生活垃圾滲濾液吸附降解及催化氧化技術(shù)的研究.pdf

1、垃圾滲濾液是垃圾填埋處理過(guò)程中產(chǎn)生的高濃度有機(jī)廢水，由于含有的污染物質(zhì)濃度高、成分復(fù)雜、水質(zhì)水量變化大，垃圾滲濾液處理一直是污水處理領(lǐng)域的世界性難題。本文從垃圾滲濾液處理的實(shí)際需要出發(fā)，以減少垃圾滲濾液產(chǎn)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(xué)催化氧化處理技術(shù)。通過(guò)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(duì)垃圾滲濾液的產(chǎn)生量、垃圾降解速率、垃圾滲濾液水質(zhì)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(lián)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(guò)合成金屬離子催化劑與臭氧聯(lián)用處理垃圾滲濾液，篩選出對(duì)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(yīng)條件，這些研究成果為垃圾滲濾液吸附降解技術(shù)和化學(xué)催化氧化技術(shù)的實(shí)際工程應(yīng)用提供了理論與技術(shù)指導(dǎo)
　　在垃圾滲濾液吸附降解的研究中，通過(guò)向填埋垃圾分別添加鋸末

3、、活性炭、沸石、廢舊報(bào)紙作為填料，同時(shí)以相同填埋條件下的不添加填料垃圾層做對(duì)比，分析了垃圾層的滲濾液產(chǎn)生量、垃圾降解速率、滲濾液的COD和NH4+-N濃度的變化特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)180天的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，鋸末等填料具有減少滲濾液產(chǎn)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(chǎn)生量在180天內(nèi)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(kù)容量大于填料自身占據(jù)的庫(kù)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(jī)污染物的能力相差不大，但鋸末對(duì)NH3-N的吸附能力強(qiáng)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(lái)看，添加鋸末的效果要優(yōu)于活性炭、沸石、廢舊報(bào)紙。對(duì)鋸末吸附滲濾液中污染物的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，20℃時(shí)鋸末對(duì)滲濾液COD吸附一般在3小時(shí)左右內(nèi)完成，且吸附量與COD

5、平衡濃度之間的關(guān)系符合費(fèi)蘭德利希吸附等溫式，鋸末吸附COD的質(zhì)量約為142.44mgCOD/g鋸末；20℃時(shí)鋸末對(duì)滲濾液中NH4+-N的吸附在1小時(shí)左右完成，鋸末對(duì)NH4+-N的吸附容量為36.36mgNH4+-N/g鋸末，其吸附規(guī)律無(wú)法用現(xiàn)有的吸附等溫式來(lái)表達(dá)。
　　PAC混凝/Fenton氧化處理垃圾滲濾液的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，F(xiàn)enton試劑氧化垃圾滲濾液中污染物質(zhì)的最佳反應(yīng)條件為pH=3.5、H2O2和Fe2+摩爾比為6、H2O

6、2和滲濾液的COD質(zhì)量比為3，反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)；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(zhì)量比為0.6。混凝/Fenton工藝和Fenton/混凝工藝對(duì)同樣水質(zhì)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(lián)用催化氧化垃圾滲濾液中污染物質(zhì)的高效催化劑，制作了以γ—Al2O3為載體的銅、鎳、鈷、鎘、鉻五種負(fù)

7、載型金屬離子催化劑，使之分別與臭氧聯(lián)用催化氧化垃圾滲濾液。結(jié)果表明，五種催化劑中銅催化劑催化臭氧氧化對(duì)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(duì)垃圾滲濾液NH4+-N的去除率最高。在此基礎(chǔ)上，為了發(fā)揮銅、鎳兩種單組份催化劑各自的優(yōu)勢(shì)，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(jié)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(zhì)量負(fù)載率為2.6764％的催化劑對(duì)垃圾滲濾液COD和NH4+-N的去除率最高。針對(duì)該催化劑的催化臭氧氧化實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)滲濾液pH值為9、臭氧投加量為臭氧總投加質(zhì)量/滲濾液COD質(zhì)量=0.55、催化劑投加量為催化劑質(zhì)量/滲濾液COD質(zhì)量=3時(shí)，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(yīng)條件下，對(duì)COD濃度為515-12115mg/L的垃圾滲濾液，COD去除率為25.2-75%。通過(guò)銅鎳催化劑催化臭氧氧化，