其林贝尔振荡器用于垃圾渗滤液的效能分析

我国农村生活垃圾具有产生面广且分散的特 点，由于农村地区垃圾处理可用资金有限，往往采用小型填埋技术进行处理。受限于填埋场的规 模、技术和资金等因素，小型填埋场垃圾渗滤液往往不能得到良好的处理，迫切需要研发不同地区适用 的、技术经济可行的垃圾渗滤液处理技术。目前，城 市生活垃圾渗滤液多采用生化法进行处理，於俊 颖研究发现，农村生活垃圾渗滤液的各项污染指 标远低于城市生活垃圾渗滤液，且可生化性较差，适 合采用物化法进行处理。吸附法是一种高效的物化 处理手段，该方法利用吸附剂上密集的孔结构和 巨大的比表面积，达到去除垃圾渗滤液中有机物和 金属离子等污染物的目的。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

试验所用农村垃圾渗滤液取自湖北省麻城市铁 门岗乡垃圾填埋示范场，渗滤液成分及特性如表 1 所示。试验用黏土取自该填埋场上游，将未受污染 的黏土经自然风干、剔除杂物后研磨，过 10 目( 2 mm) 筛，用塑料袋密封，备用。粉煤灰取自江苏省 某燃煤发电厂流化床锅炉，为烟道排出后经除尘器 收集的固体颗粒，外观与水泥相似，为深灰色的粉末 状固体。黏土和粉煤灰基本理化特性如表 2 所示。

1. 2 试验设计与方法

称取吸附剂于 250 mL 锥形瓶中，加入 200 mL 垃圾渗滤液，将锥形瓶于微型振荡器中振荡进行静态吸附，振荡器转速为 140 rmin，温度为 25 ℃，振 荡后静置沉淀，取上清液测定常规污染物( CODCr、 NH3-N、TN 和 TP) 及重金属( Cr、As、Cd、Ni 和 Pb) 浓度。按如下步骤，分别研究吸附时间、渗滤液初始 pH、吸附剂投加量对吸附效果的影响: 1) 分别设置 振荡时间为 30、60、120、180、240 及 360 min，检测不 同吸附时间时上清液污染物浓度; 2) 调节渗滤液初 始 pH 分别为 3、5、7、8、9 和 11，检测不同渗滤液初 始 pH 时上清液污染物浓度; 3) 分别称取 3、5、10、 20、30 g 吸附剂于 250 mL 锥形瓶中进行反应，检测 不同吸附剂投加量时上清液污染物浓度。

2 试验结果

吸附 时 间 对 黏 土 去 除 渗 滤 液 常规污染物 ( CODCr、NH3-N、TN、TP) 和重金属( Cr、As、Cd、Ni、 Pb) 效果的影响。吸附 时间对 TP 和 NH3-N 的去除率影响不大，这是因为 吸附反应开始时，磷主要靠静电引力直接吸附于黏 土的外表面，使吸附迅速达到平衡，之后磷在微孔结 构中扩散和在内表面吸附，吸附速率降低。吸附 时间对 CODCr、TN 去除率影响较大: 吸附时间小于 180 min 时，随吸附时间的增加，去除率呈快速增加趋势; 吸附时间大于 180 min 时，去除率趋于平稳。 吸附 180 min 时，CODCr、NH3-N、TN 和 TP 的去除率 分别为 29. 95% 、22. 96% 、37. 33% 和 70. 52% 。由于渗滤液中重金属自身特性 不同，加之初始浓度存在差异，黏土对其吸附效果有 所不同。除 Cr 外，随吸附时间增加，各重金属去除 率快速增加，As 和 Cd 在 180 min 后吸附趋于平稳， Pb 在 240 min 达到平衡状态。这是由于在吸附初 期，黏土表面的吸附势能和表面自由能较高，吸附点 位较为充分，吸附速率较高; 而在吸附后期，吸附点 位逐渐被占据，黏土表面吸附势和自由能降低，吸附 速率下降。吸附 180 min 时，Cr、As、Cd、Ni 及 Pb 的 去 除 率 为 11. 58% 、53. 31% 、78. 33% 、33. 71% 和 66. 16% 。

3 讨论

在黏土吸附试验中，2 种模型对渗 滤液中各种污染物拟合效果均较好，说明黏土在吸 附渗滤液污染物时存在多种吸附作用。但 Langmuir 模型拟合结果所得最大吸附量与试验值存在差异， 且吸附质浓度越低，差异越大，在实际应用时，应通 过针对性的吸附试验来确定黏土的吸附容量。粉煤灰吸附渗滤液污染物以 Freundlich 拟合 效果最好，但 2 种模型对 Pb 的拟合效果均较差，这 可能是由于 Pb 的浓度较低，再经过稀释作用，其吸 附效率受到很大影响。总的来说，拟合结果说明粉 煤灰吸附常规污染物同时存在单分子黏土颗粒粒径小，比表面积大，能够产生较大的 比表面能，具有较强的吸附作用，故适当增大黏土投 加量可增强黏土物理吸附作用。同时由于黏土颗粒 表面带有电荷，可与渗滤液中的带电离子发生吸附 或交换作用。此外，黏土中的 Al2O3、Fe2O3 水解作 用下形成聚合物，对渗滤液中的污染物产生混凝去 除作用。



 

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