[發(fā)明專(zhuān)利]模擬芬頓反應(yīng)聯(lián)合超聲波處理垃圾滲濾液的方法及模擬芬頓-超聲反應(yīng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410474733.9
• 申請(qǐng)日: 2014-09-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104193038A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋丹;劉陽(yáng);高青松
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙威保特環(huán)保科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C02F9/04
• 分類(lèi)號(hào): C02F9/04;C02F1/72;C02F1/36
• 代理公司: 長(zhǎng)沙朕揚(yáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43213
• 代理人: 楊斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種垃圾滲濾液的處理方法和處理設(shè)備。?

背景技術(shù)

垃圾填埋后產(chǎn)生大量垃圾滲濾液，這些滲濾液水質(zhì)水量變化大、有機(jī)物濃度高、重金屬及氨氮含量高，對(duì)周邊環(huán)境及填埋場(chǎng)場(chǎng)底土層污染嚴(yán)重。垃圾滲濾液中有22種有機(jī)化合物被列入中國(guó)和美國(guó)EPA環(huán)境優(yōu)先控制污染物的黑名單中。2008年國(guó)家頒布了《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)，對(duì)垃圾滲濾液的處理提出了更高的要求。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)垃圾滲濾液的處理技術(shù)主要有生物處理技術(shù)、物化處理技術(shù)、生化+物化處理技術(shù)及土地處理技術(shù)等。但是這些技術(shù)均屬于高能耗、高成本的范疇，無(wú)法大面積推廣應(yīng)用。如何解決垃圾滲濾液處理技術(shù)瓶頸，保護(hù)環(huán)境、減少有害物質(zhì)排放，顯得尤為迫切。?

Fenton(芬頓反應(yīng))是一種高級(jí)氧化技術(shù)，通過(guò)Fe²⁺與H₂O₂的反應(yīng)，產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑羥基自由基，將大分子難降解有機(jī)物分解為小分子物質(zhì)。?

超聲波技術(shù)作為一種物理手段和工具，能夠在化學(xué)反應(yīng)常用的介質(zhì)中產(chǎn)生一系列近于極端條件，如急劇的放電、產(chǎn)生局部瞬間的幾千K的高溫、幾千個(gè)大氣壓的高壓等，這種能量能夠激發(fā)或促進(jìn)許多化學(xué)反應(yīng)、加快化學(xué)反應(yīng)速度，目前超聲波可用于處理廢水中的氨氮及有機(jī)物，另外還可用于強(qiáng)化化學(xué)反應(yīng)。?

然而，現(xiàn)有技術(shù)研究Fenton反應(yīng)與超聲波技術(shù)結(jié)合應(yīng)用的情形并不多，尤其是在垃圾滲濾液的處理上更少有涉及。事實(shí)上，現(xiàn)有垃圾滲濾液的處理還面臨諸多技術(shù)問(wèn)題，例如處理成本高、場(chǎng)地占用面積大、處理效果不佳等，而這些技術(shù)問(wèn)題的克服和解決還有待我們?cè)谔幚矸椒ㄉ线M(jìn)行進(jìn)一步的研發(fā)和創(chuàng)新。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服以上背景技術(shù)中提到的不足和缺陷，提供一種工藝簡(jiǎn)單、處理效率高、效果好、成本低、綠色環(huán)保的模擬芬頓反應(yīng)聯(lián)合超聲波處理垃圾滲濾液的方法，還相應(yīng)提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、可用于高效處理垃圾滲濾液的模擬芬頓-超聲反應(yīng)器。?

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種模擬芬頓(Fenton)反應(yīng)聯(lián)合超聲波處理垃圾滲濾液的方法，包括如下步驟：?

(1)將垃圾滲濾液注入一模擬芬頓-超聲反應(yīng)器中；?

(2)在模擬芬頓-超聲反應(yīng)器中，調(diào)節(jié)垃圾滲濾液的pH值為2.0～5.0；向模擬芬頓-超聲反應(yīng)器中添加含亞鐵離子的溶液，每升垃圾滲濾液中添加的亞鐵離子的摩爾數(shù)為0.5mmol～2mmol；?

(3)調(diào)節(jié)模擬芬頓-超聲反應(yīng)器中的超聲頻率和超聲聲能密度，然后開(kāi)始進(jìn)行超聲條件下的模擬芬頓反應(yīng)，使反應(yīng)體系的液面覆蓋模擬芬頓-超聲反應(yīng)器的超聲傳感器，反應(yīng)完成后調(diào)整反應(yīng)體系的pH值至堿性以終止反應(yīng)，最后靜置沉淀。?

上述的方法中，優(yōu)選的：所述步驟(2)中，調(diào)節(jié)垃圾滲濾液的pH值用的試劑為硫酸或鹽酸。?

上述的方法中，優(yōu)選的：所述步驟(2)中，除含亞鐵離子的溶液以外不再添加包括雙氧水在內(nèi)的其他物質(zhì)。這是本發(fā)明的一大顯著特點(diǎn)所在，因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)中大多只是機(jī)械地將超聲條件與常規(guī)Fenton反應(yīng)簡(jiǎn)單疊加，不改變常規(guī)Fenton反應(yīng)的反應(yīng)條件和試劑添加，即在超聲作用下，雙氧水與亞鐵離子兩者必不可少；而我們的研究表明，雙氧水的添加，尤其是雙氧水的過(guò)量添加，不僅會(huì)導(dǎo)致亞鐵離子消耗的增加，而且也會(huì)導(dǎo)致自身的無(wú)效分解，大大增加了反應(yīng)成本和反應(yīng)體系的成分的復(fù)雜性，因?yàn)镠₂O₂本身具有氧化性，但H₂O₂的濃度過(guò)大時(shí)，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：?

H₂O₂?+·OH→H₂O+HO₂·；?

HO₂·+·OH→H₂O+O₂；?

即H₂O₂的無(wú)效分解，大大消耗了·OH，而HO₂·的氧化效果比·OH弱。因此，本發(fā)明的前述技術(shù)方案打破了常規(guī)的固有思維和偏見(jiàn)，避免了雙氧水可能在超聲環(huán)境下產(chǎn)生過(guò)量的因素，僅通過(guò)投加亞鐵離子催化該體系下Fenton反應(yīng)的形成，大大減少了藥劑的使用量，簡(jiǎn)化了工藝流程，減少了工藝的影響因素。?

上述的方法中，優(yōu)選的：所述步驟(2)中，含亞鐵離子的溶液是指硫酸亞鐵溶液或氯化亞鐵溶液。?