高鐵酸鉀預處理垃圾滲濾液
摘要:采用自制高(gao)純度(du)高(gao)鐵(tie)酸(suan)鉀預處(chu)理(li)危廢(fei)填埋場和垃(la)(la)圾焚(fen)燒廠的垃(la)(la)圾滲(shen)濾(lv)液,探討和分(fen)析了處(chu)理(li)效果(guo)。正交實驗表明,高(gao)鐵(tie)酸(suan)鉀預處(chu)理(li)危廢(fei)填埋場滲(shen)濾(lv)液COD的最佳條件(jian)為:高(gao)鐵(tie)酸(suan)鉀與COD的初(chu)始質量濃度(du)比為0.5、滲(shen)濾(lv)液初(chu)始pH值4.00、反(fan)應(ying)溫(wen)度(du)30℃、反(fan)應(ying)時(shi)間(jian)40min,此(ci)時(shi)COD去(qu)除率達71.51%。
此最佳(jia)條件下高鐵(tie)酸鉀對不(bu)同類(lei)型垃(la)圾滲濾液(ye)(ye)的色度、SS、COD、BOD5、氨(an)氮(dan)、總磷、重(zhong)金屬離(li)子(zi)等污染因子(zi)都(dou)具有良好的去除效(xiao)果,危廢填埋場滲濾液(ye)(ye)經(jing)高鐵(tie)酸鉀預(yu)處(chu)理(li)(li)(li)(li)后可(ke)以直接進入后續生化處(chu)理(li)(li)(li)(li)系統;垃(la)圾焚燒廠滲濾液(ye)(ye)預(yu)處(chu)理(li)(li)(li)(li)后其COD為(wei)2861.0mg/L,經(jing)二次預(yu)處(chu)理(li)(li)(li)(li)也可(ke)進入生化處(chu)理(li)(li)(li)(li)系統。實驗(yan)結果表明,高鐵(tie)酸鉀對不(bu)同類(lei)型垃(la)圾滲濾液(ye)(ye)都(dou)具有良好的預(yu)處(chu)理(li)(li)(li)(li)效(xiao)果。
垃(la)圾(ji)滲(shen)濾液(ye)是各(ge)種垃(la)圾(ji)填埋場的固(gu)體廢(fei)棄物(wu)(wu)(wu)經過物(wu)(wu)(wu)理(li)、化學和生物(wu)(wu)(wu)反應等(deng)(deng)共(gong)同作用產(chan)生的廢(fei)液(ye),其形成受到多種因(yin)素的影(ying)響,因(yin)而成分復(fu)雜且變化很大(da)。一般垃(la)圾(ji)滲(shen)濾液(ye)具有(you)(you)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)濃度高、有(you)(you)機污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)種類繁多、水(shui)質復(fu)雜等(deng)(deng)特點。張(zhang)蘭英等(deng)(deng)分析表明,垃(la)圾(ji)滲(shen)濾液(ye)含有(you)(you)單(dan)環芳烴(jing)、多環芳烴(jing)、雜環化合(he)物(wu)(wu)(wu)、酮醛(quan)等(deng)(deng)93種有(you)(you)機污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu),其中20多種有(you)(you)機污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)已被確認為可疑(yi)致(zhi)癌物(wu)(wu)(wu)或促癌物(wu)(wu)(wu),同時被我國環保(bao)總(zong)局及(ji)美國環保(bao)局列入(ru)優先(xian)控制污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)黑名單(dan)。
