应用于垃圾渗滤液预处理工艺的研究

文章编号：１００９６８２５（２０１８）２５０１８７０３应用于垃圾渗滤液预处理工艺的研究★收稿日期：２０１８０６２８★：山西省科技重大专项：煤化工高浓污水强化除油降毒预处理创新技术研发与应用示范（ＭＨ２０１５０８）作者简介：张晓东（１９８０），男，硕士，高级工程师张晓东１李乐１赵磊１沈丽娜２陆曦２朱四琛３孙永军３（１．山西华仕低碳技术研究院有限公司，山西太原０３００００；２．南京工大环境科技有限公司，江苏南京２１０００９；３．南京工业大学城市建设学院，江苏南京２１１８００）摘要：针对垃圾渗滤液高ＣＯＤ、高氨氮的特征，选用了混凝沉淀、Ｆｅｎｔｏｎ氧化、蒸发及其组合工艺对垃圾渗滤液进行预处理，通过单因素试验，探讨了各工艺的最佳运行条件。试验结果表明，采用混凝沉淀法时，ＰＡＦＣ最佳投加量为３０ｍｇ／Ｌ，ＰＡＭ最佳投加量为４ｍｇ／Ｌ；采用Ｆｅｎｔｏｎ氧化法时，Ｈ２Ｏ２最佳投加量为１．５‰，Ｈ２Ｏ２∶Ｆｅ２＋最佳质量比为１０∶３；垃圾渗滤液的最佳预处理工艺为混凝沉淀＋Ｆｅｎｔｏｎ氧化＋蒸发，此时ＣＯＤ，ＮＨ４Ｎ＋的去除率分别为９１．２２％，８６．７３％，为后续生化处理提供了良好的反应条件。关键词：垃圾渗滤液，混凝沉淀，Ｆｅｎｔｏｎ氧化，蒸发，预处理中图分类号：Ｘ７０５文献标识码：Ａ０引言垃圾渗滤液是垃圾在长期稳定化过程中形成的一种高浓度有机废水，若不加以收集治理，将对环境造成巨大危害，甚至通过食物链和生态环境影响人体健康［１］。垃圾渗滤液中有机物含量高，可生化性差，往往需要在生化处理系统前端进行预处理以提高其可生物降解能力［２］。针对垃圾渗滤液的水质特点，本文选用混凝沉淀、Ｆｅｎｔｏｎ氧化以及蒸发作为垃圾渗滤液的预处理方法，通过试验，对比了各工艺对垃圾渗滤液的处理效果，并研究了各工艺的最佳运行条件。１实验材料与方法１．１水样试验用水取自江苏某灰渣填埋场调节池，水质指标如表１所示。表１原水水质ＣＯＤ／ｍｇ·Ｌ－１ＢＯＤ５／ｍｇ·Ｌ－１ＮＨ４Ｎ＋／ｍｇ·Ｌ－１电导率／ｍＳ·ｃｍ－１ｐＨ１５６０５１６１２９１３４８．９０１．２材料与试剂ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ，Ｈ２Ｏ２，ＮａＯＨ，Ｈ２ＳＯ４均为分析纯。ＰＡＦＣ和ＰＡＭ为市售产品，来自南京生健泉化玻仪器有限公司。１．３水质分析方法与仪器ＣＯＤ：快速消解法，ＨＡＣＨＤＲＢ２００消解仪＋ＨＡＣＨＤＲ１０１０测定仪（哈希（北京）公司）；ＮＨ４Ｎ＋：纳氏试剂分光光度法，ＵＶ５０００紫外分光光度计（上海元析仪器有限公司）。１．４试验方法１．４．１混凝沉淀试验絮凝剂为ＰＡＦＣ，ＰＡＭ，混凝搅拌速度为２１０ｒ／ｍｉｎ快转２ｍｉｎ，７０ｒ／ｍｉｎ慢转１５ｍｉｎ，反应结束后静沉１５ｍｉｎ，取上清液分析相关水质指标。１．４．２Ｆｅｎｔｏｎ氧化试验芬顿试剂为ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ，Ｈ２Ｏ２，反应４．０ｈ后静沉３０ｍｉｎ，取上清液分析相关水质指标。１．４．３蒸馏试验于蒸馏烧瓶内进行蒸发结晶，反应结束后测定冷凝液的相关水质指标。２试验结果分析２．１混凝沉淀法预处理垃圾渗滤液２．１．１ＰＡＦＣ投加量控制反应ｐＨ值为９．０，按投加量为１０ｍｇ／Ｌ，２０ｍｇ／Ｌ，３０ｍｇ／Ｌ，４０ｍｇ／Ｌ，５０ｍｇ／Ｌ，６０ｍｇ／Ｌ向溶液中投加ＰＡＦＣ。������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������由图１可知，ＰＡＦＣ作为混凝剂时对垃圾渗滤液中ＣＯＤ，ＮＨ４Ｎ＋的去除效果明显，去除率呈现先增加后下降的趋势。最佳ＰＡＦＣ投加量为３０ｍｇ／Ｌ，此时ＣＯＤ，ＮＨ４Ｎ＋的去除率分别为３１．４１％，３２．４０％。反应初期，混凝形成的束状结构絮凝体随着投加量的增加不断增大，沉降性能明显提高。而继续增加投加量，ＣＯＤ，ＮＨ４Ｎ＋的去除率快速下降，结构松散的絮凝体分散在溶液中，不利于沉降，这是由于过量的ＰＡＦＣ会引起絮凝体发生分散再稳定［３］。２．１．２ＰＡＦＣ＋ＰＡＭ联用投加量控制反应在最佳条件下进行，混凝结束后按投加量为１ｍｇ／Ｌ，２ｍｇ／Ｌ，３ｍｇ／Ｌ，４ｍｇ／Ｌ，５ｍｇ／Ｌ，６ｍｇ／Ｌ向溶液中投加ＰＡＭ。如图２所示，随着ＰＡＭ投加量的增加，强化混凝体系对ＣＯＤ，ＮＨ４Ｎ＋的去除效果先增强后减弱。最佳ＰＡＭ投加量为４ｍｇ／Ｌ，此时ＣＯＤ，ＮＨ４Ｎ＋的去除率分别为５２．５０％，４７．５３％。区别于单独使用ＰＡＦＣ时，强化混凝体系中生成的絮状团块更加稳定密实，同时絮凝和沉降速度明显加快，这是因为ＰＡＭ能够利用其大分子线型结构体的特征，将分散于溶液中的松散絮凝体进行架桥吸附形成体积大、结构紧