化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)處理工藝用于滲濾液資源化利用研究

【中圖分類號(hào)】：×703 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】：A 【文章編號(hào)】：1008-3197（2025）04-29-08

【DOI編碼】：10.3969/j.issn.1008-3197.2025.04.008

ChemicallyEnhancedPrimaryTreatmentProcessforLeachate Resource Utilization

CENBenqiang1，2，WANGLianjie2，ZHAO Liwei2，GEN Hongxin2，ZHANG Lin2，LIU Peng2，LI Wei2 （1.CollegeofEnvironmentalScienceandEngneering，ankaiUnivesityianj3Oo5o，China;2.TianjinCapitalEnviotal Protection Group Company Limited，Tianjin 3Oo381，China）

【Abstract】：To solve the problem that the leachateof waste incineration plants contains pollutants suchas heavy metal ions exceeding the standard，making the traditional activated sludge process unsuitable，achemically enhanced primary treatment（CEPT）process was emplayed to selectively remove harmful substances from the leachate and recycle the organic matter for resource utilization.The results showed that the CEPT process could recover over 92% of the organic matter in the leachate and reduce over 80% of harmful substances such asheavy metals，SS，and TP.The leachate-derived organic matter demonstrated eficacy similarto commercial sodium acetate increasing the TN removal rate of sewageby over 15% ：

【Keywords】： chemically enhanced；waste incineration plant；leachate

焚燒作為一種有效減少垃圾填埋量、降低垃圾對(duì)環(huán)境和公眾健康危害的新方式，是解決垃圾問題的重要手段，為生態(tài)文明建設(shè)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。但焚燒廠及收集壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)站在堆酵、壓濾過程中產(chǎn)生的大量垃圾滲濾液是一種污染性極強(qiáng)的高濃度有機(jī)廢水，含有大量的有機(jī)物質(zhì)（總有機(jī)碳、揮發(fā)性脂肪酸和腐殖質(zhì)等）氨氮、無機(jī)組分 （Ca²⁺?Mg²⁺?HN₄⁺?Fe²⁺?Mn²⁺ /CI-）、重金屬離子 （As，Hg，Cd，Cr，Cu，Pb） 和其他有機(jī)化合物（氯代脂肪族化合物 ，C₆H₆.C₆H₅OH.C₇H₈， 鄰苯二甲酸鹽），毒性大、可生化性差，傳統(tǒng)的活性污泥處理工藝難以適用。當(dāng)前我國(guó)采用的滲濾液處置工藝主要有預(yù)處理 +MBR+ 膜深度處理、預(yù)處理 + 兩級(jí)DTRO、預(yù)處理 + 高級(jí)氧化 + 生化深度處理、預(yù)處理 + 蒸發(fā)結(jié)晶 + 深度處理等3，處理設(shè)備的購(gòu)買及維護(hù)成本較高（150～200元/t）。另一方面，由于居民生活方式變化、污水管網(wǎng)滲漏等綜合作用的影響，國(guó)內(nèi)城鎮(zhèn)污水處理廠長(zhǎng)期面臨著原水碳源不足、脫氮效果差等問題，需要通過外購(gòu)商業(yè)碳源提高出水水質(zhì)，大大增加了污水處理的運(yùn)營(yíng)成本。

垃圾滲濾液中含有大量易生物降解的有機(jī)質(zhì)，特別是新產(chǎn)生的滲濾液COD質(zhì)量濃度一般超過 20g/L 且具有較高的BOD/COD，VFA/TOC通常高于 70%^[6] 與市政污水協(xié)同處理時(shí)可以提高反硝化速率；因此將垃圾滲濾液輸送出燒廠與城市污水合并處理，不僅可以節(jié)省單獨(dú)建設(shè)垃圾滲濾液處理系統(tǒng)的高額費(fèi)用，還可以降低污水處理廠部分碳源投加費(fèi)用。為減輕直接合并處理時(shí)垃圾滲濾液中有毒有害物質(zhì)對(duì)城市污水處理系統(tǒng)的沖擊危害，滲濾液首先應(yīng)該進(jìn)行預(yù)處理，去除重金屬離子、SS等污染物質(zhì)，改善其可生化性、降低有害負(fù)荷，為合并處理創(chuàng)造良好的條件。

