垃圾渗滤液的Fenton氧化预处理研究

采用Fenton氧化法对垃圾渗滤液进行预处理,考察了渗滤液初始pH值、H2O2和FeSO4.7H2O投加量、H2O2/Fe2＋投加的物质的量比及氧化反应时间等对Fenton氧化处理效果的影响,获得Fenton氧化处理垃圾渗滤液的最佳工艺条件：初始pH=3.0,H2O2投加量为5.0 mL.L-1,FeSO4.7H2O投加量为3.48 g.L-1,H2O2/Fe2＋物质的量比为4-1,反应时间为1.5 h。最佳条件下处理后垃圾渗滤液COD为5 220 mg.L-1,COD去除率达57.8%。凝胶渗透色谱和三维荧光光谱分析结果表明,垃圾渗滤液中主要含有腐殖酸类大分子物质,经Fenton氧化后降解变成小分子化合物。     

两级Fenton法预处理高浓度高色度铜拉丝乳化液实验研究

金属线材厂拉制线材用的铜拉丝油由基础油(矿物油、植物油和合成油)、乳化剂、抗氧化剂、抗泡剂等物质组成,能与水形成稳定的乳化液,主要起冷却、润滑、清洗、防锈等作用,经冷热交替和微生物降解会导致其变质,需要周期性的更换,产生需要处理的废乳化液。废乳化液量随着线缆行业的快速发展越来越多,该废液呈蓝色且有机物浓度高,若排放将对周围环境产生严重污染,经过处理达标排放成为该类企业的当务之急。Fenton氧化法是一种高级氧化技术,在酸性条件下,H_2O_2被Fe~(2+)催化分解并产生大量具有强氧化性的·OH,通过·OH氧化降解废水中的有机物,达到废水净化的目的。在处理有毒有害难生物降解有机废水方面具有较强的应用优势;本研究采用两级Fenton氧化法对高浓度高色度铜拉丝乳化液进行预处理,通过实验研究了H_2O_2和FeSO_4投加量、初始反应pH值、反应时间等因素对该废水处理效果的影响。结果表明,首级Fenton法处理废水的最佳反应条件为:pH值为2、H_2O_2(质量分数30%)投加量为140 mL·L~(-1)、FeSO_4(质量分数10%)投加量为96mL·L~(-1)和反应时间为40 min;二级Fenton氧化法考察了H_2O_2及FeSO_4投加量、反应时间等因素处理首级Fenton上清液的情况,结果表明:H_2O_2(30%)投加量为144 mL·L~(-1),FeSO_4(10%)投加量为192mL·L~(-1),初始反应pH值为2,反应时间为80min。原水COD约40000mg·L~(-1)降低到2000mg·L~(-1)以下,COD去除率高达95%,颜色从蓝色变成了无色,满足了后续生化处理对进水浓度的要求。为解决同类高浓度铜拉丝乳化液废水预处理提供了技术参考。     

多通道网状电极电化学预处理垃圾渗滤液反渗透浓缩液

反渗透(Reverse Osmosis,RO)因出水水质好、运行成本低等优势常用于垃圾渗滤液的处理,但产生的RO浓缩液具有COD高、色度高、盐分高、难降解等特点,其处理存在效果差、能耗和成本均较高等问题.本工作采用氧化钌/氧化铱涂层电极(RuO2/IrO2-Ti)的钛网为阳极,以304不锈钢电极为阴极,设计制作了6通道的电化学反应器,通过电化学氧化处理RO浓缩液,研究考查了电流密度、循环流速、比电极面积等参数对COD去除效果的影响,分析了电化学氧化去除难降解有机物并同时脱盐的过程机理与能耗.结果表明,在电流密度32.89 mA·cm^-2,循环流速0.46 cm·s^-1,比电极面积65.10 m²·m^-3的条件下,电化学氧化处理RO浓缩液3 h,COD去除率可达68.0%,TOC去除率可达40.6%,脱盐率可达72.1%,去除单位质量COD能耗仅为常规的板状电极电化学反应器的25.5%.本工作可为垃圾渗滤液RO浓缩液的预处理提供新思路.     

