高铁酸盐预氧化结合光催化降解垃圾渗滤液研究

摘要

垃圾渗滤液是一种高浓度有机废水，具有水质复杂，污染物浓度高，水质水量变化范围大等特性。目前垃圾渗滤液的处理尚无完善工艺。高铁酸盐是铁的正六价存在形式，其分子式为FeO42-。由于高铁酸盐集消毒、氧化、絮凝、吸附以及助凝等多种特性于一体，因此在水处理领域得到广泛研究。Fe3+光催化氧化技术具有能耗低、操作简便、反应条件温和等特点，在常温常压下就可以进行，可在短时间内将有机污染物完全降解至CO2、H2O和酸，减少二次污染。鉴于高铁酸盐的强氧化性、产物的吸附絮凝性及氧化后溶液中Fe3+具有促进光催化的能力，文章设计了高铁酸盐预氧化后结合光催化对垃圾渗滤液的处理工艺。 本论文采用直流电解法制备高铁酸盐，用直接分光光度法对阳极电解液中高铁酸盐的浓度进行测定。实验表明，电解电压为6V、电解温度为30℃、电解2.5h可获得浓度为22.8mmol/L的高铁酸盐。在工艺处理中，每次均采用新制高铁酸盐，解决了高铁酸盐的易分解、不宜贮藏等缺点。实验得出，在室温下，高铁酸盐投加量为25.6mg·L-1（以铁的含量计）、pH=4时反应30min，垃圾渗滤液可取得46％的COD去除率，20％的NH3-N去除率，83％的总磷去除率和89％的色度去除率。 同时，论文比较了UV，TiO2/UV，（Fe（Ⅵ）/UV），Fe（Ⅵ）/TiO2/UV四种光反应工艺对渗滤液的处理效果，实验表明，高铁酸盐预处理后加入TiO2再光照（Fe（Ⅵ）/TiO2/UV）工艺效果最佳，光照4h后，渗滤液中COD、NH3-N和总磷的去除率分别达到55.3％、60.3％和100％。预氧化后的渗滤液直接光照工艺（Fe（Ⅵ）/UV）也能达到良好的效果，光照4h后，渗滤液中COD、NH3-N和总磷的去除率分别为50.4％、52.2％和100％。 本论文首次提出高铁酸盐与光催化结合工艺对垃圾渗滤液的处理，得出高铁酸盐处理渗滤液的最佳pH、最佳高铁投加量、最佳反应时间，并讨论了后续光催化对渗滤液的进一步降解效果，对高浓度有机废水处理具有重要的理论指导作用。