超臨界水氧化處理垃圾滲濾液的響應(yīng)面法優(yōu)化
摘要:在間歇式反應(yīng)釜上采用超臨界水氧化法處理垃圾滲濾液.運(yùn)用中心組合設(shè)計(jì)研究了反應(yīng)溫度(400~500℃)、壓力(24~28MPa)、反應(yīng)時(shí)間(5~10min)和氧化系數(shù)(1.5~2.5),以及它們的交互作用對(duì)COD、氨氮去除率的影響,同時(shí)通過(guò)響應(yīng)面法分析擬合出COD、氨氮去除率的二次回歸方程,得到最優(yōu)工藝條件.結(jié)果表明,各因素對(duì)COD去除率的影響主次作用排序?yàn)椋悍磻?yīng)壓力>溫度>氧化系數(shù)>反應(yīng)時(shí)間;各因素對(duì)氨氮去除率的影響主次作用排序?yàn)椋悍磻?yīng)溫度>壓力>氧化系數(shù)>反應(yīng)時(shí)間,而影響因素之間的交互作用對(duì)兩者去除效果的影響卻不明顯.所得擬合方程對(duì)COD、氨氮去除率的預(yù)測(cè)誤差分別小于±4%、±9%.擬合方程所得最佳實(shí)驗(yàn)條件為:時(shí)間5min、溫度496.05℃、壓力27.69MPa、氧化系數(shù)2.44,此時(shí)COD的去除率可以達(dá)到98.31%、氨氮去除率可以達(dá)到95.69%.
關(guān)鍵詞:垃圾滲濾液,超臨界水氧化,響應(yīng)面法
垃圾滲濾液是垃圾在堆放和填埋過(guò)程中由于壓實(shí)、發(fā)酵等物理、生物、化學(xué)作用,以及降水和其他外部來(lái)水的滲流作用,產(chǎn)生的一種高濃度的包含有機(jī)和無(wú)機(jī)成分的液體.垃圾滲濾液水質(zhì)復(fù)雜,含多環(huán)芳烴、鄰苯二甲酸酯、農(nóng)藥和鹵代芳香族化合物等多種有毒有機(jī)化合物,同時(shí)含有鉻、鉛、鎳、汞等多種重金屬.垃圾滲濾液是一種難以處理的特殊廢水,現(xiàn)存的處理方法如物化法、生物法、回灌法、土地處理等均不能達(dá)到預(yù)期的效果,亟待開(kāi)發(fā)出更好的處理技術(shù).超臨界水氧化技術(shù)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的一種廢水處理技術(shù).由于水在超臨界狀態(tài)下特殊的物理化學(xué)性質(zhì),氧氣和有機(jī)物在超臨界水中發(fā)生均相的化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)速率大大提高,廢水中的有機(jī)物降解為CO2和H2O等小分子化合物,而有機(jī)物中的S、P等雜原子則轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩猁}、磷酸鹽等.SCWO具有去除率高、反應(yīng)徹底、處理效果好、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn).近年來(lái),國(guó)內(nèi)外已有利用超臨界水氧化法處理垃圾滲濾液的研究,發(fā)現(xiàn)COD、NH+4-N的去除率分別大于90%和94%,由此可知,超臨界水氧化是非常高效的處理垃圾滲濾液的方法.
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