垃圾渗滤液水质复杂,含有大量的有机物、无机物、重金属、氨氮、氯代有机物等,其中总有机碳(TOC)和腐殖酸(HA)是很重要的成分,如果对其处理不当会对环境和人体健康造成严重危害。本文以成熟的垃圾渗滤液为研究对象,在间歇式反应釜上采用亚临界水氧化法处理垃圾渗滤液。首先,考察亚临界过程参数对垃圾渗滤液中TOC氧化降解的影响,利用气质联用仪(GC-MS)对其中间产物进行了定性分析。结果显示,温度对TOC降解效率的影响最为显著,随着温度的增加,芳香烃和酸分解成低分子量的碳氢化合物,最大的碳数范围是C11-C15。大部分的芳香烃在酸性环境下被转换为碳氢化合物。随着pH值的增加,碳产物C6-C10和C16-C20先降低后升高,而C11-C15先升高后降低。随着过氧系数的增大,TOC的降解率先迅速增加后趋于平缓,碳氢化合物呈现先递增后递减的趋势,酸和芳香烃则呈现先递减后递增的趋势。在亚临界水中,有机物可能发生氧化、水解、热解、水热合成、加氢、烷基化等反应,但其主要是通过自由基反应进行的。以苯胺和二硝基甲苯为例,在高温下受OH·氧化攻击很容易被脱掉和断裂,进一步氧化分解为多种直链类或非直链烷烃、小分子醇、甲酸、乙酸等,最终被彻底氧化分解为CO2和H2O。其次,运用响应面法(RSM)研究了反应温度(180-260℃)、过氧系数(2.0-3.0)、pH(4.0-8.0),以及它们的交互作用对TOC、HA去除率的影响。结果表明,RSM在处理垃圾渗滤液时是一种有效的优化实验参数的方法,各因素对TOC去除率的影响主次作用排序为:温度>pH>过氧系数;各因素对HA去除率的影响主次作用排序为:pH>温度>过氧系数。TOC的去除效率明显受到温度和过氧系数之间的相互作用,而过氧系数对HA的去除率的影响相对较小。再次,为了减少对操作条件的依赖,研究了不同均相(CuSO4·5H2O,FeSO4·7H2O,Cu(NO3)2·3H20)和非均相(CuO,ZnO)催化剂对渗滤液中TOC和HA处理效果的影响,得出最佳催化实验条件为:反应温度为260℃,过氧系数为3.0,初始pH为4.0,反应时间为120 min,催化剂Cu(N03)2·3H2O浓度为0.03 mol/L,TOC和HA的去除率可达86.42%和66.10%。经催化处理后原液中五种美国环保局(USEPA)列出的优先污染物均未检出。催化亚临界氧化结合高温加速大分子有机物的分解(如长链烷烃、酮、酯、酰胺、芳香烃等),而产生一些更容易被检测到的小分子有机物,如短链饱和烷烃。