有机膨润土联合TiO_2光催化技术预处理垃圾渗滤液的研究

【摘要】本论文应用有机膨润土吸附和TiO2光催化技术预处理含有难降解物质的老龄垃圾渗滤液。有机膨润土是由有机改性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）和膨润土合成。通过环境扫描电子显微镜（ESEM）/能量分散光谱仪（EDS）和傅立叶红外光谱仪（FTIR）的表征试验，证实有机官能团CTMA+阳离子已经成功地负载于膨润土表面。通过对膨润土和CTMAB2.5的一些物理参数的检测，不难发现：CTMAB2.5的孔隙率要高于膨润土；Zeta电位从膨润土负值转变到CTMAB2.5的正值；CTMAB2.5的有机碳含量要远远高于膨润土的含量。这些都可以说明CTMAB2.5的吸附性能要明显优于膨润土。在单独使用CTMAB2.5预处理垃圾渗滤液时，发现COD的去除率随着CTMAB2.5投加量的增加而升高，随着pH值的增加而降低。NH3-N的去除率随着CTMAB2.5投加量和pH值的增加而上升。综合考虑COD和NH3-N两种污染物的去除，得出三组试验中的最佳反应条件是：CTMAB2.5投加量=7.5g/L、pH=3.5，此时COD和NH3-N的去除率分别是38%和23%。在单独使用TiO2光催化预处理垃圾渗滤液时，发现COD的去除率随着TiO2投加量的增加而升高，随着pH值的增加而降低。NH3-N的去除率随着TiO2投加量和pH值的增加而上升。此外，pH值还影响着色度的去除，随着pH值的上升，垃圾渗滤液的脱色率降低。综合考虑COD和NH3-N两种污染物的去除，得出三组试验中的最佳反应条件是：TiO2投加量=3.88g/L、pH=6.5，此时COD和NH3-N的去除率分别是41%和29%。联合运行CTMAB2.5吸附和TiO2光催化时，COD和NH3-N的去除率分别为86%和41%，明显要比单独使用膨润土、单独使用CTMAB2.5和单独使用TiO2光催化的去除污染效果好得多。此外，同时进行CTMAB2.5吸附和TiO2光催化的去除污染效果要优于将两者分段运行的效果。在响应面30组试验中，不同的操作条件下，COD和NH3-N最高去除率可分别达89%和61%。根据相应面回归方程的计算，综合COD和NH3-N去除的两中因素，最佳操作条件为CTMAB2.5投加量为7.5g/L、pH为3.5、TiO2投加量为1.63g/L、反应时间为60.02min，此时COD和NH3-N的去除率分别为82%和37%。在上述最佳操作条件下进行的论证试验结果表明，COD和NH3-N去除率分别是86%和41%。经最优化试验处理后，垃圾渗滤液的出水水质得到显著改善，可生化性大大提升，这为后续的生物处理创造了良好的条件。经估算，重复利用CTMAB2.5吸附和TiO2两到三次，处理成本大约在10元/吨左右。因此，联合CTMAB2.5吸附和TiO2光催化预处理垃圾渗滤液的技术路线是经济可行的。
【作者】蔡菲菲；
【导师】杨朝晖；
【作者基本信息】湖南大学，环境工程，2014，硕士
【关键词】垃圾渗滤液；有机膨润土；吸附；TiO2；光催化；

【参考文献】
[1]杨洪金.Lipschitz非线性系统观测器设计[D].东北大学,控制理论与控制工程,2010,硕士.
[2]雷军.基于在线学习的非重叠摄像机行人跟踪技术研究[D].国防科学技术大学,控制科学与工程,2012,硕士.
[3]韩俊芬.上转换发光纳米材料的制备及其在传感器中的应用[D].中国科学技术大学,2014.
[4]古丽孜拉.马克思主义在新疆的早期传播研究[D].山东大学,思想政治教育,2013,硕士.
[5]段普科.西安市大型超市销售熟肉制品安全状况调查及相关因素分析[D].第四军医大学,环境与健康（专业学位）,2014,硕士.
[6]吕越.改革开放以来中国社会阶层结构变迁[J].知识经济,2014,20:53.
[7]魏昌龙.吉林省规模以上工业企业技术创新能力分析及评价研究[D].吉林大学,技术经济及管理,2014,硕士.
[8]赵敏.旋流选择作用及溶氧传递效率对好氧颗粒污泥形成的影响[D].西安建筑科技大学,环境工程,2013,硕士.
[9]张春涛,刘学飞,向瑞银,刘金魁,郭皎.基于最大互信息的混沌时间序列多步预测[J].控制与决策,2012,06:941-944.
[10]巫群洪.具有高精度与高稳定性的多路输出两相混合步进电机驱动器的设计与实现[D].浙江工业大学,2013.
[11]王瑞省.鞍点规划与模糊鞍点规划[D].河北大学,应用数学,2002,硕士.
[12]周欣.长春市通信公司计算机综合信息网建设研究[D].吉林大学,2004.
[13]缪为民.商业银行个人理财系统设计与实施[D].重庆大学,2004.
