Factorial design analysis for COD removal from landfill leachate by photoassisted Fered-Fenton process

The Fered-Fenton process has been shown to be an effective method for leachate treatment, but it still faces problems of inadequate regeneration of ferrous ion. However, the use of the photoassisted Fered-Fenton process could overcome this difficulty and improve the efficiency of chemical oxygen demand (COD) removal since photoassisted Fered-Fenton process induces the production of hydroxyl radicals from the regeneration of ferrous ions and the reaction of hydrogen peroxide with UV light. As there are so many operating parameters in photoassisted Fered-Fenton process, it is necessary to develop a mathematical model in order to produce the most economical process. In the present study, a factorial design was carried out to evaluate leachate treatment by photoassisted Fered-Fenton process. The influence of the following variables: H₂O₂ concentration, Fe²⁺ concentration, current density, and initial pH in the photoassisted Fered-Fenton process was investigated by measuring COD removal efficiencies after 60-min reaction. The relationship between COD removal and the most significant independent variables was established by means of an experimental design. The H₂O₂ concentration, Fe²⁺ concentration, initial pH, and the interaction effect between current density and initial pH were all significant factors. The factorial design models were derived based on the COD removal efficiency results and the models fit the data well.     

电化学氧化法深度处理垃圾焚烧发电厂沥滤液生化出水

垃圾焚烧发电厂的沥滤液经生化处理后,COD和色度等仍然较高,达不到排放标准,必须进一步进行深度处理。采用自制的箱式四通道电化学反应器对垃圾焚烧发电厂沥滤液生化出水进行深度处理,研究了主要工艺参数——电流密度、表观流速、初始Cl^-浓度、比电极面积等因素对COD和色度去除效果的影响。适宜处理条件为：电流密度20 mA/cm²,反应器内表观流速2.92 cm/s,初始Cl^-浓度4 732 mg/L、比电极面积43.4 m²/m³。在此条件下处理废水10 min,色度就能达到排放要求,处理2 h,COD也能达到排放要求。考察反应器的能耗发现,电化学处理的能耗随电化学处理时间的延长呈不断增大的趋势。     

微波诱导AC/Cu、AC/Fe催化非均相Fenton 反应催化降解垃圾渗滤液

采用活性炭载体负载Cu、Fe为催化剂,在微波诱导作用下,对垃圾渗滤液污染物进行降解。实验结果表明,活性炭负载金属前经适当浓度硝酸浸泡处理后,催化剂对COD去除率提高可超过15%,过高硝酸盐浓度对COD去除有不利影响;催化剂对COD去除率随Cu、Fe金属负载量增加呈先增加后降低的趋势,催化剂对Cu、Fe的最佳负载量分别为质量百分比2.11%和1.12%。对于AC-Cu体系,在初始pH=3,H2O2投加量为4.98×103mg/L,催化剂用量为5.0×103mg/L,420 W功率下微波辐射10 min时,垃圾渗滤液COD去除率可达到84.13%;对于AC-Fe体系,当H2O2投加量为0.33×103mg/L,催化剂AC-Fe用量为2.0×104mg/L,420 W功率下微波作用10 min时,垃圾渗滤液COD去除率为60.16%。分析2种催化剂对COD去除差异的原因,可能是催化剂AC-Cu表面单分子分布的阈值比AC-Fe高。降解液的pH值对AC-Cu体系、AC-Fe体系COD去除影响存在拐点,最高COD去除率点对应的降解液pH值为3。微波辐射功率较低时,体系COD去除率随辐射功率增加而增加;辐射功率较高时,高温下垃圾渗滤液中有机硫化物分解成小分子硫化物,对催化剂活性存在一定抑制作用。     

垃圾渗滤液生物处理出水的深度处理组合工艺

采用"混凝-电解氧化-完全混合式活性污泥法(CSTR)"组合工艺深度处理垃圾渗滤液生物处理出水。探索了工艺的组合及各种工艺操作条件对垃圾渗滤液深度处理效果的影响,并对其影响机理进行了初步探讨。结果表明,以PAC为混凝剂时,在pH和药剂(有效成分)投加量分别为6.0和600 mg/L条件下,渗滤液COD去除率达到50%,有效降低了难溶惰性COD含量,缩短了后续电化学处置时间。混凝工艺后,采用电化学工艺处理,在最优工艺条件下:pH为6.0、电流I为1.2 A(电流密度为18.18 mA/cm2)、Cl-投加量为1 000 mg/L、极板距离为2 cm,电解30 min渗滤液COD去除率达到36%,同时,难降解有毒物含量明显降低,渗滤液可生化性TbOD/COD由10%提升至最大值64%。最后采用CSTR处理渗滤液电解出水,系统出水COD、氨氮和色度分别为100~150 mg/L、7~13 mg/L和25倍,为反渗透(RO)工序提供了良好的水质条件。     

