论文题目: 催化湿法氧化（CWAO）降解垃圾渗滤液的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 化学工程
作者: 李海生
导师: 刘鸿亮
关键词: 催化湿法氧化,催化剂,垃圾渗滤液,有机物,氨氮
文献来源: 北京化工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 垃圾渗滤液是一种危害较大的高浓度有机废水,对周边环境及填埋场场底土层污染严重,且污染持续时间长,容易造成严重的二次污染问题,因而对渗滤液进行有效的收集和处理已成为城市环境中急待解决的问题。目前垃圾渗滤液处理方法主要包括生物法和物化法。当垃圾渗滤液的BOD5/COD的值大于0.3时,渗滤液的可生化性较好,可以采用生物处理法;对BOD5/COD比值较小（0.07-0.2）、难以生物处理的垃圾渗滤液,以及生物法很难去除的相对毒性较大的有机成分,物化法处理效果更好,且运行周期短,但其处理成本相对较高,因此,寻求一种不受垃圾渗滤液水质特性限制的处理方法,成为国内外垃圾渗滤液处理技术的研究热点问题之一。本论文采用Co/Bi复氧化物作为催化剂,氧气作为氧化剂,利用催化湿法氧化技术降解垃圾渗滤液中的高浓度有机物和氨氮,以期建立催化湿法氧化降解垃圾渗滤液的工艺条件。研究结果表明,在影响催化湿法氧化降解效率的因素中,反应温度、催化剂的活性是影响催化湿法氧化降解效率的主要因素,在最佳反应条件下,可将CODCr浓度和氨氮浓度分别高达40000mg/L和500mg/L以上的垃圾渗滤液降解到CODCr和氨氮分别为<150mg/L和<10mg/L的程度;此外,本论文还讨论了垃圾渗滤液降解的动力学规律,建立了垃圾渗滤液降解的动力学模型,初步探讨了垃圾渗滤液有机物和氨氮降解的机理,并对Co/Bi催化剂进行了回收和再生研究。 影响催化湿法氧化降解垃圾渗滤液效率的因素中,随着温度、氧分压、催化剂用量的增加,垃圾渗滤液TOC的去除率均呈现上升趋势,其中温度和催化剂用量的影响更为明显。不同温度条件下,氧分压对催化反应的影响结果显示在高温状态下,氧分压的影响并不显著,因为加快反应速率的贡献主要来自于温度的增加。随着反应液浓度的增加,有机质降解的反应速率增加,而有机质的去除率降低。降解反应过程中,有机物降解与pH变化之间的对应关系表明:温度越低,pH值达到最低点的时间越长,最低点pH值越小,pH值达到平衡时的值也
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 垃圾填埋场渗滤液的产生及水质特征
1.1.1 垃圾填埋场渗滤液的产生
1.1.2 垃圾填埋场渗滤液的水质特征
1.2 垃圾渗滤液处理方法
1.2.1 生物法
1.2.2 物理化学法
1.3 难降解有机工业废水处理技术
1.3.1 高级氧化法
1.3.2 絮凝法
1.3 垃圾渗滤液处理存在的问题和发展的前景
1.4 催化湿法氧化中催化剂的研究进展
1.4.1 均相催化湿法氧化
1.4.2 非均相催化湿法氧化
1.5 研究主要内容及意义
1.5.1 主要内容
1.5.2 研究意义
第二章 实验部分
2.1 实验条件
2.1.1 主要试剂
2.1.2 主要仪器
2.2 实验用垃圾渗滤液的简介及主要参数的测定
2.2.1 实验用垃圾渗滤液简介
2.2.2 垃圾渗滤液总有机碳(TOC)的测定
2.2.3 垃圾渗滤液化学需氧量(COD)的测定
2.2.4 垃圾渗滤液中重金属的测定
2.2.5 垃圾渗滤液中细菌总数的测定
2.2.6 垃圾渗滤液中氨氮的测定
2.3 催化湿法氧化降解垃圾渗滤液的影响因素实验
2.3.1 pH值对降解反应的影响
2.3.2 温度对降解反应的影响
2.3.3 氧分压对降解反应的影晌
2.3.4 反应液浓度对降解反应的影响
2.4 催化湿法氧化降解垃圾渗滤液的动力学实验
2.5 催化剂的制备、回收及再生
2.5.1 催化剂的制备
2.5.2 催化剂的回收
2.5.3 催化剂的再生
2.5.4 催化剂的表征
2.5.5 催化剂活性检验
2.6 催化湿法氧化降解垃圾渗滤液的机理分析
2.7 研究中采用的数学模型及统计方法
2.7.1 降解反应的动力学方程
2.7.2 动力学模型的建立
第三章 影响催化湿法氧化降解垃圾渗滤液的因素
3.1 垃圾渗滤液的组分分析
3.2 催化剂制备和XRD表征
3.3 温度因素对催化湿法氧化降解垃圾渗滤液的影响
3.3.1 温度与垃圾渗滤液中有机物去除率的关系
3.3.2 同温下催化剂对垃圾渗滤液有机物去除率的影响
3.3.3 温度对反应液pH值的影响以及pH与TOC去除率的关系
3.3.4 本节小结
