[发明专利]催化湿式氧化降解小分子有机酸和氨氮的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机废水的环保处理技术领域，具体是提供一种催化湿式氧化降解小分子有机酸和氨氮的方法。

技术背景

垃圾填埋过程中产生的垃圾渗滤液是一种危害较大的高浓度有机废水，容易污染周边环境及填埋场场底土层，是世界公认的最难处理的高浓度有机废水之一，其主要来源于降水和垃圾本身内含有的水分。有些垃圾填埋场基础设计不合理，垃圾渗滤液很容易渗透到地下，造成地下水污染，目前波兰有70％的地下水受垃圾渗滤液污染而不能被人们生活利用。由于垃圾渗滤液污染持续时间长，容易造成严重的二次污染问题，因而对渗滤液进行有效的收集和处理己成为城市环境中急待解决的问题。

目前处理垃圾渗滤液的最常用的方法为生物法，其处理效果易受垃圾渗滤液的可生化性差等因素影响，且对氨氮降解的效果较差，而物化法可以弥补生物法的不足。

垃圾渗滤液原液中约含50多种有机物，其中有机酸约占88％，烷烃约占4％，其它为杂环类有机物。有机酸中正己酸占32.7％，正丁酸占12.89％。垃圾渗滤液中还含有高浓度的氨氮和多种重金属，其中氨氮主要来自填埋垃圾中蛋白质等含氮物质的生物降解，浓度变化范围大(可以从低于100mg/L到几千mg/L)。当pH值偏高时，游离氨的比例高；反之，则铵盐的比例高。垃圾渗滤液中除高浓度有机物外，高浓度的氨氮也会加重受纳水体的污染程度，并且过高的N/C比会造成营养比例的严重失调，抑制微生物活性，从而影响生化处理系统稳定有效的运行，加重后续处理的负荷。因此，对垃圾渗滤液中高浓度的氨氮进行有效的处理已引起国内外环保领域的广泛重视，自问世以来倍受国内外学者的青睐。其处理效果主要受催化剂特性、反应温度、反应时间、原液浓度、氧分压等因素的影响。催化剂的加入可增加有机物的降解速率，催化剂的性质和加入量是影响催化湿式氧化的关键因素，目前催化湿式氧化已被广泛应用于各种高浓度有机废水及废物的处理中，但催化剂的研发与改进一直都是研究的热点。Mn/Ce催化剂在催化湿式氧化降解有机酸的反应中显现出很高的催化活性，而有机酸占垃圾渗滤液中有机物总量的88％，因此，Mn/Ce催化剂在催化湿式氧化降解垃圾渗滤液中主要成分小分子有机酸和氨氮具有很高的应用潜力。

本发明主要建立一种催化湿式氧化法降解垃圾渗滤液中主要组分小分子有机酸和氨氮的方法，分析小分子有机酸和氨氮在催化湿式氧化降解过程之间的相互影响关系，从而为催化湿式氧化降解垃圾渗滤液的机理分析和催化剂的改进提供理论依据。

发明内容

本发明提供一种催化湿式氧化降解小分子有机酸和氨氮的方法。其特征在于，所述催化湿式氧化降解小分子有机酸和氨氮的步骤如下：

(1)溶液的配制：以相应垃圾渗滤液的主要组分乙酸、正丁酸、正己酸及氨氮溶液作为模拟废水进行针对性地降解处理，配制三种小分子有机酸的两两混合溶液，保持溶液总有机碳TOC不变，两种有机酸的总有机碳TOC配比为1：0～0：1；在配制有机酸和氨氮混合溶液时，TOC和氨氮配比为1：0～0：1；

(2)将500mL上述TOC和氨氮配比为1：0～0：1的有机酸和氨氮混合溶液和0.5～3.0gMn/Ce催化剂加入体积为1L的反应釜中，密封；

(3)通入初始氧压为1Mpa的氧气500mL，搅拌、加热升温到200℃进行降解，升至设定温度开始计时；

(4)在升温过程和恒温反应0～2h时间内每间隔30min间断取样；

(5)冷却，处理完成；

(6)总有机碳(TOC)测定，溶液中有机物去除效果用TOC的去除率来表征，首先通过TOC测定仪来测定原液和处理液的TOC，分别记为TOC_原液和TOC_处理液，计算TOC的去除率，采用纳氏剂分光光度法测定溶液中氨氮，氨氮去除率计算与TOC去除率计算相似，

式中P—去除率；TOC_原液—原液的总有机碳；TOC_处理液—处理液的总有机碳。

所述小分子有机酸、氨氮降解的相互影响

1、三种小分子有机酸降解的相互影响