混凝与Fenton联用处理垃圾渗滤液的效能及成本

为对混凝/Fenton工艺与Fenton/混凝工艺处理垃圾渗滤液的效果和成本进行比较,分别对年轻渗滤液和老龄渗滤液原液按照混凝/Fenton工艺与Fenton/混凝工艺2种技术路线进行处理。实验结果表明,Fenton试剂对年轻垃圾渗滤液和老龄垃圾渗滤液COD去除率最高的反应条件为pH=3.5、H2O2和Fe2+的摩尔比为6、H2O2和渗滤液原液的COD质量比为3、反应时间4 h;在PAC与渗滤液原液的COD质量比为0.6时,PAC混凝对渗滤液原液的COD去除率最高。在对渗滤液COD去除率最高的Fenton反应和PAC混凝反应条件下,混凝/Fenton工艺对年轻渗滤液和老龄渗滤液的COD去除率分别为90.56%和86.56%;Fenton/混凝工艺对年轻渗滤液和老龄渗滤液的COD去除率分别为89.99%和85.99%,2种技术路线对渗滤液COD的去除率相差不大,但先PAC混凝后Fenton氧化工艺比先Fenton后混凝工艺每t节省62.6元,是更优化的渗滤液处理工艺。     

臭氧氧化法处理反渗透浓缩垃圾渗滤液

采用臭氧氧化法处理经反渗透膜处理后的浓缩垃圾渗滤液,考察了反应时间、臭氧投量、pH和温度对COD,色度以及浓缩液中腐殖酸的去除影响,通过BOD₅/COD变化分析了臭氧氧化对浓缩液生化性的提高作用。结果表明：在pH 8.0,温度30℃,臭氧投量5 g/h,反应时间90 min的条件下,浓缩液的COD、色度以及浓缩液中腐殖酸的去除率分别达到67.6%、98.0%和86.1%, BOD₅/COD从0.008提升到0.26,生化性有很大提高。     

催化电解法去除渗滤液中COD、NH3-N的动力学研究

渗滤液的SBR出水中COD、NH3-N的去除实验研究表明，在一定条件下，电解1000mL渗滤液的SBR出水，30min时，NH3-N几乎全部去除，2h时，COD的去除率达93．5％COD、NH3-N的去除反应符合一级反应。其速率常数随电流密度的增大、电极间距的减小而增大。     

生化-调碱后垃圾渗滤液的Fenton深度处理效果

针对上海老港垃圾填埋场经过厌氧-曝气塘处理后的渗滤液难进一步处理的问题,对其采用厌氧滤池-好氧接触法、氧化钙2种方式预处理,在此预处理基础上,考察了Fenton法深度处理的效果,探讨了H2O2/Fe2+投加比、初始pH、H2O2投加量、反应时间和Fenton试剂投加方式对渗滤液COD去除效果的影响。研究发现:经过生物预处理后,渗滤液的COD和TP分别降低了24%和25%;氧化钙调碱可以进一步使COD和TP去除率分别达到42%和96%;后续Fenton深度氧化的最佳条件为:初始pH为2,H2O2投加量为2.4 g/L,H2O2/Fe2+摩尔比为5∶1,Fenton试剂一次投加,反应时间为2 h。在此条件下,渗滤液的COD从1 340 mg/L降到198 mg/L,总COD去除率达到85%。     

电催化氧化技术处理制革综合废水

选择DSA电极中的钛基掺硼金钢石膜电极(Ti/BDD),用于制革综合废水的电催化氧化处理研究,考察了在不同的电流密度、电压、电解质、pH值和电解时间等因素对COD去除率和电流效率的影响。结果表明,控制电流密度为30mA/cm2,电压为8.0 V,电解质(NaCl)浓度为2.0 g/L,pH为4.0,电催化氧化处理2 h后,废水的COD和NH4+-N的去除率分别达到了83.6%和90.3%,BOD/COD为0.45,比能耗为35.34 kWh/kg COD,电流效率为37%。     