目前(qian),通常采用生(sheng)物(wu)法處(chu)理(li)規模化的(de)(de)垃(la)圾滲(shen)濾(lv)(lv)液(ye)(ye)(ye),原因如下:①微(wei)生(sheng)物(wu)易培養,在特定條(tiao)件(jian)(jian)下馴化后能適應不同的(de)(de)水質(zhi)條(tiao)件(jian)(jian);②微(wei)生(sheng)物(wu)的(de)(de)生(sheng)存條(tiao)件(jian)(jian)溫和,新(xin)陳代謝時不需要(yao)高溫高壓(ya);③處(chu)理(li)過程中不需投(tou)加催化劑(ji)和其他化學藥劑(ji),處(chu)理(li)成本(ben)低(di)廉,運行管理(li)方便。但是由于(yu)垃(la)圾滲(shen)濾(lv)(lv)液(ye)(ye)(ye)中各種污染物(wu)濃度高、成分(fen)(fen)復雜(za)甚至難降(jiang)解(jie),易導致生(sheng)物(wu)處(chu)理(li)失效(xiao),特別是滲(shen)濾(lv)(lv)液(ye)(ye)(ye)中有(you)些成分(fen)(fen)會毒(du)化微(wei)生(sheng)物(wu)或(huo)抑制微(wei)生(sheng)物(wu)活性。因而,生(sheng)物(wu)法處(chu)理(li)垃(la)圾滲(shen)濾(lv)(lv)液(ye)(ye)(ye)前(qian)必須采用預(yu)處(chu)理(li)提高滲(shen)濾(lv)(lv)液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)可生(sheng)化性。
目前(qian),垃圾滲濾(lv)液預(yu)處(chu)理通常采用化(hua)學(xue)氧化(hua)技術,其(qi)中(zhong)使用的(de)(de)(de)傳統水(shui)(shui)處(chu)理劑(ji)(ji)如氯(lv)氣等會對水(shui)(shui)體產生二(er)次(ci)污(wu)染。近年來,一種集(ji)氧化(hua)、吸附、絮凝為一體的(de)(de)(de)環境友好(hao)型多功能(neng)水(shui)(shui)處(chu)理藥劑(ji)(ji)高(gao)(gao)鐵(tie)(tie)(tie)酸(suan)(suan)鹽(yan)彌補了傳統水(shui)(shui)處(chu)理劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)不足,被(bei)廣泛(fan)應用于污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理。中(zhong)國科學(xue)院BINYANg課題組采用高(gao)(gao)鐵(tie)(tie)(tie)酸(suan)(suan)鹽(yan)降(jiang)解內分(fen)泌干擾(rao)物(wu)質(EDCS),美國V.K.ShARmA課題組采用高(gao)(gao)鐵(tie)(tie)(tie)酸(suan)(suan)鹽(yan)降(jiang)解有(you)機物(wu),均獲得良好(hao)效(xiao)果(guo)。本課題組在高(gao)(gao)鐵(tie)(tie)(tie)酸(suan)(suan)鹽(yan)的(de)(de)(de)合(he)成及(ji)其(qi)處(chu)理廢水(shui)(shui)等領域也取得了一定的(de)(de)(de)研究(jiu)成果(guo)。基于此,筆(bi)者采用自制高(gao)(gao)鐵(tie)(tie)(tie)酸(suan)(suan)鉀分(fen)別預(yu)處(chu)理重慶市某危廢填埋場和(he)(he)重慶市某垃圾焚燒廠(chang)的(de)(de)(de)垃圾滲濾(lv)液,探討和(he)(he)分(fen)析其(qi)處(chu)理效(xiao)果(guo)。
1實(shi)驗部分
1.1實(shi)驗儀器(qi)與試劑
