混凝-吸附法处理垃圾渗滤液的实验研究

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.006 第27卷第1期 北京科技大学学报 Vol.27 No.1 2005年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2005 混凝-吸附法处理垃圾渗滤液的实验研究 张富韬2)方少明到 松全元” 1)北京科技大学土木与环境工程学院，北京1000832)东北大学材料与冶金学院，沈阳110004 3)郑州轻工业学院化学工程系，郑州450002 摘要对混凝-吸附法预处理垃圾渗滤液进行了实验研究.采用聚合氯化铝作为混凝剂，最 佳投药量为500mgL:吸附剂采用自制的改性膨润土.结果表明，渗滤液中COD。,的去除率可 达79%，氨氨的去除率达46%，重金属的去除率为53%98%. 关键词渗滤液：预处理：聚合氯化铝：改性膨润土 分类号X799.3 垃圾卫生填埋场运行时，面临的主要问题之 1.2实验仪器 一是渗滤液的处理.尤其是当雨季到来的时候， PHS-3CT型精密酸度计、数显六联电动搅 渗滤液就极有可能污染地表水或地下水，.渗滤 拌器、水浴恒温振荡器、702-2型电热鼓风箱， 液的成分是相当复杂的，主要污染物有：有机污 RIS Advantage ICP,TL-lA型污水COD速测仪， 染物、重金属离子和氨氮.此外，渗滤液还含有无 UNICOTM UV2000紫外可见分光光度计和 机盐，垃圾渗滤液的颜色呈黄-黑灰色、恶臭、电 PNH3-1型氨电极， 导率为10-104μ2/cm,ORP为320-800mV及pH 为5.5-8.7. 2实验方法 目前，世界上通常采用联合工艺来处理渗滤 2.1测试方法 液，生化法常常被作为主体部分，用来去除渗滤 实验中重金属离子浓度的测定采用原子发 液中的有机污染物).然而，在处理垃圾渗滤液 射光谱法(ICP),COD。的测定采用污水COD速测 时，有必要在去除有机污染物之前，去除所含的 仪（中国环境监测总站监制）、氨氮浓度的测定采 重金属离子，当重金属离子含量较高时，势必会 用电极法. 妨碍生化处理的正常运行⑤.因此，在生化处理之 2.2实验方法 前，必须将重金属去除或者降低到适当的浓度范 (1)吸附剂的制备， 围，以保证后续的生化处理可以正常运行，本文 膨润土是一种非金属矿物材料，主要成分是 对混凝沉淀一改性膨润土吸附预处理垃圾渗滤液 二八面体蒙脱石矿物.蒙脱石的特性决定膨润土 进行了实验研究， 的基本性能.蒙脱石是由两层硅氧四面体片和一 1实验材料与仪器 层夹于其间的铝（镁）氧（羟基）八面体片构成的 2：1型层状硅酸盐矿物.一般地，蒙脱石的结构 1.1实验材料 是为： 渗滤液取样于北京安定垃圾卫生填埋场：聚 Na.(H,O)((Al2-Mg.)[SiOo](OH)2). 合氯化铝，分析纯：膨润土取样于河南上天梯矿： 膨润土的基本特性有晶格置换、电负性和离 硫酸，分析纯：十六烷基三甲基溴化铵 子交换等，其中，晶格置换和离子交换的特性使 (HDTMAB),分析纯. 其具备吸附性能.经过改性后，膨润土的吸附性 能可以得到很大程度的提高，改性膨润土的制备 收稿日期：2003-12-23修回日期：200403-20 基金项目：河南省教委资助项目No.20016100002) 共分两步：第一步，对钠化后的膨润土进行硫酸 作者简介：张言韬(1969一)，男，博士 改性，疏酸的浓度为0.4moL,膨润土与硫酸的

