光催化氧化降解垃圾渗滤液中溶解性有机物

研究了UV-TiO2光催化氧化降解垃圾渗滤液过程中溶解性有机物(DOM)的变化特征。结果表明:在适宜条件下,UV-TiO2光催化氧化降解垃圾渗滤液的色度、COD和DOC的去除率分别可达97%、72%和60%;紫外光谱分析说明渗滤液DOM中包括多种含有共轭双键、羰基的大分子有机物及多环芳香类化合物,不同光催化处理液中DOM具有基本一致的结构单元和官能团;红外光谱分析说明渗滤液DOM中含有大量包括羟基、羧基、氨基和苯环的芳香族化合物,在光催化处理液中这几种官能团都能被有效降解;GC/MS分析结果表明,渗滤液DOM中含有72种有机污染物,醇类、羧酸和酮类分别为25、14和12种;在光催化72 h处理液中,有机物减少为44种;酯类和醇类较多,分别为12种和16种;酮类8种,羧酸没有检出。     

Fenton法降解垃圾渗滤液中的溶解性有机质

垃圾渗滤液是一种高浓度难降解废水,含有大量有毒物质和溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM),可生化性差。Fenton试剂(Fe~(2+)+H_2O_2)能产生活性极强的羟基自由基(·OH),能快速氧化渗滤液中DOM和微量有机物质。本研究采用Fenton法处理垃圾渗滤液,结果表明,在优化的处理条件下,渗滤液COD和TOC去除率分别为65%和42%,其中混凝作用去除的COD和TOC分别为20%和21%。进一步通过紫外可见光谱扫描、SUVA_(254)、E_3/E_4等指标评价,发现Fenton法可以有效降低渗滤液中的DOM含量,大分子有机物的含量明显减少,而分子量小的有机物含量相对增加,反应体系中溶解性有机物分子量随着反应的进行而降低,腐殖化程度降低。利用GC-MS定性出渗滤液原液中47种有机物,该类有机物在Fenton反应后上清液中未再检出,但5种物质(邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、植酮、角鲨烯、麥角甾烷醇和二氢胆固醇)在沉淀的铁泥中检出。研究发现不同p H值、H_2O_2和Fe~(2+)浓度条件下,残留的COD与DOM、TOC和UV_(254)存在显著的相关关系(R20.9)。本研究结果为改进垃圾渗滤液处理工艺和探索DOM在Fenton过程中的降解行为提供科学依据。     

SBR-混凝处理渗滤液过程中有机物的变化特征

考察了SBR-混凝组合工艺对垃圾渗滤液中溶解性有机物(DOM)不同分子量区间物质及组分腐殖酸(HA)、富里酸(FA)和亲水性有机物(Hy I)的去除效果,同时利用傅里叶红外光谱及三维荧光光谱对处理过程中DOM各组分变化特性进行了分析。结果表明,组合工艺对表观分子量为2 000~4 000及2 000的DOM去除率分别为89.3%和72.1%;对渗滤液DOM组分HA、FA和Hy I的去除率分别为-52.0%、73.1%和77.1%。红外光谱显示,DOM各组分都含有醇、羧酸、脂等多种有机物,SBR对糖、醇、羧酸等去除效果较好,而混凝对脂肪族及芳香族化合物去除效果较好;三维荧光光谱分析表明,经组合工艺处理,DOM各组分荧光峰强度及复杂化程度明显降低,且SBR工艺对色氨酸等类蛋白物质去除效果较好,混凝工艺对类腐殖酸、类富里酸等大分子物质的去除效果较好。     

基于易回收的磁性碳纳米管催化湿式氧化处理垃圾渗滤液中的DOM

采用液相化学沉淀法制备了易于回收的磁性碳纳米管催化剂,应用于催化湿式氧化实验处理垃圾转运站渗滤液。结果表明,在反应温度为200℃,n(COD)∶n(H_2O_2)=1∶1.8,时间为60 min,催化剂添加量为0.1 g·L~(-1)的最佳条件下,垃圾渗滤液的COD去除率达到86.38%。出水可溶解性有机物(DOM)的紫外和三维荧光分析表明,实验对芳香族化合物和腐殖质的去除效果良好,可生化性提高。磁性碳纳米管在外加强磁场作用下30 s内便可实现快速分离,重复5次使用回收率可达90%。     

城市生活垃圾填埋初期有机质演化规律研究

为阐明生活垃圾填埋初期有机质演化规律,于填埋场打井采集填埋1～3年3个不同时期垃圾样品,用水浸提制备水溶性有机物(DOM)。采用红外光谱、同步荧光光谱及紫外光谱,对浸提液中DOM的结构和演化特征进行了研究。结果显示,生活垃圾中含有脂肪类、蛋白类、糖类及木质素类物质,在填埋初期,有机质中的脂肪类、蛋白质类、糖类及木质素类物质均发生了降解,羧基、氨类及水溶性芳香结构物质减少,DOM分子量降低。研究结果表明,垃圾填埋初期有机质以降解为主。     

