臭氧高级氧化法处理垃圾渗滤液中难降解有机物的效能与机理

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1、国内图书分类号：X705密级：公开国际图书分类号：504西南交通大学研究生学位论文臭氧高级氧化法处理垃圾渗滤液中难降解有机物的效能与机理年级二○一五级姓名陈炜鸣申请学位级别工学硕士专业环境工程指导教师李启彬教授二零一八年五月ClassifiedIndex:X705U.D.C:504SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisPERFORMANCEANDMECHANISMSTUDYOFTHEDEGRADATIONOFREFRACTORYORGANICSINLANDFILLLEAC

2、HATEBYOZONATIONPROCESSGrade:2015Candidate:ChenWeimingAcademicDegreeAppliedfor:MasterDegreeSpeciality:EnvironmentalEngineeringSupervisor:LiQibinMay,2018西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：(i)老龄和年轻垃圾渗滤液在臭氧体系中溶解性有机物的识别与转化机制；(ii)臭氧对垃圾渗滤液中难聚凝物质的转化特性；(iii)垃圾渗滤液初始

3、pH值对其溶解性有机物的组成及其在臭氧体系的转化机制；(iv)双氧水投量对臭氧高级氧化体系处理垃圾渗滤液中难降解有机物的增效机制；(v)臭氧高级氧化法和类芬顿技术处理垃圾渗滤液中难降解有机物的差异性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要近年来，随着

4、城市化进程的加快和人民生活水平的不断提高，城市生活垃圾的产量不断增长，而在垃圾的处理过程中不可避免的会产生大量垃圾渗滤液，传统生物法无法完全去除垃圾渗滤液中如腐殖质一类的难降解有机物。鉴于腐殖质的种类较多，其不同类型的腐殖质分子结构存在显著区别，因而在臭氧体系的氧化效能、转化途径和降解机理等方面的差异较大。本文采用臭氧高级氧化法处理了填埋场垃圾渗滤液中几种不同类型的难降解有机物，并且解析难降解有机物在臭氧体系的氧化效能、转化途径和降解机理。主要研究内容和结论如下：（1）首先，将填埋场老龄和年轻垃圾渗滤液在臭氧体系进行了对比

5、研究，老龄和年轻垃圾渗滤液在臭氧体系中有机物的去除效果差异较大，在反应时间为20min时，老龄和年轻垃圾渗滤液COD、UV254和色度去除率分别为34.72%、58.82%、76.66%和57.32%、76.44%、84.81%。故相同反应条件下，年轻垃圾渗滤液中有机物的去除率远高于老龄垃圾渗滤液。这是由于年轻垃圾渗滤液中有机物分子结构较简单，然而老龄垃圾渗滤液中大分子有机物较多，分子结构和腐殖化程度更为复杂。但是，臭氧氧化体系能显著改善老龄垃圾渗滤液中有机物的分子结构，使得可生化性大幅提升。（2）考虑填埋场渗滤液浓缩液是

6、一种典型的难降解有机废水，通过对其混凝预处理，重点考察了臭氧体系对垃圾渗滤液浓缩液中难聚凝有机废水的去除效能。在臭氧投量为0.5L/min且反应时间为30min时，难聚凝有机废水COD、UV254和色度去除率分别为41.32%、68.82%和83.50%，并且矿化作用显著。与此同时，难聚凝废水中分子量在＜1kDa的有机物随臭氧投量的增加而逐渐升高，而＞100kDa的有机物去除明显，且B/C也随着臭氧投量的增加而升高。紫外-可见光谱表明随着投量的逐渐升高，难聚凝有机废水中有机物浓度、腐殖化程度和复杂化程度逐渐降低。同步荧光表

7、明臭氧处理难聚凝有机物时，可以将有机物中蛋白质类和富里酸类物质同步去除，并且富里酸能够转化为类蛋白。因此，混凝-臭氧氧化法能去除渗滤液浓缩液中几乎所有的难降解有机物，为后续的生物法提供了可能。（3）由于腐殖质是一类混合物，组成十分复杂，且腐殖质在不同的pH值条西南交通大学硕士研究生学位论文第II页件下其种类和溶解度均不相同。在统一渗滤液浓缩液初始pH值为8时，其有机物在臭氧体系的去除率表现为pH11＞pH9＞pH3＞pH5＞pH7的趋势。傅里叶红外光谱显示不同pH值条件下残留的腐殖质具有不同的分子结构，紫外可见和三维荧光光

8、谱显示，尤其当体系pH逐渐升高时或降低时，溶解在废水的有机物具有更低的芳族缩聚度和较高的分子量使得去除效能升高。（4）研究了臭氧和臭氧/双氧水处理渗滤液浓缩液的效能和机理。随着时间的延长，单独臭氧与协同体系的臭氧利用均为下降的趋势，双氧水能通过强化产生羟基自由基提升臭氧利用率；各组随着反应时间的延长，其