摘要:以复极性固定床电解槽为反应器,利用CuO-CeO2/γ-Al2O3多相催化剂取代传反应器的绝缘填料,构建电催化氧化体系。采用XRD、SEM对CuO-CeO2/γ-Al2O3进行表征,考察了槽电压、pH、气体流量和极间距等因素对垃圾渗滤液降解的影响。结果表明,该体系对渗滤液具有较好的催化降解效果。当槽电压为15.0V、pH为中性、气体流量为0.08m3/h、极间距为3.0cm时,垃圾渗滤液COD和NH4+-N的去除率分别达到93.7%和100%。在处理垃圾渗滤液的过程中,体系运行稳定,经过20次反复实验,降解效果仍能维持在70%以上。在电催化氧化体系的作用下,垃圾渗滤液中的难降解有机污染物被直接矿化或降解为小分子有机物;而NH4+-N则主要被氧化为氮气和水。
关键词:垃圾渗滤液,电催化氧化,催化剂,废水处理
垃圾渗滤液是城市生活垃圾卫生填埋的产物,具有成分复杂、水质随时间变化、难生物降解等特点,已成为我国垃圾卫生填埋场重要的环境污染问题。渗滤液净化处理一般采用回灌、生化等常规方法,但在实际运行中,生物菌常因无法适应垃圾渗滤液水量、水质的剧烈变化而被抑制甚至死亡。
迫切需要研究新的更为有效的处理方法[1-3]。电化学氧化法是处理难降解有机污染物的有效方法之一。传统的复极性固定床电解槽(bipolarpacked bed cell,BPBC)是将阻抗小的粒子与绝缘体的混合物作为床体填料[4-6],但绝缘颗粒占据BPBC大部分体积,仅仅起到隔离导电颗粒的作用,降低了电解槽的有效工作空间。
为了提高氧化剂的有效利用率,本研究将多相催化技术与电化学体系相结合,以自制CuO-CeO2/γ-Al2O3和活性炭颗粒为床体填料,通过活性组分的催化作用提高氧化剂的氧化效率,强化电化学反应器降解渗滤液的处理效果[7-9]。而在主电极的选择上,采用目前工业上逐步推广的DSA(di mensionally stable anodes)类电极[10]。这类电极具有耐腐蚀性好、机械强度高、质地均匀、可重复使用等优点。更重要的是电化学催化性能高,在电解过程中产生氧化能力极强的•OH ,加速有机污染物的降解。
1 实验部分
1.1实验水质
垃圾渗滤液取自天津市双口生活垃圾卫生填埋场,该水呈棕黑色,有臭味,废水中含有多种难降解有机物,可生化性较差,其水质如表1 。。
