无机絮凝剂处理垃圾渗滤液的研究

刘智峰

（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西 汉中 723001）

无机絮凝剂处理垃圾渗滤液的研究

刘智峰

（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西 汉中 723001）

选用硫酸铝作为絮凝剂处理垃圾渗滤液，考察了投加量、搅拌时间、pH值和温度等4个因素，研究其对垃圾渗滤液中COD去除效果的影响。实验结果表明，反应最佳条件为:絮凝剂投加量为16g·L-1，pH为6，温度为40℃，搅拌时间为15min，此时色度明显减弱，COD的去除率可达到79.8%。

垃圾渗滤液;絮凝剂;影响因素;COD去除率

目前对垃圾渗滤液的处理已有一些报道，采用的处理工艺大多都是物化法，生化法等。絮凝沉淀法是物化法中的一种，在废水处理中占有重要地位，它是指在絮凝剂的作用下，废水中的胶体和细微悬浮物以及部分有机物凝聚为絮凝体，然后予以分离去除的水处理方法，它最终能实现污染物的无害化处理。其特点为反应速度快、适用范围广、脱色效果好、易控制，不易产生二次污染[1]。

絮凝法的主体是絮凝剂，目前使用的絮凝剂主要有无机和有机两类，其中有机絮凝剂价格昂贵，处理成本较高，因此多采用无机絮凝剂。在众多无机絮凝剂中，铁盐和铝盐使用最多，但铁盐主要是在偏碱性条件下反应生成氢氧化铁，具有较好的絮凝作用，因此不适用于酸性废水的处理。而铝盐因其便宜、资源丰富、在酸性条件下絮凝效果较好等优点被广泛应用于酸性废水的处理。由于垃圾渗滤液为酸性废液，本实验选用硫酸铝作为絮凝剂处理垃圾渗滤液，通过考察投加量、搅拌时间、pH值和温度等4个影响因素，研究其对垃圾渗滤液中COD去除效果的影响，寻求最佳反应条件，为垃圾渗滤液的进一步处理提供依据。

1 实验部分

1．1 垃圾渗滤液的来源及水质

本实验垃圾渗滤液取自校园生活垃圾自然堆积后产生的浸出液，水质情况如表1所示。

表1 垃圾渗滤液水质参数表

1．2 试剂和仪器

试剂:硫酸铝（分析纯）、氢氧化钠（分析纯）、浓硫酸、重铬酸钾（基准纯）、硫酸银（分析纯）、硫酸亚铁铵（分析纯）、试亚铁灵（分析纯）。

仪器:754型紫外可见分光光度计，gg－4B型六联电动搅拌器，SHA－C型水浴恒温摇床，HR－120型电子分析天平，冷凝回流装置，250mL锥形瓶若干，250mL烧杯若干，酸式滴定管。

1．3 实验方法

COD的测定:快速测定法[2]。氨氮的测定:纳氏试剂比色法[3]。pH值的测定:pHS－3C型pH精密仪器测量。

去除率的计算:在不同条件下加入絮凝剂对垃圾渗滤液进行处理，再用快速法测定处理前后的COD，计算COD去除率。

2 结果与讨论

2．1 投加量对COD去除率的影响

取100mL垃圾渗滤液6份分别置于6个烧杯中， 调节 pH 均为 6， 分别加入 2、4、6、8、10、12mL 的 0．2g·mL－1的硫酸铝絮凝剂， 在室温下电动搅拌反应10min后，静置30min，再取上清液测定其COD值，得出硫酸铝絮凝剂的用量与COD去除率的关系如图1所示。

图1 投加量对COD去除率的影响

由图1可以看出，当硫酸铝用量小于8mL时，随着硫酸铝用量的增加，垃圾渗滤液的COD去除率逐渐增大;当硫酸铝用量为8mL时，COD的去除率达到最大值75．8%;当硫酸铝用量超过8mL时，COD的去除率逐渐降低，且静置30min后未见清晰的分层界面，絮凝体仍浮在水面上。因此，通过考察COD去除率，确定硫酸铝的适宜用量为8mL，即硫酸铝作为絮凝剂处理垃圾渗滤液的最佳投加量为 16g·L－1。