3.4 氧分压对催化湿法氧化降解垃圾渗滤液的影响
3.4.1 同一温度下氧分压对TOC去除率的影响
3.4.2 不同温度下氧分压对CWAO降解垃圾渗滤液的影响
3.4.3 不同温度下氧分压对TOC去除率的影响的理论分析
3.4.4 本节小结
3.5 pH值对催化湿法氧化降解垃圾渗滤液的影响
3.5.1 初始pH值对TOC去除率的影响
3.5.2 不同初始pH值条件下TOC降解反应动力学
3.5.3 pH值对催化剂溶解量的影响
3.5.4 本节小结
3.6 不同反应液浓度对TOC和COD去除率的影响
3.7 不同催化剂用量条件下TOC和COD的去除率
3.8 本章小结
第四章 催化湿法氧化降解垃圾渗滤液的动力学研究
4.1 不同温度下CWAO降解垃圾渗滤液的动力学规律
4.2 不同氧分压下CWAO降解垃圾渗滤液的动力学规律
4.3 不同催化剂用量CWAO降解垃圾渗滤液的动力学规律
4.4 不同反应液浓度下CWAO降解垃圾渗滤液的动力学规律
4.5 CWAO降解垃圾渗滤液动力学模型的建立
4.6 本章小结
第五章 催化湿法氧化降解垃圾渗滤液中有机物的机理分析
5.1 垃圾渗滤液中有机化合物的鉴定
5.2 垃圾渗滤液中主要有机污染物随时间的变化
5.2.1 有机酸的浓度随时间的变化
5.2.2 烷烃的浓度随时间变化的曲线
5.3 催化湿法氧化降解垃圾渗滤液的机理分析
5.3.1 Co／Bi催化剂的内部结构的描述
5.3.2 有机物在催化剂表面反应过程的概述
5.3.3 有机污染物在催化剂表面进行的反应
5.4 氧分压对催化氧化降解有机物的影响的机理分析
5.5 本章小结
第六章 CWAO降解垃圾渗滤液氨氮的动力学及机理分析
6.1 实验所用垃圾渗滤液中氨氮浓度
6.2 含氮有机物的成分分析
6.3 温度对NH_3-N去除效果的影响
6.4 不同温度下NH_3-N降解过程的动力学特征
6.5 NH_3-N降解过程初探
6.6 含氮有机物降解过程验证实验
6.7 本章小结
第七章 催化湿法氧化降解垃圾渗滤液催化剂的回收和再生
7.1 催化剂的回收率
7.2 新鲜制备、回收、再生的催化剂的表征
7.2.1 催化剂BET测试结果
7.2.2 催化剂XRD测试结果
7.3 催化剂失活原因分析
7.4 以TOC和COD_(Cr)去除率为指标各种催化剂的活性测试
7.5 不同温度下各类催化剂对TOC去除率率的影响
7.6 不同催化剂条件下CWAO降解垃圾渗滤液的动力学研究
7.7 本章小结
第八章 催化湿法氧化处理垃圾渗滤液的经济性初步分析
8.1 催化湿法氧化法同生物处理法的定性比较
8.2 运行成本的估算
8.2.2 成本估算的经济指标
8.2.3 投资运行费用的估算
8.2.4 运行成本估算结果
8.3 本章小结
第九章 结论、创新点及建议
9.1 结论
9.1.1 影响催化湿法氧化降解垃圾渗滤液的因素
9.1.2 催化湿法氧化降解垃圾渗滤液的动力学
9.1.3 催化湿法氧化降解垃圾渗滤液的机理
9.1.4 催化湿法氧化降解垃圾渗滤液中的氨氮
9.1.5 Co／Bi催化剂的回收与再生
9.1.6 催化湿法氧化处理垃圾渗滤液的经济性初步分析
9.2 创新点
9.3 建议
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录
致谢
发布时间: 2005-09-26
参考文献
- [1].基于垃圾渗滤液污染的松散孔隙地下水环境自净模拟研究[D]. 宋凯.西南交通大学2017
- [2].城市固体废弃物卫生填埋处理体系中抗生素抗性基因传播机理与控制研究[D]. 武冬.华东师范大学2018
- [3].城市生活垃圾卫生填埋场渗滤液控制技术研究[D]. 焦斌权.重庆大学2004
- [4].基于渗滤液回灌的厌氧型生物反应器填埋场快速稳定研究[D]. 李启彬.西南交通大学2004
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- [6].垃圾渗滤液中水溶性有机物在土壤中的行为及其环境影响[D]. 付美云.南京农业大学2005
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- [8].城市垃圾焚烧厂垃圾储坑渗滤液生物处理技术研究[D]. 邓黛青.同济大学2006
- [9].生活垃圾焚烧厂渗滤液物化处理的工艺与机理研究[D]. 胡晨燕.同济大学2006
- [10].基于处理循环式准好氧垃圾渗滤液的电化学方法研究[D]. 刘咏.西南交通大学2007
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