粉煤灰吸附处理渗沥液中氨氮的试验研究

蒋玉广

（1天津生态城环保有限公司 天津 300480 2天津市污染场地治理修复技术工程中心 天津 300480）

粉煤灰吸附处理渗沥液中氨氮的试验研究

蒋玉广

（1天津生态城环保有限公司 天津 300480 2天津市污染场地治理修复技术工程中心 天津 300480）

以粉煤灰作为吸附材料，吸附处理实际渗沥液中的氨氮，研究吸附剂投加量、温度、pH值对吸附效果的影响。结果表明，在吸附剂投加量为4g、温度为35℃、碱性条件下，吸附达到平衡，氨氮去除率达65.12%，单位吸附量8.853mg/g，可调节渗沥液营养比例，有利于生物处理作用。

粉煤灰；渗沥液；氨氮

随着社会的发展和人们生活水平的提高，生活垃圾产量也逐年增加，其处理问题也由此成为一大难题。目前，卫生填埋在整个固体废弃物处理处置体系中占有重要地位，但此种处理方法产生的渗滤液是一种较难处理的高浓度有机废水，氨氮浓度高，对水质水量影响很大。粉煤灰是火电厂排放的固体废物，其大量堆存不仅占用土地，还会对大气、地表水、地下水等造成污染，但粉煤灰颗粒细微，比表面积大，具有一定吸附性，目前粉煤灰已被应用于环保领域。

笔者所在企业一项目是非正规垃圾填埋场，依山而建，生活垃圾直接在地面一层层被填埋，填埋高度达10m，由于底部未做防渗，流出的垃圾渗滤液汇集到填埋场一侧的坑塘中，常年雨水稀释，积存了60×104m3污水。本文主要以此为背景，对粉煤灰吸附处理渗沥液中的氨氮进行试验研究，分析吸附剂投加量、吸附时间、温度、pH值对吸附效果的影响，希望为垃圾渗沥液的有效处理提供有力依据，为保护水资源提供支撑。

1 试验方法

1.1 仪器和材料

仪器：Chemisorb2750型程序升温化学吸附仪、X’PertPro MPD粉末X射线衍射仪、721型火焰原子分光光度计、pHS-3B精密pH计、恒温震荡培养箱、电热恒温鼓风干燥箱、电子分析天平、离心机、电热套等。

材料：于火电厂取适量粉煤灰，过100目筛去除杂质及大块物，放入烘干箱中烘干备用。经检测，粉煤灰BET比表面积为9.88m2/g，主要物相成分为石英、莫来石、赤铁矿、方镁石、生石灰。于非正规垃圾填埋场取垃圾渗沥液，样品经沉淀后取其上清液于聚乙烯塑料瓶中备用。渗沥液主要性质见表1。

表1 渗沥液基本性质

1.2 试验方法

取粉煤灰，按照固液比1∶10，将粉煤灰和渗沥液置于锥形瓶中混合，在恒温振荡箱中进行试验，震荡速度为150r/min。分别选取不同粉煤灰投量、温度、pH、吸附时间进行研究，在一定温度和震荡条件下吸附一段时间后，过滤测定滤液中氨氮浓度。

2 实验数据及分析

渗滤液20mL分别于2g、4g、6g、8g、10g的粉煤灰混合，35℃下振荡反应2h，滤纸过滤，检测吸附效果。结果见表2。随着粉煤灰投加量的增加，对氨氮去除率逐渐增加，而单位吸附量在4g时最好，达6.01mg/g，投量大于4g时，单位吸附量逐渐下降，这主要是因为相对于吸附质来说，吸附剂的量是过量的，不能被充分利用，会产生空余活性物质。

表2 不同投加量对氨氮的吸附效果

取4g粉煤灰与渗沥液均匀混合后，在25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃的恒温震荡培养箱震荡反应2h，取出后冷却，经过滤检测与原样比较，分析吸附效果的变化。结果表明，在25℃～35℃的过程中，吸附效果随着温度的升高而增强，之后则随着温度的升高而下降，这是因为吸附过程主要分为物理吸附和化学吸附，其中物理吸附是一个放热的过程，在这个过程中，吸附热较小，低温条件下就能进行。化学吸附也是一个放热的过程，但它属于选择性吸附，其吸附效果往往需要一定的温度条件。本次试验，在35℃时出现峰值，氨氮去除率为42.1%，

用HCl溶液和NaOH溶液调整渗沥液的pH值，分别调整至2、4、6、7、8、10、12，4g粉煤灰，反应温度35℃，震荡反应2h，滤纸过滤，与原样比较，检测吸附效果。在酸性和碱性条件下，粉煤灰对氨氮吸附效果较好，在中性条件下的吸附效果则较差。

3 结语

在吸附剂投加量为4g、温度为35℃、pH值为12时，吸附达到平衡，在上述条件下，氨氮去除率达65.12%，单位吸附量8.853mg/g。可见适当条件下，粉煤灰可有效调节渗沥液营养比例，有利于生物处理作用。

研究结果表明，用粉煤灰对垃圾渗沥液中的氨氮具有一定的吸附效果，用其处理生活垃圾渗沥液能在一定程度上解决城市垃圾的环境污染问题，可达到以废治废的目的。笔者建议在垃圾处理厂或填埋场处理渗沥液时使用。