城市污水二级生化出水中溶解性有机物的特性及其深度处理研究

在对某城市污水二级生化出水中溶解性有机物(DOM)特性进行深入分析的基础上,对比了混凝、活性炭吸附、树脂吸附等深度处理工艺对DOM的处理效果。结果表明,水样中溶解性有机碳(DOC)为12.32mg/L,其中疏水性组分占46.65%,亲水性有机物(HPI)占33.33%,过渡亲水性组分占20.02%;酸碱滴定结果表明,HPI的总酸度最强;MIEX树脂对所有组分尤其是疏水性组分的去除效果都较好,它在城市污水二级生化出水(尤其是富含疏水性物质的水体)的深度处理中具有更广阔的应用前景;凝胶渗透色谱分析结果表明,水样中DOM的分子量呈宽分布特征,主要包含平均分子量为230~750u的低分子量小分子有机物,也包含12 000u左右的中等分子量有机物,而经MIEX树脂吸附处理后,分子量在12 000u左右的组分基本去除,分子量在230~750u的组分也有显著的减少。     

猪场沼液处理过程中溶解性有机质的光谱学特征

猪场沼液无序排放会导致严重的水环境问题,探索猪场沼液处理过程中有机物变化的检测方法,可以为养殖废水处理和排放管控提供技术支撑。利用三维荧光光谱法和紫外—可见分光光度法对猪场沼液处理过程中溶解性有机物(DOM)的光学参数进行分析。结果表明:猪场沼液DOM的三维荧光图谱显示其主要存在类腐殖质、类色氨酸和类酪氨酸3类物质,以类腐殖质物质为主;经AO处理后猪场沼液中的类色氨酸物质部分转化为类酪氨酸物质;经序批式生物膜反应器(SBBR,由SBBR1和SBBR2组成)工艺处理后,类色氨物质全部被分解转化。猪场沼液经SBBR2和氧化塘处理后,DOM浓度和各荧光组分含量有所升高,需要进一步调试优化。DOM在254nm处的光吸收系数(A254)、各特征荧光峰强度以及特征荧光峰总强度与TN、溶解性有机碳(DOC)均具有显著正相关性,因此利用猪场沼液DOM的光谱学特征,不仅可以指示废水中DOM成分的转化状况,也可作为判断工艺流程处理效果的依据,还能较好地表征TN和DOC,具有广泛的应用前景。     

垃圾填埋场渗滤液生物处理尾水的性质研究

采用多种先进测试分析仪器对不同月份的垃圾填埋场渗滤液生物处理尾水(简称渗滤液尾水)进行了全面的分析.结果表明,经生物处理后的渗滤液尾水难以进一步生物降解,仍然有很强的污染性,COD和NH3-N仍分别高达419～622、12.4～174.0 mg/L,未达到国家排放标准,且仍含有多种环境优先控制污染物.除有机物外,渗滤液尾水中还有部分无机类物质贡献COD,TN主要由无机氮构成.渗滤液生物处理的效果与温度关系密切,6、9月的处理效果明显好于3、12月.     

不同垃圾渗滤液组合处理工艺中DOM的变化特征

为了快速表征垃圾渗滤液处理过程中有机物的特性变化,分别采用紫外光谱和三维荧光光谱对2种垃圾渗滤液处理工艺不同单元溶解性有机物(DOM)的变化进行了系统分析。结果表明,二级RO和厌氧+好氧+MBR+NF+RO工艺对渗滤液COD和NH3-N的去除率分别为98.7%、99.0%和98.8%、98.6%。随着处理过程的进行,2个处理工艺中DOM的SUVA254、E253/E203分别由0.74、0.33和0.46、0.12下降至0.015、0.014和0.010、0.012,有机物的芳香性和不饱和性下降,脂肪链芳香烃化合物开始增加。不同处理阶段渗透液DOM三维荧光光谱表明,随着处理过程的进行,类富里酸和类蛋白物质的含量逐渐下降,芳构化程度开始降低。其中二级RO系统对渗滤液中类富里酸物质的去除效果较好,而厌氧-好氧-MBR-NF-RO工艺中,类酪氨酸物质主要通过微生物降解去除,NF和RO膜对类富里酸和类腐殖酸物质的截留效果较好。     

垃圾渗滤液处理工艺中有机污染物的三维荧光光谱

利用荧光发射和三维荧光光谱研究了三峡库区某垃圾堆场的渗滤液及其处理工艺出水溶解性有机质(DOM)的荧光光谱特性。堆场渗滤液的DOM含有类酪氨酸、色氨酸及紫外区类富里酸，特征荧光峰中心位于E_x/E_m=275 nm/305 nm，为高激发波长类酪氨酸，与前人的研究结果并不一致，这可能与垃圾的堆放期有关。渗滤液和各处理工艺出水的荧光指数f_450/500均大于1.9，表明腐殖质主要为微生物源。渗滤液在处理前后荧光峰特征和强度均发生明显改变，类蛋白荧光强度与DOC值变化趋势基本一致。生化处理工艺中，类蛋白荧光强度降低了66.4%～95.5%，紫外区类富里酸荧光强度只降低了28.8%，显示类蛋白质具有良好的可生化性，而类富里酸相对较难生化降解。三维荧光光谱能反映渗滤液处理过程中污染物的种类、性质和数量等变化信息，能快速地进行定性分析、定量评价。