化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)處理工藝是一種污水處理物化工藝，通過投加化學(xué)藥劑來增強(qiáng)一級(jí)處理的效果，提高污水中污染物質(zhì)的去除率，為后續(xù)處理工藝創(chuàng)造良好的進(jìn)水水質(zhì)。目前鮮見使用化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)處理工藝回收垃圾滲濾液中有機(jī)質(zhì)的研究報(bào)道，本文通過投加經(jīng)過特殊調(diào)配的混凝劑和絮凝劑，使?jié)B濾液中的膠體顆粒、重金屬、TP等污染物絮凝成較大的絮體，然后通過沉淀的方式將絮體去除，從而降低垃圾滲濾液毒性，此外保留滲濾液大部分溶解性有機(jī)質(zhì)。

1材料與方法

1.1水源與水質(zhì)

1）垃圾滲濾液。來自市某垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液儲(chǔ)池，是一種帶有惡臭氣味的黑色液體， pH 值為6.9～7.1，COD質(zhì)量濃度為 30000～69000mg/L ，BOD質(zhì)量濃度為 15000～32000mg/L ，BOD/COD 在0.5左右，TN質(zhì)量濃度為 1600～2000mg/L NH₃ -N質(zhì)量濃度為 1400～1700mg/L ，主要重金屬含量見表1。

表1滲濾液主要重金屬污染物質(zhì)量濃度 mg/L

續(xù)表1 mg/L

2）市政污水。序批式活性污泥法（SBR）試驗(yàn)進(jìn)水來用市某污水處理廠進(jìn)水水源。見表2。

表2市政污水主要污染物質(zhì)量濃度 mg/L

1.2試驗(yàn)材料與設(shè)備

試驗(yàn)所用主要藥劑有氧化鈣（ CaO ，分析純，市大茂化學(xué)試劑廠）、氫氧化鈉（ NaOH ，優(yōu)級(jí)純，市大茂化學(xué)試劑廠）、三氯化鐵（ FeCl₃ ，分析純，市大茂化學(xué)試劑廠）、硫酸亞鐵（ FeSO₄ ，分析純，市大茂化學(xué)試劑廠）。

主要儀器有自動(dòng)攪拌器（JJ-4A，國(guó)華電器有限公司）、高壓蒸汽滅菌鍋（SX-500，日本TOMY公司）離心機(jī)（JW-3024HR，安徽嘉文儀器裝備有限公司）雷磁pH計(jì)（SJ-6L，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司）、鼓風(fēng)干燥箱（BPQ-9106A，上海一恒科學(xué)儀器有限公司）、箱式電阻爐（SXJK-5-13D，市泰斯特儀器有限公司）、離子色譜分析儀（ICS-600，美國(guó)賽默飛世爾科技公司）電感耦合等離子體發(fā)射光譜（iCAP-7200，美國(guó)賽默飛世爾科技公司）。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)絮凝試驗(yàn)

采用靜態(tài)燒杯試驗(yàn)，將 1000mL 滲濾液倒入燒杯中，放置在攪拌器上，攪拌速度 100r/min ，攪拌開始后加入助凝劑（ CaO，NaOH 等）調(diào)節(jié)滲濾液 pH 值，攪拌20～30min 待 pH 值穩(wěn)定后，加人絮凝劑 （FeCl₃，F(xiàn)eSO₄） 等）繼續(xù)攪拌 60min ，反應(yīng)完成后停止攪拌，靜置 ^1h 取上清液檢測(cè)COD、TP、TN、重金屬等指標(biāo)，下沉污泥經(jīng)過濾后測(cè)量含水率、SS、VSS等指標(biāo)。

1.3.2SBR試驗(yàn)

