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强磁粉协同作用预处理垃圾渗滤液 ＊ 唐燕超 成 岳 付明亮 景德镇陶瓷学院材料学院环境工程研究室, 江西 景德镇 333001 摘要 研究了强磁粉 Fe3O4与无机混凝剂 Al2 SO43在垃圾渗滤液处理中的协同作用。 结果表明 Fe3O4与 Al2 SO43复合使用混凝效果优于单纯使用 Al2 SO43的混凝效果。 当 Al2 SO432. 0 g L, 磁粉 Fe3O41. 6 g L, 搅拌强 度 150 r min, pH 值 3. 0, 沉降时间 5min时, 可使渗滤液的 COD 去除率达 70, 混凝时的胶粒沉降速率明显加快。 关键词 强磁粉 协同作用 渗滤液 混凝 ＊景德镇陶瓷学院博士基金。 0 引言 在垃圾处理过程中将产生有机污染物含量很高 的垃圾渗沥液 [ 1-2] 。渗沥液具有成分多, COD、氨氮、 重金属离子浓度高 、 可生化性差、微生物营养元素比 例失调等特点, 属于难治理的高浓度有机废水之一。 如果处理不当, 会造成垃圾填埋场附近的土壤 、 大气、 地下水等的严重污染 [ 3 -6] 。 磁化作用和磁生物效应已被应用于污水处理的 研究中 [ 7 -11] 。水磁化处理后 ,其物理化学性质可能发 生变化,对水处理起到促进作用。本试验就景德镇垃 圾填埋 场产生的 垃圾渗滤 液, 通过加入混 凝剂 Al2 SO43和不同量的磁粉 Fe3O4 , 比较了加入强磁 粉前后及磁粉量对渗滤液 COD去除率的影响。 1 材料与方法 1. 1 水质 试验所用水样为景德镇市垃圾填埋场渗滤液。 由于渗沥液在处理之前要经过一个很大的集水池 ,因 此原液水质基本稳定 。其水质状况见表 1。 表 1 水样水质mg L 除pH 水质指标COD BOD5 pH 值 NH3-N 数值3 3007. 1600 1. 2 试验方法 将渗滤液充分搅匀后 ,取200 mL的待处理渗滤液 于容量为400 mL的烧杯中, 适当搅拌后, 加入定量的 无机铝混凝剂盐 Al2 SO43和磁粉 Fe3O4, 用电动搅 拌机先以150 r min快速搅拌5 min, 再以80 r min定时 搅拌15 min, 搅拌完毕后放置沉降20 min ,取上清液进 行COD测定。分别改变试验的影响因素 混凝剂 、 磁 粉用量和在最佳用量时的 pH 值, 进行试验 , 待处理 结束后,对水样测定 COD 值。 2 结果与分析 2. 1 混凝剂用量对 COD 去除率的影响 为考察磁粉的协同作用效果 , 固定磁粉用量为 1. 6 g L。图 1表明有磁粉 Fe3O4 存在时 , 无机混凝 剂 Al2 SO43的 沉降 效 果将 有 明 显 的 提高 ; 且 Al2 SO4 3用量约为2. 0 g L时 , 对应的 COD 去除率最 高,分别为 56. 3和 66. 5。Al2 SO43添加量低于 此值时, 两者 COD 的去除率随混凝剂用量增加而升 高; 高于最佳值时 , 药剂用量增大, COD 去除率反而 减小 。 图 1 Al2 SO4 3用量对COD 去除率的影响 渗滤液中非可溶解性有机物常带负电, 加入 Al2 SO4 3使颗粒表面的电荷能减小 ,静电斥力下降, 有机微粒团聚, 沉降机会增加, 导致渗沥液中有机物 含量减小。当混凝剂添加量逼近最佳值时,非可溶性 有机物表面电荷能最小 , 沉降作用最为显著, COD 去 除率最高。此后继续增加药剂用量 ,颗粒表面转而带 正电, 且电荷能随药剂用量增加而增大 , 颗粒间静电 斥力增大, 沉降效果减弱 ,COD去除率不断下降 。 72 环 境 工 程 2008年 10 月第 26卷第 5 期 2. 2 磁粉投加量对 COD 去除率的影响 Al2 SO43固定用量为2. 0 g L , 分别加入不同用 量的磁粉 ,试验结果如图 2。 图 2 Fe3O4用量对COD 去除率的影响 随着磁粉 Fe3O4 量的不断增加 , 去除率不断上 升。当加入量达到1. 6 g L时 ,去除率达 70, 其后去 除率趋于平缓, 说明试剂的去除率达到极限。此时已 达到最佳混凝效果, 同时沉降速率明显加快。 试验时 ,投加一定量的无机混凝剂后 ,将磁粉直 接加入,通过机械搅拌使磁粉颗粒广泛而均匀的分布 在处理液中, 从而形成稳定的环形磁场, 其效果见 图3 。 在环形磁场的作用下 , 水分子受到极化力的作 用偶极矩增大, 同时又使其产生了变形和极化 ,使得 水分子具有更大的活性, 两个O H 键之间的夹角进 一步变大 ,使得水分子本身结构发生了改变。且试验 中发现,加入磁粉后胶粒的沉降速度明显加快 。当磁 粉量增加到0. 4 g L时,沉降速度是同条件下未加磁粉 试样的 5 ～ 6 倍。从而大大缩短了渗滤液的处理周 期,节约了处理成本 。 图 3 烧杯中的磁场分布情况 2. 3 pH 值对COD去除率的影响 pH 值对 COD 处理效果见图 4。由图 4 可知, 当 Al2 SO4 3和 Fe3O4用量固定时, pH 值对 COD 处理效 果有较大影响。当 pH 3 时, 两者之间成反比关系 。当渗滤液 成碱性时,COD去处率明显下降, 混凝沉降反应受到 抑制。这说明胶体的零电点为 pH 值接近 3. 0。在零 电点处 ,有机物团聚 , 沉降效果最好, COD 去除率最 高。因此, 本试验的最佳 pH 值为 3。从图 4 可以看 出,磁粉的协同作用同样受到 pH 值的影响 , 这种影 响是通过改变混凝剂在水中的存在状况实现的。 图 4 磁场中 pH 值对 COD 去除率的影响 2. 4 沉降时间对 COD去除率的影响 沉降时间的影响结果见图 5。由图 5 表明 ,混凝 后的沉降时间对混凝效果的影响很大,且是后续处理 中浓缩工艺的一个非常重要的设计参数 。 