活性炭催化濕式氧化體系降解垃圾滲濾液中富里酸的研究.pdf

1、隨著人口的不斷增長，中國每年的城市固體垃圾的產(chǎn)生量與日俱增。衛(wèi)生填埋法是目前處理城市固體垃圾的最常用方法，而填埋過程中所產(chǎn)生的高濃度垃圾滲濾液能夠嚴重污染環(huán)境，威脅人體健康。垃圾滲濾液常用生物法進行處理，而晚期垃圾滲濾液由于富里酸等有機物的存在而難于生物降解。本論文以活性炭為催化劑，過硫酸鉀為促進劑，對垃圾滲濾液中的難降解有機污染物富里酸進行了催化濕式氧化降解研究。本研究為生物法處理垃圾滲濾液提供了一種具有發(fā)展前景的預處理方法。

2、　　首先以富里酸的模型污染物對苯二酚為目標污染物，在過硫酸鉀促進活性炭催化氧化體系中進行降解，并初步考察了體系中所涉及的反應(yīng)機理。在優(yōu)化條件下對反應(yīng)產(chǎn)物進行了氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)分析，并使用乙醇、叔丁醇為抑制劑進行自由基抑制劑實驗以探索體系中所產(chǎn)生的活性自由基。GC-MS檢測結(jié)果表明，對苯二酚的降解產(chǎn)物主要為丁二酸，1，5-己二醇，己二酸以及鄰苯二甲酸等易生物降解的小分子有機酸與醇類化合物。自由基抑制實驗結(jié)果顯示，體系中起催化活性作用

3、的物質(zhì)主要為羥基自由基和硫酸根自由基。
　　接著以該催化氧化體系對富里酸(400 mg·L-1)進行了催化濕式氧化降解。系統(tǒng)考察了反應(yīng)溫度、催化劑和促進劑用量對過硫酸鉀促進活性炭催化氧化體系降解富里酸效果的影響。采用氮氣吸附脫附法對活性炭的微孔結(jié)構(gòu)進行了研究，并使用傅里葉紅外光譜法和零點電荷分析法研究了活性炭在反應(yīng)前后表面化學性質(zhì)的變化，以探索本催化氧化體系降解富里酸的自由基反應(yīng)機理。結(jié)果顯示，在優(yōu)化條件下，幾乎100％的富里酸被

4、降解，而COD的去除率達到了77.8％。同時，降解后富里酸的可生化降解指數(shù)從0.13大幅提升到0.95。活性炭表面微孔結(jié)構(gòu)以及化學性質(zhì)的研究表明，活性炭表面的含氧基團(-OH基和羰基結(jié)構(gòu))的形成會對反應(yīng)過程中自由基的產(chǎn)生起到積極作用從而促進富里酸降解，而活性炭在反應(yīng)后的結(jié)構(gòu)變化則可能在一定程度上降低富里酸的去除效果。在氧化過程中，活性炭展現(xiàn)了很好的穩(wěn)定性：使用4次時，富里酸的降解率仍然保持在60％以上。通過自由基抑制實驗考察了該體系的反