CN105129962A - 利用高压脉冲放电结合氧化锌/活性炭纤维处理渗滤液的方法 - Google Patents

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刘建勇
张�成
钱光人
杨潇剑
吴良
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Abstract

本发明公开一种了利用高压脉冲放电结合氧化锌/活性炭纤维处理渗滤液的方法，属于环境保护技术领域。该方法利用高压脉冲放电技术，结合氧化锌/活性炭纤维复合材料，解决了放电过程中产生的紫外光辐射未被充分利用的问题，促进了复合体系中羟基自由基的产生，从而提升了高压脉冲放电技术对渗滤液中有机物的去除，该技术与单独高压脉冲放电处理相比，对渗滤液中有机污染物（以COD（化学需氧量）表示）的去除率提升了30%。

Description

利用高压脉冲放电结合氧化锌/活性炭纤维处理渗滤液的方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，涉及垃圾渗滤液的深度处理技术，具体是指合成一种氧化锌/活性炭纤维复合材料，作为放电过程中产生的紫外光辐射反应催化剂，利用高压脉冲放电结合炭载氧化锌的协同作用，实现对渗滤液中有机污染物的去除。
背景技术
渗滤液矿化尾水，即经过生物处理后的渗滤液，与老龄垃圾填埋场渗滤液都表现出较差的可生化性，水中可生物降解的有机污染物比例较低，直接再次进行生物处理比较困难，导致出水难以达标直接排放。
高压脉冲放电技术集高能电子、自由基、离子等活性粒子，以及紫外辐射、冲击波效应等物理化学效应于一体，是一种高效无二次污染的高级氧化技术，并在挥发性有机污染物及有机废水领域的治理中有着广泛的研究与应用，但大多仍存在活性物质或紫外辐射等效应难以被充分利用的问题。
氧化锌是一种宽禁带的半导体，通常与炭基材料复合以降低光生电子-空穴的复合率。活性炭纤维是一种可回收易再生的环保炭基材料，其较大比表面积表现出的吸附性，可以在一定程度上富集污染物；同时活性炭纤维较小的密度使其作为载体时，可以改善氧化锌的沉积团聚问题，提高氧化锌的分散性；并且其较低的电阻率，加速了脉冲放电过程中的电子传递效率，促进整个反应进程。氧化锌/活性炭纤维复合材料将氧化锌和活性炭纤维二者的优点结合起来，在高压脉冲产生的紫外光辐射作用下，产生大量的羟基自由基，进一步高效去除有机污染物。
因此，将高压脉冲放电技术结合氧化锌/活性炭纤维复合材料，可以提升高压脉冲放电过程中各物理化学效应的利用率，促进对渗滤液尾水中难降解有机污染物的进一步降解。
发明内容
本发明针对渗滤液尾水中难降解有机污染物难以去除的问题，提供了一种高压脉冲技术结合氧化锌/活性炭纤维复合材料去除渗滤液中难降解有机污染物的方法。
本发明采用一种利用高压脉冲放电结合氧化锌/活性炭纤维处理渗滤液的方法，其特征在于是有如下的过程和步骤：
（1）活性炭纤维的预处理：裁切，去离子水洗3次，抽滤，于105oC条件下干燥；
（2）氧化锌/活性炭纤维复合材料的制备：以醋酸锌为前驱物，按质量分数5%~25%配成溶液，活性炭纤维按10g/L~15g/L加入其中，搅拌3h，抽滤，于105oC干燥8h，在300oC~700oC氮气保护气氛中热解，得到所需复合材料；
（3）高压脉冲放电结合氧化锌/活性炭纤维复合材料协同处理渗滤液：将氧化锌/活性炭纤维复合材料加入渗滤液中，氧化锌/活性炭纤维复合材料投加量2~6g/L，高压脉冲放电模式采用电晕放电，调节高压脉冲放电极板间距为10.5cm，放电电压在38~40KV之间，频率在150~160Hz之间，并加以一定的空气曝气，空气曝气量0.1~0.4L/min，放电处理时间10~30min；所处理的渗滤液水质条件为：垃圾填埋场生物矿化尾水BOD/COD<0.1，COD=600±100mg/L。
具体实施方式
现将本发明的具体实施叙述于后。
实施例一
研究不同氧化锌负载量对氧化锌/活性炭纤维协同高压脉冲去除渗滤液尾水中有机污染物（以COD（化学需氧量）表示）的影响，本实施例的具体步骤为：
（1）活性炭纤维预处理：将活性炭纤维剪成0.3cm*0.3cm的正方形小块，装入500ml烧杯中，加入适量去离子水搅拌，每隔30min更换一次新鲜的去离子水，洗涤3次后抽滤，放置在105oC烘箱内干燥后密封保存，以备后用。
（2）分别按质量分数5%、10%、15%、20%及25%配制醋酸锌溶液，分别向各溶液中加入10g/L活性炭纤维，浸渍搅拌3h，抽滤，于105oC干燥8h.
（3）在管式炉中氮气保护气氛下，对上述各质量分数醋酸锌溶液浸渍后的活性炭纤维材料进行热解，升温速率5oC/min，500oC恒温2h，待降至室温后停止通保护气，得到所需氧化锌/活性炭纤维复合材料。
（4）分别将热解后的不同氧化锌负载量，即分别为质量分数5%、10%、15%、20%、25%的氧化锌/活性炭纤维复合材料加入到一定量的渗滤液中；氧化锌/活性炭纤维复合材料投加量为6g/L（即每1升的渗滤液加入量为6g），渗滤液处理量100mL；高压脉冲操作条件：放电极板间距10.5cm，曝气量0.2L/min，放电电压40KV，频率160Hz，处理时间30min。另按上述操作条件单独用高压脉冲处理渗滤液作为空白对照。
所取渗滤液的水质条件为：垃圾填埋场生物矿化尾水BOD/COD<0.1，COD=600±100mg/L。例证结果表明：与单独高压脉冲放电处理相比，高压脉冲结合氧化锌/活性炭纤维的方法对渗滤液中有机污染物（以COD（化学需氧量）表示）的去除率提升了30%。

