催化湿式氧化降解垃圾渗滤液模拟废水的研究

论文摘要

垃圾填埋过程中产生的垃圾渗滤液是一种危害较大的高浓度有机废水,是世界公认的最难处理的高浓度有机废水之一。催化湿式氧化法是处理高浓度有机废水的有效方法,其处理效果主要受催化剂特性、反应温度、反应时间、原液浓度、氧分压等因素的影响。本文拟采用柠檬酸络合法制备Mn/Ce催化剂,优化制备条件并与Co/Bi催化剂对比,分析两种催化剂在降解垃圾渗滤液及其主要组分的活性差异,为研制活性更高的催化剂提供理论基础。以小分子有机酸(乙酸、正丁酸、正己酸)和氨溶液为模拟废水,研究CWAO降解过程中氨水和有机酸之间的关系及降解机理,建立动力学方程,并推断CWAO降解垃圾渗滤液的机理,从而为催化剂的研发及该方法的实际应用创造条件。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 垃圾渗滤液主要来源
• 1.1.2 垃圾渗滤液产量的影响因素
• 1.1.3 垃圾渗滤液的主要成分及影响因素
• 1.1.4 垃圾渗滤液对环境的污染
• 1.2 国内、外研究概况
• 1.2.1 生物法
• 1.2.2 土地处理法
• 1.2.3 物理化学法
• 1.3 存在问题及研究意义
• 1.3.1 存在问题
• 1.3.2 研究目的和意义
• 1.4 主要研究内容
• 1.5 创新点
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 主要试剂
• 2.1.2 主要仪器
• 2.2 总有机碳与氨氮的测定
• 2.2.1 总有机碳（TOC）的测定
• 2.2.2 氨氮的测定
• 2.3 主要实验步骤与方法
• 2.3.1 Mn/Ce、Co/Bi催化剂的制备
• 2.3.2 Mn/Ce、Co/Bi催化剂的表征及活性验证
• 2.4 CWAO降解垃圾渗滤液主要组分的研究
• 2.4.1 乙酸、正丁酸、正己酸的CWAO降解实验
• 2.4.2 混合酸（乙酸、正丁酸、正己酸）的CWAO降解实验
• 2.4.3 CWAO降解过程中氨与有机酸的相互影响
• 2.4.4 影响CWAO降解正丁酸的因素实验
• 2.5 CWAO降解正丁酸的动力学研究
• 2.6 研究中采用的数学模型及统计方法
• 2.6.1 降解反应的动力学经验方程
• 2.6.2 降解反应动力学多因素综合模型的建立
• 2.6.3 Mn/Ce催化剂制备条件的优化
• 2.6.4 催化湿式氧化升温过程降解预测模型的建立
• 第三章 MN/CE催化剂制备条件的优化及其表征
• 3.1 焙烧条件对MN/CE催化剂活性的影响
• 3.1.1 Mn/Ce催化剂的表征
• 3.1.2 焙烧温度对催化剂活性的影响
• 3.2 MN/CE催化剂制备条件的优化
• 3.2.1 催化剂制备交互正交试验的直观分析
• 3.2.2 催化剂制备的交互正交试验方差分析
• 3.2.3 直观分析与交互正交分析制备的催化剂表征
• 3.2.4 Mn/Ce与Co/Bi催化剂降解正丁酸的活性比较
• 3.2.5 Mn/Ce催化剂催化反应过程中的pH值变化
• 3.3 本章小结
• 第四章 MN/CE与CO/BI催化剂活性差异的研究
• 4.1 CO/BI、MN/CE催化剂的物理特征
• 4.1.1 Co/Bi催化剂的物理特征
• 4.1.2 Co/Bi、Mn/Ce催化剂物理特性比较
• 4.2 MN/CE与CO/BI催化剂催化活性对比
• 4.2.1 Mn/Ce与Co/Bi催化剂降解垃圾渗滤液及小分子羧酸
• 4.2.2 Mn/Ce与Co/Bi催化剂降解含重金属离子的正丁酸
• 4.2.3 Mn/Ce与Co/Bi催化剂降解含氨氮正丁酸
• 4.3 本章小结
• 第五章 CWAO降解垃圾渗滤液主要组分的降解效果研究
• 5.1 CWAO降解乙酸、正丁酸、正己酸
• 5.2 CWAO降解乙酸、正丁酸和正己酸的混合溶液
• 5.3 氨对有机酸降解的影响
• 5.4 有机酸对氨降解的影响
• 5.5 本章结论
• 第六章 CWAO降解垃圾渗滤液的影响因素研究
• 6.1 温度对降解过程的影响
• 6.2 氧分压对降解过程的影响
• 6.3 催化剂用量对降解过程的影响
• 6.4 反应液初始浓度对降解过程的影响
• 6.5 初始 pH 对降解过程的影响
• 6.6 本章小结
• 第七章 CWAO降解垃圾渗滤液的机理分析
• 7.1 CWAO升温过程垃圾液模型污染物降解模型的建立
• 7.1.1 CWAO多影响因素的均匀设计试验分析
• 7.1.2 CWAO升温过程垃圾液模型污染物降解预测模型的建立
• 7.1.3 升温过程垃圾液模型污染物降解预测模型的预报分析
• 7.1.4 升温过程垃圾液模型污染物降解预测模型预报的验证
• 7.2 CWAO降解垃圾渗滤液模型污染物动力学分析
• 7.2.1 CWAO降解垃圾液模型污染物初始液TOC浓度级数计算
• 7.2.2 CWAO降解垃圾液模型污染物催化剂用量级数计算
• 7.2.3 CWAO降解垃圾液模型污染物氧分压级数计算
• 7.2.4 CWAO降解垃圾液模型污染物活化能和指前因子的计算
• 7.3 CWAO降解垃圾渗滤液的机理分析
• 7.3.1 垃圾渗滤液中有机化合物的鉴定
• 7.3.2 有机物在Mn/Ce催化剂表面反应过程的概述
• 7.3.3 CWAO降解垃圾液主要组分的机理分析
• 7.4 本章小结
• 第八章 结论及建议
• 8.1 结论
• 8.1.1 Mn/Ce催化剂制备条件的优化
• 8.1.2 CWAO降解垃圾渗滤液主要组分的研究
• 8.1.3 CWAO降解正丁酸影响因素的研究
• 8.1.4 CWAO降解垃圾渗滤液的机理分析
• 8.2 建议
• 参考文献（ REFERENCES）
• 致谢
• 附录
• 作者简历
• 攻读博士研究生期间发表的相关学术论文
• 参加的主要相关课题
• 摘要
• ABSTRACT