稳定的电极是电化学氧化法处置渣滓渗滤液的关键。在这些电极外表，电化学氧化法氧化有机污染物能够经过直接氧化和间接氧化停止，但其中的间接氧化过程则起到主要的作用。采用Ti/RuO2-IrO2阳极和Al 阴极来处置可生化性很低的老龄渣滓渗滤液，结果标明，在电流密度为0.1 A/cm2、pH 为6.37、氯离子浓度为6.5 g/L、电解时间为150 min 的最佳条件下，对COD和NH3-N 的去除率分别为83.7%和100%。LI 等[20]采用BDD 电极阳极氧化技术处置渣滓渗滤液，研讨结果标明，掺硼金刚石（BDD）薄膜电极作阳极与Ti-RuO2-IrO2或Ti-Pt 作阳极相比拟，有机物矿化更为疾速。随着电流密度的不时增加（10～100mA/cm2），TOC 的去除率也随之增加，但电极板间距的改动对TOC 降解效果的影响较小，在BDD 氧化6 h 后，对渗滤液中的TOC 去除率到达94%。而该法因BDD 电极电化学稳定性高，耐腐蚀性强等特性，因而将其用于处置渗滤液中难降解的有机污染物，具有一定的可行性。

 

电化学氧化法是一种有效的废水处置技术，具有操作简单、易于控制、不用投加氧化剂、化学药品耗费小、能够在常温常压下停止、不会形成二次污染等优点，其对渣滓渗滤液中的COD、BOD、色度和TSS 都具有较好的去除效果。但是该技术在实践的应用中也存在着一些问题，如：电极资料请求高、析氢和析氧的副产物、能耗大、设备本钱高以及处置水量有限等缺乏，限制了电化学氧化法的工业化应用。

 

1.4 光催化氧化法

 

光催化氧化法是在光化学氧化法根底上开展起来的一种新型高级氧化技术，与光化学氧化相比，光催化氧化法具有更强的氧化性，对废水中的难降解有机污染物的处置具有更好的效果。光催化氧化法处置渣滓渗滤液的反响机理是应用光映照激起光敏半导体产生电子空穴，将外表吸附的OH- 和水分子氧化成·OH，同时被激起的电子与O2反响生成超氧自在基（·O2），·OH 和·O2与有机污染物接触后发作氧化复原反响，到达降解有机污染物的目的。光催化氧化的降解率主要受催化剂的类型、催化剂的负载量、光照强度、溶液的初始pH、污染物的浓度以及污染物的品种等要素的影响。

 

在光催化氧化反响过程中的中心部件是催化剂，其资料的选择直接影响到渣滓渗滤液的处置效果。二氧化钛因其处置效果稳定、活性高、毒性低以及价钱廉价等优点，是目前光催化氧化反响中运用最普遍的催化剂。JIA 等应用UV-TiO2光催化降解渣滓渗滤液， 并采用气相色谱- 质谱联用（GC-MS） 对处置后的渗滤液中有机物停止光催化剖析。实验结果标明，COD、DOC 和色度的去除率分别达60%、70%和97%，其BOD5/COD 的比值也从0.09 上升到0.39，渗滤液的可生化性得到大幅改善。最近的一些研讨报道标明，在二氧化钛中掺杂非金属（如氮、氟、硫、硼等）可以改动其外表的电子状态，使其价带和导带发作位移，增加电子- 空穴对的复合，进步TiO2的光催化活性。HU[26]等采用固定化黄孢原毛平革菌负载氮掺杂纳米TiO2处置可生化性很低的渣滓渗滤液（BOD5/COD 值为0.09），在渗滤液初始COD 为200 mg/L、适合温度为37 ℃时，对TOC 和NH3-N 的去除率分别在75%和74%以上。

 

光催化氧化法能够在常温常压下停止，具有氧化才能强、适用范围广、不易产生二次污染等特性，对催化剂停止改性以及运用复合的催化剂可以有效地进步光催化的活性，加强光催化氧化对渣滓渗滤液的处置效果。但由于该法是应用光能催化处置渗滤液，因而对一些浊度较高的渣滓渗滤液效果不理想，此外还存在着对太阳能应用效率低、催化剂制备工艺复杂、处置水量少等问题。