从图 5 可知, 当 Al2 SO4 3用量为2 . 0 g L, 不加磁 粉,沉降时间在10 min以上时,COD 的去除率到达稳定 值,说明所采用的药剂混凝、 沉降效果很好,有较明显的 使用价值; 加入磁粉后,沉淀5min以上,COD的去除率就 到达稳定状态,说明加了磁粉后沉淀效率大大提高。 图5 沉降时间对 COD 去除率的影响 3 结论 外加磁粉可以明显改善混凝效果。当加入Fe3O4 时,无机混凝剂 Al2 SO43的沉降效果有较大程度的 提高。当 Fe3O4加入量达1. 6 g L时 ,COD 的去除率可 达70,同时胶粒沉降速率可提高 5～ 6 倍 。但处理 效果受 pH 值限制影响较大 ,最佳 pH 值为3. 0。 参考文献 [ 1] Amokrane A. 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Ecological Engineering , 2003, 20 171-181 下转第 94 页 73 环 境 工 程 2008年 10 月第 26卷第 5 期 液是过量, 为验证过量的Mn 2是否对分光光度法测 定结果有影响。取在无氧水样的条件中 ,其他条件相 同的情况下,按分光光度法测定顺序加入试剂 。实验 结果表明 ,溶液呈澄清无色。故对实验分光光度测定 无影响。 2. 6 试样测定 取水样充满 500 mL 溶解氧瓶, 并使水样从管口 溢流10 s,迅速按照实验方法对溶解氧进行测定。测 定结果见表1。 表 1 分光光度法与 DO 仪测定溶解氧的结果对照mg L 水样 分光光度法 测定值 相对标准偏差 CV DO 仪测定值 相对误 差 14. 114. 44. 15-0. 9 2 3. 232. 13. 33-3. 1 3 3. 301. 63. 38-2. 4 43. 510. 033. 471. 1 54. 003. 64. 04-1. 0 63. 490. 193. 431. 7 7 3. 520. 033. 54-0. 57 8 3. 242. 03. 201. 2 93. 321. 43. 36-1. 2 103. 953. 23. 97-0. 51 113. 093. 12. 983. 6 12 3. 450. 483. 382. 1 13 3. 973. 34. 02-1. 3 142. 924. 42. 95-1. 0 153. 630. 843. 542. 5 注 测定时温度为 20 ℃, 大气压力101 . 325 kPa。 2. 7 对照实验 为检测分光光度法测定清洁水样的效果 ,取自来 水和蒸馏水进行测试 ,测定结果与 DO 仪测定同步进 行,由上述结果可知 , 分光光度法测定结果的相对偏 差控制在 4. 5 以内 ,且与 DO 仪测定结果能很好地 吻合 ,说明本方法有较高的准确度。 3 结论 1 控制好溶液的酸碱度和所加试剂的顺序, 既 可以使样品中的溶解氧 DO 完全被固定, 也可使 Mn Ⅳ 完全络合,使测定结果有质量保证。 2 由于显色时间的不同对实验结果有一定的影 响,故应该选择适当的显色时间, 使测定结果更具有 准确性、 可靠性 。 3 采用分光光度法测定水样中的溶解氧 DO , 使测定步骤仪器化、精确化。实验表明 , 该法测定结 果具有准确度高 、可靠性强 、 灵敏度高 、 操作简单、取 样量少、 测定快速等特点 。为 DO 测定增添了一种新 型方法。填补了分光光度法在这一领域应用的空白。 参考文献 [ 1] 国家环保局. 水和废水监测分析方法. 第三版. 北京 中国环境 科学出版社, 1989 185 [ 2] 奚旦立, 孙裕生, 刘秀英. 环境监测. 第三版. 北京 高等教育出 版社,2005 571 [ 3] 梁红. 环境监测. 武汉 武汉理工大学出版社,2003 339 [ 4] 华东理工大学化学系, 四川大学化工学院. 分析化学. 第五版. 北京 高等教育出版社, 2003 239 [ 5] 朱明华. 仪器分析. 第三版. 北京 高等教育出版社, 2006 [ 6] 肖开提阿布力孜, 王吉德, 阿不里克木. 原子吸收法测定水中 溶解氧的研究. 分析试验室, 2000 作者通信处 刘俊 435000 湖北省黄石市澄月花苑 17-5室 E -mail liujuntcsina . com 2007- 12-06 收稿 上接第 73页 [ 3] 孟了. 我国垃圾渗滤液处理现状及存在问题. 给水排水, 2003,29 10 26 -29 [ 4] 张兰英. 垃圾渗沥液中有机污染物的污染及去除. 中国环境科 学, 1998,18 2 184 -188 [ 5] 张海伦. 垃圾渗滤液的处理. 能源研究与利用, 2001 1 44 -45 [ 6] 聂永丰. 我国填埋场渗滤液控制现状问题与解决途径. 环境科 学研究, 1998, 11 3 25 -27 [ 7] 郭银松. 城市污水磁化处理的试验研究. 上海环境科学, 1996,15 7 33 -35 [ 8] 陆光主, 赵庆祥. 磁粉活性污泥工艺技术研究. 城市环境与城市 生态, 1998,11 2 10 -16 [ 9] 麻海珍, 吴国庆. 磁场对固定化紫色非硫光合细菌脱氢酶影响 的研究. 环境科学学报, 1995, 15 3 342 -345 [ 10] 麻海珍, 吴国庆, 朱志卿. 磁场对紫色非硫光合细菌脱氢酶活性 的影响. 环境科学, 1995, 16 3 4 -7 [ 11] 孙水裕, 刘鸿, 谢光炎, 等. 磁粉强化活性污泥法处理餐饮废水 的研究. 