摘要:采用Fenton法处理垃圾渗滤液,研究反应时间、初始浓度、pH、Fenton试剂用量对垃圾渗滤液TOC去除率的影响。研究结果表明,最优反应条件是反应时间30 min,初始pH为3.0,初始[H2O2]0=7 310 mg/L,最佳[H2O2]/[Fe2+]摩尔比为5,反应温度为室温,此时渗滤液的TOC去除率达到70.3%。渗滤液矿化过程符合一级反应动力学,并建立了符合该渗滤液的反应动力学模型。
垃圾渗滤液是垃圾在堆放和填埋过程中产生的高浓度有机废水,其性质取决于处置的固体废物的类型、稳定性、含水率以及填埋场的水文条件、季节性气象变化、温度、填埋时间和固体废物的分解阶段,具有明显的地域性和特异性。渗滤液组成复杂,污染物种类繁多,其中有20余种有机物列入我国和美国环保局(USEPA)优先控制污染物黑名单中,有的已被确认为可疑致癌物,有的被确认为促癌物、辅癌物。已有的研究表明,渗滤液对多种生物,甚至人类有危害。
为减少垃圾渗滤液对环境的危害,《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)》对填埋场水污染物的排放浓度限值做了明确的规定,严格了有机物排放的要求,使得传统的生化处理工艺难以满足污染物排放标准。
高级氧化技术现已广泛地运用到垃圾渗滤液的处理过程中,其中FENTON工艺因可在温和条件下操作而成为研究热点,该工艺基于电子在双氧水(H2O2)和亚铁离子(Fe2+)之间的转移,通过Fe2+催化分解H2O2形成强氧化性的羟基自由基(.OH),可以氧化几乎所有的有机物,并被认为是生化法处理垃圾渗滤液的一种替代技术。相关研究成果大都集中于FENTON法处理渗滤液的最佳药剂投加量和处理效果上,对其反应动力学模型甚少报道。
本研究采用FENTON工艺对实际渗滤液原液进行处理,在综合运行成本和处理效果前提下,优化不同影响因素对有机物去除率的影响,在此基础上建立符合该渗滤液的反应动力学模型。
1实验部分
1.1实验材料
垃圾渗滤液取自安徽淮南某垃圾填埋场,其水质如下:PH为7.89±0.21,TOC为(1142±53)mg /L,COD为(4630±162)mg/L。取回的垃圾渗滤液在实验前经滤纸过滤以去除悬浮固体颗粒物。所用所有化学试剂除H2O2为优级纯,其余为分析纯都购自国药集团化学试剂有限公司,在实验前标定H2O2浓度。
1.2分析方法
COD由重铬酸钾法测定;TOC由岛津Vcph-5000A TOC分析仪测定;PH由Ecosense pH100pH计测定;Fe2+由。
1.3实验方法
取一定浓度的垃圾渗滤液,粗调调节PH到设定值,加入一定量的硫酸亚铁,待完全溶解后,再次调节到设定PH,放置在磁力搅拌器上(HJ-5,江苏金坛荣华),加入一定浓度的H2O2,反应开始计时,反应开始后,在预先设定的时间上,用注射器取100mL的反应液,为减少误差,先加入片状NaOH)预调PH到7左右,再用10 mol/L和1 mol/L NaOH)溶液来细调PH到8.0±0.05,然后将反应液放置到50摄氏度水浴锅(DK-S26上海精宏)内加热30min来去除残余的H2O2,最后反应液经0.45μm,:的滤膜抽滤后,测定TOC和COD。。
2结果与讨论
2.1 Fenton处理垃圾渗滤液实验条件优化
2.1.1反应时间的影响
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