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《湖南大学》 2016年
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负载Fe(Ⅱ)颗粒性活性炭活化过硫酸盐处理老龄垃圾渗滤液的研究

李志军  
【摘要】:过硫酸盐高级氧化技术是近年兴起的一种高级氧化技术,它主要是利用过硫酸盐产生的硫酸根自由基(SO_4~-?)氧化有机污染物,使大分子有机物降解为小分子有机物或无机物,达到降解污染物的效果。在常规条件下,过硫酸盐只能生成极少硫酸根自由基,需要一定条件(辐射、热、过渡金属等)催化才能产生大量的硫酸根自由基。老龄垃圾渗滤液是指垃圾填埋时间大于10年而产生的渗滤液。相对于填埋时限较短的渗滤液,其可生化性随填埋年限而降低,氨氮浓度极高,含各类重金属污染物,一般生化法无法处理,只能使用物理或化学方法与其他方法联用使其降解达到相关的排放标准。有研究过硫酸盐高级氧化技术被应用于处理各类难降解有机物,且取得不错效果,所以本文选作用来降解老龄垃圾渗滤液。但这项技术受多因素影响,如Fe~(2+)浓度、p H、过硫酸盐浓度等。考虑到颗粒活性炭(GAC)具有比表面积大、吸附能力强等特点,所以用作负载二价铁(Fe(Ⅱ))载体,活化过硫酸盐,使之分解产生更多的过硫酸根自由基,氧化老龄垃圾渗滤液难生化降解的有机物,达到去除有机物的效果。本文主要研究了:首先对Fe(Ⅱ)负载到GAC的煅烧温度进行实验,并通过环境电子扫描显微镜(ESEM,FEI Quanta 200,Chech)、比表面积全分析仪(BET,Quantachrome Nova,USA)和全谱直读等离子体发射光谱仪(ICP,SPECTRO BLUE SOP German)等技术对其进行形态与定量分析,从而得到最佳煅烧温为550℃。然后将最佳煅烧温度条件下制备Fe(Ⅱ)/GAC催化剂,研究其在不同的p H、Fe~(2+)浓度、过硫酸盐浓度下对老龄垃圾渗滤液的降解效果。主要利用微波消解法测得反应前后老龄垃圾渗滤液化学需氧量(COD)的降解率,以反应时间为横坐标,COD去除率为纵坐标做COD降解曲线,得到各因素的最佳反应条件。单因素作用时p H 3去除率为76.3%,Fe~(2+)浓度127mg/L去除率为66.8%,过硫酸盐浓度0.5mol/L去除率为66.2%。在多因素实验中得到如下结果:当p H 3,Fe~(2+)浓度127mg/L,过硫酸盐浓度0.5mol/L时,最高COD去除率为87.8%。Fe(Ⅱ)/GAC催化剂作为非均相催化剂具有可收回再利用等优点,当重复利用三次时,其COD去除率降到首次的50%左右。实验中采用三维荧光分析技术(3DEEM)对过硫酸盐降解老龄垃圾渗滤液的机理进行了初步研究,发现硫酸根自由基对渗滤液中的腐殖质有明显的降解效果。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:X703;TQ424.1

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