SBR反應(yīng)器由塑料制成，單個(gè)反應(yīng)器體積為30L，有效體積為 25L_? 。反應(yīng)器底部設(shè)置排泥出口，通過頂部開口實(shí)現(xiàn)進(jìn)水，使用筆水器實(shí)現(xiàn)出水，整個(gè)試驗(yàn)過程均在自然變化的室溫下進(jìn)行。操作過程包括進(jìn)水厭氧段6h、曝氣好氧段 6n 缺氧段 6n 沉降排水段6h，反應(yīng)時(shí)間和運(yùn)行狀態(tài)可由控制面板控制。進(jìn)水由隔膜泵供應(yīng)，進(jìn)水量由液位開關(guān)控制，可自動(dòng)關(guān)停；厭氧、好氧和缺氧段均采用底部推流器進(jìn)行持續(xù)攪拌，減少非好氧階段氧氣的進(jìn)人；好氧段采用微孔曝氣頭在底部曝氣；沉降階段關(guān)閉推流器，自然靜置形成泥水分層，排水階段的排水體積為 50% ；利用蠕動(dòng)泵和自動(dòng)開關(guān)控制SBR缺氧段每日碳源投加量。

進(jìn)行3組試驗(yàn)：一組為空白組，添加去離子水；一組添加等COD當(dāng)量的滲濾液有機(jī)質(zhì)；一組添加商業(yè)乙酸鈉溶液。3組SBR裝置的MLSS控制在 4.50～5.50 g/L ，定期取3組SBR出水進(jìn)行污染物檢測(cè)。

1.4分析方法

滲濾液 pH 值使用雷磁pH計(jì)測(cè)定；污水DO使用HACH便攜式多功能水質(zhì)測(cè)定儀測(cè)定；滲濾液電導(dǎo)率使用電導(dǎo)率儀測(cè)定； NO₃^- 和短鏈脂肪酸含量由離子色譜分析儀測(cè)定。COD測(cè)定采用快速消解分光光度法；TN測(cè)定采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法；NH₃–N 測(cè)定采用納氏試劑分光光度法；TP測(cè)定采用鉬酸銨分光光度法；重金屬測(cè)定采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法。

2結(jié)果與討論

2.1污染物組分

為了探究垃圾滲濾液不同季節(jié)污染物濃度變化規(guī)律，分別分析3、6、9、12月滲濾液污染物成分。6月垃圾滲濾液中的有機(jī)質(zhì)含量最高， COD≈70000mg/L 表明滲濾液具備較高的資源化潛力，同時(shí)滲濾液的可生化性較好，在不同季節(jié)BOD/COD均達(dá)到0.5，說明滲濾液中存在大量可被微生物生化利用的有效有機(jī)質(zhì)。同時(shí)，滲濾液中的TP隨時(shí)間變化不明顯，全年基本保持在 70～80mg/L ;而TN和 NH₃ -N在6月質(zhì)量濃度較高，分別達(dá)到約 2100mg/L 和 1900mg/L ，并且 NH₃- N占TN的比例超過 90% 。此外，滲濾液的懸浮物SS質(zhì)量濃度在 5000～10000mg/L，pH 值穩(wěn)定在7.0左右。重金屬檢測(cè)中，Cd幾乎檢測(cè)不出，主要超標(biāo)的重金屬為 Pb，As，Cr ，分別超標(biāo)了0.5、2.5、3倍，因此考慮到重金屬超出規(guī)定限值導(dǎo)致的生物毒性，需要通過特殊手段處理超標(biāo)的重金屬，防止協(xié)同處置時(shí)對(duì)活性污泥產(chǎn)生毒害。見圖1。