Electrodegradation of landfill leachate in a flow electrochemical reactor

Sanitary landfills are the major method used today for the disposal and management of municipal solid waste. Decomposition of waste and rainfall generate leachate at the bottom of landfills, causing groundwater contamination. In this study, leachate from a municipal landfill site was treated by electrochemical oxidation in a pilot scale flow reactor, using oxide-coated titanium anode. The experiments were conducted under a constant flow rate of 2000 lh(-1) and the effect of current density on chemical oxygen demand, total organic carbon, color and ammonium removal was investigated. At a current density of 116.0 mA cm(-2) and 180 min of processing, the removal rates achieved were 73% for COD, 57% for TOC, 86% for color and 49% for ammonium. The process proved effective in degrading leachate, despite this effluent's usual refractoriness to treatment.     

纳米RuO2－TiO2光电催化处理农药废水研究

采用自制的负载型纳米RuO₂－TiO₂光催化剂对农药厂生产废水进行光电催化降解试验。考察了煅烧时间、催化剂用量、光辐照强度、电流密度、废水初始pH值和反应时间对废水COD和色度去除率的影响。结果表明，自制光催化剂光电催化性能显著，最佳光电催化活性是同样降解条件下、同样含量的Degussa P－25 TiO₂的1.38倍，是Ru_0.3Ti_0.7O₂的1.81倍。其COD和色度去除率分别为64.3%和95.2%。     

电极材料对电解法处理循环式准好氧垃圾填埋场渗滤液效果的影响研究

分别用3种不同材料电极(不锈钢、Ti/Pt和Ti/RuO2-IrO2)作阳极、石墨电极作阴极在同一条件下分别对循环式准好氧填埋垃圾场渗滤液进行电解处理对比研究.研究结果表明,随着电解时间的变化,渗滤液中的COD、BOD5、BOD5/COD、重金属离子浓度、色度和pH值均会发生改变.当电解时间为10～20 min时,用上述3种电极作阳极电解均会出现渗滤液COD、BOD5、BOD5/COD增大的现象;当电解时间为30～40 min时,用Ti/RuO2-IrO2或Ti/Pt电极作阳极电解均可使渗滤液的色度降为0;当电解时间为120 min时,分别用3种电极作阳极电解都可使渗滤液中的COD、BOD5和重金属得到有效的去除,其中用Ti/RuO2-IrO2电极作阳极电解对COD、BOD5的去除效果最好:用Ti/Pt电极作阳极电解对Pb2 的去除效果最好.     

微电解-Fenton深度处理制药废水影响因素与参数控制

采用铁炭微电解-Fenton联合工艺深度处理制药废水生化出水,探讨了初始pH、曝气量、反应时间等因素对微电解出水Fe2+和Fe3+变化规律、COD降解速率以及后续Fenton氧化效果的影响,为优化微电解-Fenton氧化联合工艺提出了微电解间歇加酸的理论。间歇加酸可提高微电解系统中COD降解速率和Fe2+含量,使后续Fenton氧化无需投加FeSO4·7H2O即可达到较好的COD去除效果。结果表明,当初始pH=2.5,曝气量为0.6 m3/h,间歇加酸30 min/次,微电解反应2 h,出水投加1 mL/L的H2O2进行Fenton氧化2 h,COD总去除率可达81.33%;间歇加酸30 min/次可将微电解反应2 h出水Fe2+浓度从50 mg/L提高至151 mg/L,COD降解速率从10.6 mg COD/(L·h)提高至22.2 mg COD/(L·h)。     

Fenton氧化降解垃圾渗滤液中COD的动力学研究

对絮凝预处理后的垃圾渗滤液进行Fenton氧化处理。通过微分法对Fenton氧化的反应级数进行求解,确定其反应级数为2,并初步建立了Fenton氧化的动力学模型,即1/c=1/c0+kt,由此建立起来的降解的动力学模型与实验数据相吻合;在4个实验基准条件下———初始COD浓度为960 mg/L、pH值4、H2O2投加量0.4 mol/L、nH2O2/nFe2+3∶1,探讨了其中某一变量对反应速率的影响。实验水样为絮凝反应出水,进水COD浓度为912～960 mg/L,出水COD浓度为80～112 mg/L,COD去除率在87%～92%之间,表明Fenton试剂能够有效地处理垃圾渗滤液。     

