混凝实验用于垃圾渗滤液处理应用研究

钱 玲

（盐城市消防技术服务事务所，江苏 盐城 224001）

垃圾渗滤液，又称渗沥水或浸出液，是垃圾填埋处理后，由于大气降水的淋溶，地表水、地下水的浸泡，固体废弃物在物理、化学及微生物作用下产生的废水[1]，其成分复杂、有机物浓度高，含有难被生物降解的奈、菲等芳香族化合物、氯代芳香族化合物、磷酸脂、邻苯二甲酸脂、酚类和苯胺类有机污染物、无机污染物（NH3-N等）、重金属和病原微生物等，如不加以妥善处理直接排放，会对地表水、地下水及土壤造成严重污染，是公认的难处理废水之一.

由于垃圾渗滤液成分复杂，单一的处理方法往往无法完成处理工作，为此，国内外专家展开了深入的探索研究，并取得了一些成果，探索出如膜处理方法、氨吹托法、厌氧生物法、高级氧化技术等各类方法[2-6].混凝工艺具有技术成熟、操作简便、效果稳定的特点，是常见污水处理中的重要工艺.本课题针对江苏省镇江市某垃圾填埋场的渗滤液处理进行研究，探索混凝工艺在垃圾渗滤液处理中的应用条件和效果.

1 垃圾渗滤液水质

实验废液取自垃圾填埋场渗滤液收集池，这样对工程上的应用更具有指导意义.经过实验室测定，其水质情况如表1所示.

2 混凝实验

2.1 实验内容

本实验主要研究分别以聚合氯化铝（PAC）和聚合硫酸铁（PFS）作为混凝剂对垃圾渗滤液的混凝效果，同时研究pH值对混凝效果的影响以及助凝剂聚合烯酰胺（PAM）的最佳投药量.

表1 废水水质

2.2 实验药剂

工业用PAC、工业用PFS、PAM、99%、工业盐酸（30%）.

2.3 实验方法

实验控制参数为COD的去除率，实验共分四部分.

①不调渗滤液的pH值进行混凝实验，PAC的用量分别为600 mg/L、1000 mg/L、1400 mg/L、1800 mg/L、2200 mg/L和 2600 mg/L，PFS的用量分别为 600 mg/L、1000 mg/L、1400 mg/L、1800 mg/L、2200 mg/L和2600 mg/L.确定最佳混凝剂以及混凝剂用量.

②将渗滤液的pH值分别调至2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12，以①中确定的最佳混凝剂和混凝剂用量进行混凝实验，确定最佳混凝pH值.

③不调渗滤液pH值，以①确定的混凝剂和混凝剂用量，助凝剂PAM用量分别为0 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、40 mg/L、60 mg/L、80 mg/L进行混凝实验，确定助凝剂PAM的最佳药量.

④以①和③确定的混凝剂和助凝剂用量对渗滤液混凝后，加碱研究其pH值的变化.

混凝实验的水力条件为：快速搅拌200 r/min，30 s；中速搅拌120 r/min，2 min；慢速搅拌80 r/min，10 min.混凝结束后沉淀40 min，取上清液测COD浓度.

3 实验结果

（1）：实验①的结果如图1所示：

由图1可以看出，PFS的混凝效果要好于PAC，且在实验过程中观察到PFS作絮凝剂时形成的矾花要比PAC的大，且沉降速度更快些.当混凝剂的用量超过2000 mg/L时，混凝剂用量继续增加，混凝效果增加不明显.确定用PFS作混凝剂，混凝剂用量为2200 mg/L.

（2）：表2显示的是渗滤液原液调pH值时的投酸量和渗滤液pH值变化的关系.表3显示的是调碱时的投碱量和渗滤液pH值的关系.由表2、表3可知，渗滤液pH值在4左右时，加等量的盐酸，渗滤液pH值出现突降.在pH=11.5左右时，投加等量的碱，pH值出现跃升.故推断渗滤液复杂的酸碱缓冲体系的缓冲范围为pH值为4～11.5.

图2是PFS投加量为2000 mg/L，pH值分别为 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12条件下混凝对COD浓度的去除率.

图1 混凝剂PFS和PAC对COD去除率

表2 加入盐酸的量和渗滤液的pH值

表3 加入NaOH的量和渗滤液的pH值

从图2可以看出在pH值为5时PFS获得最佳混凝效果，可获得高达65%的COD浓度去除率，在pH值为6～9的中性条件下，混凝效果相对不理想，只获得约40%的去除率.在pH值为11时，混凝效果又有所提高.

事实上在用碱调整渗滤液pH值时，在没有投加絮凝剂的情况下，在pH值为11左右时，渗滤液也出现了絮凝现象.表4反映了在pH值为11时，投加2000 mg/L的PFS和不投加絮凝剂时的絮凝效果，从中可以看出当pH值为11左右时，垃圾渗滤液的混凝效果是由于投碱所致，且絮凝效果要好于在pH值为8时，投加絮凝剂PFS 2000 mg/L时的絮凝效果.

（3）实验③的实验结果如图3所示.

从图3可以看出，投加40 mg/L的PAM可以将COD浓度去除率从40%左右提升到50%左右，当继续增加PAM用量时效果提高不明显.当用量超过70 mg/L时，处理效果下降.

（4）试验④的结果如表5所示.

从表中可以看出经过混凝沉淀后，渗滤液的pH值并没有明显的幅度变化，因此可以得出结论，混凝对破坏渗滤液中的酸碱平衡体系没有影响.

图2 不同pH值条件下混凝处理对COD浓度去除率的影响

表4 碱对垃圾渗滤液的絮凝效果

4 结论

结合表3和图2可推断，在渗滤液酸碱平衡体系被打破的点（pH值为4.5左右和11.5左右时），混凝效果最好；PFS的混凝效果要优于PAC的混凝效果；仅提高渗滤液的pH值至11左右就可获得相当于投加PFS 2000 mg/L时的混凝效果.

PFS投加量为2200 mg/L，PAM投加量为40 mg/L时，可获得50%左右的COD浓度去除率，此条件下产生的污泥量约为水量的10%.

有文献指出，在酸性条件下，混凝剂可与渗滤液中的有机胶体物质形成螯合物，从而提高了混凝效果，而在中性条件下仅靠絮凝剂水解产生的带正电的金属羟合物来压缩双电层和吸附架桥，导致混凝效果不明显.在pH值为11左右的碱性条件下渗滤液自身能絮凝可能是渗滤液中的金属离子在碱性条件下生成羟合物从而产生了絮凝.该推论还需要经过更加深入的研究和证实.

图3 助凝剂PAM对COD浓度去除率的影响

表5 混凝对渗滤液调碱的影响

[1]陈玉成，李章平.城市生活垃圾渗沥水的污染及全过程控制[J].环境科学动态，1995（4）：15-17.

[2]周炜.利用吹脱和回灌方法对填埋场渗滤液氨氮去除的研究[D].北京：中国农业大学，2006.

[3]Ushikoshi K,Kobayashi T,Uematsu K,et al.Leachate treatment by the reverse osmosis system[J].Desalination,2002,150:121-129.

[4]丁湛，关卫省，刘建，等.微波强化Fenton氧化处理垃圾渗滤液的研究[J].中国给水排水，2010，26（3）：90-92.

[5]Doyle J.Exceptionally high-raten itrification in sequencing batch reactor treating high ammonia landfillb leachate[J].Water Science and Technology,1999,43(3):315-320.

[6]李志伟，孙力平，吴立.PAC和PAM复合混凝剂处理垃圾渗滤液的研究[J].中国给水排水，2009，25（23）：85-89.