O3氧化去除晚期垃圾渗滤液有机污染物特性研究O3氧化精.docx

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O3氧化去除晚期垃圾渗滤液有机污染物特性研究O3氧化精

O3氧化去除晚期垃圾渗滤液有机污染物特性研究_O3氧化

    论文导读:

：

般中晚期垃圾渗滤液的BOD5。

渗滤液中有机污染物高达77种。

。

关键词：

O3氧化，垃圾渗滤液，气相色谱-质谱联合，有机污染物

    　　城市生活垃圾渗滤液是一种污染性极强的高浓度有机废水，渗滤液中有机污染物高达77种，其中促癌物、辅致癌物等5种，被列入我国环境优先控制污染物“黑名单”[1-2]。

垃圾渗滤液污染物的组成及其浓度岁填埋年限的延长而变化，一般中晚期垃圾渗滤液的BOD5，COD，VFA浓度等污染指标虽然随填埋年限增加而下降，但仍处于较高的水平;中晚期垃圾渗滤液BOD/COD较小，可生化性差，氨氮浓度较高O3氧化，C/N比较低[3]。

　　臭氧（O3）是一中氧化性很强且反应产生的物质对环境污染很小的强氧化剂（仅次于氟），O3的净水机理目前普遍认为是O3离解而产生·OH自由基。

它是在水中已知的氧化剂中最活泼的氧化剂，可以使有毒、难生物降解有机物环状分子或长链分子的部分发生断裂，从而使大分子物质变成小分子物质，生成易于生化降解的物质，在去除COD方面效果显著。

针对中晚期垃圾渗滤液可生化性差，难降解有机物含量高的特点[4-6]，本研究采用O3对城市生活垃圾渗滤液进行处理，以降低渗滤液的毒性，提高其可生化性。

　　本研究的目的是找出O3氧化处理阶段有机物种类及数量的变化规律，为O3氧化渗滤液使其渗滤液生化性提高的研究提出数据参考，探讨O3氧化处理城市生活垃圾有机污染物的可能性。

　　1材料与方法　　1.1药品、仪器及实验对象　　实验所用主要仪器有：

卧式小型臭氧发生器（O3产量为5g/h）；气相色谱-质谱联用仪（GC-MS），HACH便携式pH/ISE测量仪，HACH紫外可见光光度计；　　实验用垃圾渗滤液取自重庆市涪陵区城市生化垃圾填埋场，该填埋场现填埋7年，结合渗滤液水质特点认为该填埋场水质为晚期渗滤液。

其主要水质指标见表1：

　　表1重庆市涪陵区城市生活垃圾填埋场垃圾渗滤液水质表　　

    水质指标

    水质参数范围

    平均值

    NH3-N（mg/L）

    1440~1579

    1510

    COD（mg/L）

    4300~5040

    4670

    BOD5（mg/L）

    775~1050

    902

    pH

    8.33~8.75

    8.54

    色度（倍）

    5410~5800

    5605

    MunicipallandfillleachatecharacteristicsinFuling,Chongqing　　table11.2检测指标与方法　　本研究包括常规水质指标测试分析和O3进出水有机物GC-MS测试分析。

其中常规水质指标有：

COD:

重铬酸钾法；pH:

HACH仪器法；氨氮:

纳氏试剂比色法；BOD5：

接种稀释法。

　　垃圾渗滤液原水和O3氧化出水各取400mL，首先在不改变各水样pH的情况下，用CH2Cl2萃取3次，再调节水样pH值为12条件下萃取3次，然后再调节pH为2的条件下萃取3次，每次萃取剂用量为30mL,在萃取中用无水硫酸钠吸收萃取液中的水分O3氧化，汇合有机相，并浓缩至1~2m[7]L。

