微波誘導(dǎo)催化非均相Fenton反應(yīng)降解垃圾滲濾液有機(jī)物的研究.pdf

1、針對垃圾滲濾液特別是中后期滲濾液水質(zhì)復(fù)雜、污染物濃度高、可生化性低的特點(diǎn)，以及常規(guī)Fenton體系對特定酸性環(huán)境的要求、水中鐵濃度較高、催化劑分離、回收、循環(huán)利用存在困難等問題，本論文以重慶長生橋垃圾衛(wèi)生填埋場滲濾液為處理對象，研究了微波誘導(dǎo)催化非均相Fenton氧化系統(tǒng)對后期垃圾滲濾液有機(jī)物的降解。通過浸漬-焙燒法制備兩種以活性炭為載體的催化劑AC-Cu、AC-Fe，并對催化劑進(jìn)行表征和重復(fù)再生性能研究；考察了相關(guān)因素對催化降解污染物

2、反應(yīng)過程的影響，進(jìn)而對微波誘導(dǎo)催化非均相Fenton氧化污染物性能和反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行分析研究；對微波/H2O2/催化劑體系降解污染物的動(dòng)力學(xué)過程進(jìn)行研究，結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對兩種微波誘導(dǎo)催化非均相Fenton氧化體系進(jìn)行了對比分析。
　　 結(jié)果表明，活性炭通過改性，其比表面積、孔徑分布及表面官能團(tuán)得到調(diào)整，對金屬的負(fù)載過程產(chǎn)生影響，最終影響催化劑對污染物的催化氧化活性。在效果較好的催化劑AC-Cu表面，金屬銅主要存在形態(tài)為CuO，其次為C

3、u，所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為94.78％和5.22％；在效果較好的催化劑AC-Fe表面，金屬鐵主要存在形態(tài)為Fe、FeO和Fe2O3，所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為38.97％、37.57％和23.46％。催化劑AC-Cu、AC-Fe達(dá)到最高COD去除率的Cu、Fe負(fù)載量分別為2.53wt％、1.12wt％。適宜的焙燒條件為：溫度300℃、時(shí)間2小時(shí)。另外，催化劑重復(fù)使用5次后，垃圾滲濾液COD去除率比初次使用分別降低了5.6％、5.84％，說明催化

4、劑催化活性、穩(wěn)定性變化不大。
　　 對于AC-Cu與AC-Fe體系，初始pH=3、H2O2投加量分別為4.98×103mg·L-1、0.33×103 mg·L-1，AC-Cu、AC-Fe催化劑用量分別為0.5×104mg·L-1、2.0×104mg·L-1，微波功率420w，微波輻射10min時(shí)，垃圾滲濾液COD可以達(dá)到較好的去除效果，COD去除率分別為84.13％、60.16％。采用函數(shù)C=Ce+m·exp(-k.t)對不同條

5、件下垃圾滲濾液COD含量隨反應(yīng)時(shí)間變化結(jié)果進(jìn)行擬合，所有R2都大于0.90，擬合函數(shù)較好的描述了實(shí)際變化過程。
　　 微波/H2O2/AC-Cu體系與微波/H2O2/AC-Fe體系對垃圾滲濾液COD去除結(jié)果表明，對于Cu、Fe這兩種具有3d軌道的過渡金屬，當(dāng)作為催化劑的活性組分時(shí)，其體系構(gòu)成、作用機(jī)制、結(jié)果具有相似性。對垃圾滲濾液COD去除效果的差異可能與催化劑金屬活性的差異、所受溶液環(huán)境影響的差異，及H2O2在不同體系淬滅活性