H_2O_2分次投加对Fenton氧化修复石油污染土壤及后续生物降解的影响

Fenton化学氧化和生物联合修复可以有效提高土壤有机污染物的去除效率.本文考察了H_2O_2分次投加对Fenton氧化过程中,土壤有机物(SOM)氧化量、石油烃(TPH)去除量、营养物质释放情况以及后续生物修复过程中的营养利用情况和修复效果的影响.结果表明,H_2O_2分次投加可以有效减少SOM的氧化、提高TPH去除率并能促进后续生物修复.实验发现,当900 mmol·L~(-1) H_2O_2分4次投加时,Fenton氧化阶段SOM氧化率最低(1.86%)、TPH去除率最高(32.14%),且土著细菌的残余量也最高(5.0×10~6 CFU·g~(-1)),这使得该体系营养物质在生物修复阶段得以充分利用,生物去除率高达38%,总TPH去除率达到70%,在4种投加方式下是最高的.H_2O_2分次投加的Fenton氧化方式是提高TPH去除率并促进后续生物降解的有效方法.     

渗滤液难降解物质物化性质研究

渗滤液是生活垃圾处理过程的必然产物,经过近15年的研究,其产生机理和处理方法获得了一定进展,但随着<生活垃圾填埋场污染控制标准GB16889-2008>标准的实施,现有处理技术出水大都不能达标,特别是老龄渗滤液或经一定处理后的渗滤液尾水,其处理极限COD大约在300 mg·L-1以上.渗滤液难降解物质的表征可能是解决渗...     

MAP法和SBR法处理垃圾渗滤液的研究

氨氮浓度为2570.45mg·l-1的垃圾渗滤液经磷酸铵镁沉淀法处理后的处理出水中TN约为79.35mg·l-1,TP约为10.35mg·l-1,电导率约为78000μS·cm-1.研究用SBR法进一步处理处理出水的可行性.用常规的活性污泥,探讨了污水的含盐量和系统运行周期对TN,TP和COD去除率的影响.结果表明,当垃圾渗滤液处理出水和生活污水以1: 4混合后,TN约为48.0mg·l-1,TP约为6.0mg·l-1,COD约为1150.0mg·l-1,电导率略为15000μS·cm-1.运行的适宜周期为12h(其中厌氧2.0h,好氧5.0h,缺氧3.5h,后耗氧0.5h,沉淀排水和闲置1.0h).在此条件下,出水TN小于15 mg·l-1,TP小于1.0mg·l-1,COD约为110mg·l-1.TN,TP和COD去除率分别约为77%,87%和90%.     

北京市典型垃圾填埋场渗滤液中PFASs污染水平研究

全氟及多氟类化合物(Perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances)作为一类新型污染物近年来已开始受到人们的广泛关注.本研究应用高效液相色谱-质谱联用的方法对北京市4个典型垃圾填埋场垃圾渗滤液中全氟化合物(PFASs)的含量进行研究分析,并着重对六里屯垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液及其周边河流、底泥以及土壤进行监测取样,分析PFASs污染程度.结果显示,北京市垃圾渗滤液的PFASs总浓度在407.10—2982.25 ng·L~(-1)之间,主要的污染物为PFPeA(Perfluoropentanoic acid,全氟戊酸)、PFOA(Perfluorooctanoic acid,全氟辛酸)和PFOS(Perfluorooctane sulphonate,全氟辛烷磺酸盐),另对六里屯垃圾填埋场渗滤液中PFASs进行为期两年的分析,PFASs检出率为100%,总浓度为407.10—4275.53 ng·L~(-1),主要的污染因子为PFOA,浓度范围在132.87—431.00 ng·L~(-1).六里屯垃圾填埋场周围环境介质均检出PFASs,受纳河流与土壤污染程度较高,河流PFASs总浓度在5.33—176.05 ng·L~(-1)之间,土壤PFASs总浓度在0.10—169.05 ng·g~(-1)之间,河水底泥污染程度较低,平均PFASs浓度为1.91 ng·g~(-1),表明经处理的垃圾填埋场渗滤液排放会对周围环境造成PFASs污染.     

