高级氧化技术用于垃圾渗滤液深度处理实验研究

发布时间：2017-07-28 14:25

  本文关键词：高级氧化技术用于垃圾渗滤液深度处理实验研究

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【摘要】：随着城市的快速发展,人们生产和生活过程中产生的垃圾废物越来越多,与此同时,会产生大量的垃圾渗滤液。垃圾渗滤液中含有很多种污染物,而且水量变化大,垃圾渗滤液的处理成为一个较难解决的问题。采用生物法处理垃圾渗滤液虽具有一定的去除效果,但仍难以满足日益严格的排放标准。此时生化出水已不具有可生化性,生物处理法难以再发挥有效作用,而高级氧化技术能够明显的提高垃圾渗滤液的可生化性,将难降解的有机物分解。高级氧化技术在深度处理垃圾渗滤液方面有着突出的优势,如降解有机物彻底、反应速度快、无二次污染、水质适用范围广等,所以受到大家的普遍关注。本文首先介绍了国内外垃圾渗滤液处理方法的研究进展,包括生物法、膜法和高级氧化技术,然后采用Fenton氧化技术、电催化氧化技术、臭氧氧化技术等高级氧化技术进行小试静态试验,深度处理垃圾渗滤液,以COD作为评价指标,通过比较COD的去除率,筛选合适的氧化剂,优化运行参数。最后,从反应机理、处理成本、处理效果、工程应用性等方面对三种高级氧化技术进行比较分析,为高级氧化技术在垃圾渗滤液处理中的应用提供参照。具体实验结论如下:(1)采用Fenton氧化技术深度处理垃圾渗滤液生化出水,在FeSO_4·7H_2O的投加量为10 mmol/L、H_2O_2投加量为40 mmol/L、初始p H值为3、反应时间为60 min的最佳条件下,COD的去除率可以达到73%。(2)采用电催化氧化技术深度处理垃圾渗滤液生化出水,在电极板间距1cm、电流密度为40 m A/cm2,反应时间为90 min的最佳条件下,COD的去除率可以达到58%。(3)单独采用臭氧氧化技术深度处理垃圾渗滤液生化出水,在臭氧投加量为20mg/min,反应时间为90 min的最佳条件下,COD的去除率可以达到60%。(4)采用紫外-臭氧氧化技术(UV/O_3)深度处理垃圾渗滤液生化出水,在臭氧投加量为20 mg/min、紫外灯功率是20 W,反应时间为90 min的最佳条件下,COD的去除率可以达到74%。(5)采用紫外-臭氧氧化技术(UV/O_3)深度处理连续进出水的垃圾渗滤液生化出水,在臭氧投加量为20 mg/min、紫外灯功率是20 W,垃圾渗滤液生化出水的流量为15m L/min,反应时间为120 min的最佳条件下,COD的去除率可以达到72%。(6)后期采用紫外-臭氧氧化技术(UV/O_3)深度处理连续进出水的垃圾渗滤液纳滤出水,在臭氧投加量为5 mg/min、紫外灯功率为20 W,垃圾渗滤液生化出水的流量为15 m L/min,反应时间为120 min的最佳条件下,对COD的去除率可以达到65%,COD的值在100mg/L左右,满足了垃圾渗滤液的一般排放标准,但是不能满足北京市垃圾渗滤液的排放标准。考虑两级处理,中间增加一个曝气生物滤池,并进行中试试验。(7)采用两级紫外-臭氧氧化技术(UV/O_3)处理中试试验中垃圾渗滤液纳滤出水,一级反应当臭氧发生器的功率为3 k W时,臭氧的浓度为90 mg/L,臭氧投加量为180mg/L,紫外灯的功率为2.4 k W时,COD的去除率为57%,中间经过曝气生物滤池反应,二级反应当臭氧发生器的功率为2 k W时,臭氧的浓度为70 mg/L,臭氧投加量为140mg/L,紫外灯的功率为2.4 k W时,COD的去除率为50%,垃圾渗滤液纳滤最终出水的COD的值降到60 mg/L以下,达到北京市垃圾渗滤液排放标准。
【关键词】：垃圾渗滤液 Fenton 电催化氧化 臭氧氧化 紫外-臭氧氧化(UV/O_3)
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-20
• 1.1 垃圾渗滤液的产生和水质特征11-12
• 1.1.1 生活垃圾的处理现状11
• 1.1.2 垃圾渗滤液的来源11-12
• 1.1.3 垃圾渗滤液的水质特征12
• 1.2 垃圾渗滤液的处理现状12-18
• 1.2.1 生物技术处理垃圾渗滤液现状13-14
• 1.2.2 膜技术处理垃圾渗滤液现状14-15
• 1.2.3 高级氧化技术处理垃圾渗滤现状15-18
• 1.3 论文研究的目的及意义18
