生活垃圾滲濾液吸附降解及催化氧化技術的研究.pdf

1、垃圾滲濾液是垃圾填埋處理過程中產生的高濃度有機廢水，由于含有的污染物質濃度高、成分復雜、水質水量變化大，垃圾滲濾液處理一直是污水處理領域的世界性難題。本文從垃圾滲濾液處理的實際需要出發(fā)，以減少垃圾滲濾液產生量、降低垃圾滲濾液處理成本和提高垃圾滲濾液處理效果為目的，探索垃圾滲濾液吸附降解和化學催化氧化處理技術。通過在厭氧填埋的垃圾中加入具有吸附性和吸水性的填料，研究了填料添加對垃圾滲濾液的產生量、垃圾降解速率、垃圾滲濾液水質的影響。此外，

2、本文還研究了聚合氯化鋁（PAC）混凝與Fenton試劑聯用處理垃圾滲濾液的效能及成本，確定了PAC、H2O2和Fe2+的最佳投加量；通過合成金屬離子催化劑與臭氧聯用處理垃圾滲濾液，篩選出對滲濾液處理效果較好的金屬離子催化劑，深入分析金屬離子催化劑催化臭氧氧化垃圾滲濾液的最佳反應條件，這些研究成果為垃圾滲濾液吸附降解技術和化學催化氧化技術的實際工程應用提供了理論與技術指導
　　在垃圾滲濾液吸附降解的研究中，通過向填埋垃圾分別添加鋸末

3、、活性炭、沸石、廢舊報紙作為填料，同時以相同填埋條件下的不添加填料垃圾層做對比，分析了垃圾層的滲濾液產生量、垃圾降解速率、滲濾液的COD和NH4+-N濃度的變化特點。經過180天的實驗研究發(fā)現，鋸末等填料具有減少滲濾液產生量、加速垃圾降解的作用。在厭氧填埋的垃圾中混合添加鋸末可以使每升垃圾的滲濾液產生量在180天內減少100-200 mL，而且在垃圾填埋180天后，填料加速垃圾降解增加的庫容量大于填料自身占據的庫容量。
　　研究表

4、明，填料添加能減少滲濾液中COD和NH3-N的含量。鋸末、活性炭、沸石吸附滲濾液中有機污染物的能力相差不大，但鋸末對NH3-N的吸附能力強于活性炭和沸石。鋸末和活性炭能夠較好地吸附滲濾液中溶解的銅離子、鐵離子和鋅離子等重金屬離子，從而降低填埋初期滲濾液中的重金屬離子濃度?？傮w來看，添加鋸末的效果要優(yōu)于活性炭、沸石、廢舊報紙。對鋸末吸附滲濾液中污染物的實驗研究結果表明，20℃時鋸末對滲濾液COD吸附一般在3小時左右內完成，且吸附量與COD

5、平衡濃度之間的關系符合費蘭德利希吸附等溫式，鋸末吸附COD的質量約為142.44mgCOD/g鋸末；20℃時鋸末對滲濾液中NH4+-N的吸附在1小時左右完成，鋸末對NH4+-N的吸附容量為36.36mgNH4+-N/g鋸末，其吸附規(guī)律無法用現有的吸附等溫式來表達。
　　PAC混凝/Fenton氧化處理垃圾滲濾液的實驗結果表明，Fenton試劑氧化垃圾滲濾液中污染物質的最佳反應條件為pH=3.5、H2O2和Fe2+摩爾比為6、H2O

6、2和滲濾液的COD質量比為3，反應時間為4小時；PAC混凝去除滲濾液中污染物的PAC最佳投加量為PAC與滲濾液的COD質量比為0.6?；炷?Fenton工藝和Fenton/混凝工藝對同樣水質的滲濾液原液COD去除率相差不大，但混凝/Fenton工藝比Fenton/混凝工藝處理每噸滲濾液的成本至少低62.6元。
　　為了合成能夠與臭氧聯用催化氧化垃圾滲濾液中污染物質的高效催化劑，制作了以γ—Al2O3為載體的銅、鎳、鈷、鎘、鉻五種負

7、載型金屬離子催化劑，使之分別與臭氧聯用催化氧化垃圾滲濾液。結果表明，五種催化劑中銅催化劑催化臭氧氧化對垃圾滲濾液COD的去除率最高，鎳離子催化劑催化臭氧氧化對垃圾滲濾液NH4+-N的去除率最高。在此基礎上，為了發(fā)揮銅、鎳兩種單組份催化劑各自的優(yōu)勢，合成了不同浸漬液濃度和浸漬液摩爾用量比條件下的75種銅鎳雙組分催化劑用于垃圾滲濾液的催化臭氧氧化處理。結果表明，在此75種催化劑中，浸漬液濃度為0.25mol/L，銅和鎳的摩爾用量比為1，80

8、0℃下焙燒制得的銅鎳離子質量負載率為2.6764％的催化劑對垃圾滲濾液COD和NH4+-N的去除率最高。針對該催化劑的催化臭氧氧化實驗表明，當滲濾液pH值為9、臭氧投加量為臭氧總投加質量/滲濾液COD質量=0.55、催化劑投加量為催化劑質量/滲濾液COD質量=3時，此催化劑的催化臭氧氧化處理滲濾液的效果最好。在此反應條件下，對COD濃度為515-12115mg/L的垃圾滲濾液，COD去除率為25.2-75%。通過銅鎳催化劑催化臭氧氧化，