無機絮凝劑處理垃圾滲濾液的研究

劉智峰

（陜西理工學院化學與環境科學學院，陜西 漢中 723001）

無機絮凝劑處理垃圾滲濾液的研究

劉智峰

（陜西理工學院化學與環境科學學院，陜西 漢中 723001）

選用硫酸鋁作為絮凝劑處理垃圾滲濾液，考察了投加量、攪拌時間、pH值和溫度等4個因素，研究其對垃圾滲濾液中COD去除效果的影響。實驗結果表明，反應最佳條件為:絮凝劑投加量為16g·L-1，pH為6，溫度為40℃，攪拌時間為15min，此時色度明顯減弱，COD的去除率可達到79.8%。

垃圾滲濾液;絮凝劑;影響因素;COD去除率

目前對垃圾滲濾液的處理已有一些報道，采用的處理工藝大多都是物化法，生化法等。絮凝沉淀法是物化法中的一種，在廢水處理中占有重要地位，它是指在絮凝劑的作用下，廢水中的膠體和細微懸浮物以及部分有機物凝聚為絮凝體，然后予以分離去除的水處理方法，它最終能實現污染物的無害化處理。其特點為反應速度快、適用范圍廣、脫色效果好、易控制，不易產生二次污染[1]。

絮凝法的主體是絮凝劑，目前使用的絮凝劑主要有無機和有機兩類，其中有機絮凝劑價格昂貴，處理成本較高，因此多采用無機絮凝劑。在眾多無機絮凝劑中，鐵鹽和鋁鹽使用最多，但鐵鹽主要是在偏堿性條件下反應生成氫氧化鐵，具有較好的絮凝作用，因此不適用于酸性廢水的處理。而鋁鹽因其便宜、資源豐富、在酸性條件下絮凝效果較好等優點被廣泛應用于酸性廢水的處理。由于垃圾滲濾液為酸性廢液，本實驗選用硫酸鋁作為絮凝劑處理垃圾滲濾液，通過考察投加量、攪拌時間、pH值和溫度等4個影響因素，研究其對垃圾滲濾液中COD去除效果的影響，尋求最佳反應條件，為垃圾滲濾液的進一步處理提供依據。

1 實驗部分

1．1 垃圾滲濾液的來源及水質

本實驗垃圾滲濾液取自校園生活垃圾自然堆積后產生的浸出液，水質情況如表1所示。

表1 垃圾滲濾液水質參數表

1．2 試劑和儀器

試劑:硫酸鋁（分析純）、氫氧化鈉（分析純）、濃硫酸、重鉻酸鉀（基準純）、硫酸銀（分析純）、硫酸亞鐵銨（分析純）、試亞鐵靈（分析純）。

儀器:754型紫外可見分光光度計，gg－4B型六聯電動攪拌器，SHA－C型水浴恒溫搖床，HR－120型電子分析天平，冷凝回流裝置，250mL錐形瓶若干，250mL燒杯若干，酸式滴定管。

1．3 實驗方法

COD的測定:快速測定法[2]。氨氮的測定:納氏試劑比色法[3]。pH值的測定:pHS－3C型pH精密儀器測量。

去除率的計算:在不同條件下加入絮凝劑對垃圾滲濾液進行處理，再用快速法測定處理前后的COD，計算COD去除率。

2 結果與討論

2．1 投加量對COD去除率的影響

取100mL垃圾滲濾液6份分別置于6個燒杯中， 調節 pH 均為 6， 分別加入 2、4、6、8、10、12mL 的 0．2g·mL－1的硫酸鋁絮凝劑， 在室溫下電動攪拌反應10min后，靜置30min，再取上清液測定其COD值，得出硫酸鋁絮凝劑的用量與COD去除率的關系如圖1所示。

圖1 投加量對COD去除率的影響

由圖1可以看出，當硫酸鋁用量小于8mL時，隨著硫酸鋁用量的增加，垃圾滲濾液的COD去除率逐漸增大;當硫酸鋁用量為8mL時，COD的去除率達到最大值75．8%;當硫酸鋁用量超過8mL時，COD的去除率逐漸降低，且靜置30min后未見清晰的分層界面，絮凝體仍浮在水面上。因此，通過考察COD去除率，確定硫酸鋁的適宜用量為8mL，即硫酸鋁作為絮凝劑處理垃圾滲濾液的最佳投加量為 16g·L－1。

2．2 攪拌時間對COD去除率的影響

取100mL垃圾滲濾液4份分別置于4個燒杯中，調節 pH 均為 6，分別加入 8mL 的 0．2g·mL－1的硫酸鋁絮凝劑，室溫下分別電動攪拌5min、15min、30min、45min 后，靜置 30min，再取上清液測定其COD值，得出攪拌時間與COD的去除率的關系如圖2所示。

