Fenton氧化-活性炭吸附協(xié)同深度處理垃圾滲濾液的研究
摘要:以上海某垃圾填埋場垃圾滲濾液為研究對象,采用Fenton氧化-活性炭吸附協(xié)同處理工藝對其處理效果進行研究。探討了投加方式以及H2O2濃度、Fe2+濃度、活性炭投加量、溫度、pH等因素對COD去除率的影響。結果表明:采用先投加活性炭吸附30 min后投加Fenton試劑反應150 min的方式能夠獲得最好的COD去除效果。正交實驗表明各因素對COD去除的主次關系為:活性炭投加量>Fe2+濃度>反應溫度>H2O2濃度>pH值;其最優(yōu)化條件為:活性炭投加量為16g/L,Fe2+濃度為29 mmol/L,反應溫度為60℃,H2O2濃度為78 mmol/L,pH值為3。
關鍵詞:Fenton氧化,活性炭,垃圾滲濾液,污水處理
垃圾滲濾液水質(zhì)復雜,含有多種有毒有害的有機物和無機物,其中有機污染物多達77種,還含有難以生物降解的化合物[1]。對于生化法難以處理的滲濾液,高級氧化技術(advanced oxidationprocesses,AOPs)顯示出了獨特的優(yōu)勢。Fenton法被認為是一種可有效去除難降解和有毒有機物的高級氧化技術[2]。
該方法以H2O2在Fe2+催化下生成的·OH(氧化還原電位E0=2 173 V)[3]為氧化劑,迅速將有機物(包括芳族類、酚類和有機鹵素等難生物降解有機物)氧化為CO2和H2O[4],或轉(zhuǎn)化為較易生物降解的有機物[5]。活性炭在廢水處理過程中是一種常用的吸附劑。活性炭是由微小結晶部分和非結晶部分混合組成的碳素物質(zhì),平均孔徑1×10-2~3×10-2μm,比表面積500~2 500 m2/g。
活性炭表面含有大量酸性或堿性基團,酸性基團有羧基、酚羥基、醌型羰基、正內(nèi)酯基及環(huán)氧式過氧基等。堿性基團有相似于萘結構的苯并惡英鎓(pyzopyrylium)的衍生物或類吡喃酮結構基團[6]。這些酸性或堿性基團的存在,特別是羥基,酚羥基的存在使活性炭不僅具有吸附能力,而且具有催化作用
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