Fenton氧化-活性炭吸附协同深度处理垃圾渗滤液的研究
摘要:以上海某垃圾填埋场垃圾渗滤液为研究对象,采用Fenton氧化-活性炭吸附协同处理工艺对其处理效果进行研究。探讨了投加方式以及H2O2浓度、Fe2+浓度、活性炭投加量、温度、pH等因素对COD去除率的影响。结果表明:采用先投加活性炭吸附30 min后投加Fenton试剂反应150 min的方式能够获得最好的COD去除效果。正交实验表明各因素对COD去除的主次关系为:活性炭投加量>Fe2+浓度>反应温度>H2O2浓度>pH值;其最优化条件为:活性炭投加量为16g/L,Fe2+浓度为29 mmol/L,反应温度为60℃,H2O2浓度为78 mmol/L,pH值为3。
关键词:Fenton氧化,活性炭,垃圾渗滤液,污水处理
垃圾渗滤液水质复杂,含有多种有毒有害的有机物和无机物,其中有机污染物多达77种,还含有难以生物降解的化合物[1]。对于生化法难以处理的渗滤液,高级氧化技术(advanced oxidationprocesses,AOPs)显示出了独特的优势。Fenton法被认为是一种可有效去除难降解和有毒有机物的高级氧化技术[2]。
该方法以H2O2在Fe2+催化下生成的·OH(氧化还原电位E0=2 173 V)[3]为氧化剂,迅速将有机物(包括芳族类、酚类和有机卤素等难生物降解有机物)氧化为CO2和H2O[4],或转化为较易生物降解的有机物[5]。活性炭在废水处理过程中是一种常用的吸附剂。活性炭是由微小结晶部分和非结晶部分混合组成的碳素物质,平均孔径1×10-2~3×10-2μm,比表面积500~2 500 m2/g。
活性炭表面含有大量酸性或碱性基团,酸性基团有羧基、酚羟基、醌型羰基、正内酯基及环氧式过氧基等。碱性基团有相似于萘结构的苯并恶英鎓(pyzopyrylium)的衍生物或类吡喃酮结构基团[6]。这些酸性或碱性基团的存在,特别是羟基,酚羟基的存在使活性炭不仅具有吸附能力,而且具有催化作用
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