高级氧化技术降解垃圾渗滤液中富里酸的实验研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:whk213071596
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
垃圾渗滤液是一种难降解的高浓度有机废水,不经处置排放将会引起严重的环境问题,且一般的生物组合处理工艺很难将其有效降解。众多研究表明,垃圾渗滤液中的难降解有机物主要是水溶性腐殖质,而水溶性腐殖质主要由腐殖酸(Humic Acid,HA)和富里酸(Fulvic Acid,FA)组成。
  高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes,AOPs)在水处理领域方面有着显著的优势。其主要原理是通过反应体系中产生活性极强的自由基(如羟基自由基·OH)将水体中的大分子难降解有机污染物氧化分解成低毒或者无毒的小分子产物。AOPs多种多样,其中臭氧氧化、二氧化钛(TiO2)光催化氧化以及钒酸铋(BiVO4)光催化氧化三种不同的高级氧化技术因各自独特的优点受到了越来越多的关注。臭氧氧化技术主要通过直接反应或间接反应氧化有机物,反应速度快、无二次污染;TiO2光催化氧化技术主要通过半导体光催化剂TiO2吸收紫外光能发生电子跃迁,从而引发一系列自由基链式反应产生氧化性极强的自由基(主要是·OH)氧化有机物,其反应条件温和;对于BiVO4光催化氧化技术来说,其半导体光催化剂BiVO4的禁带宽度较窄,能够实现在可见光下降解有机物,且光催化活性高,无毒害。
  本论文采用臭氧氧化、TiO2光催化氧化以及BiVO4光催化氧化技术对垃圾渗滤液中的典型难降解有机物FA进行氧化降解,探究了各种高级氧化技术的影响因素,找到各个实验的最佳反应条件并从能耗的角度探究了最优的实验方案,以期为垃圾渗滤液的降解提供更加有效的处理方法。
  采用臭氧氧化技术降解FA,控制FA浓度为250mg·L-1,体积为40L,以化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)、水样在254nm处的吸光度值(UV254)、色度(Colour Number,CN)的去除率表征实验效果,探究臭氧浓度、反应时间、溶液初始pH值对实验的影响,以期找到实验的最佳反应条件并分析其效能比EDR。结果表明本实验的最佳反应条件为臭氧浓度为36.7mg·L-1、反应时间为60min、溶液初始pH值为9,此时COD、UV254以及CN的去除率分别为36.58%、76.56%、95.66%,EDR为2.10×10-3Kg/KJ。
  采用TiO2光催化氧化技术降解FA,控制FA浓度为50mg·L-1,体积为100mL,以UV254的去除率表征实验效果,探究TiO2投加量、反应时间、溶液初始pH值对实验的影响,以期找到实验的最佳反应条件并分析其效能比EDR。结果表明本实验的最佳反应条件为TiO2投加量为0.09g、反应时间为60min、溶液初始pH值为5,此时UV254的去除率为95%,EDR为2.20×10-5Kg/KJ。
  采用BiVO4光催化氧化降解FA,首先利用溶液燃烧法(Solution Combustion Method,SCM),控制煅烧温度为500℃合成BiVO4光催化材料,通过X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)、透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)、X射线电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)、紫外可见吸收光谱(Ultraviolet-Visible Spectroscopy,UV-Vis)等手段对样品的形貌和结构进行表征分析。后以FA为目标降解物,控制其浓度为10mg·L-1,体积为50mL,以UV254的去除率表征实验效果,探究BiVO4投加量、反应时间、溶液初始pH值对实验的影响,以期找到实验的最佳反应条件并分析其效能比EDR。结果表明本实验所制备的BiVO4材料为单斜晶体结构的BiVO4,实验最佳反应条件为BiVO4投加量为1.5g反应时间为80min,溶液初始pH值为6,此时UV254的去除率为52%;在反应时间为60min时,EDR为4.81×10-7Kg/KJ。
  在相同的反应时间为60min时,臭氧高级氧化技术降解富里酸的效能比EDR要远大于其他两种高级氧化技术。于是,从能耗的角度来看,针对富里酸的氧化降解,在本文所讨论的三种不同的高级氧化技术中,臭氧高级氧化技术是最优的实验方案。
其他文献
