粉煤灰吸附處理滲瀝液中氨氮的試驗(yàn)研究

蔣玉廣

（1天津生態(tài)城環(huán)保有限公司 天津 300480 2天津市污染場(chǎng)地治理修復(fù)技術(shù)工程中心 天津 300480）

粉煤灰吸附處理滲瀝液中氨氮的試驗(yàn)研究

蔣玉廣

（1天津生態(tài)城環(huán)保有限公司 天津 300480 2天津市污染場(chǎng)地治理修復(fù)技術(shù)工程中心 天津 300480）

以粉煤灰作為吸附材料，吸附處理實(shí)際滲瀝液中的氨氮，研究吸附劑投加量、溫度、pH值對(duì)吸附效果的影響。結(jié)果表明，在吸附劑投加量為4g、溫度為35℃、堿性條件下，吸附達(dá)到平衡，氨氮去除率達(dá)65.12%，單位吸附量8.853mg/g，可調(diào)節(jié)滲瀝液營(yíng)養(yǎng)比例，有利于生物處理作用。

粉煤灰；滲瀝液；氨氮

隨著社會(huì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，生活垃圾產(chǎn)量也逐年增加，其處理問題也由此成為一大難題。目前，衛(wèi)生填埋在整個(gè)固體廢棄物處理處置體系中占有重要地位，但此種處理方法產(chǎn)生的滲濾液是一種較難處理的高濃度有機(jī)廢水，氨氮濃度高，對(duì)水質(zhì)水量影響很大。粉煤灰是火電廠排放的固體廢物，其大量堆存不僅占用土地，還會(huì)對(duì)大氣、地表水、地下水等造成污染，但粉煤灰顆粒細(xì)微，比表面積大，具有一定吸附性，目前粉煤灰已被應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域。

筆者所在企業(yè)一項(xiàng)目是非正規(guī)垃圾填埋場(chǎng)，依山而建，生活垃圾直接在地面一層層被填埋，填埋高度達(dá)10m，由于底部未做防滲，流出的垃圾滲濾液匯集到填埋場(chǎng)一側(cè)的坑塘中，常年雨水稀釋，積存了60×104m3污水。本文主要以此為背景，對(duì)粉煤灰吸附處理滲瀝液中的氨氮進(jìn)行試驗(yàn)研究，分析吸附劑投加量、吸附時(shí)間、溫度、pH值對(duì)吸附效果的影響，希望為垃圾滲瀝液的有效處理提供有力依據(jù)，為保護(hù)水資源提供支撐。

1 試驗(yàn)方法

1.1 儀器和材料

儀器：Chemisorb2750型程序升溫化學(xué)吸附儀、X’PertPro MPD粉末X射線衍射儀、721型火焰原子分光光度計(jì)、pHS-3B精密pH計(jì)、恒溫震蕩培養(yǎng)箱、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、電子分析天平、離心機(jī)、電熱套等。

材料：于火電廠取適量粉煤灰，過100目篩去除雜質(zhì)及大塊物，放入烘干箱中烘干備用。經(jīng)檢測(cè)，粉煤灰BET比表面積為9.88m2/g，主要物相成分為石英、莫來石、赤鐵礦、方鎂石、生石灰。于非正規(guī)垃圾填埋場(chǎng)取垃圾滲瀝液，樣品經(jīng)沉淀后取其上清液于聚乙烯塑料瓶中備用。滲瀝液主要性質(zhì)見表1。

表1 滲瀝液基本性質(zhì)

1.2 試驗(yàn)方法

取粉煤灰，按照固液比1∶10，將粉煤灰和滲瀝液置于錐形瓶中混合，在恒溫振蕩箱中進(jìn)行試驗(yàn)，震蕩速度為150r/min。分別選取不同粉煤灰投量、溫度、pH、吸附時(shí)間進(jìn)行研究，在一定溫度和震蕩條件下吸附一段時(shí)間后，過濾測(cè)定濾液中氨氮濃度。

2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

滲濾液20mL分別于2g、4g、6g、8g、10g的粉煤灰混合，35℃下振蕩反應(yīng)2h，濾紙過濾，檢測(cè)吸附效果。結(jié)果見表2。隨著粉煤灰投加量的增加，對(duì)氨氮去除率逐漸增加，而單位吸附量在4g時(shí)最好，達(dá)6.01mg/g，投量大于4g時(shí)，單位吸附量逐漸下降，這主要是因?yàn)橄鄬?duì)于吸附質(zhì)來說，吸附劑的量是過量的，不能被充分利用，會(huì)產(chǎn)生空余活性物質(zhì)。

表2 不同投加量對(duì)氨氮的吸附效果

取4g粉煤灰與滲瀝液均勻混合后，在25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃的恒溫震蕩培養(yǎng)箱震蕩反應(yīng)2h，取出后冷卻，經(jīng)過濾檢測(cè)與原樣比較，分析吸附效果的變化。結(jié)果表明，在25℃～35℃的過程中，吸附效果隨著溫度的升高而增強(qiáng)，之后則隨著溫度的升高而下降，這是因?yàn)槲竭^程主要分為物理吸附和化學(xué)吸附，其中物理吸附是一個(gè)放熱的過程，在這個(gè)過程中，吸附熱較小，低溫條件下就能進(jìn)行。化學(xué)吸附也是一個(gè)放熱的過程，但它屬于選擇性吸附，其吸附效果往往需要一定的溫度條件。本次試驗(yàn)，在35℃時(shí)出現(xiàn)峰值，氨氮去除率為42.1%，

用HCl溶液和NaOH溶液調(diào)整滲瀝液的pH值，分別調(diào)整至2、4、6、7、8、10、12，4g粉煤灰，反應(yīng)溫度35℃，震蕩反應(yīng)2h，濾紙過濾，與原樣比較，檢測(cè)吸附效果。在酸性和堿性條件下，粉煤灰對(duì)氨氮吸附效果較好，在中性條件下的吸附效果則較差。

3 結(jié)語

在吸附劑投加量為4g、溫度為35℃、pH值為12時(shí)，吸附達(dá)到平衡，在上述條件下，氨氮去除率達(dá)65.12%，單位吸附量8.853mg/g。可見適當(dāng)條件下，粉煤灰可有效調(diào)節(jié)滲瀝液營(yíng)養(yǎng)比例，有利于生物處理作用。

研究結(jié)果表明，用粉煤灰對(duì)垃圾滲瀝液中的氨氮具有一定的吸附效果，用其處理生活垃圾滲瀝液能在一定程度上解決城市垃圾的環(huán)境污染問題，可達(dá)到以廢治廢的目的。筆者建議在垃圾處理廠或填埋場(chǎng)處理滲瀝液時(shí)使用。