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磷酸铵镁沉淀与Fenton氧化法联合处理垃圾渗滤液的研究

作　者: 冯菲
导　师: 汪永辉
学　校: 东华大学
专　业: 环境工程
关键词: 垃圾渗滤液磷酸铵镁沉淀法 Fenton氧化法超声
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着经济的快速发展,城市垃圾问题越来越严峻,垃圾渗滤液已被公认为是高风险高污染废水,对地下水与地表水具有极大的潜在危害性。渗滤液的高污染、水质水量差异大、难控等特点,使得其有效处理十分棘手。垃圾渗滤液的处理工艺取决于垃圾的组成、垃圾渗滤液中有机物的降解特性以及垃圾的填埋年限和填埋方式等,采用单一的生物、物理化学处理方法都不理想。本文试验用的废水来自于上海松江吉貌固体废物处理处置有限公司,是经过生化处理后的垃圾渗滤液。本文首先介绍了国内外对垃圾渗滤液处理方法的研究进展,对不同处理方法的适用性和优缺点进行对比后,采用磷酸铵镁沉淀法与Fenton氧化法对此垃圾渗滤液进行深度处理。本文先采用磷酸铵镁沉淀法对垃圾渗滤液中氨氮的去除进行了试验研究。通过正交试验确定其影响因素及主次关系后进行单因素影响分析试验,试验发现：pH为10.5,n(Mg2+)：n(NH4+-N)：n(P043-)为1.2：1.0：1.0,搅拌反应时间为15min,为最佳反应条件。出水氨氮的质量浓度可由550mg/L降至20mg/L以下,氨氮的去除率达96%以上,出水氨氮达到国家杂用水水质标准,同时磷酸铵镁沉淀是一种高效复合肥,有着较好的利用率和较高的经济效益。磷酸铵镁沉淀法的反应机理是在碱性条件下,向含有高浓度氨氮的废水中中投加磷酸根离子和某些金属离子时,会与氨氮结合生成NH4+的复盐,可以将氨氮以沉淀的形式从废水中去除。氨氮的去除试验结束后,选用去除氨氮的最佳条件对垃圾渗滤液进行大批量处理,进一步采用Fenton氧化法对垃圾渗滤液中的CODcr的去除进行试验研究。试验发现,最佳反应条件为H202(30%)投加量为10ml/L, FeSO4·7H2O投加量为0.02mol/L, pH为4,温度为50°,活性炭投加量为1.5g/L,反应时间为90min。在最佳处理条件下CODcr的去除效率达85.35%,此时出水中CODcr的含量为95mg/L,没有达到国家杂用水水质标准中要求的50mg/L。但是,经过处理后,出水中的BOD5的含量为19.65 mg/L,此时,B/C=0.21>0.2,水质已具有良好的可生化性,经过简单的后续生物处理后,出水可达到国家杂用水水质标准,CODcr由95 mg/L下降到47mg/L, BOD5由19.65mg/L下降到9.47mg/L。由于单独采用Fenton氧化法后,CODcr的去处理没有达到国家杂用水水质标准,进而采用超声强化Fenton氧化法(US+Fenton)对磷酸铵镁沉淀法的最佳出水进行了CODcr的去除试验。试验发现,最佳处理条件为：H202(30%)投加量为10ml/L, FeSO4·7H2O投加量为0.02mol/L, pH为4,温度为50°,活性炭投加量为1.5g/L,反应时间为90min,超声频率为28kHz；超声功率为1200W,出水中剩余CODcr含量为44.72mg/L,其去除率达93.12%。达到国家杂用水水质标准的要求。通过本试验的研究,以下两种途径都可使该厂垃圾渗滤液中的氨氮和CODcr的浓度达到国家杂用水水质标准：①磷铵镁沉淀法+Fenton氧化法+SBR；②磷酸铵镁沉淀法+超声/Fenton法联用。

全文目录

摘要  5-8
ABSTRACT  8-13
1 绪论  13-27
  1.1 垃圾渗滤液概述  13-17
    1.1.1 垃圾渗滤液的来源  13-14
    1.1.2 垃圾渗滤液的水质特征  14-16
    1.1.3 垃圾渗滤液的危害  16-17
  1.2 垃圾渗滤液的现行污染控制技术及其研究进展  17-24
    1.2.1 生物处理法  18-19
    1.2.2 物化处理法  19-20
    1.2.3 高级氧化技术在垃圾渗滤液处理中的应用  20-23
    1.2.4 土地处理法  23-24
  1.3 研究背景及意义  24-27
    1.3.1 研究背景  24-26
    1.3.2 研究意义  26-27
2 试验设计  27-35
  2.1 垃圾渗滤液的前期处理工艺介绍  27-29
  2.2 试验目的  29-30
  2.3 试验技术路线  30-31
  2.4 试验药品及仪器  31-32
  2.5 水质指标检测方法  32-35
3 磷酸铵镁沉淀法去除渗滤液中氨氮的试验研究  35-48
  3.1 废水来源及水质  35
  3.2 试验原理  35-37
  3.3 试验结果与讨论  37-47
    3.3.1 试验药剂的选择  37
    3.3.2 正交分析试验  37-40
    3.3.3 初始pH值对处理效果的影响  40-42
    3.3.4 Mg~(2+)投加量对处理效果的影响  42-44
    3.3.5 PO_4~(3-)投加量对处理效果的影响  44-45
    3.3.6 反应时间对处理效果的影响  45-47
  3.4 本章小结  47-48
4 Fenton氧化法去除渗滤液中CODcr的试验研究  48-63
  4.1 废水的来源及水质  48
  4.2 试验原理及试验方法  48-51
  4.3 实验结果与讨论  51-61
    4.3.1 正交分析实验  51-54
    4.3.2 初始pH值对处理效果的影响  54-56
    4.3.3 双氧水H_2O_2(30%)的投加量对处理效果的影响  56-57
    4.3.4 Fe~(2+)(FeSO_4·7H_2O)的投加量对处理效果的影响  57-58
    4.3.5 活性炭的投加量对处理效果的影响  58-59
    4.3.6 反应温度对处理效果的影响  59-60
    4.3.7 反应时间对处理效果的影响  60-61
  4.4 本章小结  61-63
5 超声/Fenton联用技术去除渗滤液中CODcr的试验研究  63-75
  5.1 废水的来源及水质  63-64
  5.2 试验原理及试验方法  64-65
  5.3 实验结果与讨论  65-74
    5.3.1 不同降解方法的对比试验  65-68
    5.3.2 US频率对处理效果的影响  68
    5.3.3 US功率对处理效果的影响  68-69
    5.3.4 双氧水H_2O_2(30%)的投加量对处理效果的影响  69-71
    5.3.5 Fe~(2+)(FeSO_4·7H_2O)的投加量对处理效果的影响  71-72
    5.3.6 反应温度对处理效果的影响  72-73
    5.3.7 反应时间对处理效果的影响  73-74
  5.4 本章小结  74-75
6 结论与建议  75-78
参考文献  78-83
攻读硕士学位期间的研究成果  83-84
致谢  84

磷酸铵镁沉淀与Fenton氧化法联合处理垃圾渗滤液的研究

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