活性炭催化濕式氧化體系降解垃圾滲濾液中富里酸的研究.pdf_第1頁
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1、隨著人口的不斷增長(zhǎng),中國(guó)每年的城市固體垃圾的產(chǎn)生量與日俱增。衛(wèi)生填埋法是目前處理城市固體垃圾的最常用方法,而填埋過程中所產(chǎn)生的高濃度垃圾滲濾液能夠嚴(yán)重污染環(huán)境,威脅人體健康。垃圾滲濾液常用生物法進(jìn)行處理,而晚期垃圾滲濾液由于富里酸等有機(jī)物的存在而難于生物降解。本論文以活性炭為催化劑,過硫酸鉀為促進(jìn)劑,對(duì)垃圾滲濾液中的難降解有機(jī)污染物富里酸進(jìn)行了催化濕式氧化降解研究。本研究為生物法處理垃圾滲濾液提供了一種具有發(fā)展前景的預(yù)處理方法。

2、  首先以富里酸的模型污染物對(duì)苯二酚為目標(biāo)污染物,在過硫酸鉀促進(jìn)活性炭催化氧化體系中進(jìn)行降解,并初步考察了體系中所涉及的反應(yīng)機(jī)理。在優(yōu)化條件下對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行了氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)分析,并使用乙醇、叔丁醇為抑制劑進(jìn)行自由基抑制劑實(shí)驗(yàn)以探索體系中所產(chǎn)生的活性自由基。GC-MS檢測(cè)結(jié)果表明,對(duì)苯二酚的降解產(chǎn)物主要為丁二酸,1,5-己二醇,己二酸以及鄰苯二甲酸等易生物降解的小分子有機(jī)酸與醇類化合物。自由基抑制實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,體系中起催化活性作用

3、的物質(zhì)主要為羥基自由基和硫酸根自由基。
  接著以該催化氧化體系對(duì)富里酸(400 mg·L-1)進(jìn)行了催化濕式氧化降解。系統(tǒng)考察了反應(yīng)溫度、催化劑和促進(jìn)劑用量對(duì)過硫酸鉀促進(jìn)活性炭催化氧化體系降解富里酸效果的影響。采用氮?dú)馕矫摳椒▽?duì)活性炭的微孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,并使用傅里葉紅外光譜法和零點(diǎn)電荷分析法研究了活性炭在反應(yīng)前后表面化學(xué)性質(zhì)的變化,以探索本催化氧化體系降解富里酸的自由基反應(yīng)機(jī)理。結(jié)果顯示,在優(yōu)化條件下,幾乎100%的富里酸被

4、降解,而COD的去除率達(dá)到了77.8%。同時(shí),降解后富里酸的可生化降解指數(shù)從0.13大幅提升到0.95?;钚蕴勘砻嫖⒖捉Y(jié)構(gòu)以及化學(xué)性質(zhì)的研究表明,活性炭表面的含氧基團(tuán)(-OH基和羰基結(jié)構(gòu))的形成會(huì)對(duì)反應(yīng)過程中自由基的產(chǎn)生起到積極作用從而促進(jìn)富里酸降解,而活性炭在反應(yīng)后的結(jié)構(gòu)變化則可能在一定程度上降低富里酸的去除效果。在氧化過程中,活性炭展現(xiàn)了很好的穩(wěn)定性:使用4次時(shí),富里酸的降解率仍然保持在60%以上。通過自由基抑制實(shí)驗(yàn)考察了該體系的反

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