第 2 7 卷 第 1 期 2 0 0 5 年 2 月 北 京 科 技 大 学 学 报 JO u r n a l o f U n iv e r s i ty o f s e i e n c e a n d l 七c 卜n o l o gy B eij in g Vb l . 2 7 N O . l F e b . 2 0 0 5 混凝一吸 附法处理垃圾渗滤液的实验研究 张 富韬 ’ ,2) 方 少 明 ” 松全元 ” l )北 京科技 大学 土木 与环 境工程 学 院 , 北京 10 0 0 8 3 2) 东北 大学材 料与 冶金 学院 , 沈 阳 1 10 0 04 3) 郑州 轻工 业学 院化 学工程 系 , 郑州 4 50 0 02 摘 要 对 混凝一 吸 附法 预处 理垃 圾渗 滤液 进行 了实验研 究 . 采 用 聚合 氯化铝 作 为混 凝剂 , 最 佳投 药量 为 s o m g L/ ; 吸 附剂采 用 自制 的改 性膨 润土 . 结果 表 明 , 渗滤 液 中 C O cD , 的去 除率 可 达 79 % , 氨 氮 的去 除率达 46 % , 重 金 属 的去除 率为 53 % ~ 9 8% . 关键 词 渗滤 液 ; 预处 理 : 聚 合氯 化铝 ; 改性 膨润 土 分类 号 X 7 9 9 . 3 垃 圾卫 生 填埋 场运 行 时 , 面 临 的主 要 问题 之 一 是 渗滤 液 的处 理 . 尤其 是 当雨季 到 来 的 时候 , 渗 滤液 就极 有可 能污染 地表 水 或地 下水 「, : ” . 渗 滤 液 的成 分 是相 当复 杂 的 , 主 要污 染物 有 : 有 机污 染 物 、 重金 属离 子和 氨氮 . 此 外 , 渗 滤液还 含 有无 机 盐 . 垃 圾 渗滤 液 的颜 色 呈 黄一黑 灰色 、 恶臭 、 电 导 率 为 10一 10 4 “ 列 e m , 0 即 为 3 20一 8 0 0 m V 及 P H 为 5 . 5一8 . 7【3 , . 目前 , 世 界 上通 常采 用 联合 工 艺来 处理 渗 滤 液 , 生 化法 常 常被 作 为 主体 部 分 , 用 来 去 除渗 滤 液 中的有 机 污染 物 , ,5] . 然 而 , 在 处理 垃 圾渗 滤 液 时 , 有必 要 在 去 除有 机 污染 物之 前 , 去 除所 含 的 重 金 属离 子 . 当重 金 属 离子 含量 较 高 时 , 势 必会 妨 碍 生化处 理 的正常 运行 `司 . 因此 , 在 生化处 理之 前 , 必 须将 重金 属 去除 或者 降低 到适 当的浓 度 范 围 , 以保 证 后续 的生化 处 理可 以正 常运 行 . 本文 对 混凝沉 淀一 改性膨 润土 吸 附预 处理 垃 圾渗 滤液 进 行 了实验 研 究 . 1.2 实 验 仪器 P H S弓 C T 型精 密 酸 度 计 、 数 显 六联 电动 搅 拌 器 、 水 浴 恒温 振 荡 器 、 7 02 一 型 电热鼓 风 箱 , 刃RI S A vd a n at g e I C P , T L 一 IA 型污 水 C O D 速 测 仪 , U N IC O 侧 U V 2 0 0 O 紫 外 可 见 分 光 光 度 计 和 PN H 3一 1 型氨 电极 . 1 实验 材 料 与仪 器 L l 实 验材 料 渗 滤 液取 样 于北 京安 定 垃圾 卫 生填 埋场 ; 聚 合氯 化铝 , 分 析纯 ; 膨 润土 取样 于河 南 上天 梯矿 ; 硫 酸 , 分 析 纯 ; 十 六 烷 基 三 甲 基 滨 化 钱 (H D TM A B ) , 分 析 纯 . 收稿 日期 : 2 0 0 3 一 12一3 修 回 日期 : 2 0 0 4 ~ 习 3一 0 签金 项 目 : 河 南省 教委 资助项 目(N .0 20 01 61 0 0 2) 作者 简介 : 张 富韬 ( 19 6 9一) , 男 , 博士 2 实 验 方 法 .2 1 测 试方 法 实 验 中重 金 属 离 子 浓度 的测 定采 用 原子 发 射 光 谱法 (I C P ) , C O D c r 的 测 定采 用污 水 C O D 速 测 仪 ( 中 国环 境 监 测 总站监 制 ) 、 氨 氮 浓度 的 测 定采 用 电极 法 17j . .2 2 实验 方法 ( l) 吸 附剂 的制 备 . 