高效處理垃圾滲濾液的物理化學方法有哪些?
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物理化學處理技術(shù)主要用于清除垃圾滲濾液中的氨氮及無機成分,為核心生物處理階段創(chuàng)造有利環(huán)境,是滲濾液預處理過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。主要包括混凝沉淀、吸附以及氨吹脫等多種方法。
1. 混凝沉淀法
混凝沉淀技術(shù)對于處理難降解廢水具有顯著效果,相較于其他工藝,能更高效地去除滲濾液中的懸浮固體與膠體類雜質(zhì)。該方法通過投加混凝劑,使水中微細浮游顆粒與膠體物質(zhì)失穩(wěn)、相互聚集、體積增大,最終實現(xiàn)自然沉降。影響混凝沉淀效果的因素眾多,其作用機理主要可歸納為四種:雙電層壓縮機制、吸附電中和效應(yīng)、網(wǎng)捕機理以及吸附架橋理論。
不同類型的混凝劑對滲濾液的處理效能存在差異,因此需依據(jù)滲濾液的具體特性選用合適的混凝劑。張海霞等學者將混凝沉淀法用于滲濾液的深度處理,系統(tǒng)比較了聚合硫酸鐵(PFS)、聚合氯化鐵(PFC)與聚丙烯酰胺(PAM)的處理表現(xiàn)。研究表明,PFS 的處理效率雖略低于 PAM,但差距有限,且受 pH 波動影響較小,綜合經(jīng)濟性考慮,更適宜作為混凝劑使用。湯紅妍等人探討了磷酸銨鎂(MAP)在洛陽市垃圾填埋場滲濾液處理中的應(yīng)用效果,通過設(shè)計涉及鎂、磷、氮投加比例、沉淀時間及 pH 等因素的正交試驗,確定最優(yōu)反應(yīng)條件為 pH = 9.5,Mg:N = 1.8:1,P:N = 1.8:1。在該條件下,NH??-N 的去除率超過 97%,而 COD 去除率約為 20%。單一的混凝處理效果有限,有研究指出將其與其他工藝聯(lián)用可顯著提升對滲濾液的凈化效果。例如,Li 等人將混凝劑與活性炭吸附劑協(xié)同用于垃圾滲濾液的預處理,不僅顯著降低了水樣的色度、濁度與 COD,還去除了部分重金屬,有效減輕了其生物毒性。
2.吸附法
吸附法借助具有較大比表面積的多孔固體材料,將滲濾液中的污染物截留于其表面。吸附劑通過范德華力、化學鍵合力及離子交換等多種機制,將污染物富集于其表面。常用的吸附材料包括活性炭、黏土、粉煤灰和沸石等。開發(fā)成本低、效果好的新型吸附材料,或?qū)ΜF(xiàn)有吸附劑進行改性以增強其吸附能力,是該領(lǐng)域的重要研究方向。
為提升粉煤灰的吸附性能,李章良等采用不同時段的微波活化對粉煤灰進行改性,并用于滲濾液處理。實驗結(jié)果顯示,改性后的粉煤灰對滲濾液中 CODCr 和色度的去除效果顯著優(yōu)于原狀粉煤灰,最高去除率分別可達 46.05% 和 81.16%。劉輝等人則利用風干、粉碎并高溫碳化玉米芯制得活性炭材料處理滲濾液。該活性炭不僅原料來源廣泛,且表現(xiàn)出良好的處理效能。
總結(jié)與展望
盡管各類物理化學技術(shù)在滲濾液處理中均有應(yīng)用,但普遍存在運行成本高及可能引發(fā)二次污染的問題。當前研究重點在于改進現(xiàn)有工藝以降低能耗,例如蒸汽壓縮蒸發(fā)(MVC)技術(shù)。該技術(shù)利用蒸汽在壓縮過程中壓力和溫度逐步升高的特性,高溫蒸汽進入蒸發(fā)器換熱管內(nèi),管外噴淋冷水,蒸汽在管內(nèi)冷凝釋放熱量,使管外噴淋水持續(xù)蒸發(fā)。系統(tǒng)能耗主要來源于壓縮機馬達與維持穩(wěn)定運行的小功率浸入式加熱器,因而能耗較低。MVC/MVR 低能耗蒸發(fā)技術(shù)可直接用于垃圾滲濾液的處理,在較低能耗下使出水達到《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB 16889-2008)的要求。