圖1滲濾液中污染物濃度隨季節(jié)變化

2.2污染物去除機(jī)理分析

2.2.1對(duì)滲濾液中有機(jī)質(zhì)的保留機(jī)理

溶解性有機(jī)物一般都具有親水性，而且在水中此類物質(zhì)也具有電解質(zhì)的特性。在滲濾液水體中，溶解性有機(jī)物一般都會(huì)帶負(fù)電荷。有機(jī)物所帶的電荷一般與無機(jī)膠粒所帶電荷不同，無機(jī)膠粒所帶電荷的形成原因是表面吸附作用所造成的雙電層結(jié)構(gòu)；而有機(jī)物上的負(fù)電荷是因?yàn)闃O性官能團(tuán)會(huì)發(fā)生電離作用，極性官能團(tuán)包括脂肪基、磺酸基、羧基、胺基、酚基、磷酸基等，在這種條件下，當(dāng)帶有大量正電荷的鐵鹽混凝劑加人到滲濾液中時(shí)，會(huì)在不同 pH 環(huán)境下與負(fù)電荷有機(jī)物發(fā)生不同反應(yīng)。研究表明，不同的 pH 環(huán)境下，鐵鹽會(huì)產(chǎn)生不同的物質(zhì)形態(tài)。具體來說，當(dāng)pH值為2.18時(shí)，水體中 Fe³⁺ 和 Fe（OH）²⁺ 是Fe（III的主要成分； pH 值為4時(shí)，水體中 Fe（OH）₂⁺ 和 Fe（OH）²⁺ 是Fe（III）的主要成分； pH 值為6～8時(shí)，水體中 Fe（OH）₂⁺ 和Fe（OH）₃ 是Fe（II）的主要成分[，這表明當(dāng) pH 值 ^lt;8 時(shí)，大量的鐵氫氧化物會(huì)發(fā)生吸附電性中和作用，從而減弱有機(jī)質(zhì)膠粒或微小粒子之間的靜電斥力脫穩(wěn)凝聚，大大降低滲濾液有機(jī)質(zhì)濃度； pH 值為10～12時(shí)，廢水中 Fe（OH）₃ 是Fe（III）的主要成分，這是因?yàn)?pH 過高，水中的OH會(huì)優(yōu)先同低聚合度和中聚合度的水解產(chǎn)物反應(yīng)，生成高聚合度的水解產(chǎn)物，從而減弱電中和能力[。見圖2。

圖2滲濾液污染物去除機(jī)理分析

調(diào)節(jié) pH 在10以上來控制鐵鹽在滲濾液中的物質(zhì)形態(tài)，從而主要生成 Fe（OH）₃ 。 Fe（OH）₃ 在沉淀的過程中會(huì)對(duì)溶液中膠體顆粒（如顆粒態(tài)有機(jī)質(zhì)）和懸浮固體進(jìn)行卷掃，達(dá)到去除水中膠體的目的；因此，相對(duì)于電性中和，只有少部分顆粒態(tài)有機(jī)物也可以吸附在已經(jīng)形成的金屬氫氧化物表面，大部分滲濾液中溶解態(tài)有機(jī)物被保留下來。

2.2.2對(duì)滲濾液重金屬的去除機(jī)理

初始滲濾液處于偏酸性或中性pH值條件下，有機(jī)物中氨基和羧基有機(jī)分子與金屬陽(yáng)離子（如Cr離子、Pb離子 、2n 離子等）相互作用形成不溶性金屬絡(luò)合物。通過向滲濾液中投加助凝劑，可以使金屬離子和羥基發(fā)生反應(yīng)，生成難溶的金屬氫氧化物沉淀[2}；同時(shí)，鐵鹽在堿性溶液中能生成吸附力極強(qiáng)的膠團(tuán)Fe（OH）₃ ，具有較高的比表面積，能夠吸附、捕集滲濾液中微小的重金屬氫氧化物、絡(luò)合物懸浮物，因此滲濾液中的重金屬濃度大大降低[3]。

基于以上兩個(gè)機(jī)理，滲濾液中的有機(jī)質(zhì)被最大程度保留，重金屬、懸浮物等有害成分被去除，提高了滲濾液的可生化性，降低毒性，有利于滲濾液與污水協(xié)同處理。