 

1.5 过硫酸盐氧化法

 

基于硫酸根自在基（SO4-·）的高级氧化技术，是近年来国内外新兴起的一种新型废水处置技术。活化过硫酸盐产生的硫酸根自在基（SO4·- ）在氧化降解有机污染物方面表现出宏大的优势，可以快速的降解有机污染物，并将其矿化成CO2和无机酸。与传统的高级氧化技术（主要为·OH）相比，硫酸根自在基选择性强，其半衰期为4 s，对外界环境的请求较低，可以有效的降解渣滓渗滤液中有机污染物。而基于SO4-·的高级氧化技术又因SO4·- 活化方式的不同分为光活化过硫酸盐、热活化过硫酸盐、微波活化过硫酸盐、过渡金属活化过硫酸盐、碱活化过硫酸盐等技术。

 

1.5.1 微波活化过硫酸盐技术

 

微波活化是一种分子程度而不同于热能的加热方式，微波活化与热活化相比，具有加热更平均、降低反响活化能、热量损失小等优点。CHOU 等[27]采用微波强化过硫酸盐处置老龄渣滓渗滤液，实验结果标明，在微波功率为550 W、反响时间为30 min 的条件下，对TOC、色度和UV254的去除率分别为79.4%、88.4%和77.1%，其中TOC / COD 的比值随着反响时间的增加而不时减小，在反响120 min 后，TOC/COD 的比值降低了86.7%。LI 等[28]采用微波与活性炭组合强化过硫酸盐处置渣滓渗滤液，研讨结果标明，在活性炭投加量为10 g/L、微波功率为500W、pH 为9、辐射时间为10 min 的最佳条件下，对渣滓渗滤液中COD 和氨氮的去除率分别为78.2%和67.2%，其BOD5/COD 的比值也由0.17 增加到0.38。酸盐处置老龄渣滓渗滤液，实验结果标明，在微波功率为550 W、反响时间为30 min 的条件下，对TOC、色度和UV254的去除率分别为79.4%、88.4% 和77.1%，其中TOC / COD 的比值随着反响时间的增加而不时减小，在反响120 min 后，TOC / COD 的比值降低了86.7%。采用微波与活性炭组合强化过硫酸盐处置渣滓渗滤液，研讨结果标明，在活性炭投加量为10 g/L、微波功率为500 W、pH 为9、辐射时间为10 min 的最佳条件下，对渣滓渗滤液中COD 和氨氮的去除率分别为78.2%和67.2%，其BOD5/COD 的比值也由0.17 增加到0.38。

 

1.5.2 过渡金属活化过硫酸盐技术

 

过渡金属活化过硫酸盐是指经过Fe2+、Ag+、Co2+、Mn2+ 等过渡金属活化过硫酸盐，催化过硫酸盐产生氧化性很强的SO4-·氧化降解有机污染物。其中Fe2+ 因其价钱廉价、高效无毒、能够在常温下催化过硫酸盐等优点，是目前活化过硫酸盐应用最为普遍的金属离子活化剂。刘占孟等[29]采用Fe2+ 活化过硫酸盐处置渣滓渗滤液尾水，实验结果标明，在过硫酸钠投加量为4.0 g/L、n(Fe2+)/n(S2O82-)的比值为0.25、初始pH 为4、反响时间为12 h 的最佳条件下，对渗滤液中COD 和色度的去除率分别为60%和95%。但是Fe2+ 在活化过硫酸盐处置废水的过程中也存在着一些明显的缺陷，如：多余的Fe2+ 会与SO4-·发作反响而耗费SO4-·、pH 适用范围小（pH<3）、易形成二次污染。很多的学者研讨发现Fe0 能够在有氧或无氧的条件下，转化为Fe2+ 活化过硫酸盐产生SO4-·。又由于Fe0 能够过滤回收、循环运用，不会形成二次污染等优点，因而，在活化过硫酸盐处置渣滓渗滤液体系中可采用Fe0 替代Fe2+ 活化过硫酸盐。采用Fe0 活化过硫酸盐处置渣滓渗滤液的生化尾水，研讨结果标明，在过硫酸钠投加量为2.5 g/L、Fe0 投加量为0.5 g/L、初始pH、为3 的最佳条件下，反响经过12 h 后，对渗滤液尾水中COD 和色度的去除率分别为71%和90%。