Fenton氧化法处理生物性污染废水

采用Fenton氧化法对经化学混凝沉淀处理后的生物性污染废水进行深度处理,通过正交试验和单因素实验,研究H2O2投加量、溶液pH值、反应时间和H2O2/Fe2+2(摩尔比)四个主要因素对有机污染物去除效果的影响.实验结果表明H2O2投加量的影响明显高于其它三个因素,影响能力从大到小依次排序为:H2O2投加量＞溶液pH＞反应时间＞H2O2/Fe2+,反应的最佳工艺条件为:H2O2投加量为0.088mol.l-1,溶液pH值在3.5左右,反应时间为4h,H2O2/Fe2+为20:1.在此条件下,经Fenton氧化法深度处理后的出水细菌总数和三磷酸腺苷均未检出,保障出水的生物卫生安全性;同时其相对抑光率为10%,属低水平毒性.此外,其化学需氧量小于76mg·l-1,氨氮、总氮、总磷分别为1.10mg·l-1,2.92mg·l-1和0.002mg·l-1,出水满足<城镇污水处理厂污染物排放标准(GB8918-2002)>一级B标准.     

光电Fenton耦合转盘技术处理四环素废水

本实验中,我们开发了一种耦合紫外光催化和转盘技术的电Fenton反应器用于降解含有四环素的有机废水.在该反应器中,O_2首先在旋转的石墨阴极表面发生还原反应生成H_2O_2,随后H_2O_2被催化分解成活性自由基来降解矿化有机物.实验中了考察了pH,阴极电压,转速等实验条件对系统生成H_2O_2能力的影响.结果表明,在pH=3,阴极电压-0.8 V vs.SCE,转速为400 r·min~(-1)条件下,经过75 min反应H_2O_2的积累浓度有最大值(51.5 mg·L~(-1)).实验证明该系统对四环素有较好的降解和矿化效果.以1.0 mmol·L~(-1)的Fe~(2+)作为催化剂,紫外/电Fenton耦合转盘系统可以在45 min内将初始浓度50 mg·L~(-1)四环素降解94.2%且90 min时TOC的去除率为68.2%.紫外/电Fenton处理效果明显优于电Fenton系统.进一步实验分析发现,紫外线的引入可以通过两种途径来提升电Fenton的处理效果.一方面紫外光可以促进Fe~(3+)还原成Fe~(2+),加速体系铁离子循环,从而提升电Fenton的处理效果;另一方面还可以通过直接激发H_2O_2分解成活性自由基加速降解四环素.     

垃圾渗滤液原位反硝化研究

场外硝化-原位反硝化是垃圾填埋场氮管理的新途径.本文利用垃圾柱模拟生物反应器填埋场.研究了硝化渗滤液在填埋场内部的变迁及其对垃圾降解的影响.结果表明,硝化渗滤液回灌促进了填埋场垃圾降解,回灌的总氧化态氮(TON)被完全还原,反硝化为主要作用反应,最大TON负荷为28.6 mg(N)kg(TS)-1d-1.当负荷大于11.4 mg(N)kg(TS)-1d-1时,垃圾产甲烷受到抑制.抑制作用随负荷的增加而加强.在此过程中,反硝化逐渐代替产甲烷作用成为填埋场内垃圾降解的主要反应,产生气体以氮气为主,而非甲烷;硝化渗滤液与垃圾的长期作用也改变了填埋场的菌群结构.图5表1参18     

垃圾渗滤液离子交换出水对大麦的毒性

本研究主要探讨离子交换树脂处理后,垃圾渗滤液理化指标和生物毒性的变化.选用10、60、80、120、200 g·L~(-1)的树脂处理渗滤液,检测其CODCr、全盐量的变化,探究出水对大麦种子萌发,幼苗根长、芽长、鲜重、干重,根尖细胞有丝分裂及微核率的影响.结果表明,树脂处理可显著降低垃圾渗滤液CODCr和全盐量,投加量为200 g·L~(-1)时去除率达到最大值,分别为88%和55%;渗滤液可以延迟但不会抑制大麦种子萌发;渗滤液对大麦幼苗根长、芽长的抑制作用与树脂投加量及暴露时间呈双重依赖关系,表现为树脂投加量越少,暴露时间越长,抑制作用越显著;相比于大麦的鲜重和干重,其根长、芽长对污染物暴露表现得更为敏感.此外,渗滤液离子交换出水对大麦根尖细胞有丝分裂表现出"低促高抑"的作用,对根尖微核损伤呈现剂量-效应关系.研究选用大麦为模式植物具有一定的实际意义,其结果可为渗滤液的无害化处理及生态风险评价提供理论依据.     