　　对水样进行GC-MS检测，再根据质谱特征离子及其相对保留指数进行样品定性，并将水样质谱图与仪器所附WLEY质谱图进行比较。

　　2结果与讨论　　实验水样为1L，臭氧流量为0.5L/min，pH值为8.54（以原水pH值为参照值），臭氧氧化时间为20min[9]。

原水COD为4670mg/L,臭氧10min和20min的COD去除率分别为：

52.6%和73.2%。

对臭氧氧化20min时间段的出水进行GC-MS检测，分析有机污染物去除情况。

由于缺少大量的标准参照物，测量数据通过计算机系统进行质谱图解，并结合人工解析出组分的结构和峰面积。

各阶段有机物种类及含量见表2与表3。

　　表2渗滤液原液有机物种类及其含量　　

    分类

    名称

    分子式

    峰面积

    匹配度

    1、烷烃类

    环正十三烷

    C13H26

    88478282

    65

    1-乙酰基-氮杂环己烷

    C7H13NO

    104554812

    67

    环十二烷

    C12H24

    97779205

    74

    1-bromo-葵烷

    C18H37Br

    37561213

    86

    2-乙氧基-丁烷

    C6H14O

    204113153

    74

    正二十烷

    C20H42

    41169368

    93

    1-氯-二十二烷

    C22H45Cl

    54858534

    91

    1-氯-二十七烷

    C27H55Cl

    113650853

    92

    三十烷

    C30H62

    370714083

    91

    二十五烷

    C25H52

    203790657

    92

    二十六烷

    C26H54

    370355682

    90

    环三十烷

    C30H60

    121030034

    96

    三十五烷

    C35H72

    280542336

    97

    二十八烷

    C28H58

    228725102

    99

    二十九烷

    C29H60

    140622932

    99

    二十四烷

    C24H50

    91377337

    96

    S,S-二氧化物-4-n-己烷

    C11H22O2S

    81151073

    89

    1-氯-二十七烷

    C27H55Cl

    81517744

    93

    1-氯-二十烷

    C20H41Cl

    156398731

    97

    十四烷

    C14H30

    53353467

    79

    十五烷

    C15H32

    46493280

    85

    十六烷

    C16H34

    61425326

    69

    2、烯烃类

    11-二十三烯

    C23H46

    39854962

    94

    二环（3.2.1）-2-辛烯

    C8H12

    241325165

    91

    2-戊烷基-2-壬二烯

    C14H26O

    92555607

    64

    2，6，10，15，19，23-六甲基（all-E）2，6，10，

    14，18，22-六烯二十四烷

    C30H50

    209403818

    99

    3、羧酸类

    2，2O3氧化，4-三甲基-1，3-戊二醇-二异丁酸盐

    C16H30O4

    525138425

    76

    3，5-二含氧甲基苯甲酸

    C9H10O4

    41318455

    80

    E-8-甲基-9-十四烯-1-醇醋酸盐

    C17H32O2

    94041404

    90

    2-十二烯-1-yl（-）丁二酸酐

    C16H26O3

    321701358

    92

    4、酯类

    2，2，6，6-四甲基-4-胡椒二壬酯

    C9H17NO

    198285321

    83

    磷酸三乙酯

    C6H15O4P

    214199725

    98

    螺旋-1-羧基酸乙烷酯

    C9H14O2

    18915140

    60

    乙烷基-1-丙酮基-2-含氧环戊烷羧酸酯

    C11H16O4

    128263563

    60

    二十一酸甲酯

    C22H44O2

    53069218

    90

    L-亮氨酸，N-环戊烷碳酰基-甲酯

    C13H23NO3

    111627324

    66

    1，2-苯二羧基酸，2-乙烷基己酯

    C16H22O4

    499826311

    95

    5、醇类、

    酚类

    m-叔丁基-苯酚

    C10H14O

    228343040

    87

    2-己基-1-正葵醇

    C16H34O

    45917662

    86

    4-（1，1-二甲基-乙烷基）-苯甲醇

    C11H16O

    39042844

    84

    4,4-二甲基-（3β，5a）-7-烯-3-醇

    C29H50O

    113474671

    83

    6、醛类、

    酮类

    1，7-二酮螺环[5.6]十二烷

    C12H18O2

    36659850

    83

    2-（2-异丙基-5-甲基氨基）-，（.+/-.）-环己酮

    C13H16ClNO

    45253511

    92

    丙基-二甲基苯基吡唑酮

    C14H18N2O

    130087092

    96

    4-乙酰基-7，7-二甲基-2-（2-含氧丙基）-环庚酮

    C14H22O3

    89914577

    90

    2-壬基-环丙烷-十一醛

    C23H44O

    79880405

    89

    7、酰胺类

    二乙茎甲苯酰胺

    C12H17NO

    114627322

    92

    2-（2-异丙基）-5-含氧甲基苯）-N2-苯甲基乙酰

    C19H22N2O2

    60470975

    88

    3，5-二氯基-6-硝基-，（3β，5α，6β）-Cholestane

    C27H45Cl2NO2

    131189828

    90

    8、芳烃类

    1，2-二甲基-苯'

