臭氧催化氧化对垃圾渗滤液水质的影响
垃圾渗滤液是一种高浓度、难降解废水, 污染物成分复杂, 环境危害严重 . 垃圾渗滤中难降解有机物的去除是水处理行业急需解决的难题.臭氧氧化是一种重要的水处理技术, 能有效去除废水中有机污染物, 或者作为预处理改善难降解废水生物降解性 . 但是, 臭氧氧化存在利用率不高, 反应具有选择性等问题, 导致臭氧在水处理应用中成本较高.近年来, 臭氧氧化催化剂的研究逐渐受到重视, 发现活性炭、金属氧化物、负载型金属氧化物等都可以作为催化剂, 能够提高臭氧的利用率和污染物的去除率, 催化臭氧氧化技术在处理印染废水、农药废水、汽车厂综合废水等研究中都取得了较好的效果 . 对催化臭氧氧化反应的进一步研究发现, 催化剂是通过引发臭氧在水中分解的链反应, 生成浓度较高、化学性质活泼的H O • 促进反应进行的 , 可有效提高多种有机物臭氧氧化反应的速度.但是, 废水中有机物种类复杂, 催化剂对臭氧氧化废水水质变化的影响并不清楚.
本研究以垃圾渗滤液为实验材料, 采用C u O 为催化剂, 以B O D 5／COD 、U V254 和E E M 为指标对臭氧氧化水质变化展开研究, 深化催化臭氧氧化废水的认识, 并为臭氧与生物处理联用技术的研究提供支撑.
1 实验材料和方法
1. 1 实验材料
垃圾渗滤液: 取自河南新乡某垃圾填埋厂, COD 为2700 ～3100 m g／L , 茶褐色, 有恶臭, 氨氮质量浓度1800 m g／L , ORP 值45 ～94 m V , 在4 ºС条件下保存, 以备使用.
实验材料: 实验用水是生物活性炭处理后的垃圾渗滤液排水, COD 为500 ～800 m g／L , BOD5 值25 ～30 m g／L ,p H 值8. 5 ～8. 7 .
催化剂: 分析纯C u O 粉末, 分子量79. 55 .
1. 2 实验装置
实验装置如图1 所示, 反应器为5 L 的圆底烧瓶, 实验水量3 L , 采用磁力搅拌器搅拌, 反应过程中不同时间通过取样口取样测定, 尾气经装有活性炭的吸收瓶排放.实验中以纯氧为气源, 控制流量1 L／mi n , 生成的臭氧浓度为20. 5 m g／L .
1. 3 分析方法
三维荧光光谱(Exci t ati on- E mi ssi on Mat ri x ,EE M ) 采用F P −6500 荧光分光光度计( 日本) 测定, 数据采用O rigin8. 5 软件处理, 以等高线图表示;COD 采用快速消解分光光度法测定;BOD5 采用稀释接种法测定;U V254 采用T 6 紫外分光光度计( 北京) 测定; p H 值采用P H S-2 S 型精密p H 酸度计( 上海) 测定.
2 结论
2. 1 C u O 对臭氧氧化垃圾渗滤液反应具有明显的催化作用, 存在很佳投加量, 本实验为0. 7 g／L .
2. 2 B O D 5／COD 、U V254 、EF M 等指标均表明臭氧氧化改变了垃圾渗滤液的水质, 提高了生物降解性.
2. 3 臭氧氧化垃圾渗滤液C O D 去除率存在拐点, Cu O 催化剂能够加快拐点的出现, 臭氧氧化作为生物处理的预处理手段时, 催化剂的加入可以缩短反应时间, 减少臭氧使用量.
【作者】 崔延瑞； 吴青； 张璐璐； 程瑶； 王晓； 崔凤灵；
【机构】 河南师范大学环境学院河南省环境污染控制重点实验室； 黄淮水环境与污染防治教育部重点实验室； 河南师范大学化学与化工学院；
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