[14]金璐怡.乳腺癌术前中医证候分型与预后因素的相关性研究[D].浙江中医药大学,中医外科（专业学位）,2014,硕士.
[15]韩丽.六角网格系统直线与曲线的生成、裁剪及直线跟踪技术[D].辽宁师范大学,2003,硕士.
[16]焦方谦.彩花沟铜矿区综合异常评价方法研究及其应用[D].新疆大学,矿产普查与勘探,2013,硕士.
[17]张小辰,程浩忠,SantiagoGRIJALVA,BazarganMASOUD.一种基于Kron简化的跨区域可用传输能力分布式算法[J].电力系统自动化,2013,18:68-74.
[18]王永必.60kA电解铝微机过程自动控制系统[J].冶金自动化,1993,01:23-25+22-60.
[19]宋学勤.首发精神分裂症偏执型患者血浆及脑脊液中IL-2、IL-6、IgG变化的研究[D].山西医科大学,精神卫生,2002,硕士.
[20]宋瀚涛.异构信息源集成技术[J].北京理工大学学报,2002,05:533-536.
[21]廖文杰.CaN-NFATs-ET1通路在肺癌细胞A549增殖中的作用[D].南昌大学,药理学,2014,硕士.
[22]向玲.新农村背景下农地产权结构变化及其对农户收入影响研究[D].华中科技大学,土地资源管理,2013,硕士.
[23]李月.小学英语教师教学观念的个案研究[D].东北师范大学,课程与教学论,2014,博士.
[24]房晓琳.基于8-羟基喹啉型功能接枝微粒制备金属离子表面印迹材料及其离子识别与结合特性研究[D].中北大学,应用化学,2013,硕士.
[25]周戈.中小水务企业并购策略研究[D].重庆大学,工商管理,2003,硕士.
[26]牛笛.湿热体质与平和体质血清ICAM-1、IL-4检测和MOS SF-36生命质量研究[D].广州中医药大学,中西医结合临床（专业学位）,2013,硕士.
[27]李修渠.食品物料的电特性及其应用研究[D].中国农业大学,1999.
[28]王庆波.多年冻土区公路CFG桩—筏复合地基承载力研究[D].东北林业大学,林区交通工程,2014,博士.
[29]杨远见.浅析电子商务征税[D].中国社会科学院研究生院,经济法（专业学位）,2014,硕士.
[30]杨滨瑞,申萍,丁国君.地铁车辆火灾自动灭火系统的设计[J].电气应用,2014,10:41-44.
[31]罗晓.儒家与基督教“孝”文化比较研究[D].兰州大学,中国哲学,2014,硕士.
[32]柳正青.移动Agent技术在电子商务中应用的研究[D].广东工业大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[33]陈根蒙,赵鸿儒.带时间参量t的Fourier变换频谱图及其应用[J].石油地球物理勘探,1989,02:175-178+240.
[34]李军.低压配电系统电气故障分析与研究[D].沈阳工业大学,电机与电器,2013,硕士.
[35]陈芝海.聚电解质改性PVA复合纳滤膜的研究[D].浙江理工大学,高分子化学与物理,2013,硕士.
[36]桂云苗.六西格玛管理在航空公司中的应用研究[D].南京航空航天大学,2004.
[37]王宁.论规劝与处罚的平衡[D].中国矿业大学,经济法学,2014,硕士.
[38]何淼.龙兴古镇形态与建筑研究[D].西南交通大学,建筑设计及其理论,2013,硕士.
[39]金玉净.近似动态规划在资源配置中的应用研究[D].苏州大学,管理科学与工程,2014,硕士.
[40]叶章颖,祁凡雨,裴洛伟,杨楠,和劲松,魏晓明,朱松明.微酸性电解水对虾仁的杀菌效果及其动力学[J].农业工程学报,2014,03:223-230.
[41]王晓敏.手术患者出院后延续护理服务模式的建立与应用[D].山东大学,护理学（专业学位）,2013,硕士.
[42]为国译.国际半导体技术发展路线图(ITRS)2009年版综述(4)[J].中国集成电路,2010,05:16-23.
[43]徐静.生活世界理论的两种维度和分向[D].沈阳师范大学,马克思主义哲学,2013,硕士.
[44]廖颖.缩小型抗金黄色葡萄球菌靶向工程多肽[D].四川大学,生理学,2003,硕士.
[45]谢琼香.电子式电流互感器传变特性及其对继电保护的影响[D].广东工业大学,电力系统及其自动化,2013,硕士.
[46]张伟.加入WTO后我国国有商业银行的核心竞争力的构建[D].苏州大学,管理学,2003,硕士.
[47]王珏.我国农村社区银行组建战略研究[D].吉林财经大学,金融学,2014,硕士.
[48]周德泓,吴剑国,陈瑞生,胡明大.随机行车荷载作用下混凝土楼盖舒适度分析[J].浙江建筑,2013,03:24-26+50.
[49]朱先正,李新文.深圳地铁一期工程正线信号系统设计及其分析[J].铁路通信信号工程技术.2005(04)
[50]孙立杨.城市居住区声环境特征及控制研究[D].大连海事大学,环境工程,2013,硕士.