2.3雙堿添加對(duì)滲濾液污染物去除的影響

大部分重金屬?gòu)娜芤褐蟹蛛x的主要方式是形成氫氧化物沉淀。見圖3。

圖3不同重金屬氫氧化物沉淀最佳pH范圍

為了探究助凝劑添加量對(duì)滲濾液污染物去除率的影響，使用 NaOH 作為 pH 調(diào)節(jié)劑、 FeCl₃ 作為混凝劑。經(jīng)過 _NaOH-FeCl3 體系處理后，滲濾液的COD質(zhì)量濃度僅降低了約 10% ，表明該方法對(duì)滲濾液的有機(jī)質(zhì)保護(hù)較好；而TP、TN的去除率分別為 87% 和 10% 。

TP去除率高是因?yàn)殍F鹽的加入形成磷酸鐵沉淀

Fe³⁺+PO₄^3-?FePO₄↓

TN的去除是因?yàn)閴A液的加入破壞了 NH₄⁺ 的水解平衡，促使平衡反應(yīng)向右進(jìn)行

NH₄⁺+OH^-NH₃?H₂O

同時(shí)在劇烈攪拌作用下 NH₃ 揮發(fā)到空氣中，使得滲濾液的TN下降

NH₃?H₂ONH₃↑+H₂O

此外，重金屬檢測(cè)表明 Pb 可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)限值以下，但對(duì)As ?^Cr 的去除率較低，分別只有約 20%.40% 。這是因?yàn)锳s沒有氫氧化物沉淀，通常利用 AsFeO₄ ！Ca₃（AsO₄）₂ 或 As₂S₃ 混凝沉淀來去除As；而 Cr 的去除率與鐵鹽用量、溶液 pH 相關(guān)。見圖4。

為了降低成本、提高As的去除率，采用CaO代替部分 NaOH 調(diào)節(jié)滲濾液 pH ，分別向滲濾液中添加1、2、5g/LCaO 和固定質(zhì)量濃度的 NaOH（0.5g/L） ）、 FeCl₃ 0 （1.5g/L） 。隨著CaO質(zhì)量濃度的增加，滲濾液COD的去除率基本保持在 10% 以內(nèi)，表明 CaO 對(duì)COD的去除率基本無影響，而CaO的工業(yè)成本僅為NaOH的 20% ，可以降低處理成本。當(dāng)CaO質(zhì)量濃度從 1g/L 提高到5g/L 時(shí)，TP、As、Cr的去除率分別提高了 20% 、 30% 、40% 。見圖5。

圖5CaO對(duì)滲濾液污染物去除效果

對(duì)TP，大量CaO的加入促使更多 Ca₃（PO₄）₂ 沉淀的形成，從而大大降低了滲濾液中TP的質(zhì)量濃度

2PO₄^3-+3Ca²⁺?Ca₃（PO₄）₂↓

對(duì)As，CaO在 pH 為10.5左右條件下，可將高砷水中As的質(zhì)量濃度下降到 10ug/L^[14]

2AsO₄^3-+3Ca²⁺?Ca₃（AsO₄）₂↓

更高的 CaO 濃度生成更多的砷酸鈣和亞砷酸鈣，導(dǎo)致As質(zhì)量濃度下降。見表3。

表3砷酸鈣鹽的溶度積

對(duì)Cr，研究表明 pH 調(diào)節(jié)到 8.5～9.4 可有效沉淀重金屬 Cr^[15] ，因此大部分 Cr 以氫氧化物沉淀的方式沉降在底部。

綜上， CaO 的添加促進(jìn)了As的去除，節(jié)省了NaOH的添加量，但是去除率并不能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，需進(jìn)一步細(xì)化研究。

