微波輔助過二硫酸鹽對滲濾液中腐殖酸的降解研究.pdf

1、垃圾滲濾液中含有大量腐殖酸(HA),是化學需氧量(COD)的重要組成部分。HA是一類典型的大分子難降解有機物,它能夠絡(luò)合重金屬離子、影響色味,還可以形成有毒副產(chǎn)物。HA的降解是垃圾滲濾液處理的關(guān)鍵之一。因其難生化,不易被傳統(tǒng)生物法降解。
　　 過硫酸鹽高級氧化技術(shù)是近年來興起的新型高級氧化技術(shù)。過二硫酸鹽(PS)傳統(tǒng)的活化方法包括熱、光、過渡金屬離子。微波(MW)具有加熱快、高效、均勻等特點,可以快速活化PS形成硫酸根自由基(S

2、O4-·)。實驗在一臺改裝后的的家用微波爐(功率為800 W)中進行,通過研究影響因素和自由基機理等內(nèi)容,探討微波輔助過二硫酸鹽(MW+PS)技術(shù)對垃圾滲濾液中HA的降解。研究內(nèi)容如下:
　　 (1)通過檢測254 nm下吸光度(UV254)變化、400 nm下吸光度(VIS400)變化、紫外可見光譜等指標,研究了MW+PS氧化法對HA降解的可行性。結(jié)果表明5 mmol/L的PS在MW中被活化,反應30 min后對100 mg/

3、L的HA降解率接近100％。通過對反應前后總有機碳(TOC)的表征發(fā)現(xiàn),MW+PS不僅能夠降解HA,還能將其礦化,MW反應30 min,100 mmol/L的PS對100 mg/L HA的TOC去除率可達到98％。HA降解效率隨PS濃度的升高而增加,隨HA濃度的增加而降低;pH=4,7,10,12.8條件下,MW+PS對HA的降解效率都很高。叔丁醇(TBA)和甲醇(MA)被用作化學探針驗證反應過程中自由基的種類,實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),在降解HA

4、過程中,酸性條件下,SO4-·占主導,堿性條件下,羥基自由基(·OH)占主導。
　　 (2)用樹脂吸附分離法對滲濾液中HA進行分離與提取,采用MW+PS對提取的HA進行降解。通過對UV-vis光譜和不同pH下的UV254、VIS400檢測表征MW+PS對垃圾滲濾液中HA的降解效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn),MW+PS工藝對TOC和COD去除率分別為55％和58.9％,而且不同初始pH下(pH=3,7,13)HA反應30 min后UV254和VI

5、S400去除率均可到到95％以上。
　　 (3)垃圾滲濾液液中含有大量的Cl-,國標法測COD不能有效消除Cl-的干擾。比較了重鉻酸鉀回流法、快速消解分光光度法、堿性高錳酸鉀法以及紫外分光光度法對COD的檢測,對Cl-所產(chǎn)生的干擾進行討論。確定在水質(zhì)穩(wěn)定的垃圾滲濾液中采用紫外分光光度法檢測COD可以避免Cl-帶來的干擾,可以快速準確的檢測滲濾液中COD。
　　 (4)探討了MW+PS工藝對實際垃圾滲濾液(COD濃度為30

6、74.4 mg/L,Cl-濃度為5325 mg/L)的降解情況,同時比較了MW輔助過氧化氫(MW+H2O2)、MW輔助過—硫酸鹽(MW+PMS)對COD去除率的作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)氧化劑濃度為0.3 mol/L情況下,MW+H2O2、MW+PMS、MW+PS在30 min內(nèi)的COD去除率分別為42％、80％、97％,MW+PS的去除率更高、反應更溫和、更利于控制。其中氧化劑濃度越高,COD去除率越高;滲濾液中含有大量Cl-,因能夠捕獲反應中的