全自动反冲洗过滤器复合型絮凝剂处理垃圾渗滤液的研究
随着城市化的不断加剧,目前处理处置这些垃圾的方法主要有焚烧、堆肥、填埋和综合利用等。其中垃圾卫生 填埋法因具有工艺简单、技术成熟、处理费用低、管理和运输方便等X点而被国内外广泛采用。垃圾填埋 后将产生大量垃圾渗滤液,其来源主要有以下三种方式:
(1)进入填埋场底部的大气降水、地表水和地下水等;
(2)垃圾本身携带的水分;
(3)垃圾分解过程中产生的水。由其产生途径可知垃圾渗滤液成分复杂,有机物浓度高且水质水量变化较大,处理难度较大,尤其 是填埋后期,随着氨氮和COD浓度加大,更增加了生化处理的难度。在通常情况下,一般采取预处理→ 生物处理(SBR)→后续处理的工艺流程。絮凝沉降法 是水处理中常用的重要方法,同样适用于垃圾渗滤 液的处理。在垃圾渗滤液处理中引入絮凝剂预处理,不仅工艺简单,且可预先去除部分COD、色度等有害物质,大大提高了渗滤液的可生化性,减少了后续处理的负荷。无机高分子絮凝剂是一类非常X的强化 固液分离物质,因其高效低毒等特性常用于给水和排 水的物化处理工艺中。但单纯使用无机絮凝剂处理的成本较高,因此,本文旨在通过将有机和无机絮凝剂复合处理垃圾渗滤液,既能达到高效和价廉的预处理效果,又能将污泥量控制在一定的范围使其不对环境造成二次污染,具有较好的社会经济价值和推广应用前景。
1.实验部分
1.1实验原料聚合氯化铝、硫酸铝、氯化铁、双氰胺、甲醛等为 工业纯;硫酸亚铁铵、硫酸、硝酸、盐酸、高锰酸钾、重 铬酸钾、过氧化氢、硫酸亚铁、尿素、硫脲等为分析纯。
1.2复合絮凝剂的制备氯化铝水解过程中释放出H+,利用双氰胺-甲醛缩聚物制备过程中需要消耗H+的机理促进氯化铝发生聚合反应,进而制备出有机无机复合型絮凝剂 OICF。制备工艺如下:将氯化铝溶解于水中,在90℃ 下加入双氰胺、硫脲、尿素和催化剂后慢慢滴加甲醛, 反应4h后,降至常温,即得黏稠透明的有机无机复合 型絮凝剂OICF。
1.3垃圾渗滤液水质指标实验所处理垃圾渗滤液取自福州市红庙岭垃圾卫生填埋场污水处理厂。
1.4实验方法采用烧杯搅拌试验,取1000mL水样置于1000mL 烧杯中,按不同的絮凝剂投加量、废水温度及pH值等 实验条件进行操作,以100~120r/min的速度搅拌1~2 min,待反应平衡后,静置沉降一定时间,然后分离上 清液进行各项指标的检测。
1.5水质分析污泥含水率的测定采用滤纸;COD测试参照 重铬酸钾法GB11914-89;色度测试参照稀释倍数法 GB11903-89;pH值的测定参照电极法GB6920-86。
2 结果与讨论
2.1絮凝条件的X选为了综合研究OICF的絮凝性能,测定OICF对渗滤液的COD和色度等的去除率情况,以垃圾渗滤滤液原废液、厌氧池出水、二沉池出水为处理对象,对各种影响絮凝作用的因素(如絮凝剂用量、废水pH值 及废水温度)进行了系统研究以获得X佳的絮凝效果,为产品的进一步推广应用提供参数。
2.1.1 OICF投加量的影响取1000mL三种废水,在未采用酸或碱调节pH值、室温的条件下,滴加不同量的OICF进行处理,经过相同的搅拌和静置时间,其COD去除效果。当絮凝剂投加量在100~800 mg/L时,OICF对三种垃圾渗滤液的COD均有一定程度的去除。其中,渗滤液原水的COD去除效果X佳,厌氧池出水和二沉池出水的处理效果相当;三者的COD去除率X高可分别达到85.9%、40.8%和49.0%。三条曲线虽然没有统一的升降规律,但是可以发现在X过一定投加量后,随着OICF用量的增加,COD去除率的值都呈现出一种下降趋势。 这是因为OICF是一种复合絮凝剂,在较小投加量范围时,絮凝剂的有机和无机部分能够起到协同作用取得很好的处理效果;但是随着用量不断增加,其中无机部分去除COD的作用受到限制且有机部分反而增大了废水的COD。因此,综合考察确定OICF处理三种废水的X佳用量分别为438mg/L、584mg/L和584mg/L。由于所处理对象的水质差异, OICF处理三种垃圾渗滤液的效果随pH值的增加并没有相似的变化趋势。对于高COD浓度的渗滤液原水,在pH=4~8范围内,COD的去除率都能达到77% 以上,因此OICF处理渗滤液原水时,适用的pH值范围广泛。但是OICF处理厌氧池出水时,pH值的影响较为明显。在pH=4~7范围内,COD的去除率值都比 较低,在pH=7时,该值取得X大43.3%。当用于处理二沉池出水时,COD的去除率都能达到30%以上,但当pH=8时获得X佳效果,COD去除率为46.6%。试验结果说明,采用OICF处理三种垃圾渗滤液的实际 应用过程中,必须先根据不同渗滤液的实际情况进行酸碱调节处理。
2.1.3温度的影响
分别取系列废水样品,在絮凝剂用量和废水pH值相同的条件下加热搅拌,使絮凝反应在不同温度下进行,便于考察温度对OICF处理垃圾渗滤液絮凝效果的影响。
在试验条件下,由于反应及沉降时 间较为充分,OICF对三种垃圾渗滤液COD的去除率随温度变化并无明显变化,温度对OICF处理该垃圾渗滤液絮凝效果几乎不存在影响,由此可知,OICF的实际应用可以在常温下进行,且不受季节和区域的限制。
2.1.4 搅拌速度和时间
搅拌速度和时间选择得当,有利于絮凝剂发挥作用,可以促进絮凝效果的提高。试验结果发现,OICF 絮凝试验的搅拌速度以80~120r/min为宜,搅拌时间 以3~5min为宜。若搅拌速度过快,时间过长,易将已生成的矾花打碎阻碍絮体沉降,降低絮凝效果;反之,则会使絮凝剂的固体颗粒不能充分接触和捕集胶体颗粒,也不能使絮体沉降,且絮凝剂的浓度分布不均也不利于絮凝作用的发挥。
2.2 对比试验
2.2.1 絮凝性能对比
为了进一步验证OICF处理垃圾渗滤液效果的X越性,本文将OICF和聚合氯化铝(PAC)对三种垃圾渗滤液进行了实验室对比试验,