Claims (1)

1.一种利用高压脉冲放电结合氧化锌/活性炭纤维处理渗滤液的方法，其特征在于具有以下过程和步骤：
a.活性炭纤维的预处理：裁切，去离子水洗3次，抽滤，于105oC条件下干燥；
b.氧化锌/活性炭纤维复合材料的制备：以醋酸锌为前驱物，按质量分数5%~25%配成溶液，活性炭纤维按10g/L~15g/L加入其中，搅拌3h，抽滤，于105oC干燥8h，在300oC~700oC氮气保护气氛中热解，得到所需复合材料；
c.高压脉冲放电结合氧化锌/活性炭纤维复合材料协同处理渗滤液：将氧化锌/活性炭纤维复合材料加入渗滤液中，氧化锌/活性炭纤维复合材料投加量2~6g/L，高压脉冲放电模式采用电晕放电，调节高压脉冲放电极板间距为10.5cm，放电电压在38~40KV之间，频率在150~160Hz之间，并加以一定的空气曝气，空气曝气量0.1~0.4L/min，放电处理时间10~30min；渗滤液水质条件为：垃圾填埋场生物矿化尾水BOD/COD<0.1，COD=600±100mg/L。
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CN202297234U (zh) * 2011-10-17 2012-07-04 浙江建设职业技术学院 一种垃圾渗滤液的前处理高级氧化装置
CN102689939A (zh) * 2012-06-11 2012-09-26 哈尔滨工程大学 一种超声波强化处理船舶压载水和难降解有机污染废水的装置及方法

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Title
张宗见: "ZnO/活性炭纤维复合材料的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

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