我國(guó)農(nóng)村生活垃圾具有產(chǎn)生面廣且分散的特 點(diǎn)，由于農(nóng)村地區(qū)垃圾處理可用資金有限，往往采用小型填埋技術(shù)進(jìn)行處理。受限于填埋場(chǎng)的規(guī) 模、技術(shù)和資金等因素，小型填埋場(chǎng)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(shù)經(jīng)濟(jì)可行的垃圾滲濾液處理技術(shù)。目前，城 市生活垃圾滲濾液多采用生化法進(jìn)行處理，於俊 穎研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)村生活垃圾滲濾液的各項(xiàng)污染指 標(biāo)遠(yuǎn)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(jìn)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(jié)構(gòu)和 巨大的比表面積，達(dá)到去除垃圾滲濾液中有機(jī)物和 金屬離子等污染物的目的。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用農(nóng)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(chǎng)，滲濾液成分及特性如表 1 所示。試驗(yàn)用黏土取自該填埋場(chǎng)上游，將未受污染 的黏土經(jīng)自然風(fēng)干、剔除雜物后研磨，過(guò) 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(jīng)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(yàn)設(shè)計(jì)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(jìn)行靜態(tài)吸附，振蕩器轉(zhuǎn)速為 140 rmin，溫度為 25 ℃，振 蕩后靜置沉淀，取上清液測(cè)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(shí)間、滲濾液初始 pH、吸附劑投加量對(duì)吸附效果的影響: 1) 分別設(shè)置 振蕩時(shí)間為 30、60、120、180、240 及 360 min，檢測(cè)不 同吸附時(shí)間時(shí)上清液污染物濃度; 2) 調(diào)節(jié)滲濾液初 始 pH 分別為 3、5、7、8、9 和 11，檢測(cè)不同滲濾液初 始 pH 時(shí)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(jìn)行反應(yīng)，檢測(cè) 不同吸附劑投加量時(shí)上清液污染物濃度。

2 試驗(yàn)結(jié)果

吸附 時(shí) 間 對(duì) 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(shí)間對(duì) TP 和 NH3-N 的去除率影響不大，這是因?yàn)?吸附反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，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(dá)到平衡，之后磷在微孔結(jié) 構(gòu)中擴(kuò)散和在內(nèi)表面吸附，吸附速率降低。吸附 時(shí)間對(duì) CODCr、TN 去除率影響較大: 吸附時(shí)間小于 180 min 時(shí)，隨吸附時(shí)間的增加，去除率呈快速增加趨勢(shì); 吸附時(shí)間大于 180 min 時(shí)，去除率趨于平穩(wěn)。 吸附 180 min 時(shí)，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(duì)其吸附效果有 所不同。除 Cr 外，隨吸附時(shí)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(dá)到平衡狀態(tài)。這是由于在吸附初 期，黏土表面的吸附勢(shì)能和表面自由能較高，吸附點(diǎn) 位較為充分，吸附速率較高; 而在吸附后期，吸附點(diǎn) 位逐漸被占據(jù)，黏土表面吸附勢(shì)和自由能降低，吸附 速率下降。吸附 180 min 時(shí)，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(yàn)中，2 種模型對(duì)滲 濾液中各種污染物擬合效果均較好，說(shuō)明黏土在吸 附滲濾液污染物時(shí)存在多種吸附作用。但 Langmuir 模型擬合結(jié)果所得最大吸附量與試驗(yàn)值存在差異， 且吸附質(zhì)濃度越低，差異越大，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)通 過(guò)針對(duì)性的吸附試驗(yàn)來(lái)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(duì) Pb 的擬合效果均較差，這 可能是由于 Pb 的濃度較低，再經(jīng)過(guò)稀釋作用，其吸 附效率受到很大影響?？偟膩?lái)說(shuō)，擬合結(jié)果說(shuō)明粉 煤灰吸附常規(guī)污染物同時(shí)存在單分子黏土顆粒粒徑小，比表面積大，能夠產(chǎn)生較大的 比表面能，具有較強(qiáng)的吸附作用，故適當(dāng)增大黏土投 加量可增強(qiáng)黏土物理吸附作用。同時(shí)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(duì)滲濾液中的污染物產(chǎn)生混凝去 除作用。



 

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