Fenton和Electro-Fenton工艺处理垃圾渗滤液的效能比较

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:arile1027
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社会的演变和世界人口的增加导致废物产生的增加。在废物堆肥或处置设施中,物理和化学变质会产生一种被称为渗滤液的污染液体。垃圾渗滤液是一种垃圾堆放填埋过程中产生的污染物浓度很高的一种液体,如果不加以适当处理而流入环境,将产生非常严重的环境污染。因此,研究垃圾渗滤液的有效处理方法和工艺是非常有意义的。
  本文以取自中国黑龙江省某个城市的垃圾填埋场的垃圾渗滤液为研究对象,进行传统芬顿氧化处理与电芬顿氧化处理除污染效能的比较,实验研究了常规污染指标如化学需氧量(COD)、总悬浮固体(TSS)、重金属(Cd,Hg,AsCo,Pb,Cu,Ni,Zn,Hg和As)、总有机碳(TOC)、氨氮(NH4+-N)、总磷(TP)、浊度和颜色的去除效果。考察了常规Fenton法和Electro-Fenton法去除垃圾渗滤液中污染物的各种参数如反应时间、初始pH值、过氧化氢(H2O2)和亚铁盐(FeSO4,7H2O)的初始浓度、搅拌速度、电极间距、电流强度、H2O2/Fe2+比值等的最佳范围。
  在装有6个1升烧杯的搅拌装置中评估了Fenton工艺,混合速度10-700rpm,投加3000mg/L的过氧化氢和1600mg/L的硫酸亚铁盐,反应时间15-210分钟。结果表明,在处理90分钟后、初始pH值为3,快速(500rpm)和慢速(90rpm)搅拌的操作条件下分别得到COD的去除率分别为56.63%和49.1%,NH4+-N的去除率为58%和39%,磷酸盐的去除率为58.4%和55%,TOC的去除率为48%和55.6%,浊度的去除率为50.04%和55.09%,颜色的去除率为61.25%和46.82%,Cd的去除率为79.82%和51.32%,Co的去除率为52.78%和47.91%,Zn的去除率为66.41%和47.8%,Pb的去除率为70.27%和59.10%,Ni的去除率为43.72%和36.5%,Cu的去除率为51.92%和49.82%。
  在考察了常规Fenton法处理垃圾渗滤液的基础上,在1L容量的烧杯中进行Electro-Fenton法处理垃圾渗滤液的研究,反应器中装有碳毡和铂板两个电极。由碳毡(4.5×16×1.2cm)组成的工作电极用作阴极,用作阳极的对电极(铂板4.5×3.1cm)位于电化学反应器的中心,以便具有更好的电势分布,电极间距为3厘米,初始pH值为3。向溶液中加入50mg硫酸钠(Na2SO4)作为载体电解质,在反应开始电解前加入50mg/L硫酸铁FeSO4.7H2O作为Fenton反应催化剂,在电流接通之前加入20mg/L过氧化氢溶液(30%),手动激活电-芬顿反应。在处理过程中,电流强度在不同的反应时间(15-180分钟)内在50mA至300mA之间波动。处理30分钟后达到最高去除率,除了重金属外,所有污染物的电流强度均为200mA,90分钟后在300mA时达到最佳去除率。COD去除率为75.02%,NH4-N去除率为80.61%,磷酸盐去除率为62.37%,TOC去除率为56.15%,浊度去除率为70.3%,色度去除率为91.05%,Cd的去除率为99.78%,Co去除率为52.92%,Zn去除率为91.75%,Pb去除率72.85%,Ni去除率为48.12%的,Cu去除率为81.55%,Hg去除率为93.66%,As的去除率为60.83%。
  结果表明,Electro-Fenton工艺可以作为一种灵活的技术来处理垃圾渗沥滤,可以解决了常规Fenton处理过程中观察到的一些缺点如大量使用的化学产品和产生大量的污泥。Electro-Fenton对污染物的矿化也是最有效的。
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