不同复合化学絮凝剂处理垃圾渗滤液的对比分析

文_黄俊标 深圳市下坪固体废弃物填埋场

1 实验分析

1.1 选择渗滤液水质

该实验选择的渗滤液源于深圳市下坪固体废弃物填埋场，其最初COD是4392mg/L， pH值是8.2。

NaOH(分析纯) 、浓硫酸(分析纯) 、Al2(SO4)3、FeCl3，Na2O·nSiO2，PAM。

1.2 实验仪器

inoLab PH720号酸度计，DF-101系列集热式恒温加热磁力搅拌设备，5B-3COD迅速测定器。

1.3 实验内容和方法

实验过程将COD的清除率作为重要考察指标，选择配比、投入量和pH值为考察因子。对比PAFCS、PASiC、PAC与PAM联合絮凝剂的应用效果，采取最佳絮凝剂。这种化学絮凝法处理是在150mL烧杯内展开的，每次测试水样是100mL,选择H2SO4、NaOH调整渗滤液的pH值到实验规定值，加入絮凝剂后先迅速搅拌1min (转速大概是280r/min),然后慢速搅拌15min(120r/min),搅拌完成后澄清10min然后检测上清液的COD。

1.4 分析方法及指标

红矾钾COD检测法，玻璃电极pH计检测法，COD仪迅速测定法。

2 结果及讨论

2.1 PAFCS处置渗滤液的结果及讨论

2.1.1 明确最优配比

常温状态下，调整pH值是7.0,并向各个烧杯内添入40g/L的Al2(SO4)3与40g/L FeCl3的混合物5mL，调整PAFCS内Al2(SO4)3和FeCl3的比例，等其反应再静置分层，采集上清液检测COD，并计算各种配比的处置效果。

实验表明，含铁量越多絮体越集中，沉降迅速，污泥体越小。伴随配比的改变,COD清除率伴随配比的改变从小变大,直至峰值后又产生降低趋势。PAFCS处置渗滤液时AlCl3经吸附桥统一压缩双电层等途径清除COD,而FeCl3提高了粒子之间吸附架桥性能和混凝时的网捕作用,让水里的微小颗粒产生很大的矾花而易于下降；整体对比每个配比的处理质量，当AlCl3和FeCl3的配比是4：1时，沉淀最密实，COD清除率最好，能达到46.4%。

2.1.2 明确最优投入量

常温状态下，固定pH是7.0，调整PAFCS (4：1)的投入量，等其反应再静置分层，采集上清液检测COD，并计算没种投入量下的处置效果。在特定絮凝剂投入量范围内，伴随絮凝剂投入量的增多，COD清除率慢慢增加，多达6mL时，清除率达到最高。所以，针对试验选择垃圾渗滤液，PAFCS最优投入量约6mL。

2.1.3 明确最佳反应pH值

常温状态下，固定PAFCS (4：1)投入量是6mL，选择pH值为变量，等其反应再静置分层，采集上清液检测COD，并计算每种pH值下的治理效果。

COD清除率都会伴随pH值的增大而提升，当pH值为7.0左右时，曲线产生峰值。所以，针对该试验选择垃圾渗滤液，与中性pH状态下CPAFC的絮凝质量最佳，COD清除效果最好。

2.2 PASiC 处置渗滤液的结果及讨论

2.2.1 最佳配比的决定

常温状态下，调整pH值是7.0，固定加入40g/L的氯化铁与40g/L的硅酸钠混合物5mL,调整硅酸钠和氯化铁的配比，等其反应再静置分层，采集上清液检测COD，并计算每种配比的处理质量。伴随硅酸钠溶液含量的增加，硅酸聚合水平越高，PSPFC絮凝质量越好，COD清除率也越大。这主要由于高聚合度的聚硅酸具备很强的粘附架桥性能；但当硅酸钠溶液含量过高时，PASiC的稳固性又有下降趋势，COD清除率对应地又降低，甚至产生凝胶状态。这是由于聚铁属于阳离子型聚合物，聚硅酸属于阴子型聚合物。两者复合后，会令联合PSPFC的电荷和有效成分减少，较大限度上降低了电中和性能。所以，通过实验明确氯化铁和硅酸钠最佳配比是4：1。

