混凝-Fenton法处理垃圾渗滤液的研究

论文摘要

垃圾渗滤液经生物处理后仍难达标排放,因此本研究选用混凝与Fenton联用对经厌氧生物处理后的垃圾渗滤液进行深度处理,以期得到较好的处理效果。垃圾渗滤液先经吹脱处理,COD和NH3-N浓度分别下降到2.37×103mg/L和295.7mg/L。混凝试验结果表明,硫酸铁、聚合硫酸铁和聚氯化铝铁三种絮凝剂能有效去除垃圾渗滤液的色度和COD,pH值为5的聚合硫酸铁对垃圾渗滤液的色度和COD去除效果最好;投加有机高分子阳离子絮凝剂聚丙烯酰胺作助凝剂,能提高垃圾渗滤液的色度和COD去除率。通过正交试验确定优化条件:pH值为5.2,聚合硫酸铁浓度为9.1 mmol/L,反应时间8 min,助凝剂浓度5 mg/L。此时垃圾渗滤液的色度去除率为75.6%,COD去除率为56.7%。将混凝处理后的垃圾渗滤液再分别进行光助芬顿（Photo/Fenton）、超声波协助芬顿（US/Fenton）氧化处理,确定优化条件,比较两者在各自优化反应条件下对垃圾渗滤液COD和色度的去除效果,并对其相关机理进行研究。结果表明,Photo/Fenton反应中,当pH值为2.5,Fe2+浓度为5 mmol/L,H2O2浓度为570 mmol/L时,反应120 min,垃圾渗滤液的色度和COD去除率分别达到最高值99.1%和86.2%;在此条件下的表观动力学方程为:V=-dP/dt=2.6×10-8×P1.92×F1.79×E1.67。对于US/Fenton反应,当Fe2+浓度为5 mmol/L,H2O2浓度为570 mmol/L,pH值为2.5,超声功率为100 W,超声频率为45 kHz时,反应90 min,垃圾渗滤液的色度和COD去除率分别达到最高值99.1%和83.4%;其表观动力学方程为:V=-dP/dt= 1.0×10-7×P0.86×F2.34×E0.87×H0.82。可以看出,两种方法对垃圾渗滤液色度和COD去除率都高于单独的Fenton反应,日光、超声波的催化诱导方式与Fenton试剂存在协同作用。其中,Photo/Fenton对垃圾渗滤液中的COD去除率最高,但反应时间最长;US/Fenton对垃圾渗滤液中的COD去除率较低,但反应时间较短;两者方法处理后的降解产物的紫外吸收峰都在210220 nm。垃圾渗滤液经过这两种高级氧化技术处理后,大分子有机物都被氧化为小分子有机物及二氧化碳和水。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.1.1 问题的提出
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 垃圾渗滤液的产生
• 1.2.2 垃圾渗滤液的水质
• 1.2.3 垃圾渗滤液的危害
• 1.2.4 垃圾渗滤液的处理方法
• 1.2.5 目前垃圾渗滤液处理中存在的问题
• 1.3 本文研究的目的和研究内容
• 1.3.1 本文研究的目的
• 1.3.2 本文的主要内容
• 2 混凝技术处理垃圾渗滤液的研究
• 2.1 前言
• 2.1.1 混凝技术在垃圾渗滤液处理中的应用
• 2.1.2 混凝作用机理
• 2.1.3 试验内容概述
• 2.2 试验材料和方法
• 2.2.1 试验材料
• 2.2.2 试验设备
• 2.2.3 测试水质指标及方法
• 2.2.4 试验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 不同浓度的絮凝剂对混凝效果的影响
• 2.3.2 不同pH 值时絮凝剂对混凝效果的影响
• 2.3.3 pH 值对混凝效果的影响
• 2.3.4 搅拌时间对混凝效果的影响
• 2.3.5 投加助凝剂聚丙烯酰胺对混凝效果的影响
• 2.3.6 正交试验
• 2.4 本章小结
• 3 Photo/Fenton 氧化处理垃圾渗滤液的研究
• 3.1 前言
• 3.1.1 Fenton 氧化法
• 3.1.2 Fenton 氧化原理及影响因素
• 3.1.3 改进的Fenton 氧化法
• 3.1.4 实验内容概述
• 3.2 试验材料及方法
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.2 试验设备
• 3.2.3 测试水质指标及方法
• 3.2.4 试验方法
• 3.3 结果与讨论
• 2+浓度对垃圾渗滤液色度和COD 去除率的影响'>3.3.1 不同Fe²⁺浓度对垃圾渗滤液色度和COD 去除率的影响
• 2O₂ 浓度对垃圾渗滤液色度和COD 去除率的影响'>3.3.2 不同H₂O₂ 浓度对垃圾渗滤液色度和COD 去除率的影响
• 3.3.3 不同pH 值对垃圾渗滤液色度和COD 去除率的影响
• 3.3.4 不同辐照时间对垃圾渗滤液色度和COD 去除率的影响
• 3.3.5 Photo/Fenton 处理垃圾渗滤液的优化条件
• 3.3.6 Photo/Fenton 处理垃圾渗滤液的表观动力学研究
• 3.3.7 Photo/Fenton 处理效果
• 3.4 本章小结
• 4 US/Fenton 氧化处理垃圾渗滤液的研究
• 4.1 前言
• 4.1.1 超声波技术
• 4.1.2 超声波作用机理
• 4.1.3 超声波作用的影响因素
• 4.1.4 超声波与Fenton 技术联用
• 4.2 试验材料及方法
• 4.2.1 试验材料
• 4.2.2 试验设备
• 4.2.3 测试水质指标及方法
• 4.2.4 试验方法
• 4.3 结果与讨论
• 2+浓度对垃圾渗滤液色度和COD 去除率的影响'>4.3.1 不同Fe²⁺浓度对垃圾渗滤液色度和COD 去除率的影响
• 2O₂ 浓度对垃圾渗滤液色度和COD 去除率的影响'>4.3.2 不同H₂O₂ 浓度对垃圾渗滤液色度和COD 去除率的影响
• 4.3.3 不同pH 值对垃圾渗滤液色度和COD 去除率的影响
• 4.3.4 不同超声频率对垃圾渗滤液色度和COD 去除率的影响
• 4.3.5 不同超声功率对垃圾渗滤液色度和COD 去除率的影响
• 4.3.6 US/Fenton 处理垃圾渗滤液的优化条件
• 4.3.7 US/Fenton 处理垃圾渗滤液的表观动力学研究
• 4.3.8 US/Fenton 处理效果
• 4.3.9 US/Fenton 机理初步研究
• 4.4 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.1.1 混凝法处理垃圾渗滤液
• 5.1.2 Photo/Fenton 法处理垃圾渗滤液
• 5.1.3 US/Fenton 法处理垃圾渗滤液
• 5.2 后续研究工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目