活性炭催化臭氧氧化垃圾渗滤液生物处理出水的研究

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1、活性炭催化臭氧氧化垃圾渗滤液生物处理出水的研究(申请清华大学工程硕士专业学位论文)培养单位：环境学院工程领域：环境工程研究生：范举红指导教师：陈吕军教授联合指导教师：刘锐研究员二○一六年十二月CatalyticOzonationofLandfillLeachateBiologicalTreatmentEffluentwithActivatedCarbonThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofM

2、asterofEngineeringInEnvironmentalScienceandEngineeringbyFanJuhongThesisSupervisor:ProfessorChenLvjunJointThesisSupervisor:ProfessorLiuRuiDecember,2016摘要摘要垃圾渗滤液生物处理出水，有机污染物组分极其复杂，以分子量小于1000道尔顿的有机污染物组分为主，色度较深，COD仍然高达数百mg/L，含有多种难生物降解有机污染物，难以通过生物处理进一步去除。虽然通过直接臭氧氧化处理可以

3、有效去除COD、色度，但存在臭氧投加量较大，运行成本较高等问题。活性炭及活性炭负载金属氧物用于催化臭氧氧化处理垃圾渗滤液生物处理出水，可以明显提高臭氧的氧化能力和臭氧的利用效率。利用活性炭纤维负载铈氧化物，用于垃圾渗滤液生物处理出水，在臭氧投加量为4.1mgO3/mgTOC条件下，对初始TOC为162mg/L的试验用水，催化氧化120min，TOC的去除率达到了72.8%，而臭氧直接氧化对TOC的去除率仅为30.9%，提高了41.9%。其反应过程符合二级反应动力学反应特征，表观反应速率常数达到了1.65，较直接臭氧的反应速

4、率常数0.22，提高了近8倍，反映出较好的催化臭氧氧化作用。活性炭催化臭氧氧化处理垃圾渗滤液的中试结果表明，在臭氧投加量为250mg/L，催化臭氧氧化60min，COD的去除率达到了57%，而直接臭氧氧化对COD的去除率仅为37%，臭氧对TOC的去除能力，由0.39mgCOD/mgO3提高至0.61mgCOD/mgO3。进一步通过“循环式活性炭纤维催化臭氧-曝气生物滤池”工艺处理垃圾渗滤液生物处理出水，对COD、色度的去除率分别提高至75%、95%，出水水质优于《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008），色

5、度小于20倍，COD小于60mg/L，其吨水处理成本仅为9.87元/m3。关键词：垃圾渗滤液，臭氧，金属氧化物，催化，活性炭IAbstractAbstractThebio-treatedlandfillleachatewaswithhighcolorandusuallycontainshundredsmgCODperliter.Italsocontainscomplicatedorganicpollutants,manyofthemwererefractoryandhasaMWsmallerthan1000,whichwe

6、rehardtobetreatedbythebiologicaltreatmentprocess.TheozoneoxidationcouldefficientlyremovetheCODandcolor,however,thelargeozonedoseandhighcostlimiteditsapplication.Theactivecarbon(AC)andmetaloxideloadedactivecarbon（MOLAC）wereusedtocatalyzetheozoneoxidationofthebio-tr

7、eatedlandfillleachate,andtheresultshowedthattheycouldsignificantlyimprovetheoxidationcapabilityandutilizationefficiencyofozone.TheCeoxideloadactivecarbonfiberwasusedtotreatthebio-treatedlandfillleachate,72.8%TOCwasremovedfromthelandfillleachatecontain162mg/LTOCund

8、erthefollowingconditions,oxidationdosewas4.1mgO3/mgTOC,oxidationtimewas120min,whichhadanimprovementof41.9%comparedwith30.9%TOCremovalefficiencyofdirecto