环境污染与防治, 2003, 25 3 170-172 作者通信处 成岳 333001 江西景德镇陶瓷学院材料学院环境工 程研究室 电话 0798 8499678 E -mail cy-jciyahoo . com. cn 2007- 11-09 收稿 94 环 境 工 程 2008年 10 月第 26卷第 5 期 APPLICATION OF MBR TECHNOLOGY IN TREATMENT OF PCB s WASTEWATER Wu Shiwen 68 Abstract The practical application ofMBR technology in treatment of PCB s wastewater was introduced. The operation results show that the MBR system is stable with quality effluent under the following conditionsthe influent COD of 1 500 mg L, Cu2 of 1. 5 mg L, MLSS of 6 000～ 8 000mg L and DO of 2～ 4 mg L, with the system temperature of 20～ 40℃, residence time of 10 h and aeration quantity of 40 ～ 43 m3 min. The average removal rate of COD is over 87 and that of Cu2is about 70. Keywords MBR technology PCB COD Cu2 treatment of wastewater ENGINEERING PRACTICE AND STUDIES ON SLAUGHER WASTEWATER TREATMENT Guo Ting Yang Ping Wang Honglei 70 Abstract The slaugher wastewater was treated with hydrolytic acidification -CASS technology. The operational results prove that the CASS technology has good effectiveness. Various fouling inds of the effluent meet the first class of Discharge Standard of Water Pollutants of Meat Packing Industry GB13457 -92. Keywords slaugherhouse wastewater treatment hydrolytic acidification CASS PRETREATMENT OF REFUSE LEACHATE BY COOPERATION FUNCTION OF HIGH MAGNET- IC POWDERTang Yanchao Cheng Yue Fu Mingliang 72 Abstract The cooperation function of high magnetic powder Fe3O4and abio -coagulant Al2 SO4 3were studied in this paper. The result indicated that the flocculation effectfrom complex use of Fe3O4andAl2 SO4 3was better thanuse of Al2 SO43only . When dosage of Al2 SO43 is 2. 0 g L, Fe3O4is 1. 6 g L, stirring rate is150 rpm, pH is3. 0, sedimentation time is 5min, the COD removal rate of leachate is 70. The sedimentation velocity of colloidal particle is picked up evidently in flocculation. Keywords high magnetic powder cooperation function leachate flocculation RESEARCH ON MAIN FACTORS OF INFLUENCING BIOLOGICAL P -PEMOVAL IN EBPR SYS - TEMCai Tianming Cai Shu Ning Qiang et al 74 Abstract Taking enhanced biological phosphrous removal EBPR system as the object of study, it was researched the effects of influent s acetate concentration after keeping anaerobic condition for 2h, the concentration of acetic acidhas less effect on PR. The suitable pHwas6. 0～ 7. 0for anaerobic PR, aerobic obso - rption of phosphorus and COD degradation. When pH was larger than 8 . 0 the system would lose EBPR capacity and PR was only 39. 