收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

光触媒作用下聚光太阳光对垃圾渗滤液有机质的降解

邓昭平  
【摘要】: 垃圾是人类生产和生活过程中产生的废弃物,随着社会发展、城市化进程的加快,城市生活垃圾产生量也急剧增加。在垃圾填埋过程中,由于雨水浸蚀、生物发酵及其它物理化学因素的作用,导致大量垃圾渗滤液的产生,垃圾渗滤液是一种高浓度有机废液,是垃圾衍生产物中危害最大的一种,垃圾及其渗滤液处理是治理和改善人类环境的迫切需要。 本论文采用“钇掺杂玻璃纤维基二氧化钛光触媒丝”作为光催化剂拓展太阳光有效利用的范围,并应用太阳光跟踪聚光器系统聚焦太阳光使采光量扩大。特点在于:采用“钇掺杂玻璃纤维基二氧化钛光触媒丝”作为光催化剂,降低了导致有机物化学键断裂的照射光的能量阈值,把降解的光波从紫外光区(占太阳光强度4%左右)拓展到可见-紫外光光区(占太阳光强度50%左右),太阳光利用率提高了约10倍;透明的“钇掺杂玻璃纤维基二氧化钛光触媒丝”的另一个重要作用是把太阳光导入垃圾渗滤液中,对垃圾渗滤液内部进行光催化降解,使降解反应区域从反应液表面扩展到整个区域;采用太阳光跟踪聚光器系统将采光面积从传统降解方式的液体实际面积转换成透镜的采光面积,太阳光采光总量可以通过增加太阳光跟踪聚光器系统凸透镜面积和数量得到无限延伸,从理论上讲,能够解决“天然治理”不能满足垃圾渗滤液不断剧增的矛盾;通过太阳光跟踪聚光器系统聚光后的太阳光可以通过塑料光导介质管进行传导,使太阳光不能够直接照射到的垃圾渗滤液也能够同样实现降解。 论文主要研究内容包括:钇掺杂玻璃纤维基二氧化钛光触媒丝的制备与表征;研究光触媒丝存在条件下经过透镜聚光的太阳光对垃圾渗滤液中有机质的降解情况;研究温度条件、触媒丝中钇掺杂量条件、空气流量条件、反应液浓度条件、反应液的酸碱度(pH值)及聚光透镜采光面积等因素对降解的影响;绘制降解去除率与时间的实验曲线;对各主要影响因素的实验曲线进行数学拟合和拟合参数的物理意义分析;建立聚光太阳光对垃圾渗滤液有机质的光催化降解动力学模型。 首先,制备和表征了光降解触媒丝:按照工艺步骤可以获得外观平整透明,厚度为20~80nm,粒度≤50nm的钇掺杂二氧化钛光降解触媒丝。 然后,进行光催化降解实验。分析了光降解触媒丝存在时聚光太阳光降解垃圾渗滤液的主要影响因素的程度和原因,同时介绍了实验条件的优化选择。以聚光太阳光为光源可以在钇掺杂二氧化钛光催化降解触媒丝存在下对垃圾渗滤液进行降解,钇掺杂量对降解效果有明显的影响,钇掺杂的比未掺杂的光催化降解触媒丝降解效果好,钇掺杂量为0.2%时钇掺杂二氧化钛光催化降解触媒丝的光降解效果较佳。 随着温度的升高、聚光透镜的采光面积的增加及空气流量的增加,TOC和COD的去除率均呈现增大趋势。随着空气流量的增加降解效果呈逐渐上升趋势,但随着空气流量提高,TOC和COD去除率上升变得较慢,变化幅度变得较小。聚光透镜的采光面积的增加能够明显提高降解效率。 垃圾渗滤液的起始pH值对降解效果的影响在起初较大,但随着反应进行这种影响越来越不明显。 随着初始浓度增大,降解速率增大,但TOC和COD的去除率呈现下降趋势。 最后,参考有机物光催化降解反应的动力学模型,考虑温度、空气流量、反应液浓度和聚光透镜采光面积等影响因素,设计了光催化降解反应的动力学一般方程式,通过实验数据的数学处理确定相关常数值,获得了本实验条件下的垃圾渗滤液有机质光催化降解反应的动力学模型,其方程式为: 将垃圾渗滤液原液稀释40倍后,在反应温度为25℃、采用钇掺杂为0.2 %的二氧化钛光催化降解触媒丝、空气流量为40mL/s、用聚光倍数125倍的太阳光进行光催化降解,经过270分钟后降解效果是:TOC去除率为79.2%、COD去除率为74.5% 采用钇掺杂的玻璃纤维基二氧化钛光触媒丝作为光催化剂,并将太阳光聚光后用于降解垃圾渗滤液有机质,是一种新型的地球化学处理方法,能够体现以“天然治理天然”、低成本、高效益。 由于实验过程的阶段性安排,只采集了一个垃圾场的垃圾渗滤液,所作的降解实验数据有一定针对性或局限性,下一步将扩充采样点,针对不同地区不同区域的样品进行研究。本论文是利用新材料新方法进行的太阳光降解垃圾渗滤液的一种有益探索,还要进一步完善测试分析手段,使垃圾渗滤液中各物质成分的增减能够在线检测出来。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 林日庆;;垃圾填埋场渗滤液水质特征分析[J];福建化工;2005年03期
