模拟准好氧型填埋场老龄垃圾渗滤液电化学处理研究

摘要

以循环式准好氧垃圾填埋技术所产生的“老龄”渗滤液作为研究对象，通过小试实验比较电化学过程中不同阳极材料对渗滤液处理效果的影响和每种阳极的最佳电解条件，确定最佳电解工艺方案；同时对渗滤液电化学处理过程中高浓度的Cl<'->转化问题进行了初步的定量分析。本研究可为实际工程应用提供理论依据和技术参数。 实验结果表明：①电化学过程对垃圾填埋场渗滤液具有很好的处理效果；当选用的阳极材料不同，其处理效果也明显不同。在同一固定条件下用不同电极作阳极电解处理渗滤液时，其中所含Cl<'->浓度的大小对污染物去除效果起着重要作用；对于同一电极在初始Cl<'->浓度不同时，渗滤液电解效果亦不同，据此认为，选择阳极材料的主要依据是Cl<'->浓度的大小。电解初始Cl<'->浓度较高时宜选用Ru-Ir/Ti电极，而当初始Cl<'->浓度较低时宜选用β-PbO<,2>作阳极电解处理渗滤液。②电解去除渗滤液COD的最佳电解方案是以Ru-Ir/Ti电极作阳极，在pH为9，Cl<'->浓度为13.2g/l，电流密度为12A/m<'2>，电解60min或以β-PbO<,2>电极为阳极，在pH=12，Cl<'->浓度为11g/l，电流密度为12A/m<'2>，电解60min。此时渗滤液COD去除率都能达到96.9％以上。③综合考虑COD、色度、pb<'2+>浓度去除效果、渗滤液的初始pH值、Cl<'->浓度等水质特征以及能耗等因素进行综合评分时最佳电解方案是以Ru-Ir/Ti电极作阳极，在pH为9，Cl<'->浓度为8.8g/L，电流密度为12A/dm<'2>下电解渗滤液45min；在此方案下电解时渗滤液中的COD、色度、pb<'2+>去除率分别达到94.3％，96.4％和74.4％；渗滤液中的COD从原来的1369mgL降到78mg/L，达到渗滤液一级排放标准。④Cl在电解氧化过程中主要转化形式为ClO<'->和Cl<,2>，大部分以Cl<'->和ClO<'->形式留在渗滤液中；但若在不利的条件下电解，也有不少的Cl<'->氧化为Cl<,2>从废水中逸出。影响ClO<'->产生量主要因素是阳极材料和Cl<'->初始浓度。⑤阳极材料不同，酸碱条件不同，Cl<,2>产率也就有所不同。在电解处理渗滤液过程中应选择适宜的条件尽量减少Cl<,2>的产生量或采用相应的工程措施使Cl<,2>外排放量降到最小。⑥ClO<'->在电化学过程中的间接氧化作用很明显，且ClO<'->氧化有机物的作用大小和阳极材料之间存在一定的协同作用。当Ru-Ir/Ti电极作阳极时ClO<'->氧化有机物的作用最明显。 本研究是采用电化学方法处理垃圾渗滤液的一次有益尝试。从理论上不仅深化了电化学法处理渗滤液的认识，而且为该法的深入研究和实际工程应用提供技术支持。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1研究问题的提出

1.1.1垃圾填埋技术

1.1.2传统厌氧垃圾填埋场的不足

1.1.3准好氧填埋及其优势

1.1.4渗滤液及其处理方法

1.1.5研究问题的提出

1.2国内外垃圾填埋场渗滤液电化学处理研究现状

1.3论文的选题，主要内容，研究目标，思路及技术路线

1.3.1论文的选题

1.3.2论文方法及主要内容

1.3.3研究目标

1.3.4研究思路及技术路线

第2章电化学法处理渗滤液原理及电极性能测试

2.1电化学知识

2.1.1相关电化学基础知识

2.1.2电化学应用与研究内容

2.1.3电化学方法及特点

2.2电化学法处理垃圾填埋场渗滤液的原理

2.2.1电化学法处理渗滤液污染物的一般原理

2.2.2电催化降解原理

2.2.3活性中间产物对污染物的去除

2.3电极性能测试

2.3.1电流—时间曲线

2.3.2电位—时间曲线

第3章电化学法处理渗滤液的室内模拟研究

3.1实验概况

3.1.1实验目的

3.1.2渗滤液水质特征

3.1.3实验装置

3.1.4实验试剂及仪器

3.1.5分析测定方法

3.2实验方法

3.2.1阳极材料对电解处理效果的比较

3.2.2渗滤液电解处理最佳方案的选择

3.2.3 Cl-对电解处理效果的影响及其转化

第4章结果与讨论

4.1不同电极分别作阳极在同一条件下电解处理效果的比较

4.2电解处理垃圾渗滤液最佳方案的选择

4.2.1正交实验设计

4.2.2 Ru-Ir/Ti电极作阳极时最优电解条件的选择

4.2.3 β-PbO2电极作阳极时最优电解条件的选择

4.2.4石墨电极作阳极时最优电解条件的选择

4.2.5 Pt/Ti电极作阳极时最优电解条件的选择

4.2.6几种最优方案的比较

4.3电解处理垃圾渗滤液中Cl-转化问题初探

4.3.1同一固定条件下不同阳极材料对Cl-转化的影响

4.3.2在不同电解处理条件下Cl-转化量的分析

4.3.3 Cl-在影响COD电解去除效果各因素中的地位

4.3.4综合考虑环境效益和能耗最优电解处理方案的选择

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研实践