 

随着纳米技术的快速开展，磁性纳米颗粒被越来越普遍的应用于水处置范畴。最近的研讨成果标明，采用纳米Fe3O4活化过硫酸盐产生硫酸根自在基（SO4-·）氧化降解有机物，比采用Fe2+ 活化具有明显优势。其缘由可能在于：1）纳米Fe3O4粒子外表的Fe2+ 可疾速活化过硫酸盐产生硫酸根自在基，保证污染物较快的降解速率；2）过硫酸盐的活化与污染物的降解发作在纳米Fe3O4的外表，可有效减少生成的SO4-·与纳米Fe3O4中Fe2+ 的接触，降低副反响发作的几率，保证较高的过硫酸盐应用率。因而，可采用纳米Fe3O4活化过硫酸盐应用于渣滓渗滤液处置，同时这也是今后过硫酸盐氧化法在渣滓渗滤液中的研讨热点。

 

1.5.3 其他活化过硫酸盐技术

 

由于过渡金属活化过硫酸盐过程中容易招致水体二次污染问题，为了克制该缺陷，一些学者关于其它活化过硫酸盐的办法也做了许多的研讨。SOUBH等采用臭氧强化过硫酸盐处置渣滓渗滤液，实验结果标明，在O3用量为0.79 g/h、过硫酸钠投加量为4.5 g/L、初始pH 为9 的最佳条件下，对渗滤液中COD 和色度的去除率分别为87%和85%，其BOD5/COD 的比值从0.13 进步到0.61。

 

1.6 超声波氧化法

 

超声波氧化法因其设备简单、易操作、高效并且不易产生二次污染等特性，近年来遭到国内外许多学者的关注，是一种新型的废水处置技术。其反响的机理是应用超声波使溶液产生空化气泡，空化气泡中的水分子被空化气泡解体时所产生的高温高压裂解，构成强氧化性自在基，氧化降解有机污染物，特别适用于降解有毒和难降解的有机物。ROODBARi等采用超声波催化氧化预处置渣滓渗滤液，研讨结果标明，在pH 为10、功率为110 W、频率为60kHz、二氧化钛投加量为5 mg/L、曝气时间120 min的条件下，渗滤液中的可生化性得到明显的改善，其BOD5/COD 的比值从0.210 增加到0.786。

 

但是超声波氧化法在单独应用于处置渣滓渗滤液的过程中存在着一些问题，如：氧化降解不彻底、能量的应用率低、处置水量小、本钱较高等缺陷。因而，超声波氧化法在实践应用中，通常与其他的办法联用途理渣滓渗滤液，以降低本钱，改善渗滤液的处置效果。YANG 等[33]采用超声波活化过硫酸盐处置渣滓渗滤液，研讨结果标明，在pH 为4、初始S2O82-浓度为8.5 mM、温度为70 ℃、功率300 W、反响时间为2.46 h 的最佳条件下，对渗滤液中TOC 的去除率为77.32%。而优化超声波反响器的设计以及增大超声空化的效果，也是超声波氧化法今后在处置渣滓渗滤液中研讨的热点方向。

 

2 高级氧化技术与其他技术联用的实例

 