2 袁志宇;谭美;;城市垃圾渗滤液处理方法探讨[J];中国水运(学术版);2006年09期
3 魏云梅;赵由才;;垃圾渗滤液处理技术研究进展[J];有色冶金设计与研究;2007年Z1期
4 关法强;赵于鹏;;回灌+DTRO工艺在垃圾渗滤液处理中的应用[J];价值工程;2010年03期
5 刘欣环;谭惠强;;粪便水及垃圾渗滤液处理方式与技术分析[J];黑龙江科技信息;2003年02期
6 孙自良;城市垃圾渗滤液处理技术和方法的探讨[J];有色金属设计;2005年01期
7 边炳鑫;赵由才;周正;李帅;;矿化垃圾生物反应床处理渗滤液技术[J];环境工程;2007年01期
8 褚衍洋;徐迪民;;回灌+铁促电化学氧化工艺处理垃圾渗滤液研究[J];环境科学与技术;2007年05期
9 王声东;秦峰;余毅;施至理;刘庄泉;;小型生活垃圾填埋场渗滤液处理工程设计[J];给水排水;2009年02期
10 陈伟洲;;泉州市垃圾填埋场渗滤液处理站工艺调试及运行[J];经营管理者;2009年14期
11 黄春;;两级DTRO工艺处理寒区垃圾渗滤液的应用[J];低温建筑技术;2010年02期
12 范晓远;马梦娟;;垃圾渗滤液处理技术及工艺探讨[J];吉林农业;2011年07期
13 姚小丽;秦侠;雷蕾;苏静芝;;城市垃圾填埋场渗滤液处理工艺综述[J];四川环境;2007年04期
14 刘赫;董滨;宋玉;楼紫阳;李鸿江;;混凝技术在渗滤液处理中的作用[J];有色冶金设计与研究;2008年01期
15 李春秋;蒋海涛;王罗春;;垃圾渗滤液除氨脱氮新工艺初探[J];环境保护科学;2010年05期
16 卜琳;赵庆良;;SBR处理垃圾渗滤液中溶解性有机物降解特性[J];水工业市场;2011年08期
17 栾新胜;;鸡西市宝川垃圾处理厂渗滤液处理技术探讨[J];黑龙江科技信息;2009年23期
18 吴磊;付丹丹;纪东城;;应城市垃圾填埋场工程设计[J];湖北造纸;2009年04期
19 阴蔼华;;生活垃圾填埋场渗滤液处理站改造可行性的初步调研[J];中国建材科技;2010年04期
20 楼紫阳;李鸿江;赵由才;;渗滤液难降解物质物化性质研究[J];环境化学;2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 辛美静;赵宇;杨学权;蔡玉良;;水泥厂处置城市垃圾时渗滤液的处理[A];中国水泥协会环保和资源综合利用专业委员会成立大会会议文集[C];2011年
2 刘丹;韩智勇;李启彬;李贵芝;尹朝阳;陈馨;;准好氧矿化垃圾生物反应床处理高浓度渗滤液的研究[A];生物质能源开发应用与固废污染控制——四川省环境科学学会固体废物处理专业委员会2010年度学术交流会论文集[C];2010年
3 蒋平;程胜高;;城市生活垃圾填埋场渗滤液处理方法探究——以鞍山市垃圾填埋场为例[A];中国矿物岩石地球化学学会第12届学术年会论文集[C];2009年
4 谢冰;梁少博;张晓君;;陈垃圾生物反应器渗滤液处理的微生物机理研究(英文)[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
5 戴淑萍;谢冰;;处理渗滤液的不同填料生物滤池微生物群落结构分析[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
6 吴济华;;四川省城市生活垃圾卫生填埋场的渗滤液处理回顾[A];四川省水污染控制工程学术交流会论文集[C];2009年
