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填埋场垃圾渗滤液中难降解有机物的处理研究

填埋场垃圾渗滤液中难降解有机物的处理研究

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作者：谭森文重庆理工大学

学位级别：硕士

璧山某渗滤液处理厂的纳滤（NF）出水COD浓度未达标,应急工艺的副产物反渗透（ro）浓缩液存在高COD、高氨氮、高总氮以及可生化性差等问题。本研究针对NF出水提出活性炭吸附-臭氧协同Fenton高级氧化组合工艺;异养硝化-好氧反硝化（HN-A... 详细信息

璧山某渗滤液处理厂的纳滤（NF）出水COD浓度未达标,应急工艺的副产物反渗透（ro）浓缩液存在高COD、高氨氮、高总氮以及可生化性差等问题。本研究针对NF出水提出活性炭吸附-臭氧协同Fenton高级氧化组合工艺;异养硝化-好氧反硝化（HN-AD）菌剂具备耐受高氨氮和高浓度有机物的能力,因此提出非均相催化高级氧化-全好氧微生物组合工艺处理应急工艺ro浓缩液。合成了基于Cu和Co的磁性金属催化剂,并基于扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、比表面积（BET）、X射线光电子能谱（XPS）等表征技术对催化剂的表面形貌和金属价态进行了分析;采用紫外-可见光谱（UV-vis）、三维荧光光谱（3D-EEM）和气相色谱-质谱联用（GC-MS）等有机物表征技术考察了高级氧化对渗滤液中具有代表性的难降解有机污染物腐植酸（Humic Acid）去除效果的影响;基于电子顺磁共振谱（EPR）和XPS技术对相关的高级氧化机理进行了分析。采用高通量测序技术对微生物反应器挂膜前期、中期和后期微生物群落的变化情况。所得到的结论如下:1、活性炭吸附技术用于纳滤出水的TOC降解研究,经过1小时的吸附和沉淀过程,TOC的去除率达到25.3%;Fenton协同臭氧高级氧化与单独Fenton高级氧化和单独臭氧高级氧化的COD去除率分别为88.2%、74.1%和40.1%;Fenton协同臭氧高级氧化的最佳处理条件:p H为5,臭氧浓度为100mg/L,氧气通入速率为1L/min;经过GC-MS分析结果得知,高级氧化处理后NF出水中较大分子的十二烷被氧化降解为了壬烷,经过3D-EEM分析得知腐植酸的去除率达到了79%;光度法检测验证了Fenton协同臭氧高级氧化能有效提高羟基自由基（·OH）的产率。2、铜钴金属基体非均相催化剂（CuCo/C）催化HO和O体系的最佳初始p H为5-8,在40°C的温度下,催化剂用量为2.4g/L,O通入速率为0.15g/min,HO用量为1.92 m L/L时,TOC的降解速率达到了40-46.5mg·Lmin;CuCo/C催化剂将UV的去除率从67.9%提高到了82.9%,非均相催化剂催化臭氧协同HO体系促进了超氧自由基(O)、·OH的产生;腐植酸在高级氧化过程被逐渐矿化成分子量相对较小的有机物,氧化中间产物主要由酰胺、苯杂环和羧酸等;铜钴金属基体非均相催化剂具备易回收的特点,即使经过五次复用,其催化剂效率仍然能够保持在95%以上。3、在组和工艺处理ro浓缩液过程中,吹脱预处理时间为10h时,出水氨氮、总氮和COD浓度分别为10mg/L、130mg/L和4770mg/L,去除率分别为97.4%、99.7%和8.4%。挂膜过程中,在进水COD为3800mg/L,MBBR的去除率达到92%;进水COD为1800mg/L时,BCO的去除率达到72%;产碱杆菌属（Alcaligenes）、副球菌属（Paracoccus）、陶厄氏菌属（Thauera）在MBBR和BCO工艺的填料表面稳定附着并发挥主要的有机物去除作用;渗滤液ro浓缩液进水COD浓度为4535mg/L,高级氧化-全好氧微生物组合工艺最终实现COD去除率为88%。出水COD未能达到渗滤液排放表（GB16889-2008）表二的标准,因此后续的研究还需要进行工艺的优化和升级。

关键词：渗滤液ro浓缩液臭氧协同Fenton高级氧化腐植酸 CuCo/C 微生物群落结构

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