Fenton法预处理垃圾渗滤液的实验研究.doc

Fenton法预处理垃圾渗滤液的实验研究采用Fenton法预处理垃圾渗滤液考察了初始pH值、FeSO47H2O投加量、H2O2/Fe2+物质的量比及反应时间对Fenton氧化处理效果的影响。研究的主要结论如下：（1）pH、n（H2O2）/n（Fe2+）、FeSO47H2O投加量是影响Fenton氧化处理效果的主要因素反应时间对其也有一定影响。这些因素的主次关系为：（1）pHn（H2O2）/n（Fe2+）FeSO47H2O投加量反应时间；（2）在pH为3.0、FeSO47H2O投加量为1.2mmol/L、H2O2与Fe2+摩尔比为8：1、反应时间为30分钟条件下COD去除率可达到62.3%。生活垃圾经环卫系统收集压缩以后运输至垃圾焚烧发电厂垃圾库垃圾经堆放、压缩、发酵以后产生渗滤液垃圾渗滤液属原生垃圾渗滤液我国大部分城市生活垃圾的厨余物多含水率高、热值低炉排炉直接焚烧处理垃圾时必须将新鲜垃圾在垃圾库中储存5～7天进行发酵以达到滤出水份、提高热值保证后续垃圾焚烧的正常运行和炉膛温度。垃圾渗滤液会对周围的环境造成严重的影响如何有效处理垃圾渗滤液成为近年来的研究热点[1-11]。本研究采用Fenton法预处理垃圾渗滤液对其预处理效果进行研究为Fenton法应用于垃圾渗滤液预处理提供一些参考。1材料及方法1.1实验材料与仪器实验试剂：浓硫酸、氢氧化钠、硫酸亚铁铵、七水合硫酸亚铁、重铬酸钾、硫酸-硫酸银、一水合邻菲咯啉、双氧水、硫酸汞。实验废水：实验所用的垃圾渗滤液取自泰州市某垃圾焚烧发电厂通过初步测定废水的pH值在6.53左右COD为10200mg/L。颜色呈现黑褐色并伴有恶臭味。实验仪器：电子天平、pH计、COD消解器。1.2实验方法取一定量的垃圾渗滤液于500ml的烧杯中调节pH值再加入一定量的FeSO47H2O和双氧水搅拌反应一段的时间后静置30分钟然后取其上清液测定COD。分别改变反应条件中的初始pH值、FeSO47H2O投加量、H2O2/Fe2+物质的量比及反应时间考察这些条件对处理效果的影响。2结果与讨论2.1初始pH值的影响取6份100ml的垃圾渗滤液加入到6个500ml的烧杯中分别调节pH值到2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0再加入5.0ml/L的双氧水和5mmol/L的FeSO47H2O搅拌反应时间设定为1个小时。反应完成后静置30分钟后取其上清液测定COD实验结果如图1所示。由图可知当pH在2～4范围之内随着pH的增加COD的去除率呈现了上升的趋势并在pH=4.0时COD去除率为最大。当pH大于4时随着pH值的增加COD去除率则逐渐呈下降的趋势。这是由于在酸性条件下对H2O2的分解和OH产生比较有利并且Fe2+的催化效率比较高但随着pH的升高会有一部分Fe2+被氧化为Fe3+而Fe3+的催化效果则不如Fe2+也降低了OH的氧化活性所以对COD的去除效果会下降。由于在pH为3和4时的去除率比较相近出于对经济性的考虑最佳pH值为4.0。2.2Fe2+投加量的影响分别取100ml的垃圾渗滤液加入6个到500ml的烧杯中调节pH值到4.0固定双氧水投加量为5.0ml/LFeSO47H2O的投加量分别为5、2.5、1.2、0.8、0.6、0.5mmol/L搅拌反应时间设定为1个小时。反应完成后静置30分钟后取其上清液测定COD实验结果如图2所示。由图可以看出当Fe2+浓度在0.5～0.8mmol/L的范围内时随着FeSO47H2O投加量的逐渐增加COD去出率明显地呈现上升趋势在0.8mmol/L时COD去除率达到最大但继续增加投加量时去除率反而开始缓慢地降低。这是因为随着Fe2+的增加催化H2O2产生的OH也会随之增加但是当Fe2+投加过量时多余的Fe2+则会与OH反应产生Fe3+并且会消耗掉一部分的双氧水使其活性降低影响了COD的去除。因此最佳的FeSO47H2O投加量为0.8mmol/L。2.3H2O2与Fe2+物质的量比的影响分别取100ml的垃圾渗滤液到6個500ml的烧杯中调节pH值到4.0固定FeSO47H2O的投加量为0.8mmol/L调节H2O2与Fe2+摩尔比1：1、2：1、4：1、6：1、8：1、10：1搅拌反应时间设定为1个小时。反应完成后静置30分钟取其上清液测定COD实验结果如图3所示。由图可知H2O2与Fe2+摩尔比对COD去除率的影响比较明显当H2O2与Fe2+摩尔比在1～4之间时随着H2O2与Fe2+摩尔比的增大COD去除率上升得比较快并在4：1的时候COD去除率达到了最大值之后则呈现了下降趋势并且有较小的波动。这是由于随着n（H2O2）/n（Fe2+）的增加产生的H2O2量较多则生成OH的量也会增多氧化能力就得到了提升。但当H2O2过量时溶液中的一部分Fe2+会被氧化成Fe3+而且