一种垃圾渗滤液氧化催化剂及预处理方法技术

本发明专利技术提供了一种渗滤液氧化催化剂及预处理方法，采用H2O2及PS(过二硫酸盐)或PMS(单过硫酸盐)形成双氧化剂体系，并经以吸附材料为载体负载铁和铜离子的催化剂催化氧化，对垃圾填埋场或垃圾中转站高浓度的渗滤液进行预处理，去除渗滤液中的腐殖质，降低渗滤液COD、氨氮和色度，提高BOD5/COD的比值，以便于后续生化处理。该方法经济、高效，且该发明专利技术的氧化剂具有磁性，可回收重复利用。可回收重复利用。

【技术实现步骤摘要】
一种垃圾渗滤液氧化催化剂及预处理方法


[0001]本专利技术涉及水污染治理领域，尤其是涉及一种垃圾渗滤液氧化催化剂及预处理方法。

技术介绍

[0002]垃圾渗滤液问题是垃圾处理中的一大顽疾，其不达标处理会导致恶臭、土壤及地下水环境污染。受限于建设垃圾渗滤液处理站所需投资巨大、运营成本高且出水排放口难批复等现实问题，许多地区拟采用将收集池渗滤液运输到有处理余量的城区生活污水处理厂或工业污水处理厂进行协同处理的策略。
[0003]由于渗滤液高氨氮，低C/N，可生化性差，含有大量氮杂环化合物、苯环类芳香族大分子有机物及重金属的特征，仅靠常规的污水处理工艺难以降解，存在污染物被稀释后排放至自然水体的风险。因此，对垃圾渗滤液进行有效预处理，将大分子有机物降解为小分子物质，同时提高可生化性，降低后续处理难度，是解决渗滤液困境的有效办法之一。
[0004]以过氧化氢为主的芬顿法或类芬顿法在渗滤液处理方面具有普遍应用。芬顿法是利用Fe
2+
和H2O2反应生成具有孤对电子的羟基自由基(
·
OH)，利用
·
OH的强夺电子能力所具有的氧化性将污染物矿化的技术。申请号为201110104632.9的专利公开了一种芬顿试剂处理垃圾渗滤液的方法，硫酸亚铁和过氧化氢充分搅拌形成Fenton 氧化体系对垃圾渗滤液进行氧化处理。该方法高效显著、简单易行，但对高浓度的垃圾渗滤液过氧化氢投加比例高，成本高且氧化效率低，对可生化性的提高能力弱。
[0005]过二硫酸盐(PS)和单过硫酸盐(PMS)与H2O2的分子结构类似是产生SO4·
‑
的两种主要的氧化剂。三种物质都具有O
‑
O键，当 H2O2分子中的一个H原子被SO3代替形成了PMS，当两个H原子都被SO3代替形成了PS。SO4·
‑
的氧化能力是2.5
‑
3.1eV略高于
·
OH的 1.9
‑
2.7eV。该氧化法具有选择性对单一污染物氧化去除效果明显，但在渗滤液复杂污染物的氧化去除能力有限。
[0006]H2O2、PS和PMS通过自分解生成
·
OH或SO4·
‑
的量是有限的，在自分解体系中污染物降解效率低，造成氧化剂大量浪费。因此，往往需要通过催化反应促使氧化剂中的氧氧键断裂生成SO4·
‑
。激活方法包括热活化、紫外光活化、过渡金属活化、微波活化、碱活化、活性炭活化以及多种激活方式的连用等，其中以Fe系物、Co系物、Cu 系物和Mn系物为主的均相或非均相催化剂性能优越且易回收可重复利用。