7 魏云梅;赵由才;;垃圾渗滤液处理技术研究进展[A];第二届固体废物处理技术与工程设计全国学术会议专辑[C];2007年
8 邵亮;徐成斌;;垃圾填埋场渗滤液处理技术及其研究进展[A];2007中国环境科学学会学术年会优秀论文集(上卷)[C];2007年
9 李建中;田靓;;渗滤液处理后的污泥处理与处置[A];2011全国给水排水技术信息网年会暨技术交流会论文集[C];2011年
10 张俊;蒋国龙;;垃圾填埋场渗滤液的生物处理[A];第三届浙江中西部科技论坛论文集(第一卷)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 Abdul Hussain Abdul Kareem Abbas;物化–生物组合工艺处理垃圾填埋场与焚烧厂渗滤液研究[D];重庆大学;2010年
2 朱娜;生活垃圾填埋场渗滤液在黄土层渗漏过程中的复合生态毒理效应研究[D];山西大学;2013年
3 刘晶静;基于渗滤液沉积物的甲烷氧化反硝化耦合微生物学机理研究[D];浙江大学;2012年
4 郭立;高盐渗滤液COD降解优势菌的筛选及相关基因消减文库的构建[D];天津大学;2010年
5 孙洪军;生物反应器填埋场沉降特性的试验研究与数值模拟[D];东北大学;2011年
6 孙晓杰;加速新鲜垃圾稳定化的回灌工艺研究[D];同济大学;2007年
7 兰吉武;填埋场渗滤液产生、运移及水位雍高机理和控制[D];浙江大学;2012年
8 韩智勇;厌氧—准好氧联合型生物反应器填埋场稳定化规律及运行策略研究[D];西南交通大学;2011年
9 李文兵;填埋场中铁的迁移转化对脱氮的影响和机理[D];浙江大学;2012年
10 史昕龙;生活垃圾高效转运与污染控制技术研究[D];华东理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯艳秋;垃圾对渗滤液中污染物的吸附与释放研究[D];吉林大学;2013年
2 陆雪琴;中转站渗滤液季节性变化特征及生物气循环回曝预处理[D];上海大学;2013年
3 王金磊;垃圾渗滤液回灌的最佳物理吸附条件研究[D];大连海事大学;2014年
4 叶彬;垃圾转运站渗滤液生化调节与快速处理技术中试研究[D];清华大学;2011年
5 陈小亮;水化反应在渗滤液深度处理中的应用研究[D];上海交通大学;2012年
6 任旭;利用填埋气体去除渗滤液中成垢离子的化学机理研究[D];西南交通大学;2013年
7 冀肖雪;崇阳县卫生填埋场渗滤液处理优化设计[D];华中科技大学;2011年
8 魏彦丹;垃圾填埋场渗滤液无害化处理实验研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2012年
9 张贺;垃圾填埋场渗滤液处理技术研究[D];华中师范大学;2014年
10 岳强;垃圾填埋场中渗滤液运移数值分析[D];大连理工大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 姚伊乐;渗滤液处置步履蹒跚[N];中国环境报;2010年
2 赵成新;长沙固体废弃物渗滤液难题“一招”解[N];湖南日报;2007年
3 本报记者 刘宇男;长宁:环境优美“五个一样”[N];四川日报;2011年
4 姬钢 朱小燕 杨顺生;垃圾渗滤液处理欠账追踪[N];中国环境报;2006年
5 本报记者 刘伟;渗滤液处理,还需几道“滤层”?[N];中国建设报;2005年
6 通讯员贾伶;又一民生工程动工[N];柳州日报;2009年
7 记者 姜平;技术国内领先 国标清水排放[N];珠海特区报;2010年
8 记者 王远洋 通讯员 程佳祺 本报评论员;最毒垃圾水 将能养活鱼[N];蚌埠日报;2010年
9 胡菊芹;一体化模式造就精品项目[N];科技日报;2008年
10 记者 江洪作 通讯员 黎小兰 张广松;灵山生活垃圾卫生填埋场完成投资4800多万元[N];钦州日报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978