混凝-TiO2光催化氧化联合处理垃圾渗滤液的研究

--——356--——江苏农业科学2015年第43卷第1期范琳清，朱英存，赵晓语，等．混凝一TiO2光催化氧化联合处理垃圾渗滤液的研究[J]．江苏农业科学，2015，43(1)：356—359doi：10．15889／j．issn．1002—1302．2015．01．117混凝一Tio2光催化氧化联合处理垃圾渗滤液的研究范琳清，朱英存，赵晓语，付军(1．苏州科技学院环境科学与工程学院，江苏苏州215009；2．环境保护部环境发展中心，北京100029)摘要：研究了混凝一TiO光催化氧化联合工艺处理垃圾渗滤液的效果，探讨了处理的最佳工艺条件和处理效果；考察了PAC用量、搅拌强度、搅拌时间、催化剂用量、紫外灯功率、反应时间对垃圾渗滤液中COD和铵态氮去除率的影响。结果表明，PAC用量为1．0g／L、搅拌速度为150r／min、搅拌时间为15min、TiO2用量为0．3g／L、紫外灯功率为25w、催化氧化反应时间120rain时，COD和氨氮的去除率最好；经过混凝一TiO光催化氧化组合工艺处理后，COD和氨氮的去除率分别可达98．36％、89．96％。关键词：化学需氧量；氨氮；混凝；光催化氧化；垃圾渗滤液中圈分类号：X703文献标志码：A文章编号：1002—1302(2015)O1—0356—03垃圾渗滤液主要是在垃圾堆放和填埋过程中由于降水和微生物分解产生的一种生物难降解的有机高浓度废水Ⅲ，具有水质、水量变化大，有机污染物数量大且种类繁多，氨氮浓度高等特点，不易于生化处理。常用物化处理法]、土地处理法、生物处理法等方法对垃圾渗滤液进行处理。刘松等利用改性沸石处理垃圾渗滤液，结果表明该改性沸石对渗滤液中COD的最佳去除率为36％左右，而且沸石吸附COD的作用以物理吸附为主。吴荻等研究了三级稳定塘在垃圾渗滤液后续处理中的应用，在好氧曝气阶段，BOD、COD的去除率最高可达到42．77％．54．9％。但是使用单一方法处理垃圾渗滤液，不易达到国家要求的排放标准。光催化氧化技术是一种新兴的绿色高级氧化技术，具有反应条件温和、操作简单、高效率、低能耗、环境友好等优点。其反应机理是，在光的激发下，某些具有能带结构的半导体氧化剂如TiO：能够产生氧化性强的羟基自由基(·OH)，它是一种无选择性的强氧化剂，可以在温和条件下快速将水样中的有机物彻底氧化为水、二氧化碳等无污染的小分子物质“。本研究利用混凝一TiO光催化氧化联合工艺处理垃圾渗滤液，以期寻求去除COD、氨氮的最佳条件。l材料与方法1．1仪器与药品试验仪器：梅宇牌MY3000—6A型混凝试验搅拌仪，飞利浦牌紫外灯(4、8、18、25、3OW)，Spectrum721E型分光光度计，ShimadzuUVmini一1240型紫外可见分光光度计，烘箱，马弗炉，电子天平。试验药品：聚合氯化铝(PAC)，氯化铁，硫酸亚铁，碘化钾，碘化汞，氢氧化钠，酒石酸钾钠，无水乙醇，氯化铵，硝酸，收稿Et期：2014-03—28作者简介：范琳清(1988一)，女，安徽砀山人，硕士研究生，主要从事环境监测研究。E—mail：fanlinqingl@163．c0Ⅱl。通信作者：朱英存，副教授，主要从事环境监测研究。E—mail：13862091993@163．tom。钛酸正四丁酯，异丙醇，重铬酸钾，硫酸银，硫酸汞，浓硫酸(优级纯)。以上试剂中除浓硫酸外，均为分析纯。1．2催化剂的制备在室温下将2OmL钛酸四丁酯与60mL无水乙醇混合，并加入少量丙酮，混合完全后形成M溶液。将含有0．3mg／LFe“离子的溶液2mL、硝酸2mL、蒸馏水缓慢滴入到20mL乙醇溶液中，完全混合配成N溶液。将N溶液以2滴／s速度缓慢滴到M溶液中并强烈搅拌，滴加完成后继续持续搅拌30min，得到z溶胶。将Z溶胶陈化12h，于100℃下干燥8h后研磨粉末，将该粉末在450oC马弗炉中焙烧2h，自然冷却至室温，制备出改性的二氧化钛粉末。1．3试验方法混凝试验：室温下向烧杯中移取1L垃圾渗滤液，加入聚合氯化铝(PAC)，用硫酸和NaOH溶液调节垃圾渗滤液的pH值，使用MY3000—6A型混凝试验搅拌仪在140r／min转速下搅拌15min。静置，取上清液分析。光催化氧化试验：移取经混凝试验处理过的垃圾渗滤液上清液200mL于自制的微型光催化反应器中(图1)，通过调节反应器中溶液的pH值、TiO量、紫外灯功率、照射时间，对垃圾渗滤液进行光催化氧化处理，反应结束后，静置，取其上清液分析。图1试验装置超吉波水槽--——356--——江苏农业科学2015年第43卷第1期范琳清，朱英存，赵晓语，等．混凝一TiO2光催化氧化联合处理垃圾渗滤液的研究[J]．江苏农业科学，2015，43(1)：356—359doi：10．15889／j．issn．1002—1302．