2.4鐵鹽添加對(duì)污染物去除的影響

固定 CaO-NaOH 添加量為 4g/L-0.5g/L ，為了探究 FeCl₃ 的添加量對(duì)滲濾液中有機(jī)質(zhì)及污染物去除率的影響，分別進(jìn)行 0.25、0.5、1.5、2.5g/L 共4組不同F(xiàn)eCl₃ 質(zhì)量濃度的絮凝試驗(yàn)。 FeCl₃ 質(zhì)量濃度的升高，對(duì)COD、TN和TP的去除效果影響不大。見圖 6

圖6FeCI添加量對(duì)滲濾液污染物去除效果

鐵鹽質(zhì)量濃度的提高并沒有提高COD的去除率，這是因?yàn)楫?dāng)滲濾液 pH 控制在10～12時(shí)， FeCl₃ 在溶液的主要成分是 Fe（OH）₃ ，其電性中和作用較弱，卷掃網(wǎng)捕作用極強(qiáng)，因此相對(duì)于中性條件對(duì)COD的去除率較低。為了驗(yàn)證上述理論，分別在堿、鐵鹽、堿 + 鐵鹽3個(gè)體系下進(jìn)行滲濾液處理試驗(yàn)。單一堿體系、鐵鹽-堿體系對(duì)有機(jī)質(zhì)的去除效果微弱，但單一鐵鹽體系使得COD質(zhì)量濃度下降了約 30% ，表明在中性條件下鐵鹽形成了大量的 Fe（OH）₂⁺ 和 Fe（OH）²⁺ 吸附溶解性有機(jī)物（帶負(fù)電），電性中和作用增強(qiáng)，大量有機(jī)質(zhì)從溶液脫除。見圖7。

AsCr的去除率隨 FeCl₃ 質(zhì)量濃度的增加而提高。見圖8。

圖7不同體系對(duì)滲濾液中有機(jī)質(zhì)的去除效果

這是因?yàn)?FeCl₃ 在溶液中極易水解生成 Fe（OH）₃ 并與As吸附和共沉淀，形成砷酸鐵沉淀[]

Fe³⁺+AsO₄^3-?FeAsO₄↓

在該反應(yīng)條件下， Fe³⁺ 在液相環(huán)境中發(fā)生水解反應(yīng)并形成大量的絡(luò)合離子和多核絡(luò)合物

Fe³⁺+（3+x）H₂O?FeO（OH）（H₂O）_1+x+3H⁺（7）

通過吸附、架橋、交聯(lián)等作用使溶液中的膠體顆粒相互碰撞形成礬花，進(jìn)而沉淀去除

圖8FeCI添加量對(duì)滲濾液重金屬去除效果

為了探究 Fe³⁺/Fe²⁺ 雙鐵鹽系統(tǒng)對(duì)滲濾液中污染物的去除效果，分別使用亞鐵鹽、鐵鹽亞鐵鹽混合混凝劑進(jìn)行試驗(yàn)。見圖9。

圖9雙鐵鹽系統(tǒng)對(duì)滲濾液中污染物的去除效果

添加CaO和 Fe²⁺ 后，TP和As的濃度下降明顯，As的去除率接近 100% ，比 Fe³⁺ 體系的 55% 去除率高得多。這是因?yàn)?Fe²⁺ 與As形成的砷酸亞鐵類礦物具有極低的溶解度，屬于藍(lán)鐵礦族 Fe₃（AsO₄）₂?8H₂O ，其溶度積為 logK_sp=-33.25^[18] 。此外，研究[發(fā)現(xiàn)，在一些還原性地下水和堿性水體中砷鐵礦是過飽和的，進(jìn)而認(rèn)為砷鐵礦是一些還原性水體和堿性水體中穩(wěn)定 As（V） 的重要原因；由此可以預(yù)測(cè)，形成砷酸亞鐵類礦物是亞鐵穩(wěn)定化砷的重要機(jī)理之一，而在 Fe³⁺ 體系中， Fe³⁺ 與As形成的主要為臭蔥石 FeAsO₄?2H₂O 和無定型的砷酸鐵，臭蔥石容易發(fā)生不一致溶解形成 Fe（OH）₃ 和砷酸根陰離子20]，導(dǎo)致總砷重新擴(kuò)散到水體中，從而降低了去除率

FeAsO₄?2H₂O（s）+H₂O（1）?

