基于改性气体扩散电极的光电-Fenton法处理垃圾渗滤液的研究
本文选题:垃圾渗滤液 + H_2O_2 ; 参考:《北京化工大学》2015年硕士论文
【摘要】:垃圾渗滤液是伴随垃圾填埋产生的二次污染物,其成分复杂、有毒有害,对人类及生态环境危害极大。现有方法存在处理成本与效率难以兼顾的问题。本论文以高效降解垃圾渗滤液为目的,用光电-Fenton法处理垃圾渗滤液,以新型2-乙基蒽醌改性气体扩散电极作为阴极材料高效连续地产生过氧化氢;通过外部投加方式加入亚铁离子引发Fenton反应,产生强氧化性的羟基自由基作为主要氧化剂氧化水体中的有机污染物。光电-Fenton法降解高浓度垃圾渗滤液,仅处理60 min垃圾渗滤液的化学需氧量(COD)去除率可达13.6-63.6%,总有机碳(TOC)去除率可达2.7~51.9%。渗滤液原液中的含苯环类物质在处理后绝大部分被分解为脂肪类物质或者小分子物质。对渗滤液原液进行物理预处理除去悬浮物后,再进行光电-Fenton降解,克服了原液色度及悬浮物质对紫外光和亚铁离子的不利作用,渗滤液的处理效果得到明显改善。光电-Fenton法降解经膜生物反应器预处理的垃圾渗滤液,5h后渗滤液的COD可从1600 mg·L-1降至25 mg·L-1以下,氨氮从446 mg·L-1降至2 mg·L-1以下,COD及氨氮去除率分别达到98.9%和99.6%。出水水质指标低于《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)中规定的排放标准。能耗分析表明处理1gCOD仅需0.049 kW-h。垃圾渗滤液中的溶解性有机物主要包括腐殖酸、富里酸及亲水性有机物,难以生物降解。光电-Fenton法对这些物质有很好的处理效果。光-Fenton反应中过氧化氢的有效分解率为13%-39%。紫外光及电流在Fenton反应中表现出协同作用,对垃圾渗滤液中有机物有更高的去除效果。
[Abstract]:Landfill leachate is a secondary pollutant produced by landfill. Its composition is complex, toxic and harmful, which is harmful to human beings and ecological environment. The existing methods have the problem that the cost and efficiency of processing are difficult to be taken into account. In this paper, the landfill leachate was treated by photoelectricity Fenton process, and the hydrogen peroxide was produced efficiently and continuously with a new 2-ethylanthraquinone modified gas diffusion electrode as cathode material. The Fenton reaction was initiated by the addition of ferrous ions to produce strongly oxidized hydroxyl radicals as the main oxidant to oxidize the organic pollutants in the water. Photovoltaic Fenton method can degrade high concentration landfill leachate. The COD removal rate of 60 min landfill leachate can reach 13.6-63.6%, and the total organic carbon TOCremoval rate can reach 2.7% 51.9%. Most of the benzene-containing compounds in the leachate were decomposed into fatty substances or small molecular substances. After the suspension was removed by physical pretreatment, the leachate was degraded by optoelectronic Fenton, which overcame the adverse effects of the chroma of the leachate and the suspension on ultraviolet light and ferrous ion, and the treatment effect of the leachate was obviously improved. The COD of landfill leachate pretreated with membrane bioreactor was reduced from 1600 mg L-1 to 25 mg L-1, and ammonia nitrogen was reduced from 446 mg L-1 to less than 2 mg L-1. The removal rates of COD and ammonia nitrogen were 98.9% and 99.6%, respectively. The effluent quality index is lower than the discharge standard stipulated in the pollution Control Standard of domestic refuse Landfill (GB 16889-2008). Energy consumption analysis showed that only 0.049 kW-h. was needed for 1gCOD treatment. Soluble organic compounds in landfill leachate mainly include humic acid, fulvic acid and hydrophilic organic matter, which are difficult to biodegrade. The photoelectric-Fenton method has a good effect on the treatment of these substances. The effective decomposition rate of hydrogen peroxide in the light-Fenton reaction is 13-39. Ultraviolet light and electric current showed synergistic effect in Fenton reaction, and the removal efficiency of organic matter in landfill leachate was higher.
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X703.1
【共引文献】
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,本文编号:1944812
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