膨 润 土是 一 种非 金属 矿 物材 料 , 主 要 成分 是 二八 面体 蒙脱 石矿 物 . 蒙 脱石 的特 性 决定 膨润土 的基 本性 能 . 蒙 脱石 是 由两层 硅氧 四面 体 片和 一 层 夹 于其 间 的铝 ( 镁 ) 氧 ( 轻 基 ) 八面 体 片构 成 的 2 : 1 型层 状 硅酸 盐 矿物 . 一般 地 , 蒙脱 石 的结构 是 为 : N 几( H ZO ) 4 {(A 1 2一 x M gx )【S公0 1。」(O H ) 2 } . 膨润 土 的基 本特 性 有 晶格 置换 、 电负性和 离 子 交 换等 . 其 中 , 晶格 置 换 和离 子 交换 的 特性 使 其 具备 吸 附性 能`5] . 经过 改性 后 , 膨润 土 的吸 附性 能 可 以得 到很 大 程度 的提 高 . 改 性膨润 土 的制 备 共 分两 步 : 第 一 步 , 对 钠 化后 的膨 润 土 进行 硫 酸 改性 , 硫 酸 的浓 度 为 0 .4 m o 况 , 膨 润 土 与硫 酸 的 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2005. 01. 006

·22· 北京科技大 学学报 2005年第1期 固液质量比1：10，改性温度(50肚5)℃，改性时间 100 2h,将酸化后的膨润土用去离子水洗涤至近中 -.-Hg 90 .-Cd 性，烘干、研磨至80目备用，第二步，有机改性， --Cr 将硫酸改性后的膨润土加入到质量分数为3%的 80 岁 一·Pb 十六烷基三甲基溴化铵HDTMAB)溶液中，固液 这 ·-Ni 70 质量比1：4，改性温度(60肚5)℃，改性时间4h,然 后洗涤、烘干、研磨至80目备用0以. o (2)混凝沉淀实验. 50 混凝沉淀的主要目的是为了去除垃圾渗滤 200300400500600700 液中的重金属离子和部分COD。,以重金属离子 聚合氯化铝的最佳投药量/(mg·L) 图1聚合氯化铝投药量与重金属去除率的关系 的去除率作为主要考察指标，实验中，选择高效、 Fig.1 Relationships between the dosage of polyaluminium 价廉的聚合氯化铝作为混凝剂，其pH适用范围 chloride and the removal ratio of heavy metals 59.垃圾渗滤液水样的H值为8.68，因此不需 要调节pH值.混凝沉淀中搅拌的操作条件为：在 0.60 300r/min快速搅拌0.5min;150rmin中速搅拌5 min:最后，70rmin慢速搅拌l0min.搅拌结束后 锯0.55 沉淀30min,然后取上清液测试重金属离子和 0.50 名 COD。的含量切 0.45 (3)吸附实验. 垃圾渗滤液经过混凝沉降处理后，进行吸附 0.40 处理，采用改性膨润土（自制）作为吸附剂 0.35l 吸附实验的操作条件为：吸附温度为20℃， 200300400500600700 聚合氯化铝的最佳投药量/(mg·L-) 吸附剂（改性膨润土）的投加量为6.667gL,吸附 图2聚合氯化铝投药量与COD。去除率的关系 时间为30minu均. Fig.2 Relationship between the dosage of polyaluminium chloride and the removal ratio of CODer 3结果与分析 [Al(OHD],[Al(OHDm]和[Al(OHD]等成分.这 3.1混凝实验 些成分尤其是高价聚合离子对渗滤液胶体溶液 垃圾渗滤液水样呈黑褐色，pH值为8.68， (一般地，有机物表面带有负电荷)起到电性中和 CODe为2033mgL,含有Hg,Cd,Cr,Pb,Ni,Fe,Cu 的作用；高价聚合离子又起到压缩双电层的作 和Zn,氨氮为800mgL.