超聲-Fenton聯(lián)合降解印染污泥中多環(huán)芳烴的研究.pdf

1、印染污泥是印染廢水處理過程產(chǎn)生的主要固體廢棄物。根據(jù)2014年中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒，全國印染污泥產(chǎn)生量（含水率以80％計(jì)）約為490.9萬噸，填埋和焚燒是其主要外運(yùn)處置方式。課題組前期研究發(fā)現(xiàn)多環(huán)芳烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)是印染污泥中的主要特征污染物，污泥中PAHs的含量高達(dá)16.7mg/kg。由于PAHs屬于有毒、致突變、致癌和致畸的難降解有機(jī)物，因此，對印染污泥中PAHs無害化處理

2、已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。
　　本研究，采用超聲聯(lián)合Fenton法(US-Fenton)處理印染污泥中的PAHs。研究內(nèi)容如下:(1)評估US-Fenton法降解印染污泥中PAHs的動(dòng)力學(xué)常數(shù)和協(xié)同作用;(2)探究不同的反應(yīng)條件對US-Fenton法降解印染污泥PAHs的影響，如US的聲能密度、反應(yīng)時(shí)間、pH、H2O2投加量、H2O2與Fe2+的摩爾比例;(3)采用中心合成設(shè)計(jì)的響應(yīng)曲面法優(yōu)化US-Fenton法降解印染污泥中PAHs的反

3、應(yīng)參數(shù)，并探析各因素之間的相互影響。主要研究結(jié)果如下:
　　與單獨(dú)US和單獨(dú)Fenton法相比較，US-Fenton法能夠更有效地降解印染污泥中的PAHs和有機(jī)碳，主要表現(xiàn)在:處理40min后，單獨(dú)US、單獨(dú)Fenton和US-Fenton法三種方法對印染污泥中PAHs去除率分別為22.7％、55.4％、65.9％，并且TOC礦化率分別為5.6％、11.4％、19.5％。US-Fenton聯(lián)合法對印染污泥PAHs的降解具有顯著的協(xié)

4、同作用，US-Fenton聯(lián)合法降解印染污泥中ΣPAHs和TOC的協(xié)同因子分別為25.8和35.0。此外，在US-Fenton法處理30～40min過程中，相比于PAHs去除率穩(wěn)定不變，TOC礦化率仍在提高，表明印染污泥中有機(jī)質(zhì)的存在影響PAHs的降解效果，有機(jī)質(zhì)與PAHs具有競爭關(guān)系。單因素實(shí)驗(yàn)表明US-Fenton聯(lián)合降解印染污泥中PAHs的最佳實(shí)驗(yàn)條件為:聲能密度為360 W/L，pH為3.0，H2O2投加量為140 mmol/L

5、，H2O2∶Fe2+的摩爾比例為1∶1。低聲能密度有利于US-Fenton聯(lián)合法對PAHs的降解，當(dāng)聲能密度超過1080 W/L，產(chǎn)生的大氣泡會(huì)抑制體系中·OH自由基的產(chǎn)生，從而降低了US-Fenton聯(lián)合法對PAHs的降解效果。然而，在較少·OH自由基的存在下，高聲能密度產(chǎn)生的高能量有利于高環(huán)PAHs的降解并進(jìn)一步分解為低環(huán)PAHs，使得高環(huán)PAHs的去除率高于低環(huán)PAHs。經(jīng)CCD響應(yīng)曲面法優(yōu)化后的降解條件為:H2O2投加量為152