改性粉煤灰深度处理垃圾渗滤液的实验研究

论文摘要

近年来,随着我国城市化进程的迅速发展,生活垃圾的数量日益增加,从而产生了大量的垃圾渗滤液。如何有效地处理垃圾渗滤液,已经成为目前亟待解决的问题。粉煤灰来源于火力发电厂等燃煤锅炉所排放出的废渣,随着目前能源需求量与日俱增,粉煤灰的产量也不断增加。如何实现粉煤灰的综合利用,已成为目前环保领域的一个重要研究方向。本实验利用改性粉煤灰对垃圾渗滤液进行深度处理。运用不同的方法对粉煤灰进行改性,以垃圾渗滤液CODcr和色度的去除率作为评价各种改性粉煤灰吸附能力的指标。通过比较,吸附能力最强的改性粉煤灰是将碳酸钙与粉煤灰以质量比为1：9的比例混合,在800℃下恒温焙烧2h所制得的改性粉煤灰。通过电子显微镜分析,所制得改性粉煤灰的比表面积和孔隙率相对于原状粉煤灰都得到了极大地提高。同时,运用X-射线衍射对原状粉煤灰和各种改性粉煤灰进行了分析,确定了其中的主要晶相成分。在制得实验所用的改性粉煤灰之后,通过单因素实验和正交实验确定该改性粉煤灰处理垃圾渗滤液的最佳实验条件,实验结果表明：在改性粉煤灰投加量为0.24g/mL、振荡时间为60 min、原水pH值为10。此时的CODcr去除率可达82.8%,色度去除率可达86.5%。CODcr为68.7 mg/L,达到了生活垃圾填埋场污染控制标准（GB 16889-2008）中CODcr<100 mg/L的规定。同时,本文对改性粉煤灰吸附材料进行了吸附热力学和吸附动力学分析,实验结果表明,改性粉煤灰对垃圾渗滤液中的CODcr的等温吸附规律符合Freundlich模型,改性粉煤灰对垃圾渗滤液中CODcr的吸附行为符合伪二级吸附动力学模型。在静态吸附实验的基础上,进行了动态实验,可以看出改性粉煤灰对垃圾渗滤液中CODcr和色度的吸附效果比原状粉煤灰要好得多,CODcr可以降到64.6 mg/L。同时,通过实验确定了改性粉煤灰吸附材料的实际吸附容量为5.98 mg/g。通过再生实验,可以看出再生后改性粉煤灰对垃圾渗滤液中CODcr和色度的吸附效果依然很好,分别达到了改性粉煤灰吸附效果的81.7%和98.5%。并且,本文对改性粉煤灰吸附材料的处理垃圾渗滤液的成本进行了经济核算,处理成本为：12.1元/t。最后,运用GS-MS对处理前后垃圾渗滤液中有机成分进行了分析,从另一个角度评价了改性粉煤灰的吸附能力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 垃圾渗滤液的处理现状
• 1.1.2 粉煤灰的应用现状
• 1.2 生活垃圾渗滤液概况
• 1.2.1 垃圾渗滤液的来源
• 1.2.2 垃圾渗滤液的水质特点
• 1.3 粉煤灰的性质及吸附规律
• 1.3.1 粉煤灰的性质及组成
• 1.3.2 粉煤灰处理废水的机理
• 1.3.3 粉煤灰的吸附规律
• 1.4 国内外垃圾渗滤液的处理方法
• 1.4.1 生物处理法
• 1.4.2 物理化学法
• 1.4.3 土地处理法
• 1.5 粉煤灰在废水处理方面的应用
• 1.5.1 粉煤灰处理重金属废水
• 1.5.2 粉煤灰处理印染废水
• 1.5.3 粉煤灰处理造纸废水
• 1.5.4 粉煤灰处理其他工业废水
• 1.6 课题研究的目的、意义、内容和技术路线
• 1.6.1 课题研究目的
• 1.6.2 课题研究意义
• 1.6.3 课题研究内容
• 1.6.4 实验技术路线
• 第二章 实验原料、试剂、仪器和表征方法
• 2.1 实验所用化学试剂
• 2.2 实验所用仪器设备
• 2.3 实验原料
• 2.3.1 实验用水
• 2.3.2 实验用粉煤灰
• 2.4 表征方法与测定
• Cr的测定'>2.4.1 COD_Cr的测定
• 2.4.2 氨氮的测定
• 2.4.3 色度的测定
• 2.4.4 X-射线衍射分析
• 2.4.5 电子显微镜分析
• 2.4.6 GC/MS测定
• 第三章 粉煤灰的改性实验
• 3.1 粉煤灰的改性方法
• 3.1.1 焙烧温度对粉煤灰吸附能力的影响
• 3.1.2 不同浓度的硫酸对粉煤灰吸附能力的影响
• 3.1.3 不同质量分数的碳酸钙对粉煤灰吸附能力的影响
• 3.1.4 不同质量分数的碳酸钠对粉煤灰吸附能力的影响
• 3.1.5 不同浓度的氢氧化钠对粉煤灰吸附能力的影响
• 3.1.6 酸碱混合改性对粉煤灰吸附能力的影响
• 3.1.7 粉煤灰改性方法小结
• 3.2 改性粉煤灰的X-射线衍射分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 改性粉煤灰对垃圾渗滤液的处理效果研究
• 4.1 改性粉煤灰静态吸附实验
• 4.1.1 改性粉煤灰投机量对去除率的影响
• 4.1.2 振荡时间对去除率的影响
• 4.1.3 pH值对去除率的影响
• 4.1.4 反应温度对去除率的影响
• 4.1.5 正交实验
• 4.2 改性粉煤灰吸附材料的热力学分析
• 4.2.1 吸附热力学理论分析
• Cr的等温吸附'>4.2.2 改性粉煤灰吸附材料对废水中COD_Cr的等温吸附
• 4.3 改性粉煤灰吸附材料的动力学分析
• 4.3.1 吸附动力学理论分析
• 4.3.2 改性粉煤灰吸附材料的吸附动力学分析
• 4.4 改性粉煤灰动态吸附实验
• 4.5 改性粉煤灰实际吸附容量的测定
• 4.6 改性粉煤灰吸附材料的再生
• 4.7 改性粉煤灰吸附材料的经济核算
• 4.8 本章小结
• 第五章 改性粉煤灰吸附作用对垃圾渗滤液中有机物的影响
• 5.1 实验原水有机物组成分析
• 5.2 改性粉煤灰吸附处理后对垃圾渗滤液中有机物成分的影响
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况