此外，还含有K,Na,Ca和 用，促使渗滤液胶体凝聚：A(OHD为在沉淀的过程 Mg等离子， 中，能网捕部分小颗粒，形成较大颗粒而沉淀， 聚合氯化铝的投药量分别为200,300,400， 因此，随着聚合氯化铝投加量的增加，渗滤 500,600和700mg/La均.混凝沉降后，检测到Hg, 液中有机污染物的去除率增大：当投加量为500 Cd,Cr,Pb和Ni.重金属的去除率与聚合氯化铝的 mgL时，COD。的去除率达到最大：当混凝剂的 投药量之间的关系见图1，COD。的去除率与聚合 投加量进一步增大时，COD。去除率反而下降，原 氯化铝的投加量之间的关系见图2.结果表明：对 因是过量的混凝剂使得脱稳的胶体又再次稳定， 于重金属离子，聚合氯化铝的最佳投药量为500 对于重金属离子，混凝剂所形成的AI(OH), mgL;至于COD。,聚合氯化铝的最佳投药量与去 等成分，在沉淀的同时网捕了重金属离子和重金 除重金属时的投加量几乎相等.因此，选择500 属的氢氧化物；另外，重金属本身在水溶液中也 mgL作为混凝沉淀时，聚合氯化铝的最佳投 形成氢氧化物沉淀.从混凝剂加入量的变化看， 药量. 在混凝剂的最佳加入量时，去除率最大.此时的 在垃圾渗滤液中投加混凝剂以后，聚合氯化 A1(OH),等成分的网捕能力最强.因此，网捕是去 铝将会发生一系列的反应.在整个反应过程 除重金属离子的主导作用.将在最佳混凝条件下 中形成A1H,O),AI(OH)2,A1(OH,[AL(OHD1, 处理后的垃圾渗滤液，进行吸附实验

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 0 5 2 1 , _ , 一 · 一一丁不犷 。、dC二一 固液 质量 比 1 : 10 , 改 性温度 (5 肚5) ℃ , 改性 时 间 Z h , 将 酸 化 后 的膨 润 土用 去离 子 水 洗涤 至 近 中 性 , 烘 干 、 研磨 至 80 目备 用例 ; 第 二步 , 有机改性 , 将硫 酸 改性 后 的膨润 土加 入到 质 量分 数为 3% 的 十六 烷 基 三 甲基 澳化 钱 (H D T M A B )溶液 中 , 固液 质 量 比 1 : 4 , 改性温 度 (6 肚5) ℃ , 改性 时 间 4 h , 然 后 洗涤 、 烘 干 、 研 磨至 80 目备用 `-10 12] . (2 )混 凝 沉淀 实验 . 混 凝 沉 淀 的 主要 目的 是 为 了去 除垃 圾 渗 滤 液 中 的重 金属 离子和 部分 C O D e ; , 以重金 属 离子 的去除率 作 为主 要考 察指 标 . 实验 中 , 选 择高 效 、 价廉 的聚 合 氯化 铝 作 为混 凝剂 , 其 p H 适 用 范 围 5一’l9 3] . 垃 圾 渗滤 液 水样 的 p H 值 为 .8 68 , 因此 不 需 要 调节 p H 值 . 混 凝沉 淀 中搅 拌 的操 作 条件 为 : 在 3 0 0 r I/ n in 快速 搅 拌 0 . 5 m in ; 15 0 r/ m in 中速 搅拌 5 m in ; 最 后 , 70 r/ m in 慢 速 搅拌 10 m in . 搅拌 结 束 后 沉 淀 30 m in , 然 后 取 上 清 液测 试 重 金 属 离 子 和 C o cD r 的含 量 `,` , , , 】 . (3 )吸 附实验 . 垃 圾渗 滤液 经 过混 凝沉 降处 理后 , 进 行 吸 附 处 理 . 采 用 改性 膨 润土 ( 自制 ) 作 为吸 附 剂 . 吸 附 实验 的操 作 条 件 为 : 吸 附温度 为 20 ℃ , 吸 附 剂 ( 改性 膨润 土 ) 的投 加量 为 .6 6 67 9几 , 吸 附 时间 为 3 o m 访`,4 , ` 5 , . . ~ ~ 曰, ~ 一 ` 一一一一口 ` 二二 . ~ 一一~ 一~ 幽 , 一 一一一 ~ . ~ .一 . 一` ` , . , - 目一~ 一` . 尸 一 . 一一 . 