7. If the age was 4 d the concentration of P in the effluent was lower and the system would have the best running effect. Keywords EBPR acetate concentration pH sludge age DESIGNOF COMPOSITIVE WASTEWATER TREATMENT PLANT OF A LARGE TEXTILE COR - PORATIONLi Fang Yang Bo Tian Qin et al 77 Abstract According to the characteristics of the compositive wastewater in a large textile corporation, the process of coagulating sedimenta - tion and biological treatment was adopted in this project.The sludge reduction technique was taken into account in this design.The practice showed that the effluent quality met the requirement of Grade Ⅰ of “ National Textile Wastewater Discharge Standard” GB4287 -92and part of bio -filter effluent was reclaimed. The excellent biological sludge reduction was obtained during the run. Keywords textile dying and finishing compositive wastewater sludge reduction A UNIVERSAL EXPONENTIAL ULA OF AIR QUALITY ASSESSMENT BASED ON ARTIFI- CIAL FISH SWARM ALGORITHMLi Zuoyong Wang Jiayang Wu Min 80 Abstract By setting up benchmarks for air quality indices, a universal exponentialula with power function for multi -indices of air pol - lutant is put forthfor uating air quality. Artificial fish swarm algorithm AF was used for optimizing the parameters in the ula. uation of air quality of several cases, using the simplified ula with power function, while comparing with results of other s, shows that the modified universal ula becomes simple, easy , practical, applicable and free of the confine of kinds and numbers of pollutant. Keywords air quality assessment uation exponent artificial fish swarm algorithm parameters optimization DETERMINATION OF SOLUBLE ORGANIC FRACTION BEFORE AND AFTER FILTRATION OF DIESEL EXHAUST PARTICULATES WITH CHROMATOGRAPHY-MASS SPECTROMETRY Liu Liping Xiao Fuming Tian Maocheng et al 83 Abstract First, particulates of the diesel engine were collectedwith self-designedbag -type particulates filtration system. Then, the organic soluble fractions SOFin diesel exhaust particulates have been extractedwith ultrasonic separator and analyzed by gas chromatography-mass spec - trometry GC -MS. The results showed that components of soluble organic fraction before and after filtration were changed a little. Alkanes were mostly , with some polycyclic aromatic hydrocarbons PAHs . The content of alkanes and PAHs couldbe decreasedobviously using bag -type par - 5 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 26, No. 5,October, 2008