新型纳米CeO2催化类Fenton降解盐酸四环素

本研究分别以NaOH和NH_3·H_2O为矿化剂,Ce(NO_3)_3·6H_2O为铈源,采用水热法成功制备两种新型纳米二氧化铈材料(CeO_2-Na与CeO_2-N).XRD、FESEM、Raman和EPR等表征手段以及非均相类Fenton降解盐酸四环素(TCH)性能分析结果表明,与CeO_2-N相比,纳米CeO_2-Na催化剂具有更大的比表面积和更高的表面氧空位浓度,其对TCH的催化性能也优于CeO_2-N.在TCH初始浓度为100 mg·L~(-1),催化剂投加量为0.7 g·L~(-1)和H_2O_2投加量为10 mmol·L~(-1)的条件下,CeO_2-Na/H_2O_2/TCH体系对TCH的去除率达86%,通过简单的热处理可以恢复催化剂的催化活性.TCH的降解机理研究表明,该非均相催化体系中起主要作用的是O~-_2·自由基.本研究为纳米氧化铈催化剂的制备及其非均相类Fenton的应用提供一定的技术和理论参考.     

垃圾渗滤液湿式氧化催化剂Fe-Co-Pt-Ce/FSC的组分配比优化及表征

采用等量浸渍法制备不同金属组分配比的Fe-Co-Pt-Ce/FSC负载型催化剂,并用于催化湿式氧化垃圾渗滤液,以COD去除率、浊度去除率和垃圾渗滤液处理中p H值的变化评价催化剂的活性,以金属溶出浓度评价催化剂的稳定性,考察金属组分配比对催化剂活性和稳定性的影响.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重-差热(TG-DTA)、孔结构、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱法(XPS)表征优选催化剂的组构性能,结果表明,Fe_1Co_1Pt_1Ce_3/FSC催化剂表现出最佳的催化性能,其作用下垃圾渗滤液的COD去除率、浊度去除率和最低pH值分别为86.2%、99.9%和6.34,金属溶出浓度为2.88 mg·L~(-1);焙烧温度的提高使催化剂活性降低但是稳定性提高,适宜的焙烧温度是500℃;催化剂的比表面为240.6 m~2·g~(-1),活性组分在载体表面分布均匀,组分粒子尺寸约为8.02 nm;催化剂组分主要以FeO、CoO、Pt和CeO_2的形式存在,且催化剂的金属元素之间存在协同作用.     

Fenton法-聚合氯化铝预处理高浓度乳化液废水

乳化液在机械制造、加工等过程中有广泛的应用,主要起润滑、冷却、表面清洗和防腐蚀作用。其主要成分为矿物油、表面活性剂、抑菌剂和其他有机添加剂,在使用过程中产生了高浓度、乳化严重、成分复杂且波动大的乳化液废水,随意排放会对环境造成严重污染;目前国内外对低浓度含油废水的处理进行了大量的研究工作,如各种破乳法、微生物法等,但各种处理方法都有其局限性,尤其对高浓度乳化液废水尚没有定型的处理方法。Fenton氧化法是一种高级氧化技术,在酸性条件下,H2O2被Fe2+催化分解并产生大量具有强氧化性的?OH,通过?OH氧化降解废水中的有机物,达到废水净化的目的。在处理有毒有害难生物降解有机废水方面具有较强的应用优势;聚合氯化铝(PAC)是一种应用很广的无机高分子絮凝剂,与其它水处理剂配合使用具有更好的水处理效果,通过Al(Ⅲ)盐水解-聚合产物对水中胶体颗粒或胶体污染物进行电性中和、脱稳和吸附架桥作用生成粗颗粒絮凝体去除,从而达到净化污水的目的;本文采用Fenton法-聚合氯化铝组合工艺预处理机械加工厂高浓度乳化液废水以满足后续生化处理进水要求,通过实验研究了Fenton法涉及的初始反应pH值、H2O2投加量、硫酸亚铁投加量、反应时间和后续投加聚合氯化铝涉及的反应pH值、PAC投加量及反应时间对乳化液废水预处理效果的影响。结果表明,Fenton法处理乳化液废水的最佳反应条件为:pH值为2、H2O2投加量为48 mL·L-1、质量分数为10%的FeSO4投加量为88 mL·L-1和反应时间为60 min;后续投加PAC处理的最佳反应条件为:pH值为7、质量分数为10%的PAC投加量为466 mL·L-1、反应时间为40 min;乳化液废水COD约34000 mg·L-1,经Fenton法-聚合氯化铝组合工艺处理后处理水COD小于5 000 mg·L-1,COD去除率达到87%以上,色度从浑浊的乳白色变成了清澈的无色,满足了后续生化处理对进水的水质要求。可为解决同类高浓度乳化液废水预处理提供技术参考。     

