[發明專利]催化濕式氧化降解小分子有機酸和氨氮的方法

無效

• 申請號: 200810223527.5
• 申請日: 2008-10-06
• 公開（公告）號: CN101372371A
• 公開（公告）日: 2009-02-25
• 發明（設計）人: 李魚;王鍵;劉建林;趙文晉;湯潔;董德明
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 史雙元

技術領域

本發明屬于有機廢水的環保處理技術領域，具體是提供一種催化濕式氧化降解小分子有機酸和氨氮的方法。

技術背景

垃圾填埋過程中產生的垃圾滲濾液是一種危害較大的高濃度有機廢水，容易污染周邊環境及填埋場場底土層，是世界公認的最難處理的高濃度有機廢水之一，其主要來源于降水和垃圾本身內含有的水分。有些垃圾填埋場基礎設計不合理，垃圾滲濾液很容易滲透到地下，造成地下水污染，目前波蘭有70％的地下水受垃圾滲濾液污染而不能被人們生活利用。由于垃圾滲濾液污染持續時間長，容易造成嚴重的二次污染問題，因而對滲濾液進行有效的收集和處理己成為城市環境中急待解決的問題。

目前處理垃圾滲濾液的最常用的方法為生物法，其處理效果易受垃圾滲濾液的可生化性差等因素影響，且對氨氮降解的效果較差，而物化法可以彌補生物法的不足。

垃圾滲濾液原液中約含50多種有機物，其中有機酸約占88％，烷烴約占4％，其它為雜環類有機物。有機酸中正己酸占32.7％，正丁酸占12.89％。垃圾滲濾液中還含有高濃度的氨氮和多種重金屬，其中氨氮主要來自填埋垃圾中蛋白質等含氮物質的生物降解，濃度變化范圍大(可以從低于100mg/L到幾千mg/L)。當pH值偏高時，游離氨的比例高；反之，則銨鹽的比例高。垃圾滲濾液中除高濃度有機物外，高濃度的氨氮也會加重受納水體的污染程度，并且過高的N/C比會造成營養比例的嚴重失調，抑制微生物活性，從而影響生化處理系統穩定有效的運行，加重后續處理的負荷。因此，對垃圾滲濾液中高濃度的氨氮進行有效的處理已引起國內外環保領域的廣泛重視，自問世以來倍受國內外學者的青睞。其處理效果主要受催化劑特性、反應溫度、反應時間、原液濃度、氧分壓等因素的影響。催化劑的加入可增加有機物的降解速率，催化劑的性質和加入量是影響催化濕式氧化的關鍵因素，目前催化濕式氧化已被廣泛應用于各種高濃度有機廢水及廢物的處理中，但催化劑的研發與改進一直都是研究的熱點。Mn/Ce催化劑在催化濕式氧化降解有機酸的反應中顯現出很高的催化活性，而有機酸占垃圾滲濾液中有機物總量的88％，因此，Mn/Ce催化劑在催化濕式氧化降解垃圾滲濾液中主要成分小分子有機酸和氨氮具有很高的應用潛力。

本發明主要建立一種催化濕式氧化法降解垃圾滲濾液中主要組分小分子有機酸和氨氮的方法，分析小分子有機酸和氨氮在催化濕式氧化降解過程之間的相互影響關系，從而為催化濕式氧化降解垃圾滲濾液的機理分析和催化劑的改進提供理論依據。

發明內容

本發明提供一種催化濕式氧化降解小分子有機酸和氨氮的方法。其特征在于，所述催化濕式氧化降解小分子有機酸和氨氮的步驟如下：

(1)溶液的配制：以相應垃圾滲濾液的主要組分乙酸、正丁酸、正己酸及氨氮溶液作為模擬廢水進行針對性地降解處理，配制三種小分子有機酸的兩兩混合溶液，保持溶液總有機碳TOC不變，兩種有機酸的總有機碳TOC配比為1：0～0：1；在配制有機酸和氨氮混合溶液時，TOC和氨氮配比為1：0～0：1；

(2)將500mL上述TOC和氨氮配比為1：0～0：1的有機酸和氨氮混合溶液和0.5～3.0gMn/Ce催化劑加入體積為1L的反應釜中，密封；

(3)通入初始氧壓為1Mpa的氧氣500mL，攪拌、加熱升溫到200℃進行降解，升至設定溫度開始計時；

(4)在升溫過程和恒溫反應0～2h時間內每間隔30min間斷取樣；

(5)冷卻，處理完成；

(6)總有機碳(TOC)測定，溶液中有機物去除效果用TOC的去除率來表征，首先通過TOC測定儀來測定原液和處理液的TOC，分別記為TOC_原液和TOC_處理液，計算TOC的去除率，采用納氏劑分光光度法測定溶液中氨氮，氨氮去除率計算與TOC去除率計算相似，

式中P—去除率；TOC_原液—原液的總有機碳；TOC_處理液—處理液的總有機碳。

所述小分子有機酸、氨氮降解的相互影響

1、三種小分子有機酸降解的相互影響