【摘要】： 針對(duì)垃圾滲濾液中有機(jī)物難降解、毒性大、難以達(dá)標(biāo)排放的問(wèn)題,選取兩種在垃圾滲濾液中普遍存在的污染物為研究對(duì)象:(1)在垃圾滲濾液中微量存在,但具內(nèi)分泌干擾性的難降解有機(jī)物-鄰苯二甲酸異辛酯(di(2-ethylhexyl) phthalate,簡(jiǎn)稱(chēng)DEHP);(2)垃圾滲濾液中的主體有機(jī)物,且難于生化降解-高濃度腐殖質(zhì)(TOC100mg/L)。 采用液-液萃取,色譜-氫火焰離子化檢測(cè)(GC-FID)方法分析天津市兩個(gè)主要垃圾填埋場(chǎng)滲濾液中酞酸酯(phthalic acid esters,簡(jiǎn)稱(chēng)PAEs)的存在情況,均檢出不同濃度的鄰苯二甲酸二丁酯(di-n-butyl phthalate,簡(jiǎn)稱(chēng)DBP)和DEHP,未檢出其他PAEs有機(jī)物;DBP濃度范圍為3.8～9.3μg/L,DEHP濃度范圍為65.3～1212.0μg/L,滲濾液中DEHP含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于DBP含量。采用XAD大孔樹(shù)脂吸附分離技術(shù)對(duì)滲濾液中腐殖質(zhì)進(jìn)行分離與提取,試驗(yàn)結(jié)果表明滲濾液經(jīng)過(guò)充分生物處理后,殘余的有機(jī)物絕大部分為難以生物降解的可溶性腐殖質(zhì)。 考察了臭氧對(duì)DEHP及腐殖質(zhì)氧化降解去除的效能和可能的氧化機(jī)理,系統(tǒng)探討了臭氧初始濃度、污染物初始濃度、pH值、溫度、抑制劑等因素對(duì)臭氧氧化降解DEHP和腐殖質(zhì)反應(yīng)的影響,分析了不同臭氧氧化條件下污染物的降解特征。結(jié)果表明臭氧氧化對(duì)DEHP具有較好的降解效果,確定了較優(yōu)的反應(yīng)條件限值為:臭氧濃度16.8mg/L,溫度不宜超過(guò)35.5℃,pH值不宜超過(guò)10。試驗(yàn)中加入·OH抑制劑叔丁醇,阻礙DEHP的臭氧氧化反應(yīng),間接證明了反應(yīng)遵循羥基自由基反應(yīng)機(jī)理。采用紫外可見(jiàn)光譜(UV-Vis)、氣相色譜-質(zhì)譜(GC/MS)等分析方法,對(duì)DEHP臭氧氧化中間產(chǎn)物進(jìn)行分析,得出DEHP可能的降解途徑。 研究了Fe(II)、Mn(II)、Cu(II)對(duì)高濃度腐殖質(zhì)的臭氧催化降解的可能性,對(duì)其催化作用機(jī)制進(jìn)行了考察。結(jié)果表明,無(wú)論是臭氧氧化還是催化臭氧氧化都具有顯著的脫色作用,并可有效去除以UV254表征的有機(jī)物。在去除TOC及COD表征的有機(jī)物時(shí),催化臭氧氧化法降解腐殖質(zhì)的效率比單獨(dú)臭氧氧化法有顯著提高,氧化60min時(shí),TOC的去除率從28.6 %增加到57.9%(Fe(II)催化)、68.9%(Mn(II)催化)、74.5%(Cu(II)催化),Cu(II)催化效果最優(yōu)。Fe(II)、Mn(II)、Cu(II)的最佳投加濃度均為0.6mg/L。溶液初始pH值、溫度、羥基自由基抑制劑叔丁醇等因素對(duì)腐殖質(zhì)去除率均有一定影響。對(duì)Fe(II)和Cu(II)而言,催化作用機(jī)理主要是通過(guò)各物質(zhì)與溶液中溶解的臭氧發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生·OH,進(jìn)而顯著提高氧化過(guò)程對(duì)腐殖質(zhì)的降解能力。Mn(II)對(duì)臭氧氧化的催化作用,則主要是它與臭氧反應(yīng)生成水合態(tài)MnO2再進(jìn)一步形成具有催化活性的MnO2-OH·所致。 最后對(duì)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液生化處理出水進(jìn)行了小試研究,用Cu(II)催化臭氧氧化生化處理后的滲濾液,僅需投加0.6mg/L Cu(II)即可達(dá)到理想效果,并且出水中Cu的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于污水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求值。
【圖文】：

天津大學(xué)博士學(xué)位論文 第一章 緒論13C-NMR 分析，化學(xué)降解和氧化還原降解以及膠體化學(xué)和電子顯微鏡觀察，填進(jìn)去 O、H 和 N 原子，建立了如圖 1-1 所示的腐殖質(zhì)結(jié)構(gòu)模型[37]�？梢钥闯�，在此模型中，，腐殖質(zhì)的氧主要以羧基、酚羥基、醇羥基、酯基和醚的形式存在，氮?jiǎng)t存在與雜環(huán)結(jié)構(gòu)和氰中。腐殖質(zhì)類(lèi)物質(zhì)因其表面的多種官能團(tuán)能夠與水中金屬離子絡(luò)合；而且，腐殖質(zhì)類(lèi)物質(zhì)可以吸附在膠體顆粒表面形成有機(jī)保護(hù)膜，使得膠體表面電荷密度增加，大大增加膠體的穩(wěn)定性，從而嚴(yán)重影響水處理效果。

- 55 -圖 3-16 800μg/LDEHP 氧化中間產(chǎn)物色譜圖(O316.8mg/L; DEHP:800μg/L; 溫度: 27.9℃; pH: 6.13; 氧化時(shí)間:15min)3.2.3.2 中間產(chǎn)物的定性分析為了對(duì)臭氧氧化降解 DEHP 過(guò)程中生成的中間產(chǎn)物有更詳細(xì)的了解，本文采用 GC/MS 對(duì) DEHP 初始濃度 800μg/L，臭氧氧化 60min 反應(yīng)中生成的有機(jī)中間產(chǎn)物進(jìn)行了定性測(cè)定，主要檢出苯酚、鄰苯二甲酸、鄰苯二甲酸二甲酯、苯乙酰胺。根據(jù)檢測(cè)鑒定出的中間產(chǎn)物，分析 DEHP 降解過(guò)程可能為：DEHP 在·OH 作用下生成物質(zhì) 1,2-苯二碳酸和鄰苯二甲酸二甲酯。鄰苯二甲酸二甲酯繼續(xù)脫酯生成鄰苯二甲酸，最終被氧化成二氧化碳和水。臭氧氧化降解 DEHP 的可能反應(yīng)歷程為：
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類(lèi)號(hào)】：X703

【引證文獻(xiàn)】

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2 趙玉軍;;污水處理工藝方法的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J];山東化工;2010年09期

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2 張浩;“老齡”垃圾滲濾液水質(zhì)特性及吸附預(yù)處理[D];天津城市建設(shè)學(xué)院;2009年

本文編號(hào)：2595463