低pH值下上流式厌氧污泥床反应器(UASB)以糖蜜为底物制取高纯度氢气

采用由有机玻璃制成的上流式厌氧污泥床反应器(UASB),以糖蜜废水为发酵底物,投加适量氯化铵和磷酸二氢钾,研究在低p H值下系统的产氢性能.在系统启动初期,投加碳酸氢钠控制进水p H=6.75—7.15,使系统处于中性厌氧发酵,固定进水COD为4000 mg·L~(-1),HRT=8 h.系统运行20 d后,系统处于混合型发酵类型,随后停止投加碳酸氢钠.系统经过45 d的运行,乙醇和乙酸浓度占总浓度的79.39%,而丙酸的浓度只占总浓度的10.89%,形成了稳定的典型乙醇型发酵.第65天,乙醇和乙酸的浓度分别为840.56 mg·L~(-1)、403.12 mg·L~(-1),乙醇与乙酸浓度占总浓度的93.2%,氢气含量为86.97%.在出水p H=2.81时,系统产氢性能最佳.氢气产率为2.079 mmol·L~(-1)·h~(-1),氢气产量1.12 m3·m-3·d~(-1),氢气含量91.46%,是稳定期氢气含量的1.65倍.     

Al/H_2O_2体系氧化降解甲基橙

考察了Al/H_2O_2体系对甲基橙(MO)的氧化降解行为,探讨了Al粉、H_2O_2投加量、溶液初始pH以及共存阴离子等因素对MO降解的影响,并利用荧光光谱法通过证实·OH自由基的形成对降解机理进行了初步探讨.结果表明,Al/H_2O_2体系对MO的降解受溶液pH影响较大,在初始pH 3.0,铝粉投加量为4.8 g·L~(-1),H_2O_2投加量为7.2 mmol·L~(-1),对于含MO 20 mg·L~(-1)的染料废水,10 h MO降解率可达95.2%,而当初始pH3.5时,MO的降解被强烈抑制.无机阴离子(Cl~-、SO_4~(2-)、NO_3~-)单独存在时,对Al/H_2O_2体系降解MO影响较小,MO降解率仍可达90.0%以上.无机阴离子(Cl~-、SO_4~(2-)、NO_3~-)共同存在时,对Al/H_2O_2体系降解MO具有叠加效应,MO降解率仅达60.0%左右.Al/H_2O_2体系重复利用性能良好,对MO降解经7个周期后,降解率仍可达92.0%.降解机理研究表明,Al/H_2O_2体系氧化降解MO过程中,·OH发挥了主要作用.     

海绵铁填料对城市内河污染物质去除

通过水质监测和微生物高通量测序,开展了海绵铁填料对城市内河污染物质去除效果的现场试验研究.结果表明,试验进水COD、NH_3-N、TN和TP分别为16—75 mg·L~(-1)、1.24—9.73 mg·L~(-1)、0.21—22.12 mg·L~(-1)和0.23—1.17 mg·L~(-1),各项水质指标均属于地表水环境质量劣Ⅴ类标准;在经历不同HRT(3—24 h)后,试验出水的COD、NH_3-N、TN和TP的浓度分别降至1—47 mg·L~(-1)、0.01—4.86 mg·L~(-1)、1.1—20.34 mg·L~(-1)和0.03—0.55 mg·L~(-1).当HRT为24 h和12 h时,出水为Ⅱ—Ⅳ类水质,而当HRT为6 h和3 h时,出水水质介于为Ⅱ—劣Ⅴ类之间.其中,HRT为24 h时,COD、TN和TP的去除率最高,分别达到75.86%、90.76%和87.47%,而NH_3-N的去除率在HRT为6 h时最高,为99.29%.微生物群落结构分析显示,海绵铁填料生物膜上的微生物物种丰富度和群落多样性均高于原水,且群落结构较原水更为稳定.随着反应器内部溶解氧的升高,物种丰富度和群落多样性也逐渐增加.     