技术实现思路

[0007]为实现快速、高效、经济的渗滤液预处理，本申请提供一种垃圾渗滤液氧化催化剂及渗滤液预处理方法。
[0008]第一方面，本申请提供一种垃圾渗滤液氧化催化剂，其制备步骤如下：
[0009](1)将吸附材料放入马弗炉经200℃灼烧1h后取出备用；
[0010](2)将铁盐和铜盐溶解于水中，搅拌均匀得到混合溶液；
[0011](3)将经步骤(1)处理后的吸附材料浸渍到步骤(2)的混合溶液中，低速搅拌2
‑
4h，过滤，105℃干燥；
[0012](4)将经步骤(3)处理的氧化剂经马弗炉灼烧，灼烧时间为 2
‑
4h，自然冷却，取出备用。
[0013]进一步地，步骤(1)中的吸附材料可为分子筛、活性炭、沸石、硅藻土、粉煤灰、剩余污泥、和硅胶中的任一种物质；
[0014]进一步地，步骤(2)中的铁盐可为硝酸亚铁、硫酸亚铁、氯化亚铁、硝酸铁、硫酸铁、氯化铁中的一种或多种；
[0015]进一步地，步骤(2)中的铜盐可为硝酸铜、硫酸铜、氯化铜中的一种或多种；
[0016]进一步地，步骤(2)中铁盐和铜盐的比例为1
‑
2:1；
[0017]进一步地，步骤(4)中的马弗炉灼烧温度300
‑
600℃。
[0018]第二方面，本申请提供一种垃圾渗滤液处理预处理方法，包括如下步骤：
[0019](1)将原垃圾渗滤液经格栅过滤后引入到反应釜中，用硫酸、盐酸或硝酸调节pH至3
‑
5的范围；
[0020](2)在反应釜中投加H2O2和PS或H2O2和PMS形成双氧化剂体系，投加顺序为共同加入，H2O2与PS或H2O2与PMS的投加摩尔比为1
‑
2:1；H2O2占渗滤液的投加体积比为10％
‑
30％；
[0021](3)在反应体系中投加氧化催化剂并进行低速搅拌，氧化催化剂的投加比例为每升6
‑
15g；
[0022](4)控制反应釜温度为50
‑
80℃范围，反应时间为4
‑
6h；
[0023]通过采用上述技术方案，一方面能通过氧化反应去除溶液中的 COD和氨氮，另一方面能通过氧化催化剂的吸附和絮凝沉淀作用降低渗滤液色度、重金属及溶解性固体含量。
[0024]综上所述，本申请具有如下有益效果：
[0025]1.本申请通过将铁或铜离子以浸渍灼烧法负载到分子筛、活性炭、沸石等吸附材料上，形成多孔的氧化催化剂。该氧化催化剂由于具有较大比表面积，可吸附渗滤液中的污染物如腐殖质、氨氮等污染物和氧化剂H2O2、PS和PMS到材料表面，提高接触机会，促进发生氧化反应。
[0026]2.本申请中的氧化催化剂可缓慢释放催化核心Fe
2+
和Cu
2+
，延长催化剂使用寿命，同时依靠金属铁的磁性，可易于回收和循环利用。反应过程中生成的Fe(OH)3和Cu(OH)2具有絮凝作用可进一步去除渗滤液中的溶解性固体等污染物。
[0027]3.本申请中通过将H2O2和PS或PMS连用形成双氧化剂体系，共同使用SO4·
‑
和
·
OH的氧化性能，形成以SO4·
‑
和
·
OH为核心的类芬顿体系，降低渗滤液的预处理成本，提高COD、氨氮和色度的去除率，提高可生化性。
具体实施方式
[0028]实施例1
[0029]渗滤液处理方法，包括以下步骤：
[0030](1)将原垃圾渗滤液经格栅过滤后引入到反应釜中，用硫酸调节pH至3；
[0031](2)在反应釜中投加H2O2和PS形成双氧化剂体系，投加顺序为共同加入，H2O2与PS
的投加摩尔比为1：1；H2O2占渗滤液的投加体积比为30％；
[0032](3)在反应体系中投加氧化催化剂并进行低速搅拌，氧化催化剂的投加比例为每升10g；
[0033](4)控制反应釜温度为60℃，反应时间为4h。
[0034]进一步地，步骤(3)中所述的氧化催化剂，其制备步骤包括：
[0035](1)将活性炭放入马本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种渗滤液预处理方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将原垃圾渗滤液经格栅过滤后引入到反应釜中，用硫酸、盐酸或硝酸调节pH至3
‑
5的范围；(2)在反应釜中投加H2O2和PS或H2O2和PMS形成双氧化剂体系，投加顺序为共同加入，H2O2与PS或H2O2与PMS的投加摩尔比为1
‑
2:1；H2O2占渗滤液的投加体积比为10％
‑
30％；(3)在反应体系中投加氧化催化剂并进行低速搅拌，氧化催化剂的投加比例为每升6
‑
15g；(4)控制反应釜温度为50
‑
80℃范围，反应时间为4
‑
6h。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的pH为3
‑
5。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中的双氧化剂体系为H2O2和PS或H2O2和PMS两种形式。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：H2O2与PS或H2O2与PMS的投加摩尔比为1
‑
2:1；H2O2占渗滤液的投加体...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱彦莉，罗东霞，张有贤，
申请(专利权)人：朱彦莉，
类型：发明
国别省市：