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文檔簡介
1、垃圾滲濾液是城市垃圾衛(wèi)生填埋過程中的必然產(chǎn)物,具有有機污染物濃度高、水質(zhì)水量波動大、營養(yǎng)元素比例失調(diào)、難降解等特點。垃圾滲濾液的有效處理已成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點和難點問題之一。
近年來,電Fenton技術(shù)作為一種“環(huán)境友好”的高級氧化技術(shù),在難降解有機廢水處理方面的應(yīng)用備受關(guān)注,它具有高度的靈活性,既可單獨應(yīng)用,又可與其它處理工藝組合應(yīng)用。但是,普通電Fenton法采用二維平板電極,傳質(zhì)效果差,電流效率低,能耗高,這就限
2、制了該技術(shù)的發(fā)展。三維電極一電Fenton法是將三維電極法和電Fenton法相耦合的電化學(xué)氧化新技術(shù),該方法把粒子電極引入到電Fenton體系中,增大了工作電極表面積,縮短了污染物遷移距離,極大的提高了電流效率和單位時空產(chǎn)率。本論文嘗試性的將三維電極一電Fenton法應(yīng)用到垃圾滲濾液的處理中,以期為垃圾滲濾液的有效降解提供一條新的途徑。
粒子電極是三維電極一電Fenton體系的重要組成部分。本文選取活性炭和涂膜炭為粒子電極
3、,通過涂膜炭填充率和床體填料量試驗確定電解槽中混合填充400mL活性炭和100mL涂膜炭。研究表明,添加粒子電極的三維電解體系對垃圾滲濾液中COD、氨氮和色度的去除率要明顯高于二維電解體系。
采用鈦基涂層電極(DSA)為陽極,活性炭纖維(ACF)為陰極的三維電極一電Fenton體系處理垃圾滲濾液,對影響因素、處理效果、反應(yīng)機理等方面進行了研究。優(yōu)化各影響因素,確定最佳反應(yīng)條件為:電流密度5-7.1mA·cm-2、初始pH4
4、.0、極板間距10.0cm、Fe(II)投加量1.0mmol·L-1、曝氣量0.2m3·h-1。在此條件下電解180min后,COD、氨氮和色度去除率分別為80.8%、55.2%和98.6%。污染物主要通過DSA電極表面產(chǎn)生.OH的直接氧化和Fenton、Cl2/HC10等間接氧化作用去除。
采用鐵板為陽極,ACF為陰極的三維電極—電Fenton體系處理垃圾滲濾液。處理效果與極板間距、電流密度、曝氣量、初始pH值、Cl'濃
5、度、電解時間等因素密切相關(guān)。優(yōu)化各影響因素,確定最佳反應(yīng)條件為:電流密度57.1mA·cm-2、初始pH6.0、極板間距10.0cm、曝氣量0.2m3·h-1。在此條件下電解180min后,COD、氨氮和色度去除率分別為57.0%、57.0%和81.1%。污染物的去除機理主要包括電化學(xué)氧化、電絮凝和氣浮三部分,其中以電化學(xué)氧化和電絮凝為主。
對比DSA陽極和鐵陽極電解體系對垃圾滲濾液的處理效果,結(jié)果表明,DSA陽極電解體系
6、對垃圾滲濾液中COD、色度和TOC的去除率均明顯高于鐵陽極電解體系,該體系還具有污泥產(chǎn)生量少、陽極抗腐蝕能力強、粒子電極使用周期長、處理后出水可生化性好等優(yōu)點,因此,選取DSA電極為陽極的三維電極一電Fenton體系處理垃圾滲濾液。
建立了DSA為陽極的三維電極—電Fenton體系降解有機物的動力學(xué)模型:
ct=[kt+ co-1]-1
-lgk=0.0266(0.0002x12-0.0239x
7、1+5.8821)0.2086(4.7808x22-2.4876x2+5.4119)1.0714(0.3652X32-0.7208X3+5.0813)0.9691(0.0721X42-0.4927x4+5.5606)1.0204
經(jīng)驗證,該模型能夠比較準確的預(yù)測出電流密度42.8mA.cm-2~85.7mA.cm-2、曝氣量0.1m3·h-1~0.4m3·h-1、Fe(II)投加量0.5 mmol.L-1~2.0mmol.
8、L-1、初始pH3.0~6.0條件范圍內(nèi),三維電極—電Fenton法處理垃圾滲濾液的出水COD值。
采用混凝和三維電極—電Fenton法聯(lián)合處理垃圾滲濾液,分別對各工藝的運行條件進行優(yōu)化,在最佳運行條件下,組合工藝對垃圾滲濾液中COD、TOC、氨氮、BODs.色度和SS的去除率分別達95.6%、92.8%、70.0%、88.1%、99.6%和91.9%,處理后出水的可生化性得到了很大提高,有利于進行生化處理。混凝和三維電極
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