• 1.3.1 论文研究的目的18
• 1.3.2 论文研究的意义18
• 1.4 论文研究的主要内容18-20
• 2 实验材料和分析方法20-24
• 2.1 垃圾渗滤液的来源与性质20
• 2.2 主要实验装置20-22
• 2.2.1 Fenton的实验装置20
• 2.2.2 电催化氧化的实验装置20-21
• 2.2.3 臭氧、紫外及臭氧-紫外实验装置21-22
• 2.3 实验仪器22-23
• 2.4 实验试剂23
• 2.5 分析方法23-24
• 3 Fenton氧化技术处理垃圾渗滤液生化出水24-29
• 3.1 实验目的24
• 3.2 实验原理24
• 3.3 实验步骤24
• 3.4 实验结果与讨论24-28
• 3.4.1 不同H_2O_2浓度对COD去除率的影响25
• 3.4.2 不同Fe~(2+)浓度对COD去除率的影响25-26
• 3.4.3 不同初始pH值对COD去除率的影响26-27
• 3.4.4 不同反应时间对COD去除率的影响27-28
• 3.5 小结28-29
• 4 电催化氧化技术处理垃圾渗滤液生化出水29-34
• 4.1 实验目的29
• 4.2 实验原理29
• 4.3 实验步骤29
• 4.4 反应示意图29-30
• 4.5 实验结果与讨论30-33
• 4.5.1 不同极板间距对COD去除率的影响30
• 4.5.2 不同电流密度对COD去除率的影响30-31
• 4.5.3 不同反应时间对COD去除率的影响31-32
• 4.5.4 能耗的计算32-33
• 4.6 小结33-34
• 5 臭氧氧化技术及催化臭氧氧化技术处理垃圾渗滤液生化出水34-53
• 5.1 实验目的34
• 5.2 臭氧的测定方法34-36
• 5.2.1 碘量法34-35
• 5.2.2 靛蓝法35-36
• 5.3 臭氧氧化实验36-37
• 5.3.1 实验原理36
• 5.3.2 实验步骤36-37
• 5.3.3 反应示意图37
• 5.4 臭氧浓度在纯水中变化的曲线37-39
• 5.4.1 臭氧浓度在纯水中上升曲线37-38
• 5.4.2 臭氧浓度在纯水中降解曲线38-39
• 5.5 不同的臭氧投加量对COD去除率的影响39
• 5.6 不同反应器种类对COD去除率的影响39-40
• 5.7 初始的pH值对COD去除率的影响40-42
• 5.8 催化-臭氧氧化技术处理垃圾渗滤液生化出水42-46
• 5.8.1 赤泥-臭氧氧化对COD去除率的影响42-43
• 5.8.2 氧化铜-臭氧氧化对COD去除率的影响43-44
• 5.8.3 双氧水-臭氧氧化对COD去除率的影响44-45
• 5.8.4 活性炭-臭氧氧化对COD去除率的影响45
• 5.8.5 紫外-臭氧氧化实验对COD去除率的影响45-46
• 5.9 紫外-臭氧氧化技术处理垃圾渗滤液生化出水46-51
• 5.9.1 紫外-臭氧氧化技术实验46-47
• 5.9.2 实验结果与讨论47-51
• 5.10 小结51-53
• 6 紫外-臭氧氧化技术处理垃圾渗滤液纳滤出水53-56
• 6.1 实验目的53
• 6.2 实验步骤53
• 6.3 实验结果与讨论53-55
• 6.3.1 静态实验53-54
• 6.3.2 动态实验54-55
• 6.4 小结55-56
• 7 紫外-臭氧氧化技术处理垃圾渗滤液纳滤出水中试实验56-62
• 7.1 实验目的56
• 7.2 主要实验仪器及装置56-58
• 7.2.1 主要实验仪器及型号56
• 7.2.2 反应示意图56-57
• 7.2.3 臭氧发生器中试装置图57
• 7.2.4 紫外-臭氧氧化技术中试反应器装置图57-58
• 7.3 实验步骤58
• 7.3.1 单独臭氧氧化实验58
• 7.3.2 紫外-臭氧氧化实验58
• 7.4 实验结果与讨论58-61
• 7.4.1 臭氧发生器的功率对COD去除率的影响58-59
• 7.4.2 紫外灯的功率对COD去除率的影响59-60
• 7.4.3 两级处理60-61
• 7.5 小结61-62
• 结论62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-69
• 攻读硕士学位期间的研究成果69

【参考文献】

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本文编号：584503