含鐵化合物活化過硫酸鹽處理垃圾滲濾液生化尾水.pdf

1、以南昌市麥園垃圾填埋場滲濾液生化尾水作為研究對(duì)象，分別構(gòu)建Fe2+/Na2S2O8體系、ZVI/Na2S2O8體系、Fe3O4/Na2S2O8體系處理滲濾液生化尾水。采用單因素法對(duì)不同氧化體系的影響參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上，借助正交實(shí)驗(yàn)對(duì)不同影響參數(shù)進(jìn)行顯著性分析；采用傅里葉紅外光譜、紫外光譜、三維熒光光譜探討不同氧化體系對(duì)滲濾液生化尾水中污染物質(zhì)的去除特性；利用X射線衍射儀（XRD）、電鏡掃描（SEM）、X射線光電子能譜（XPS）對(duì)反

2、應(yīng)前后的催化劑（ZVI與Fe3O4）進(jìn)行微觀形態(tài)分析。本文主要得出以下結(jié)論：
　　（1）Fe2+/Na2S2O8體系處理垃圾滲濾液生化尾水：
　　適宜的工藝參數(shù)：Fe2+投加量為1g/L，廢水初始pH=4.0，Na2S2O8投加量4.0g/L，反應(yīng)時(shí)間為12h，在此工藝條件下COD與色度的去除率達(dá)60％和95%。正交實(shí)驗(yàn)表明：各單因素對(duì)氧化體系綜合指標(biāo)影響大小順序?yàn)椋篘a2S2O8投加量>pH>Fe2+投加量>反應(yīng)時(shí)間。

3、r>　　采用三維熒光與紫外光譜對(duì)Fe2+/Na2S2O8體系處理前后水樣水質(zhì)特性分析：相比于滲濾液生化尾水，經(jīng)Fe2+/Na2S2O8氧化體系處理出水中有機(jī)污染程度降低，大量腐殖酸類物質(zhì)被降解；同時(shí)氧化體系處理后滲濾液水體中溶解性有機(jī)物（DOM）的分子共軛效應(yīng)下降與分子縮合度減弱。
　?。?）ZVI/Na2S2O8體系處理垃圾滲濾液生化尾水：
　　適宜的工藝參數(shù)為：在最佳參數(shù)pH=7，Na2S2O8投加量2.5g/L，ZVI

4、投加量為0.5g/L時(shí)，COD除率達(dá)71%，反應(yīng)時(shí)間在12h后氧化反應(yīng)基本完成。同時(shí)正交實(shí)驗(yàn)表明：各單因素對(duì)氧化處理垃圾滲濾液中的綜合指標(biāo)影響大小順序?yàn)椋篫VI投加量>Na2S2O8投加量>pH>反應(yīng)時(shí)間。
　　采用三維熒光、紫外光譜、紅外光譜對(duì)ZVI/Na2S2O8體系處理前后水樣水質(zhì)特性分析：經(jīng)過ZVI/Na2S2O8體系處理后的水樣中的溶解性有機(jī)物（DOM）污染程度降低且腐殖酸類物質(zhì)被大量降解為小分子量的富里酸；同樣相比于處

5、理前水樣，經(jīng)ZVI/Na2S2O8體系處理后水樣中有機(jī)物分子縮合度與芳香性減弱；通過紅外光譜對(duì)處理前后水樣中有機(jī)物官能團(tuán)與結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)定時(shí)發(fā)現(xiàn)：處理前后水樣的主要官能團(tuán)與結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的變化。
　　利用電鏡掃描（SEM）、X射線衍射儀（XRD）對(duì)反應(yīng)前后的ZVI進(jìn)行微觀形態(tài)分析發(fā)現(xiàn)：ZVI催化后表面不僅存在Fe0，同時(shí)含有Fe2+、Fe3+且有大量的絮狀氧化物覆蓋其表面。
　?。?）Fe3O4/Na2S2O8體系處理垃圾滲濾液生

6、化尾水：
　　適宜的工藝參數(shù)為：在pH=3，Na2S2O8投加量為3.5g/L，F(xiàn)e3O4投加量為1.5g/l，反應(yīng)時(shí)間24h。在此條件下，COD和色度的去除率分別達(dá)64%與100%。正交實(shí)驗(yàn)表明：各單因素對(duì)氧化處理垃圾滲濾液中的氧化綜合指標(biāo)影響大小順序?yàn)椋簆H>納米Fe3O4投加量>Na2S2O8投加量>反應(yīng)時(shí)間。
　　采用三維熒光、紫外光譜、紅外光譜對(duì)Fe3O4/Na2S2O8體系處理前后水樣水質(zhì)特性分析：經(jīng)Fe3O4/

7、Na2S2O8體系處理出水中，大部分滲濾液生化尾水中的腐殖酸類物質(zhì)被硫酸根自由基（SO4?-）氧化為分子量小與結(jié)構(gòu)化不穩(wěn)定的富里酸；同樣氧化后水體中有機(jī)物的主要結(jié)構(gòu)與官能團(tuán)發(fā)生變化且水樣中共軛雙鍵明顯大幅度降低，同時(shí)相比于處理前滲濾液生化尾水，處理出水中的可溶性有機(jī)物（DOM）芳香性降低和取代基種類減少。
　　利用電鏡掃描（SEM）、X射線衍射儀（XRD）、X射線光電子能譜（XPS）、BET分析儀等對(duì)反應(yīng)前后Fe3O4進(jìn)行微觀形態(tài)

8、分析：
　　采用X射線衍射儀（XRD）、電鏡掃描（SEM）對(duì)催化前后的納米Fe3O4形態(tài)表征可以發(fā)現(xiàn)：部分納米Fe3O4已被Na2S2O8氧化成r-Fe2O3存在且反應(yīng)后納米Fe3O4粒徑減小、結(jié)構(gòu)空洞；利用XPS對(duì)反應(yīng)前后的納米Fe3O4表面結(jié)構(gòu)鐵離子價(jià)態(tài)及含量的變化分析發(fā)現(xiàn)：反應(yīng)后的納米Fe3O4中Fe3+/Fe2+比值由反應(yīng)前的1.8下降為0.8；同樣采用BET對(duì)反應(yīng)前后的納米Fe3O4孔徑、孔容與比表面積進(jìn)行表征分析發(fā)現(xiàn)：