主(zhu)要(yao)儀(yi)器:752紫外(wai)可見分光光度(du)儀(yi);FTIR紅外(wai)光譜儀(yi);恒溫(wen)磁力攪拌水浴鍋(guo);PH酸(suan)(suan)(suan)度(du)計。主(zhu)要(yao)試劑:純(chun)度(du)99%以上(shang)的高鐵(tie)酸(suan)(suan)(suan)鉀,自制;硝酸(suan)(suan)(suan)鐵(tie)、硫酸(suan)(suan)(suan)亞鐵(tie)銨(an)、重(zhong)鉻酸(suan)(suan)(suan)鉀、濃硫酸(suan)(suan)(suan)、硫酸(suan)(suan)(suan)汞、氫氧(yang)化鈉、氫氧(yang)化鉀,均為分析(xi)純(chun)。
1.2高(gao)鐵酸(suan)鉀的(de)合成及(ji)表征
取已知濃度的NACLO溶(rong)液(ye)置(zhi)于100mL燒杯中(zhong),攪拌條件(jian)下依次(ci)加入一定量NAOH和(he)Fe(NO3)3•9H2O,待所(suo)有物質(zhi)溶(rong)解且溶(rong)液(ye)呈深紅色后,再緩慢加入NAOH固(gu)(gu)體,充分除鹽后用砂(sha)芯漏斗(dou)抽(chou)濾(lv),濾(lv)液(ye)為高純度高鐵(tie)酸(suan)(suan)鈉(na)溶(rong)液(ye)。向高鐵(tie)酸(suan)(suan)鈉(na)溶(rong)液(ye)中(zhong)加入KOH溶(rong)液(ye),攪拌30mIN,用砂(sha)芯漏斗(dou)抽(chou)濾(lv),生成黑色的高鐵(tie)酸(suan)(suan)鉀(jia)粗品(pin)。將高鐵(tie)酸(suan)(suan)鉀(jia)粗品(pin)用KOH溶(rong)液(ye)重(zhong)結晶,再用無水乙醇洗滌,并進行(xing)真空(kong)干燥即(ji)可得到(dao)實驗(yan)所(suo)需的高鐵(tie)酸(suan)(suan)鉀(jia)固(gu)(gu)體。
高鐵(tie)酸鉀(jia)(jia)定性表征:自制高鐵(tie)酸鉀(jia)(jia)的光譜學特性與文獻報道的基(ji)本一致,可見光區(qu)(qu)510Nm有最大(da)吸收(shou)峰(feng)(feng),紫外區(qu)(qu)275~320Nm有肩(jian)峰(feng)(feng),紅(hong)外區(qu)(qu):800、778、339、320Cm-1有吸收(shou)峰(feng)(feng);高鐵(tie)酸鉀(jia)(jia)定量表征:根(gen)據文獻報道,采用亞鉻酸鹽氧化還原滴定法,測(ce)定并計算高鐵(tie)酸鉀(jia)(jia)濃度。
1.3垃圾滲濾液的(de)水質(zhi)檢測方法
實驗(yan)用(yong)(yong)(yong)垃圾滲濾液分別取自重(zhong)慶(qing)市(shi)某(mou)危(wei)廢填埋場和重(zhong)慶(qing)市(shi)某(mou)垃圾焚(fen)燒廠。根(gen)據文獻,垃圾滲濾液水質指標的檢測(ce)方法(fa)(fa)分別為:色度采(cai)用(yong)(yong)(yong)稀(xi)釋(shi)倍數法(fa)(fa)測(ce)定,SS采(cai)用(yong)(yong)(yong)硝酸纖維濾膜法(fa)(fa)測(ce)定,COD采(cai)用(yong)(yong)(yong)重(zhong)鉻酸鉀法(fa)(fa)測(ce)定,BOD5采(cai)用(yong)(yong)(yong)稀(xi)釋(shi)接種(zhong)法(fa)(fa)測(ce)定,氨氮采(cai)用(yong)(yong)(yong)納(na)氏(shi)試劑光(guang)(guang)度法(fa)(fa)測(ce)定,總磷采(cai)用(yong)(yong)(yong)鉬(mu)銻抗分光(guang)(guang)光(guang)(guang)度法(fa)(fa)測(ce)定,重(zhong)金屬離子均采(cai)用(yong)(yong)(yong)原子吸收(shou)分光(guang)(guang)光(guang)(guang)度法(fa)(fa)測(ce)定。
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