圖2 攪拌時間對COD去除率的影響

由圖2可以看出，垃圾滲濾液的COD去除率隨著攪拌時間延長而增加，且在攪拌時間為15 min時COD去除率達到最大值68．7%，之后COD去除率基本不隨攪拌時間延長而增大。因此，確定最佳攪拌時間為15min。

2．3 pH對COD去除率的影響

取100mL垃圾滲濾液3份分別置于3個燒杯中，室溫下將其pH分別調節到3、6、9，然后分別加入 8mL 硫酸鋁（0．2g·mL－1）絮凝劑，電動攪拌15min后，靜置30min，再取上清液測定其COD值，得出pH與COD的去除率的關系如圖3所示。

圖3 pH對COD去除率的影響

由圖3可以看出，垃圾滲濾液在絮凝過程中pH值對其COD去除率有較大的影響。當溶液pH值在3．0～6．0范圍時， 隨著溶液pH值的升高，滲濾液的COD去除率呈上升趨勢;當pH＝6．0時，其 COD 去除率達到 69．7%;當 pH ＞ 6．0 時，滲濾液的COD去除率呈下降趨勢。由于Al3＋水解產物隨著溶液pH的不同而變化:當pH≤4．0時，主要以未水解的水合鋁離子形式存在，隨著pH的提高，鋁離子的水解產物依次為單羥基配合物、多單羥基配合物或聚合物、氫氧化鋁沉淀物，這些水解產物的混凝機理不相同[4～6]，因此，pH對最終處理效果影響較大，造成COD去除率曲線階段性變化。操作中選擇pH在6．0左右比較合適。

2．4 反應溫度對COD去除率的影響

取100mL垃圾滲濾液4份分別置于4個燒杯中， 調節pH均為6， 各加入8mL的0．2g·mL－1的硫酸鋁絮凝劑，分別在溫度為 20、30、40、50℃攪拌15min后，靜置30min，取上清液測定其COD值，得出反應溫度與COD去除率的關系如圖4所示。

圖4 反應溫度對COD去除率的影響

由圖4可以看出，垃圾滲濾液在絮凝過程中反應溫度對其COD去除率有較大的影響。當溫度低于40℃時，COD的去除率隨著溫度的升高而明顯增大;當溫度達到40℃時，COD的去除率達到最大值79．8%;而當溫度超過40℃時，COD的去除率隨著溫度的升高而逐漸下降。因此，通過考察COD去除率，確定最佳反應溫度為40℃。

3 小結

實驗研究發現以硫酸鋁作為絮凝劑對垃圾滲濾液進行預處理不但成本較低、操作簡單、容易控制，而且對色度和COD的去除有很好的效果。其最佳反應條件為:pH為6，溫度為40℃，攪拌時間為 15min，投加量為 16g·L－1，此時色度明顯減弱，COD的去除率可達79．8%。

[1] 范瑾初．混凝技術[M]．北京:中國環境科學出版社，1992．58-61．

[2] 章非娟，徐竟成．環境工程實驗[M]．北京:高等教育出版社，2006．191-192．

[3] 國家環境保護局．水和廢水監測分析方法 （第四版）[M]．北京:中國環境科學出版社，2002．344-349．

[4] 奚旦立，孫裕生，劉秀英．環境監測[M]．北京:高等教育出版社，2004．553-556．

[5] 姚重化．混凝劑與絮凝劑[M]．北京:中國環境科學出版社，1991．123-125．

[6] 嚴煦世，范瑾初．給水工程[M]．北京:中國建筑工業出版社，1995．50-51．

Study on Treatment Efficiency of Iorganic Focculantsfor Leachate

LIUZhi-feng
（School of Chemistry and Environmental Science，Shaanxi University of Technology，Hanzhong723001，China）

Aluminum sulfate was used as flocculant to treat leachate．Four factors that affect the removal efficiency of CODin the leachate contained the dosage of the flocculant，the stirring time， the pH value and the temperature．The result of experiment indicated that the optimum reaction conditions were as followed:the dosage of the flocculants was16g／L， reaction was carried on when the pH was6 and the temperature was 40℃，and the stirring time was15 minutes．Under the above conditions， the chrome decreased obviously， the removal efficiency of COD wasup to79．8%．

leachate;flocculant;effect factors;COD removal efficiency

X 799.3

A

1671-9905（2011）07-0027-03

陜西理工學院引進人才科研啟動項目（SLGQD0710）

劉智峰（1979-），男，碩士，主要從事環境污染物控制方向研究，E-mail:liuzf＠snut．edu．cn

2011-04-14