垃圾渗滤液生物处理重金属的去除效果分析

华南理工大学学报(自然科学版)第33卷第6期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVol.33No.62005年6月(NaturalScienceEdition)June2005文章编号:1000-565X(2005)06-0063-05收稿日期:2004-09-303基金项目:广东省科技攻关项目(2002C32108);广东省重点科技攻关项目(302-B25570);广州市重点科技攻关项目(98-K-005-01)作者简介:杨志泉(1978-),男,硕士,助教,主要从事环境生物技术及固废资源化方面的研究.E2mail:zqyang@scut.edu.cn垃圾渗滤液生物处理重金属的去除效果分析3杨志泉周少奇(华南理工大学环境科学与工程学院,广东广州510640)摘要:为有效地处理垃圾渗滤液这种污染物种类繁多的毒性废水,采用ICP-MS质谱仪对广州大田山垃圾渗滤液中的重金属进行分析,共测出46种金属元素,其中有10种被列入美国环保局优先控制污染物的黑名单.在这10种优先控制污染物中,铬、镍、锌、铜、铅的含量相对较高,其中铬、锌的含量甚至超过100μg/L.采用同时好氧-厌氧生物反应器处理垃圾渗滤液,结果表明,有10种重金属的去除率超过70%,12种重金属的去除率在50%～69%之间,浓度较高的铬、锌去除率均超过了60%.在所测出的10种优先控制污染物中,铬、锌、砷、铅、硒的去除率均超过了60%.关键词:垃圾渗滤液;重金属;生物处理;同时好氧-厌氧处理;分布中图分类号:X506文献标识码:A垃圾填埋渗滤液是指垃圾在堆放和填埋过程中由于发酵和雨水的淋溶、冲刷以及地表水和地下水的浸泡而滤出来的污水,其形成的特殊性导致了水质的复杂性[1],也成为了地下水和地表水污染的重要来源[2,3].重金属是垃圾填埋渗滤液中主要的污染成分之一,对水体和土壤的污染具有长期累积效应和交互作用.据报道,我国受镉、砷、铬和铅等重金属污染的耕地面积近2×1011m2,约占总耕地面积的1/5[4].重金属污染已造成生态环境的恶化和农产品品质的下降,人体的健康也因此受到影响,治理刻不容缓.长期以来,重金属污染的治理常采用化学方法,通过调节pH值、加入沉淀剂或还原剂生成低毒性的物质.然而,化学处理成本较高且易引起二次污染,研究热点开始集中到新兴的生物环境治理领域,如有机污染物的生物降解,重金属污染的微生物转化回收和生态恢复的研究等.本文利用同时好氧-厌氧生物处理技术[5,6]来尝试处理垃圾填埋渗滤液,通过ICP-MS质谱仪测量处理前后垃圾渗滤液中的重金属变化情况,对渗滤液中重金属成分的组成分布及去除效果进行了分析.1材料与方法1.1试验装置本试验采用的处理系统由调节池、污水泵、空气压缩机、同时好氧-厌氧生物反应器、沉淀池组成,试验装置流程如图1所示.该处理系统直接应用于图1同时好氧-厌氧生物反应器试验装置简图Fig.1Schematicdiagramofsimultaneousaerobic2anaerobicbio2reactor©1995-2007TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.广州市大田山垃圾填埋现场,新鲜垃圾填埋渗滤液直接移入调节池中,通过污水泵连续进水进行动态运行试验.1.2水样的采集及预处理渗滤液中的胶体物质对重金属有很强的吸附性[7],因而重金属含量的测量很大程度上依靠于样品中胶态物质的含量,样品的处理也就至关重要了.对于垃圾填埋渗滤液来说,目前还没有标准的采样、过滤及储存方案,所以,不同的方案可能会导致测量结果有一定的差异.本试验中,采样水为生物反应器前的进水和处理后的出水,利用稀硝酸洗净后的玻璃瓶贮存水样,并采用硝酸消解法进行预处理.对于进水来讲,由于其混浊度大于30NTU,具有高混浊度,所以需先进行自然沉淀,再将上清液过滤,使其混浊度小于1NTU.取100mL过滤后的进水置于烧杯中,再缓慢加入浓硝酸约10mL,在电热板上加热煮沸,蒸发至小体积.由于颜色还较深,故可再投加10mL浓硝酸继续消解至试液呈浅色,继续蒸发至近干.取下烧杯,稍冷.再加2%(体积分数,下同)的HNO3溶液20mL,温热溶解可溶性盐类.最后再转移到200mL容量瓶中,待冷至室温后,加水至标线,摇匀备测.而对于处理后的出水来讲,由于其混浊度比较低,故无需过滤沉淀直接进行消解.即取100mL出水水样,再加浓硝酸10mL进行消解,蒸至近干.再投加2%HNO3溶液20mL,温热溶解可溶性盐类,最后移入200mL容量瓶中,定容,配置成200mL的备测样品.1.3测试仪器工作条件试验使用PEElan6000型ICP-MS质谱仪,该质谱仪采用台式设计,仪器稳定性好,长期稳定性