一一~ ~ 一一` r 一一一 . . 一 . - . ~ ~ ~ ~ ~ 一一 . ~ ~ ~ . ~ 助助~ ~ 二 一~ ~ 、 、 . 一一电 . . 一~ . 908760 途僻渔米噢识侧 5 0 L 一 一` - — 占 一 一一 ` 一 一一 一一一一一一占一一二 20 0 3 0 0 4 0 5 0 0 6 0 0 7 00 聚合 氯化铝的最佳投药量/ (m g . L 一 ’ ) 图 1 聚 合级 化铝 投 药皿 与! 金属 去 除率 的关 系 F 啥 . 1 R e la 柱0 . 比加加幻开此n 恤e do s a g e of OP 妙a lu m 恤iu m e h fo ir d e a . d t h e er m ov a l ar iot of h ea Vy . e 加肠 0 . 6 0 羹 .05 5 { 厂 . 御 0 . 5 0 卜 / 一一 月 } / 邑 0 ’ ` , … / ” · 4 0 ! . / / 3 结 果 与分 析 .3 1 混凝 实 验 垃 圾 渗 滤 液 水 样 呈 黑 褐 色 , p H 值 为 .8 68 , C O aD 为 2 0 3 3 m g/ L , 含有 H g , C d , C r , P b , N i , F e , C u 和 Z n , 氨氮 为 80 0 m g 飞 . 此外 , 还含 有 K , N a , C a 和 M g 等 离子 . 聚 合氯 化 铝 的投 药 量分 lZJ 为 2 0 0 , 3 0 0 , 4 0 0 , 5 0 0 , 6 00 和 70 0 m叭 `,` , ’ ` , . 混 凝沉降 后 , 检 测到 H g , C d , C r , P b 和 N i . 重金 属 的去 除率与 聚合 氧化 铝 的 投 药量之 间的关 系见 图 l , C O D e r 的去 除率与 聚合 氯化 铝 的投 加量 之 间的关 系见 图 2 . 结果表 明 : 对 于 重金 属 离 子 , 聚合 氯 化 铝 的最 佳投 药 量 为 50 m g/ L ; 至 于 C O aD , 聚合 氯 化铝 的最 佳投 药量 与 去 除重金 属 时 的投 加 量 几乎 相等 . 因此 , 选择 50 m g 工 作 为 混 凝 沉 淀 时 , 聚 合 氯化 铝 的 最 佳投 药 量 . 在 垃圾 渗滤 液 中投 加 混凝 剂 以后 , 聚合 氯 化 铝 将 会 发 生 一 系 列 的 反 应 . 在 整 个 反 应 过 程 中形成 A I (H Z O 泥 + , A I ( O H ) 2 + , A I( O H ) 3 , [A几(O H ) 14 ] 4 + , 0 . 3 5 L一 一山- - - - - ` - - - 一- ` 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 聚合氯化铝的最佳投药量 / m( ’g L 一 ’ ) 图 2 聚 合抓 化铝 投 药 t 与 C O D c r 去 除率 的关系 F娘 · 2 R e la U o . s 卜i P b e 幻片 e . t h e d o . . g e o f OP ly a lu . in in . e h lo ir d e a n d t h e 代 . vo a l ar 如 o f C O cD r A[ l1( 0 H ) , 7 ’+] , A[ 斌O H玉 。」+4 和 A[ 玩( O H s)4 〕 卜 等成 分 . 这 些 成 分尤 其 是 高 价 聚 合离 子对 渗滤 液胶体 溶 液 ( 一 般地 , 有 机物 表 面 带有 负 电荷 )起 到 电性 中和 的作用 ; 高价 聚 合 离 子 又起 到 压缩 双 电层 的作 用 , 促 使 渗滤 液 胶体凝聚 ; lA o( H ) , 在 沉 淀 的过 程 中 , 能 网 捕部 分 小 颗粒 , 形 成较 大 颗 粒而 沉 淀 . 