铝铁电极联用电絮凝法处理Cu-EDTA络合废水

采用电絮凝法处理Cu-EDTA模拟废水,研究电极组合方式、初始pH值和氯化钠浓度3个因素对化学需氧量(COD)和Cu去除效果的影响。实验研究发现,当电极组合方式为2个铝阳极和2个铁阴极,起始pH值为3,氯化钠浓度为0.5 g/L,换极周期为40 min,反应时间为80 min时,COD去除率达到78.7%,Cu离子去除率达到99.9%。通过实验研究确定EDTA的去除机制主要是:酸性条件下的次氯酸氧化作用,碱性条件下的氢氧化物絮凝沉淀作用及单核态铝/铁与多核态铝/铁电荷中和作用,Cu的去除机制主要是氢氧化物的絮凝沉淀作用和铁电极的电沉积作用。     

厌氧陈腐垃圾模拟柱对渗滤液COD和NH_3-N的处理特性

通过实地钻取阿苏卫填埋场陈腐垃圾,真实模拟填埋场压实工艺,制作2种不同压实密度的陈腐垃圾模拟柱,对比研究其对渗滤液COD、NH3-N处理效果。结果表明,当模拟柱压实密度为1.09 t/m3时,渗滤液垂直运动明显;回灌此模拟柱水力负荷分别为18.6、28、37.2和46.5 L/t时,COD去除效果稳定,平均去除率达82.4%,最高去除率可达90.1%;出水NH3-N浓度均值为549.3 mg/L,且介于415～700 mg/L间变化。自循环回灌COD去除率最高仅为11.5%,NH3-N去除率最高仅为11.8%,两者去除效果不明显。因此,北方平原型填埋场进一步完善填埋工艺,使填埋场垂直方向渗透系数分布均匀,充分利用陈腐垃圾堆体的自降解能力,才是处理渗滤液污染的关键。     

利用水泥处理垃圾渗滤液生物处理出水的研究

利用水泥的表面吸附和水化反应性质处理垃圾渗滤液生物处理出水可以取得很好的效果,COD的去除率可达69.5%.处理效果与水灰比、反应时间密切相关,低水灰比和较长反应时间对COD的去除更为有利.对处理前后水样的COD和TOC分析表明,水泥对非TOC贡献的COD有很强的去除效果.     

垃圾填埋场渗滤液物化深度处理研究

通过Fenton法和结合聚合硫酸铁的混凝作用,实现垃圾渗滤液氧化塘出水COD的深度处理;并利用水泥水化产物的凝胶物质,强化COD去除率。30％H2O2投加量为0．75mL／L、七水硫酸亚铁投加量为1．5g／L、n（H2O2）：n（Fe^2＋）=1．2：1（摩尔比）时,Fenton法对渗滤液COD的去除率可达52％;水灰比为2：1、搅拌24h的水泥水化物将Fenton法的出水pH值从4调至10,该工艺流程总的COD去除率为73．6％,较普通的Ca（OH）2调节法提高9．3％,出水COD可以从进水的1200mg／L降至315mg／L。     

微电解-絮凝预处理味精发酵废母液实验研究

味精发酵废母液COD浓度极高,为了有效降低后续生物处理单元的负荷,研究采用微电解絮凝方法预处理该废水。实验研究了曝气对废水COD去除率的影响,用正交实验考察了原水和出水pH值、Fe/C和反应温度等因素对COD去除率的影响,实验结果表明,曝气能有效提高COD去除率;在正交实验确定的优化因素组合,即原水pH为2,出水pH值为9,Fe/C为0.5的条件下反应3 h,废水COD平均去除率可达到48.7%。     

吸附-电化学氧化耦合处理对氯苯酚废水及动力学

以毡状活性炭纤维为阳极,不锈钢为阴极,吸附-电化学氧化耦合降解对氯苯酚废水进行了研究。考察了吸附或耦合电化学氧化过程、电流密度、支持电解质硫酸钠浓度和活性炭纤维重复使用对废水COD去除率的影响,结果表明,采用吸附-电化学氧化耦合方法,当电流密度7.6 mA/cm2支持电解质（硫酸钠）浓度为1 g/L,处理时间为180 min,4-CP废水COD去除率可达97.09%。毡状活性炭纤维对4-CP的静态吸附过程符合Langmiu吸附等温方程。建立了吸附-电化学氧化COD去除动力学模型,动力学模型参数表明,对于COD的去除,电化学氧化作用比吸附作用大。