    C8H10

    30355355

    95

    1，3-二甲基-苯

    C8H10

    96196782

    95

    1，2O3氧化，3-三甲基-苯

    C9H12

    167867378

    95

    1，2，3-三氯苯

    C6H3Cl3

    453458503

    98

    2-（1-甲基-2-吡咯烷基）-嘧啶

    C10H14N2

    170669799

    90

    1-丁基-羟基甲苯

    C15H24O

    258322566

    97

    1，2，3，4-四羟基-9-丙基-蒽

    C17H20

    64818514

    80

    2（3H）苯并噻唑

    C7H5NOS

    130477123

    94

    1-甲基-5-（3-嘧啶）-2-氮杂戊环

    C10H12N2O

    112866189

    90

    7-氯-3-羟基-1，2，4-连三氮茚

    C7H4ClN3O

    188293790

    80

    2-F-4-嘧啶

    C9H12FN3

    107546384

    86

    2-甲基-吩噻嗪

    C13H11NS

    169232407

    84

    9、其他

    双[5-甲基-2-（1-甲基乙烷基）环己基]-P-氯化物

    C20H38ClP

    148196225

    92

    DDT

    C14H9Cl5

    92388174

    63

    菲

    C16H31N2PO8

    6462783

    80

    芘

    C16H10

    16279323

    74

    咔唑

    C12H9N

    27353887

    77

    合计（匹配度60%的峰面积）

    9174835959

    合计（总峰面积）

    12185029351

    Thetypesandcontentoforganicmatterinrawwater　　table2原液GC-MS检测出主要有机物66种，如表2.根据有机物分子中含有的官能团和键能的不同，将有机物分为烷烃类、烯烃类、羧酸类、酯类、醇酚类、醛酮类、酰胺类、芳烃类和其他类。

以有机物的峰面积表示有机物的相对含量（见图1），可知原液中含量最多三类有机物为烷烃类为24.86%、芳烃类为16.04%和酯类为10.05%，含量较少的酰胺类为2.51%和醛酮类为3.13%。

同时检测渗滤液氧化前后COD值，氧化后渗滤液COD值为1251mg/L。

　　表3渗滤液O3氧化20mins有机物种类及其含量　　

    分类

    名称

    分子式

    面积

    匹配度

    1、烷烃类

    1，3，5-环氧乙烷

    C3H6O3

    19885202

    64

    1，2-二氯-环戊烷

    C5H8Cl2

    95777396

    93

    1，1’-二环丙基

    C6H10

    125466609

    72

    甲基-环癸烷

    C11H22

    40147666

    90

    1-氯-三环[4.3.1.1（3,8）]十一烷

    C11H17Cl

    59467338

    83

    三十四烷

    C34H70

    66020699

    98

    二十五烷

    C25H52

    69799783

    99

    三十一烷

    C31H64

    85139627

    98

    二十七烷

    C27H56

    27846397

    98

    二十八烷

    C28H58

    25299995

    99

    二十九烷

    C29H60

    40837854

    99

    正二十三烷

    C23H48

    28600491

    98

    二十二烷

    C22H46

    26115901

    95

    1-氯-二十烷

    C20H41Cl

    66523956

    90

    2、烯烃类

    1-壬烯

    C9H18

    80026744

    70

    1-十六烯

    C16H32

    124802744

    91

    13-甲基-Z-14-二十九烯

    C30H60

    32069930

    90

    3、羧酸类

    2-十二烯-1-yl（-）丁二酸酐

    C16H26O3

    141415056

    68

    11，13-二甲基-12-十四烯-1-醇醋酸盐

    C18H34O2

    808667179

    70

    4、酯类

    磷酸三乙酯

    C6H15O4P

    137811954

    98

    2，2，4-三甲基-3-羧基异丙基戊酸异丁基酯

    C16H30O4

    331402482