H₂AsO₄^-（aq）+Fe（OH）₃（s）+H⁺（aq）

CaO-Fe²⁺ 體系對(duì) Cr 的去除率在 ^4h 內(nèi)提高至60% ，但明顯低于 CaO-Fe³⁺ 體系中 80% 的去除率，可能是因?yàn)?Cr 的弱結(jié)合態(tài)主要以 Cr³⁺ 形式存在，在 Fe³⁺ 存在下更容易發(fā)生反應(yīng)2

xCr³⁺+（1-x）Fe³⁺+4H₂O?Cr_xFe_1-x（OH）₃（s）+3H⁺

而 Fe²⁺ 體系在強(qiáng)堿性環(huán)境中反應(yīng)較慢[22]。

CrO₄^2-+3Fe²⁺+8H⁺?3Fe³⁺+3Cr³⁺+4H₂O

為了進(jìn)一步探究 Fe³⁺-Fe²⁺ 的比例對(duì)As、 .cr 去除率的影響，分別進(jìn)行不同質(zhì)量比例的 Fe³⁺-Fe²⁺ 雙鐵鹽試驗(yàn)。 為 3：0 時(shí)，Cr的去除率最高（約75% ），這是由于鐵鹽與 Cr 在高 pH 值下形成了氫氧化物共沉淀，從而大大降低了Cr在溶液中的離子態(tài)形式； FeCl₃ ：FeSO4為 0：3 時(shí)，As的去除率最高（約 95% ），這是因?yàn)?Fe²⁺ 與As形成的砷酸亞鐵類礦物具有極低的溶解度，屬于極穩(wěn)定的藍(lán)鐵礦族，因此大大提高了總砷的去除率。見圖10。

圖10不同亞鐵/鐵鹽比例對(duì)重金屬去除率影響

綜合試驗(yàn)結(jié)果，選擇 FeCl₃ ： FeSO₄=2：1 的質(zhì)量比例，可以同時(shí)保證As和 Cr 的綜合去除率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)滲濾液重金屬濃度達(dá)標(biāo)。

為了探究反應(yīng)時(shí)間對(duì)污染物去除的影響，分別在反應(yīng)第 0.5，1.2h 取樣進(jìn)行檢測(cè)。 0.5h 的常規(guī)污染物去除率基本上與 ^2h 的去除率相當(dāng)，而重金屬去除率略低，其中COD去除率甚至提升了 5% ，表明控制較短的反應(yīng)時(shí)間對(duì)有機(jī)質(zhì)的保護(hù)是有利的，為了保證絮凝反應(yīng)過程中重金屬沉淀完全、有機(jī)質(zhì)不過量損失，絮凝反應(yīng)時(shí)間建議控制在1h以內(nèi)。見圖11。

2.5有機(jī)質(zhì)效能燒杯試驗(yàn)

為了探究滲濾液有機(jī)質(zhì)與商業(yè)乙酸鈉溶液對(duì)污水處理反硝化作用的影響，取污水處理廠好氧池末端泥水混合物進(jìn)行試驗(yàn)。分別加入同等COD當(dāng)量（ 40 000mg/L 的商用乙酸鈉、未處理新鮮滲濾液、處理后滲濾液各 5mL（5‰ 投加量）。由于未處理滲濾液對(duì)污泥毒性較大，使得微生物不能正常進(jìn)行生命繁殖活動(dòng)，且滲濾液存在大量 NH₃–N ，反硝化作用失效使得溶液中的 NO₃^- 出現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，因此滲濾液必須降低其毒性才可與市政污水進(jìn)行協(xié)同處理。此外，乙酸鈉作為碳源時(shí)，硝酸鹽濃度在 90min 內(nèi)下降了 35% ，而加入處理后滲濾液的試驗(yàn)組 90min 內(nèi)的硝酸鹽濃度下降了 75% ，表明處理后滲濾液富含易生物降解有機(jī)質(zhì)，同時(shí)由于處理后滲濾液的 pH 值較高，添加后對(duì)反硝化過程（最佳pH為7.0～7.5）較為有利。從反硝化速率來看，添加處理后滲濾液的污泥反硝化速率為3.39mg/（g?h） ，是乙酸鈉組的2.28倍，表明處理后滲濾液有優(yōu)異的促進(jìn)微生物反硝化效能，具備與市政污水協(xié)同處理的可行性。見圖12。

