Ti/RuO2-IrO2和Al极板电化学处理垃圾渗滤液的优化及机理分析

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随着城市化进程的加快和人民生活水平的提高，城市生活垃圾量日益增长。卫生填埋是我国目前主要采用的垃圾处理技术，但与此同时也带来了二次污染：卫生填埋过程中会产生垃圾渗滤液，这是一种危害性大的高浓度有机废水，含有大量难降解的有机物、氨氮及重金属等，若不及时妥善处理将会对周围环境造成严重污染。由于垃圾渗滤液的复杂性，单一的技术是很难完全处理达到排放标准的。
　　现如今，通过电化学技术处理垃圾渗滤液中的难降解物质已经受到越来越多的关注。本课题进行了该过程的单因素实验研究、响应面优化研究及其机理的初步探究。单因素实验主要研究阴极材料、反应时间、极板间距、电流密度、起始 pH值和氯离子浓度对化学需氧量（COD）和氨氮（NH3-N）去除的影响及产生变化的原因。采用响应面方法(Response Surface Methodology，简称 RSM)对电解过程进行优化，设定3个影响因子分别为电流密度、pH和氯离子浓度，响应值为 COD和 NH3-N的去除率。通过气质联用仪（GC-MS）分析渗滤液中的有机物以及环境扫描电镜/能谱仪（ESEM/EDS）、红外光谱技术（FT-IR）分析阴极产生的污泥，阐明了污染物去除的主要机制。
　　结果表明：采用钌铱钛（Ti/RuO2-IrO2）-铝(Al)电极联用电化学技术处理低生化性（BOD5/COD=0.12）的老龄垃圾渗滤液，在充分利用阳极氧化作用的基础上，以铝做阴极能够产生一定的絮凝作用。相比单一的电化学氧化技术，反应器结构得到优化，污染物去除效率也有所提升。单因素实验中最为显著的三个因素分别为电流密度、pH值和氯离子浓度。随着电流密度的增大，COD和 NH3-N去除率增大；酸性条件有利于 COD的去除，碱性条件则利于 NH3-N的去除；CI-一方面能够提高溶液的电导率，另一方面则是通过氧化还原反应生成强氧化剂 CIO-，对 COD和 NH3-N的去除起到间接氧化作用。利用响应面得出在最优条件下（电流密度0.1A/cm2, pH6.37,氯离子浓度6.5 g/L，电解时间150 min）， COD和NH3-N的去除率分别能达到83.7％、100%。此外，重金属也能得到部分去除。通过 GC-MS、FT-IR分析可知电解后渗滤液中有机物种类及浓度明显减少、絮体表面吸附有一部分有机物，进一步确定污染物去除的主要机制包括氧化、絮凝和沉淀。一系列结果均能表明该电化学过程处理垃圾渗滤液方便且高效。

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作者
李娟;
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作者单位

湖南大学;

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授予单位湖南大学;
学科环境工程
授予学位硕士
导师姓名杨朝晖;
年度 2017
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类生活;
关键词
垃圾渗滤液; 化学需氧量; 钌铱钛电极; 铝电极; 电化学处理;

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