2.2.2 明确最佳投入量

常温状态下，调整pH值是7.0， 选择PASiC (4：1)的投入量为变量，等其反应再静置分层，采集上清液检测COD，并计算每种投入量的处理质量。

伴随投入量的增多，COD清除率也随之增多。这是由于Fe3+彻底中和废水内悬浮颗粒中存在的负电荷后，吸附于悬浮颗粒上的剩余Fe3+反而由此带上正电荷，由于静电排斥导致絮凝效果不好。由此当投入量是6mL时，处理质量好且经济。

2.2.3 选择最佳反应pH值

pH值的调整影响PASiC的处置效果，主要是由于铁的氢氧化物的等电点刚好在pH=8.0～8.5之内，在这一pH值范畴内Fe的水解产物基本不含电荷，让PASiC水解形成的铁聚合物丧失中和脱稳性能。渗滤液生化治理尾水pH=8.2，其中存在NH4、CO32-具缓冲性，添加PASiC后pH值基本不变、非常靠近铁氢氧化物的等电点，在这一pH值下Fe的水解产物含带电荷较少，令PASiC水解形成的铁聚合物混合脱稳性能明显降低，大幅度下降了PASiC治理效果。通过实验明确最好pH值应是5.5。

2.3 PAC与PAM混合絮凝剂治理垃圾渗滤液的结果及讨论

2.3.1 明确絮凝剂PAC用量

常温状态下，调整pH值是7.0，固定PAM助凝剂（0.04g/L）的投入量是2mL，并投入不同体积的PAC(40g/L)，等其反应再静置层，采集上清液检测COD，并计算每种用量的处理质量。

2.3.2 明确PAM用量

常温状态下，调整pH值是7，固定PAC的投入量是6mL，并投入不同体积的PAM (0.04g/L)混合助凝剂，等其反应再静置层，采集上清液检测COD，并计算每种用量的处理质量。PAM的投入量在很大程度上有助于COD清除，它可以促使絮体产生，加快沉降速度，调整沉降性能。实验表明，添加助凝剂PAM后污水的COD清除率大大提升，这是由于添加PAM后,优化了絮凝反应条件,推动了絮凝剂PAC和废水内胶体颗粒产生反应，促使COD清除率提升；伴随PAM投入量的增多，上清液内颗粒明显削减，沉淀时间也减少，当用量是1.5mL时，COD清除率最大，高达70.3%。

2.3.3 明确最佳反应pH值

常温状态下，固定联合絮凝剂内PAC的投入量6mL、PAM的投入量1.5mL，分别调整pH值，等其反应再静置分层，采集上清液检测COD，并计算每个pH值的处理质量。明确最好反应pH值是7.0。

3 结语

PAFCS不仅有压缩双电层与电中和作用，也有吸附架桥作用,其中存在的阴离子与阳离子之间还具备协同增效的优势。其配比、投入量、垃圾渗滤液pH值与搅拌时间都会对其絮凝质量有影响，当PAFCS 配比是4：1，投入量是6mL，最好pH值是7.0，COD最大清除率能达到51.3%，对渗滤液的絮凝治理效果最佳。

为了让PASiC最高效率地清除COD，该实验选择PAS：C 的最佳配比是4：1，最佳投入量是6mL，最好pH值是5.5。PASiC投放渗滤液后，PASiC水解改变成聚硅酸溶胶和带正电的聚铁离子，聚硅酸溶胶和铁聚合物产生链状、网状结构起到粘附架桥和网捕作用，能够有效清除COD并形成大的矾花沉降。其中，聚铁离子和聚铁硅离子能同渗滤液内腐殖质类充分的COO-及OH-形成独特的吸附、配位功能，让COD的清除率达到65.2%。

由于PAM存在高分子性质，其既提供了较强的架桥吸附功能，还推动了絮凝剂PAC和废水内胶体颗粒的反应，让垃圾渗滤液COD尽可能清除。实验过程考察了许多影响絮凝质量的因素，发现最佳管理因子是： PAC(40g/L)投入量是6mL、PAM(4g/L)最好用量是1.5mL，反应pH值是7.0，在最佳情况下COD最高清除率能达70.4%。

对比三种絮凝剂，PAC与PAM联合絮凝剂是比较好的絮凝剂，其能够用较低成本得到最好的C0D清除率。基于PAC与PAM联合絮凝剂的化学预处置，处理了LAS很难生物分解的难题，有效降低了后期治理压力。