2.6SBR試驗(yàn)結(jié)果分析

為了探究預(yù)處理后滲濾液中有機(jī)質(zhì)對(duì)實(shí)際污水處理反硝化過程的促進(jìn)作用，在活性污泥SBR裝置的缺氧時(shí)間段投加一定比例的滲濾液（ 2.5%o ，并與商業(yè)乙酸鈉、空白組對(duì)比，觀察三者在微生物反硝化速率方面的差異性。3組相同參數(shù)條件下的SBR裝置在經(jīng)歷兩周調(diào)試后TN去除率基本保持穩(wěn)定 （40%） ；從第14d開始分別在3組SBR裝置的厭氧段加入處理后滲濾液、商業(yè)乙酸鈉、去離子水（對(duì)比組），有機(jī)質(zhì)添加后給污水增加了約 160mg/L 的COD，保障了異養(yǎng)型微生物完成生化反應(yīng)；至添加后的30d，滲濾液組的脫氮率最高，達(dá)到 80% ，比空白組高 10%～20% ，顯示出與商業(yè)乙酸鈉相似的性能，表明滲濾液有機(jī)質(zhì)對(duì)反硝化反應(yīng)的促進(jìn)作用。見圖13。

有文獻(xiàn)24表明，當(dāng) pHgt;7.3 時(shí)，反硝化的最終產(chǎn)物為 N₂ ，而 pHlt;7.3 時(shí)產(chǎn)物為 N₂O ，因此高 pH 的滲濾液抑制了碳排放。綜上，在城市污水中，往往只有一部分快速生物降解的BOD可以作為反硝化的碳源利用，而添加滲濾液使得這一比例增加，使得生化反應(yīng)更加徹底，處理后的滲濾液有機(jī)質(zhì)含量豐富、毒性較低，有助于促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)、代謝以及對(duì)有機(jī)物的分解和吸收，提高污水處理的效率。

3結(jié)論

1）不同季節(jié)滲濾液污染物濃度變化差異較大，9月時(shí)垃圾滲濾液COD、BOD含量較高，主要超標(biāo)重金屬種類為Pb、As、Cr。

2）使用CaO-NaOH-Fe-Fe2+體系對(duì)滲濾液污染物的去除效果最好，最佳配比為 4g/L^-0.5g/L^-2g/L^- 1g/L ，處理后滲濾液的重金屬、SS、TP大大削減，COD去除率 lt;8% 。

3）燒杯試驗(yàn)和SBR試驗(yàn)證明，未處理的垃圾滲濾液具有生物毒性，會(huì)抑制微生物的硝化和反硝化過程；而處理后滲濾液含有豐富的優(yōu)質(zhì)短鏈脂肪酸（甲酸、乙酸等），有利于微生物吸收利用，其作用可與商業(yè)乙酸鈉相當(dāng)，因此本研究處理的滲濾液有機(jī)質(zhì)具有較高的資源化利用價(jià)值。

添加不同有機(jī)物會(huì)造成不同反硝化速率，由離子色譜測(cè)試可知，滲濾液中主要存在甲酸類物質(zhì)，而甲酸被報(bào)道是一種易于生物降解的反硝化碳源[23]。此外，反硝化過程最適宜的pH為7.0～7.8，由于添加的滲濾液pH較高，污水整體的 pH 也略有上升，促進(jìn)了反硝化菌的增殖和酶的活性。見圖14。

圖14處理后滲濾液的離子色譜表征

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