1983
2019-06-02
??隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市人口的日益增長，固體廢棄物的產(chǎn)量不斷增加。垃圾填埋法是目前國內(nèi)外普遍采用的一種固體廢物處置技術(shù)。然而在垃圾填埋過程中，會有大量的滲濾液產(chǎn)生。滲濾液是指在垃圾填埋過程中，由于發(fā)酵和降水的沖刷、地表水和地下水浸泡而濾出的高濃度污水。如果這些滲濾液不經(jīng)過合理的處理直接排放，將對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成威脅。由于滲濾液中存在一些難降解的有機物質(zhì)，因而傳統(tǒng)的生物處理法不適合該類有機物質(zhì)的處理。因此，物理化學(xué)技術(shù)如離子交換、膜過濾和吸附法在滲濾液處理中表現(xiàn)出了優(yōu)勢。近年來，活性炭吸附法引起了許多研究者的關(guān)注。而且這種以農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)制備的活性炭處理廢水有利于可持續(xù)化學(xué)的發(fā)展和環(huán)境的保護(hù)。實現(xiàn)活性炭高效處理滲濾液，理解滲濾液的處理機制十分重要。但是，活性炭處理滲濾液的作用機制尚不清楚，尤其活性炭的結(jié)構(gòu)對滲濾液處理的影響還需進(jìn)一步研究。
中國科學(xué)院成都生物研究所在站博士后羅倚坪（合作導(dǎo)師：研究員劉曉風(fēng)）開展了以磷酸為活化劑從稻殼渣中制備的活性炭處理垃圾填埋場滲濾液的研究。通過評價滲濾液的色度、污染物移除率、COD移除率以及NH4+-N移除率等，考察不同處理方法制備的碳樣品在滲濾液處理中的性能情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與沒有經(jīng)過磷酸活化制備的碳樣品相比，磷酸活化制備的活性炭更能有效地處理垃圾填埋場滲濾液。當(dāng)磷酸與碳的質(zhì)量比大于2時，制備的活性炭在滲濾液處理過程中表現(xiàn)出較好的性能，即色度（100%）、污染物（>90%）、COD (~80%)和NH4+-N (100%)移除率較高。通過動力學(xué)研究表明，磷酸活化制備的活性炭處理滲濾液的過程符合假二級動力學(xué)和Langmuir吸附模型，其吸附過程先由外部粒子擴散控制，再被內(nèi)部粒子擴散控制。在活性炭處理滲濾液的過程中，吸附的主要有機化物是腐殖酸類物質(zhì)，并且強調(diào)了活性炭中形成的磷物種的作用?；钚蕴恐行纬傻牧孜锓N可有效地調(diào)整和控制活性炭的特性和結(jié)構(gòu)，從而使活性炭中形成的微孔結(jié)構(gòu)利于吸附腐殖酸類物質(zhì)。除了活性炭的孔特性外，發(fā)現(xiàn)活性炭中形成的磷物種與腐殖酸類物質(zhì)存在的氫鍵作用和p-p相互作用是有效處理滲濾液的重要因素。以上研究成果闡明了磷酸活化制備的活性炭高效處理垃圾填埋場滲濾液的作用機制，以期為工業(yè)上高效處理廢水提供線索。
本研究得到了四川省科技計劃項目（No.2018JY0207）,中國博士后科學(xué)基金(No. 2018M631102)等支持，相關(guān)研究成果“The roles of phosphorus species formed in activated bio from rice husk in the treatment of landfill leachate”發(fā)表在“Bioresource Technology”期刊上。
磷酸活化稻殼渣制備活性炭處理滲濾液的作用機制
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