《戚林八音》是闽方言区中成书最早、影响最广的一部通俗韵书,它反映了明清时期福州方言的总体面貌,具有重要的语音学、文字学、词汇学价值。  《戚林八音》音系与《广韵》相比,保留了许多中古甚至更早的语音特点,但也有独特的语音分化轨迹。声母方面,明清时期福州方言保持了上古“古无轻唇音”、“古无舌上音”,中古以来浊音清化等特点,但在知、精、庄、章四组声母的关系,喉音声母[h]的来源等问题上,又与共同语声母演
随着电子通讯技术尤其是计算机技术的迅速发展,语音合成、语音识别、文本转换等语音技术领域已取得了令人振奋的进步.目前,语音合成技术已能生成清晰度较高的一个个单字,但在进一步拼接合成更大的语言单位,例如:短语、句子时,却面临着合成结果机械、不自然、可懂度低的问题.要改善这种状况,急切需要深入了解语言韵律的规律和本质.近十几年来,这方面的问题已经引起重视,调查研究工作已在许多不同语言内获得开展,并取得了
学位
元认知在阅读过程中的作用越来越被研究者所重视.以往的相关研究证实了阅读元认知策略(特别是个体对阅读过程的有效监控)能极大地促进阅读效果,并指出它是区分低级阅读者和高级阅读者的关键.因此,研究者认为培养个体的元认知策略应该成为阅读课程的一个重要组成部分.但是,已有的研究大多是建立在母语阅读的基础上,关于ESL的阅读元认知策略及其训练则相对较少,尤其是在自然课堂环境下的研究则更少.该文试图在自然课堂环
学位
ESL
该文试图介绍一种新的研究人类交际的方法,研究对象为由手机发送的短信息,该方法衍生于认知科学的出现和发展.从20世纪70年代开始,认知科学对语用学研究产生了极大的影响,结果一个新的语用学分支应运而生:认知语用学.在这一背景下,该文着重讨论了人类自身的认知过程对短信息交流的帮助和影响.在这本书中作者从认知的角度来洞察语用学研究,并提出了极具代表性的关联理论.根据这一理论,交际被认为是一种有目的的认知活
学位
母语对外语学习的影响一直是二语习得研究的一个焦点.由于受语言迁移理论和对比分析假设的影响,长期以来很多人以为母语在外语学习中只是起着负迁移的作用.因此,他们主张在外语学习过程中要极力避免使用母语.然而,建立在行为主义学习观上的语言迁移理论和对比分析假设忽视了母语在二语习得中除迁移以外可能起到的其它作用,例如学习者有意识地借用母语或避免使用目标语等.随着对外语学习过程的深入了解,研究者开始从不同的角
学位
溅射离子泵是一种应用于超高真空领域的真空获得设备,主要由排气组件、永磁铁、电源、泵体四部分组成。泵内没有旋转部件,具有结构简单、零噪声、无振动、不会产生油污染、无需冷剂等特点。溅射离子泵经过60余年的发展,抽速涵盖了从零点几升至几千升每秒的范围,广泛应用于高能电子束加速器、宇宙空间模拟、电子显微镜、重离子医疗机等尖端科学技术领域。目前,随着我国尖端科学仪器设备、国家重大工程等项目对超高真空环境的需
近年来,随着集成电路产业、光学元器件产业、薄膜产业、医药行业、化学工业等行业的蓬勃发展,给干式真空泵(或称“真空干泵”,简称“干泵”)带来了史无前例的发展时机。集成电路厂家的一条产线,往往需要数以千计的干泵。由于国家对干泵研发的大量投入和对产业发展的积极引导,国内干泵制造厂家迎来重要的发展机遇,经历了“从无到有”、“从有到可靠”的发展路径,目前正在向“更节能、更高效”的方向发展。传统的干泵测试装置
癌症已成为当今人类健康的重要杀手,对人们的生活和工作具有很大的威胁。铂类药物治疗策略自开发以来取得了巨大进展,然而在机理研究和治疗方案的优化上需求快速、高效、低耗的分析手段。基于微流控技术的快速发展和应用,微芯片凭借微型化、高通量、低消耗等优势在医疗生化领域提供了优秀的研究平台。在芯片内进行癌细胞的给药研究在药物开发、药物筛选等领域具有重要的意义。  本文围绕铂类药物针对癌细胞的给药过程,基于流体
20世纪初,水蒸气喷射制冷系统首次问世,当时作为一种环保设备被广泛应用。但是由于水蒸气喷射泵一系列的缺点,比如效率较低,安装面积大,这就极大的限制了喷射泵的广泛推广。近年来,随着工业的发展,环境问题和能源问题已经成为亟待解决的问题,节能环保的设备就变得越来越重要,同时关于喷射泵的理论和实验研究得到了进一步的发展,喷射泵在结构改进以及抽气效率方面取得了极大的进步,推动了喷射泵在石油化工、冶金、纺织、
学位
乳制品废水主要含有糖类、脂肪、蛋白质等有机物,除此之外,具有有机氮含量高、可生化性好、易发生污泥膨胀等特点,处理不当会对环境造成一定的危害。复合式厌氧折流板反应器(Hybrid Anaerobic Baffled Reactor,HABR)与多段式生物接触氧化工艺(Multi-Stage Active Biological Process,MSABP)均具有处理效率高、抗冲击性强、产泥量少、造价低