高级氧化技术是近年来新兴的一种废水处置技术，因其在氧化降解有机污染物的过程中具有高效性、适用范围广和氧化降解效果好等优点，是目前国内外处置难降解有机废水的研讨热点。采用单一的高级氧化技术处置渣滓渗滤液，产生的羟基自在基有限，处置效果不明显。当采用多种高级氧化技术联用途理渗滤液时，在处置过程会协同促进产生更多的活性基团，进步氧化降解有机污染物的才能，使得渗滤液处置效果明显。但是从经济上来看，高级氧化技术存在着运转费用较高、氧化剂耗费量大等问题。假如单一的采用这类技术处置渣滓渗滤液，很难彻底地去除渗滤液中的有机污染物且本钱较高，同时该法离大范围的工业化应用还有着一定的间隔。而将高级氧化技术与其他处置技术（如传统工艺）结合处置渣滓渗滤液不只可以有效地氧化降解渗滤液中的有机污染物，而且能减少高级氧化技术地运转费用和氧化剂的耗费量且本钱较低，有利于其大范围工业化的应用，是今后高级氧化技术在该范畴研讨应用的热点。AMOR 等[34]采用混凝/ 絮凝分离光芬顿法结合处置老龄渣滓渗滤液，研讨发现，在光芬顿中引入混凝/絮凝结合处置渣滓渗滤液，相较于单一地运用光芬顿法处置渗滤液，该工艺能将COD 的去除率由63%进步到89%，且经过处置过的渗滤液呈现无毒性，可生化性得到显著地进步。ZHANG 等采用超声/ 芬顿氧化与MAP 沉淀法结合处置渣滓渗滤液，研讨发现，该法可以有效地去除渗滤液中的COD 和氨氮，使得渗滤液中的COD 从842 mg/L 降低到77 mg/L，氨氮浓度从910 mg/L 降至11 mg/L，且氨氮的出水浓度到达了国度城镇污水排放的一级规范。

 

关于可生化性低、毒性高的渣滓渗滤液来说，采用生化法处置渗滤液的效果常常不够理想。黄利等[36]采用电解生物滤池组合技术处置渣滓渗滤液，该法克制了单终身物法存在的可生化性低、毒性高等缺陷，经混凝沉淀- 厌氧- 电解- 好氧工艺处置渣滓渗滤液。研讨结果标明，该组合工艺对渣滓渗滤液中COD、NH4+-N、TN 整体的去除率分别为94%、97.2%和73.6%，并且该法对重金属的去除具有明显的效果，其中Cd、Cu 和Zn 的去除率到达100%，对Ni 和Cr 的去除率分别在90%和80%以上。NIE 等[37]采用混凝-Fenton-NaClO 组合工艺处置渣滓渗滤液，研讨发现，该组合工艺对渗滤液中COD、氨氮和色度的整体去除率分别为96.68%、99.69%和98.04%，渗滤液中COD 和氨氮的出水浓度分别降至63 mg/L 和0.47 mg/L，该组合工艺的最佳反响条件是由单要素变量法来肯定的。

 

3结语与瞻望

 

渣滓填埋场在长期填埋的过程中产生的渣滓渗滤液是一种成分复杂、水质水质变化大的有机废水。近年来，采用高级氧化技术在处置渣滓渗滤液方面获得了良好的效果，能有效地氧化降解渗滤液中的难降解有机物，并能大幅度的提升渗滤液的可生化性。能够将其作为预处置工艺或者深度处置工艺与其它的办法分离，具有处置效果好、设备投资较少、本钱较低等优点，在处置渣滓渗滤液中具有很好的应用前景。但是高级氧化法在处置渣滓渗滤液的过程中也存在着一些缺陷，如单一的运用高级氧化技术处置渣滓渗滤液时存在着一定的局限性，很难到达彻底的去除渗滤液中有机污染物以及完成处置效果好、费用经济、处置水量大等目的。因而，针对高级氧化技术在渗滤液处置过程中存在的一些问题，应增强以下几个方面的研讨。

 

1）要更深化地研讨高级氧化技术反响的机理，增强高级氧化技术与其他处置工艺的优化组合，扬长避短，完成高效、费用经济、无污染处置办法，这也是今后高级氧化研讨的主要方向。

 

2） 高级氧化技术要想完成大范围的工业化应用，必需要研讨和开发低本钱、氧化效率高的氧化剂。由于氧化剂是高级氧化技术完成工业化应用的根底，因而，氧化剂的研讨和开发也必将是该范畴今后研讨的热点。

 

3） 催化剂在高级氧化技术处置渣滓渗滤液的过程中应用普遍，因而研讨和开发新型和复合的催化剂以及进步催化剂的回收应用次数，不只能有助于渣滓渗滤液的处置，而且关于完成其资源化再应用以及环境维护都有重要的意义。

 

4）研讨和开发高效地、愈加烦琐的反响器处置渣滓渗滤液，为完成渣滓渗滤液的处置提供新的思绪和方向。