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制备了载有Fe、Mn、Co、Pd、Cu金属氧化物的活性炭纤维(M/ACF)催化剂,用于老龄垃圾渗滤液的催化臭氧氧化反应。渗滤液预先混凝。实验结果表明:混凝后,COD去除率为41%,臭氧投加量为1.26g/L时,催化臭氧氧化能够显著提高渗滤液的BOD5/COD的比值,从0.15提高到0.5左右,COD去除率达到69.5%。在410nm处吸光度去除率达到90.1%,色度得到很好去除。表征芳香族等物质含量的UV254去除率达到65.9%,。超滤结果表明,催化臭氧氧化之后,分子量小于1kDa的物质所占COD的百分比从35%升高到81%。5种催化剂中Fe/ACF的效果最好。 对催化臭氧氧化处理垃圾渗滤液进行因素影响分析,结果如下:相同臭氧投加量下,气流量为600mL/min时,处理效果最好;催化剂用量最佳值为5g/L;催化剂使用次数对处理效果影响不大;pH值对催化臭氧氧化过程中COD去除率依次为ηpH=10>ηpH=8>ηpH=4>ηpH=6;最佳反应温度为25℃。 动力学分析得到各催化体系的拟一级动力学常数,分别为Fe/ACF催化体系:0.01741min-1,Pd/ACF催化体系:0.01478min-1,Mn/ACF催化体系:0.01102min-1,Cu/ACF催化体系:0.01024min-1,Co/ACF催化体系:0.00796min-1。各催化剂的催化效果依次为:Fe/ACF>Pd/ACF>Mn/ACF>Cu/ACF>Co/ACF。 M/ACF催化剂作用的机理包括两种途径:催化臭氧氧化分解产生了高活性自由基和催化剂吸附有机物形成表面环状螯合物,形成较强的亲核部位,提高臭氧反应能力,且以前者为主。 分别进行了以渗滤液原液和催化臭氧氧化出水为驯化液的活性污泥驯化,结果表明:用催化臭氧氧化后出水作为驯化液的活性污泥生物相要好于用渗滤液原液作为驯化液的活性污泥,驯化完成后,前者COD的去除率稳定在35%序右,后者COD的去除率稳定在60%左右。 SBR处理催化臭氧氧化出水过程中底物的最大降解速率qmax=0.139gCODgMLVSS-1h-1,Contois模型的饱和常数K1=2.83gCODgMLVSS-1。