钽铌冶炼铁泥制备聚硅酸硫酸铁絮凝剂及其应用

本文以Fenton试剂法处理钽铌冶炼废水产生铁泥作为聚硅酸硫酸铁制备铁源,在不同的ω(SiO_2)、pH值、n(Fe)/n(Si)条件下优化制备了聚硅酸硫酸铁絮凝剂,并进行钨铋多金属矿选矿废水及高浊度模拟废水处理.研究结果表明:在ω(SiO_2)=1.00%、pH=3.00、n(Fe)∶n(Si)=1∶1的适宜条件下制得的聚硅酸硫酸铁絮凝剂效果最佳.在0.10%(体积分数)投加量下搅拌2 min,钨铋选矿废水浊度去除率达99.9%,COD去除率达76.8%,废水中Pb和As去除率分别达98.8%和97.2%,Be去除率几乎达100%,处理后废水浊度由319 NTU降至0.32 NTU、COD含量由322 mg·L~(-1)降至74.7 mg·L~(-1),废水中Pb和As质量浓度分别由7.89、1.03 mg·L-1降至0.09、0.03 mg·L~(-1),未检出Be;高浊度模拟废水浊度去除率达98.5%,浊度由716 NTU降至10.7 NTU.处理后废水达到《污水综合排放标准》(GB 8979—1996)一级标准.     

膜生物反应器（MBR）处理垃圾渗滤液的脱氮研究

采用一体式MBR处理垃圾渗滤液,系统考察MBR对COD、NH4＋-N和TN的去除效果。结果表明：可将垃圾渗滤液的COD降至650-1 500 mg·L-1范围;在HRT为1.5 d、DO为0.75-1.20 mg·L-1、不排泥条件下运行时,对TN质量浓度低于2 300 mg·L-1、容积负荷低于0.25 kg.m-3.d-1（以N计）的渗滤液进行处理,MBR对NH4＋-N与TN的去除率可分别达到87%和72%以上。在MBR处理垃圾渗滤液的运行中发现,膜的污染速度较快,并且呈现＂两段性＂的规律,采用碱＋氧化剂的清洗方式可有效去除膜污染,降低过膜压力。     

电化学氧化耦合铁感应电极激发过硫酸盐氧化处理焦化废水生化出水

采用电化学氧化(EC)耦合铁(IP)感应电极激发过硫酸盐(KPS)氧化处理焦化废水生化出水,在反应器阴、阳极之间等距离嵌入铁板构建电化学双电解反应体系.该体系中,铁板作为感应电极,充当阳极材料的同时兼具有阴极材料的作用,加快过硫酸盐的活化.在电化学氧化耦合铁感应电极激发过硫酸盐(EC/IP/KPS)试验中,分别将电解时间(0—50 min)、电流密度(0—60 mA·cm~(-2))和过硫酸钾(KPS)投加量(0—5 mmol·L~(-1))作为控制条件,探讨了在不同的影响条件下该电化学反应体系对水中COD、TOC及UV_(254)等有机物污染指标的降解程度.在此基础上,利用SEM、EDS、XRD和XPS等对EC/IP/KPS过程中产生的絮凝物进行了表征,进而推断EC/IP/KPS系统的反应机理.结果表明,在EC/IP/KPS系统中的耦合作用下,当电解时间为30 min、电流密度为30 mA·cm~(-2)、过硫酸钾浓度为2 mmol·L~(-1)时,COD去除率可达77.0%、TOC去除率为54.0%,UV_(254)值明显降低.此外,还对3种不同的实验过程进行了对比,发现EC/IP/KPS系统的处理效果要明显优于KPS和EC/IP处理体系.