其林貝爾振蕩器用于垃圾滲濾液的效能分析

來源：未知發(fā)布日期：2019-09-20 11:01【大中小】

我國農村生活垃圾具有產生面廣且分散的特點，由于農村地區(qū)垃圾處理可用資金有限，往往采用小型填埋技術進行處理。受限于填埋場的規(guī) 模、技術和資金等因素，小型填埋場垃圾滲濾液往往不能得到良好的處理，迫切需要研發(fā)不同地區(qū)適用的、技術經濟可行的垃圾滲濾液處理技術。目前，城市生活垃圾滲濾液多采用生化法進行處理，於俊穎研究發(fā)現，農村生活垃圾滲濾液的各項污染指標遠低于城市生活垃圾滲濾液，且可生化性較差，適合采用物化法進行處理。吸附法是一種高效的物化處理手段，該方法利用吸附劑上密集的孔結構和巨大的比表面積，達到去除垃圾滲濾液中有機物和金屬離子等污染物的目的。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

試驗所用農村垃圾滲濾液取自湖北省麻城市鐵門崗鄉(xiāng)垃圾填埋示范場，滲濾液成分及特性如表 1 所示。試驗用黏土取自該填埋場上游，將未受污染的黏土經自然風干、剔除雜物后研磨，過 10 目( 2 mm) 篩，用塑料袋密封，備用。粉煤灰取自江蘇省某燃煤發(fā)電廠流化床鍋爐，為煙道排出后經除塵器收集的固體顆粒，外觀與水泥相似，為深灰色的粉末狀固體。黏土和粉煤灰基本理化特性如表 2 所示。

1. 2 試驗設計與方法

稱取吸附劑于 250 mL 錐形瓶中，加入 200 mL 垃圾滲濾液，將錐形瓶于微型振蕩器中振蕩進行靜態(tài)吸附，振蕩器轉速為 140 rmin，溫度為 25 ℃，振蕩后靜置沉淀，取上清液測定常規(guī)污染物( CODCr、 NH3-N、TN 和 TP) 及重金屬( Cr、As、Cd、Ni 和 Pb) 濃度。按如下步驟，分別研究吸附時間、滲濾液初始 pH、吸附劑投加量對吸附效果的影響: 1) 分別設置振蕩時間為 30、60、120、180、240 及 360 min，檢測不同吸附時間時上清液污染物濃度; 2) 調節(jié)滲濾液初始 pH 分別為 3、5、7、8、9 和 11，檢測不同滲濾液初始 pH 時上清液污染物濃度; 3) 分別稱取 3、5、10、 20、30 g 吸附劑于 250 mL 錐形瓶中進行反應，檢測不同吸附劑投加量時上清液污染物濃度。

2 試驗結果

吸附時間對黏土去除滲濾液常規(guī)污染物 ( CODCr、NH3-N、TN、TP) 和重金屬( Cr、As、Cd、Ni、 Pb) 效果的影響。吸附時間對 TP 和 NH3-N 的去除率影響不大，這是因為吸附反應開始時，磷主要靠靜電引力直接吸附于黏土的外表面，使吸附迅速達到平衡，之后磷在微孔結構中擴散和在內表面吸附，吸附速率降低。吸附時間對 CODCr、TN 去除率影響較大: 吸附時間小于 180 min 時，隨吸附時間的增加，去除率呈快速增加趨勢; 吸附時間大于 180 min 時，去除率趨于平穩(wěn)。吸附 180 min 時，CODCr、NH3-N、TN 和 TP 的去除率分別為 29. 95% 、22. 96% 、37. 33% 和 70. 52% 。由于滲濾液中重金屬自身特性不同，加之初始濃度存在差異，黏土對其吸附效果有所不同。除 Cr 外，隨吸附時間增加，各重金屬去除率快速增加，As 和 Cd 在 180 min 后吸附趨于平穩(wěn)， Pb 在 240 min 達到平衡狀態(tài)。這是由于在吸附初期，黏土表面的吸附勢能和表面自由能較高，吸附點位較為充分，吸附速率較高; 而在吸附后期，吸附點位逐漸被占據，黏土表面吸附勢和自由能降低，吸附速率下降。吸附 180 min 時，Cr、As、Cd、Ni 及 Pb 的去除率為 11. 58% 、53. 31% 、78. 33% 、33. 71% 和 66. 16% 。

3 討論

在黏土吸附試驗中，2 種模型對滲濾液中各種污染物擬合效果均較好，說明黏土在吸附滲濾液污染物時存在多種吸附作用。但 Langmuir 模型擬合結果所得最大吸附量與試驗值存在差異，且吸附質濃度越低，差異越大，在實際應用時，應通過針對性的吸附試驗來確定黏土的吸附容量。粉煤灰吸附滲濾液污染物以 Freundlich 擬合效果最好，但 2 種模型對 Pb 的擬合效果均較差，這可能是由于 Pb 的濃度較低，再經過稀釋作用，其吸附效率受到很大影響?？偟膩碚f，擬合結果說明粉煤灰吸附常規(guī)污染物同時存在單分子黏土顆粒粒徑小，比表面積大，能夠產生較大的比表面能，具有較強的吸附作用，故適當增大黏土投加量可增強黏土物理吸附作用。同時由于黏土顆粒表面帶有電荷，可與滲濾液中的帶電離子發(fā)生吸附或交換作用。此外，黏土中的 Al2O3、Fe2O3 水解作用下形成聚合物，對滲濾液中的污染物產生混凝去除作用。