絮凝-电解法处理垃圾渗滤液的研究

絮凝絮凝-电解法处理垃圾渗滤液的研究电解法处理垃圾渗滤液的研究石春梅谢辉赵建荣陈卓摘要：文章通过自制的铁系絮凝剂聚硅酸硫酸铁（PFSS）对垃圾渗滤液进行预处理，再用电解法进行深度处理，实验考察了絮凝剂投加量、电解时间、电压、pH等因素对垃圾渗滤液处理效果的影响。实验结果表明：絮凝法/电解法对垃圾渗滤液有良好的处理效果，在絮凝剂聚硅酸硫酸铁（PFSS）投加量为3.7mL/L、电解时间40min、电压4.0V、pH值为3.0条件下，其COD、NH4+-N、色度的去除率分别可达到76.47%、54.95%、93.89%。其中COD、色度已达到国家二级排放标准。关键词：垃圾渗滤液；聚硅酸硫酸铁（PFSS）；絮凝法；电解法中图分类号：X703文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1003-6504.2010.12F.049文章编号：1003-6504（2010）12F-0199-04垃圾渗滤液是城市生活垃圾卫生填埋的产物，具有成分复杂、水质随时间变化、难生物降解等特点，如果不及时处理会对周围地下水造成污染，直接危害人民的身体健康和生态环境[1-2]，目前渗滤液净化处理一般采用回灌、生化等常规方法，但在实际运行中，生物菌常因无法适应垃圾渗滤液水量、水质的剧烈变化而被抑制甚至死亡。因此，迫切需要研究新的更为有效的处理方法[3]。絮凝法作为垃圾渗滤液预处理方法之一，可以减少生物处理负荷，减轻渗滤液水质变化对生物处理的冲击作用，提高出水水质[4]，同时也提高了可生化性，以改善后续工艺的运行环境。尽管絮凝法对渗滤液有良好的处理效果，然而由于渗滤液垃圾物浓度过高，处理后渗滤液仍然不能达到相关的排放标准。电解法是近年发展起来的处理难降解渗滤液的有效方法之一，其主要机理是利用电化学氧化以及电解产生的羟基自由基等强氧化性物质高效降解残余有机物[5]。此法深度处理生活废水，在有机物去除及脱色方面获得良好的实验效果，但能耗问题限制了该法的应用。无机高分子絮凝剂同传统的无机低分子絮凝剂相比，具有用量更省、剩余污泥更少、对水体pH值影响更小等优点[6]。聚硅酸硫酸铁是铁系无机高分子絮凝剂，聚铁具有安全无害、絮凝速度快、形成的絮体脱水性更好、杂质去除率高等优点[7]，但应用在垃圾渗滤液处理中报道较少。此外，在传统的渗滤液电解氧化过程中，污染物的去除主要靠的是阳极的氧化作用[8-9]。而铁离子的引入，可强化电化学氧化有机物的能力，增加污染物的去处途径，提高渗滤液的电导率，从而降低槽电压、节约能耗[10-11]。因此，本文拟采用以铁系聚硅酸硫酸铁为絮凝剂对垃圾渗滤液进行预处理，然后再用电解法深度处理，考察絮凝剂投加量、电解时间、电压、pH等因素对垃圾渗滤液处理效果的影响。1实验材料与方法1.1实验材料该实验中垃圾渗滤液均取自于贵州省贵阳市新庄污水处理垃圾填埋场，试样用塑料桶密封运回实验室，测得原垃圾渗滤液中的各指标如下：色度1800倍，COD为968mg/L，NH4+-N为1570mg/L，pH为8.09。试剂：所用试剂均为分析纯。1.2实验主要设备PHS-3C型pH计；UV-9200紫外可见分光光度计（北京瑞利分析仪器公司）；HK-2A超级恒温水浴（南京大学应用物理研究所）；箱式电解反应器（阳极为Ti基金属氧化物涂层式电极（涂层为钌、钛、铱），数量4个，阴极为不锈钢，数量5个）。1.3试验方法1.3.1PFSS的制备准确称取27.715gFeSO4•7H2O于250mL圆底烧瓶中，加入30mL98%H2SO4，摇匀冷却。然后加入75mL30%H2O2混合摇匀，在搅拌条件下聚合1h。即得到棕红色的聚合硫酸铁（PFS）。再准确称取1.4215gNa2SiO3•9H2O于烧杯中加约10mL水溶解，在搅拌条件下以1mL/min的速度[12]滴加到制得的聚合硫酸铁溶液中，在40℃下聚合2h，即可得到聚硅酸硫酸铁（PFSS）。1.3.2实验步骤预处理：取5个洁净的250mL锥形瓶各盛入100mL垃圾渗滤液，分别向其中投加0.34mL、0.35mL、0.36mL、0.37mL、0.38mL已制备好的絮凝剂，摇匀静置数小时后，测量色度、COD、NH4+-N，确定最佳投入量。取预处理后的清液2L，用20%H2SO4和20%NaOH调节其pH，使其pH=3.50，设置电压为3.5V时，电解不同时间后取出清液，放置冷却，测定其水质色度、COD、NH4+-N，确定最佳电解时间；在最佳电解时间与pH值为3.50的条件下，在不同的电解压下重复试验，测定其水质色度、COD、NH4+-N，确定最佳电解电压；在最佳电解时间、最佳电压条件下，在不同溶液pH值下重复试验。测量其水质色度、COD、NH4+-N，确定最佳pH。1.3.3分析指标和分析方法色度、COD、NH4+-N的测定采用国标