生物垃圾处理过程中渗滤液混凝处理的实验研究

收稿日期:2005-07-20作者简介:俞志每(1964-),男,硕士,副教授,研究方向,环境工程;通讯作者:吴克,教授,E-mail:wuke@hfuu.edu.cn。基金项目:安徽省自然科学基金项目(050450304);安徽省教育厅自然科学研究项目(2005kj192);安徽省科技厅国际合作项目(05088015);合肥学院科研发展基金计划项目(05ky001zr)生物垃圾处理过程中渗滤液混凝处理的实验研究俞志敏,金杰,吴克,蔡敬民(合肥学院生物与环境工程系,合肥230022)摘要:通过对混凝剂(PAS)用量、酸度、温度对垃圾处理过程中渗滤液混凝效果影响的研究,结果表明:用聚合硫酸铝进行混凝处理时,对渗滤液的氨氮处理效果不佳,对CODcr和浊度处理效果甚佳。根据三因素三水平的正交实验,得出处理过程中三个因素对CODcr去除率影响的主次关系为:pH>聚合硫酸铝的用量>温度。验证试验结果表明:混凝剂加入量15mL(10%)、pH为617、温度为50℃时为最优化工艺条件,CODcr去除率达到7612%。关键词:垃圾渗滤液;混凝沉淀法;单因素试验;正交试验中图分类号:X705文献标识码:A文章编号:1008-9632(2005)06-0025-041引言随着我国经济的迅速发展,垃圾产生的总量逐年增大,目前,国内外常采用焚烧、堆肥、填埋、生化处理和综合利用等方法对垃圾进行处理。垃圾卫生填埋具有工艺简单、技术成熟、处理费用低、管理和运输方便等优点,因而被国内外广泛采用[1]。垃圾在填埋腐化过程中将产生有机污染物含量很高的垃圾渗滤液。这是垃圾卫生填埋需考虑的关键问题之一[2,3]。国内外对垃圾渗滤液的处理进行了大量的研究。并采用多种串连工艺进行了大量处理垃圾渗滤液的试验。但是由于垃圾渗滤液是一种成分极其复杂、水质水量变化大的高浓度有机废水。达到国家排放标准的处理成本仍不能令人满意[4～6]。为了寻找一种经济可行的办法深度处理垃圾渗滤液,为降低后续工艺步骤的负荷。本文选用混凝法[7～9]对垃圾渗滤液进行前期处理。以聚合硫酸铝为混凝剂,对渗滤液进行混凝试验。通过单因素和正交试验探讨混凝试验的最佳工艺条件。2实验材料及方法211实验采用的垃圾渗滤液取自本系环境工程实验室垃圾分类处理过程中好氧发酵排放出来的垃圾渗滤液。其水质分析如下:表1实验用垃圾渗滤液水质Table1Qualityofinitialexperimentalleachate项目颜色浊度(mg/L)NH32N(mg/L)pHCODCR(mg/L)数据黑灰色800～820260～2907.36～7.527022～81002.2实验方法配置质量分数为10%聚合硫酸铝溶液待用,取一定量的垃圾渗滤液盛于烧杯中,用H2SO4和NaOH溶液调节渗滤液的pH值至预定值,放入恒温水浴中,调节适当的温度,再加入一定量的质量分数为10%的聚合硫酸铝溶液,电动搅拌30min后,立即取此样置于100mL量筒中静沉,适当时间后的清液进行水质分析。3结果与分析311混凝剂用量对混凝效果的影响取垃圾渗滤原液100mL分别加入不同体积的10%聚合硫酸铝溶液,观察分析混凝效果,参见图1。图1聚合硫酸铝用量对渗滤液CODCr和污泥沉降比SV影响Figure1TheeffectsofthedosageofPASforCODCrandSV由图1可以看出随着聚合硫酸铝用量的增加,处理后的垃圾渗滤液的CODCr去除率逐渐增大,同时污泥沉降比SV也逐渐增大。当聚合硫酸铝加入量增加到一定程度时,絮凝体的沉降性能变差,而污泥沉降比在52第22卷第6期2005年12月生物学杂志JOURNALOFBIOLOGYVol.22No.6Dec,2005聚合硫酸铝加入量超过15mL时急剧上升,且30min后未见清晰的泥水分层界面,絮凝体仍浮在水面上。图2硫酸铝用量对氨氮和浊度去除率的影响Figure2TheeffectsofthedosageofPASfortheremovalofN-NH3andturbidity由图2可以看出随着硫酸铝用量的增大,处理后的垃圾渗滤液的浊度去除率增大幅度很大,硫酸铝用量达到5mL后,浊度去除率达到最大值9612%,之后不随硫酸铝的增大而变化。而硫酸铝对氨氮的去除效果不佳,当用量达到5mL后,氨氮去除率也达到最大值1418%,和浊度去除率类似的,之后不随硫酸铝用量的增大而变化。312溶液酸度对混凝效果的影响实验时每100mL垃圾渗滤液控制聚合硫酸铝的加入量为10mL,调节pH值到不同值,保持温度为室温(2011℃),试验结果图3。图3pH对渗滤液CODCr去除率和污泥沉降比SV的影响Figure3TheeffectsofpHforCODCrandSV由图3可知,垃圾渗滤液在混凝过程中pH值对其CODCr去除