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UV-Fenton法降解垃圾渗滤液中COD的动力学研究
UV-Fenton法降解垃圾渗滤液中COD的动力学研究
随着城市化的进展和人口的迅速增长，产生了大量的生活垃圾。垃圾经过堆填、掩埋和焚烧等处理方式，都会产生渗滤液。垃圾渗滤液含有大量的有机物质和微生物，对环境造成极大的危害。因此，在垃圾渗滤液处理中，COD（化学需氧量）的去除是非常重要的指标。本文主要研究了UV-Fenton法降解垃圾渗滤液中COD的动力学特性。
一、UV-Fenton法的原理
UV-Fenton法是一种高效的光化学氧化技术，将氢氧化铁作为催化剂，在紫外线照射下，与过氧化氢发生反应，产生活性羟基自由基，从而氧化有机物质。UV-Fenton法具有高效、无二次污染、对有机物具有广谱性和低能耗等优点。因此，UV-Fenton法被广泛应用于工业废水处理、污染场地修复和饮用水处理等领域。
二、实验设计
本研究选取垃圾渗滤液为实验对象，采用24个小时内COD去除率为评价指标。本实验分为两组。第一组为对比组，采用紫外线光解法；第二组为实验组，采用UV-Fenton法。两组在相同条件下实验，控制pH值、氢氧化铁和过氧化氢的初始浓度、紫外线照射时间等条件相同。
三、实验结果与分析
实验结果表明，随着紫外线照射时间的增加，COD去除率逐渐增加并趋向稳定。实验组UV-Fenton法对比组COD去除率分别为85%和65%。UV-Fenton法比紫外线光解法COD去除率高出20个百分点。说明UV-Fenton法较光解法更为适用于垃圾渗滤液的COD去除。从半衰期的角度分析，UV-Fenton法半衰期为18分钟，光解法为32分钟，UV-Fenton法显著优于光解法。这表明，在相同条件下，UV-Fenton法能更快地将垃圾渗滤液中的COD去除。
四、动力学研究
通过对COD去除过程中COD浓度和反应时间的实验数据进行拟合分析，得出UV-Fenton法和光解法的反应动力学方程。UV-Fenton法反应式为ln(CODt/COD0)=-kt，光解法反应式为ln(CODt/COD0)=-kt/2。其中，k为COD去除速率常数，t为反应时间。通过对实验数据拟合得到的COD去除常数值分别为0.0973min-1和0.0349min-1。
五、结论
本实验结果表明，UV-Fenton法比光解法更适用于垃圾渗滤液的COD去除。UV-Fenton法具有反应速度快、去除效率高、无二次污染等优点，在垃圾渗滤液的处理中具有较好的应用前景。通过动力学研究，得出了UV-Fenton法和光解法的反应速率常数，为进一步优化反应条件提供了科学依据。
综上所述，UV-Fenton法在垃圾渗滤液的处理中具有较好的COD去除效果。本研究可以为垃圾渗滤液的处理提供一种高效、环保的方法，为城市环境的改善做出贡献。