2．2 搅拌时间对COD去除率的影响

取100mL垃圾渗滤液4份分别置于4个烧杯中，调节 pH 均为 6，分别加入 8mL 的 0．2g·mL－1的硫酸铝絮凝剂，室温下分别电动搅拌5min、15min、30min、45min 后，静置 30min，再取上清液测定其COD值，得出搅拌时间与COD的去除率的关系如图2所示。

图2 搅拌时间对COD去除率的影响

由图2可以看出，垃圾渗滤液的COD去除率随着搅拌时间延长而增加，且在搅拌时间为15 min时COD去除率达到最大值68．7%，之后COD去除率基本不随搅拌时间延长而增大。因此，确定最佳搅拌时间为15min。

2．3 pH对COD去除率的影响

取100mL垃圾渗滤液3份分别置于3个烧杯中，室温下将其pH分别调节到3、6、9，然后分别加入 8mL 硫酸铝（0．2g·mL－1）絮凝剂，电动搅拌15min后，静置30min，再取上清液测定其COD值，得出pH与COD的去除率的关系如图3所示。

图3 pH对COD去除率的影响

由图3可以看出，垃圾渗滤液在絮凝过程中pH值对其COD去除率有较大的影响。当溶液pH值在3．0～6．0范围时， 随着溶液pH值的升高，渗滤液的COD去除率呈上升趋势;当pH＝6．0时，其 COD 去除率达到 69．7%;当 pH ＞ 6．0 时，渗滤液的COD去除率呈下降趋势。由于Al3＋水解产物随着溶液pH的不同而变化:当pH≤4．0时，主要以未水解的水合铝离子形式存在，随着pH的提高，铝离子的水解产物依次为单羟基配合物、多单羟基配合物或聚合物、氢氧化铝沉淀物，这些水解产物的混凝机理不相同[4～6]，因此，pH对最终处理效果影响较大，造成COD去除率曲线阶段性变化。操作中选择pH在6．0左右比较合适。

2．4 反应温度对COD去除率的影响

取100mL垃圾渗滤液4份分别置于4个烧杯中， 调节pH均为6， 各加入8mL的0．2g·mL－1的硫酸铝絮凝剂，分别在温度为 20、30、40、50℃搅拌15min后，静置30min，取上清液测定其COD值，得出反应温度与COD去除率的关系如图4所示。

图4 反应温度对COD去除率的影响

由图4可以看出，垃圾渗滤液在絮凝过程中反应温度对其COD去除率有较大的影响。当温度低于40℃时，COD的去除率随着温度的升高而明显增大;当温度达到40℃时，COD的去除率达到最大值79．8%;而当温度超过40℃时，COD的去除率随着温度的升高而逐渐下降。因此，通过考察COD去除率，确定最佳反应温度为40℃。

3 小结

实验研究发现以硫酸铝作为絮凝剂对垃圾渗滤液进行预处理不但成本较低、操作简单、容易控制，而且对色度和COD的去除有很好的效果。其最佳反应条件为:pH为6，温度为40℃，搅拌时间为 15min，投加量为 16g·L－1，此时色度明显减弱，COD的去除率可达79．8%。

[1] 范瑾初．混凝技术[M]．北京:中国环境科学出版社，1992．58-61．

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

[3] 国家环境保护局．水和废水监测分析方法 （第四版）[M]．北京:中国环境科学出版社，2002．344-349．

[4] 奚旦立，孙裕生，刘秀英．环境监测[M]．北京:高等教育出版社，2004．553-556．

[5] 姚重化．混凝剂与絮凝剂[M]．北京:中国环境科学出版社，1991．123-125．

[6] 严煦世，范瑾初．给水工程[M]．北京:中国建筑工业出版社，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

陕西理工学院引进人才科研启动项目（SLGQD0710）

刘智峰（1979-），男，硕士，主要从事环境污染物控制方向研究，E-mail:liuzf＠snut．edu．cn

2011-04-14