O_3_H_2O_2协同催化氧化深度处理垃圾渗滤液研究

科技·探索·争I鸟Science&TechnologyVision科技视界项目与课曩O3／H202协同催化氧化深度处理垃圾渗滤液研究滕丽华，王趁义王建平z(1．浙江万里学院，浙江宁波315100；2．宁波市海洋与渔业研究院，浙江宁波315012)【摘要】由于水质特性对OJH20：体系的氧化降解效果影响显著，本文制备了活性炭负载铁催化剂，考察了03／催化剂体系对垃圾渗滤液的处理效果，重点分析了OJH20体系在处理垃圾渗滤液中I-I：O2的作用。试验结果表明，在催化剂1．0g、水样为50mL，室温、pH为3、氧化剂O通入时问50min(5h)条件下，加入0．3mLH0可使垃圾渗滤液中COD去除率由79．8％提高到88．7％，这说明OyH20体系对成分复杂、较难降解的垃圾渗滤液MBR出水有良好的降解效果。【关键词】垃圾渗滤液，氧化降解，OJH：O体系0前言垃圾渗滤液是一种成分极其复杂的高浓度有机废水．其处理一直是世界性的难题lll臭氧具备极强的脱色能力．已经在实际工程中得到广泛应用但是直接单独使用臭氧氧化处理废水存在臭氧利用率低和耗电量大等缺点，OdH0高级氧化技术是将0与H0组合，产生．OH．降解有机物，与单纯的臭氧氧化相比．具有臭氧投加量少．处理效率高等优点，目前国内外对于OyH20处理技术的研究范围较广，是一种较有前途的高级氧化技术．Staehelin和G1aze等先后通过实验证明了H，0，的共轭基可以诱发0分解成．OH．而．OH可以极大地提高氧化有机物质的反应速度本文采用浸渍法制备了活性炭负载铁催化剂，考察了OJH：02，催化剂体系对垃圾渗滤液MBR出水的处理效果．着重分析了氧化剂O与H20之间的协同氧化效应。为垃圾渗滤液的深度处理提供方法参考．同时为高级氧化技术在污水处理方面的工艺选择提供依据1实验材料与方法1．1水样来源本文实验废水来自当地生活垃圾卫生填埋场产生的经MBR工艺处理后的垃圾渗滤液．经测定该废水COD平均值为1696mg＼L．pH值为8。1．2主要仪器与试剂GY一5臭氧发生器；过氧化氢溶液(3O％)、三水合硝酸铜、硫酸(98％)、重铬酸钾、氢氧化钠等均为分析纯．市售颗粒状活性炭。1．3实验方法1-3．1催化剂制备方法催化剂载体活性炭预处理：首先将活性炭置于10％的HNO溶液中．浸渍24h后抽滤并用蒸馏水洗涤至中性，然后110％干燥过夜．最后600oC焙烧3h得到活化后的载体活性炭活性炭负载铁催化剂制备：称取一定量预处理后的活性炭颗粒并浸渍于一定浓度的Fe(NO3)~．3H：O溶液中过夜，抽滤后110℃干燥过夜，最后马弗炉中600℃焙烧3h．得到一定负载量的活性炭负载铁催化剂．记为Fe／AC1．3．2OfH0协同氧化研究在50mL水样中分别进行氧化剂为H0、0，和HOdO，的氧化实验反应一定时间后取上层清液测定COD值．结合原水样COD计算出不同条件下的COD去除率每个试验点平行操作三次，取平均值2结果与讨论2．1氧化剂0，投加量对催化氧化效果的影响在室温、水样50mL、催化剂0．5g条件下，改变0(5g／h)ifliAH,jl~]得到COD去除率随氧化剂O加入量不同的变化曲线，如图1所示：5880秘501020304050607080901O0110120130140臭氧通入时问(mln)图1COD的去除率随氧化剂O。加入量的变化曲线南图l可以看出随着0的通人时间延长，COD去除率逐渐增大到50rain时达到了最佳，其COD去除率达到69．5％，继续通人O，，COD去除率呈现缓慢下降趋势．该现象的原因是：O向液相的传质为液膜控制过程．随着进气量的增大．液相传质系数增加单位时间内单位体积的溶液中O，传人量也增加．而传质与反应对O，氧化均有影响．使得COD的去除率随着O气体流量的增加在一定程度上有所增加．但由于水中有机物含量是一定的，当通入一定量的O后，易氧化的有机物已充分反应．O在水中的溶解度已达到饱和．继续加大O流量，反而会降低O的利用率，因此，继续加大O，量对COD去除率影响不大。2．2Fe／AC催化剂投加量对臭氧氧化效果影响在室温、水样50mL、氧化剂0通入量50min(5g／h)条件下，改变催化剂投加量，得到COD去除率随催化剂投加量变化曲线，如图2所示：蔷褂畿00催化剂加入量<图2COD去除率随催化剂投加量变化曲线由图2可知．随着催化剂投加量的增多．COD去除率明显升高，催化剂加人量为1．0g时．COD去除率达到最大75．5％，继续增加催化剂用量，COD去除率反而下降根据催化机理催化剂浓度增加会加速过氧化氢分解．自由基产生量增大，从而加速污染物的降解，但同时也导致降解产物易于吸附到催化剂活性中心上，从而降低了催化剂的催化活性。单独臭氧氧化处理50min后，COD去除率为54．7％，在最佳催化剂加入量条