因 此 , 随着 聚 合 氯化 铝 投 加量 的增 加 , 渗 滤 液 中有 机 污 染物 的去 除率 增 大 ; 当投加 量 为 5 0 m 留工 时 , C O aD 的 去 除率 达 到最 大 ; 当混凝 剂 的 投加 量进 一 步增 大 时 , C O D cr 去 除率 反 而下 降 , 原 因是 过量 的混凝剂使 得 脱稳 的胶体 又 再次稳 定 . 对 于重 金属 离 子 , 混凝 剂 所 形成 的 A l (O H ) , 等成 分 , 在 沉淀 的同 时网捕 了重金 属 离子 和重 金 属 的氢 氧 化物 ; 另 外 , 重金属本身在 水 溶液 中也 形 成氢 氧 化物 沉 淀 , 从混 凝 剂 加 入量 的变化 看 , 在 混凝 剂 的最佳 加 入量 时 , 去 除率最 大 . 此 时的 A l( O H ) , 等 成分 的网 捕 能力最 强 . 因此 , 网捕 是 去 除 重金 属 离子 的主 导作 用 . 将在最 佳 混凝 条件 下 处 理后 的垃圾 渗滤 液 , 进 行 吸 附实 验

VoL27 No.1 张富韬等：混凝一吸附法处理垃圾渗滤液的实验研究 ·23· 3.2吸附实验 的去除率为79.34%以及氨氮的去除率46.25%. 吸附剂采用自制的改性膨润土.实验中测试 膨润土吸附的特性主要取决于它的构造特 了重金属离子浓度、COD。和氨氮.测试结果见 征，即晶格内的异价类质同象置换.晶格置换产 表1，其中，p,p:和p2分别表示渗滤液原水样、混 生了电荷差，使得晶片内和晶层的化学键更偏于 凝处理后水样和吸附处理后水样中组分的质量 离子键，使晶层具有吸附阳离子的能力：另外，膨 浓度：P,P和P分别表示混凝处理、吸附处理以 润土晶层间吸附的离子是可以交换的，能和溶液 及总去除率。 中的离子进行交换.经过改性（酸改性和有机改 经混凝-吸附处理后，北京安定垃圾卫生填 性)后的膨润土，晶格层间的一些杂质被去除，增 埋场渗滤液中重金属离子浓度被很大程度地降 强了对离子的吸附能力：又因为引入有机基团， 低.重金属离子去除率为53.52%~98.44%、C0D 使膨润土对有机污染物具备较强的吸附能力， 表1渗滤液中重金属离子，COD。和氨氨质量浓度及去除率 Table 1 Removal ratios and densities of heavy metals,CODc,and ammoniacal nitrogen in leachate 成分 Hg Cd Cr b Ni Fe Cu Zn COD NH,-N p(mgL-)0.247 0.00550.192 0.321 0.152 1.033 2.5800.071 2033 800 p/(mgL-) 0.084 0.0015 0.061 0.011 0.059 0.056 0.792 0.052 870 600 P/% 65.99 72.73 68.23 96.57 61.18 94.58 69.30 26.72 57.21 25.00 p/(mgL-) 0.047 0.0013 0.023 0.005 0.037 0.230 0.138 0.033 420 430 P3/% 44.05 13.33 62.30 54.55 37.29 58.93 82.58 36.54 51.72 28.33 P/ 80.97 76.36 88.02 98.44 75.66 97.77 94.65 53.52 79.34 46.25 4结论 [4]Wang B Z.A pilot scale study on the treatment of high strength landfill leachate.Eur Water Pollut Control,1997,7(6):33 垃圾渗滤液的成分是相当复杂的，一般采用 [们张.城市垃圾填埋场渗滤液的处理技术综述.重庆环境 联合工艺进行处理.生化法是处理有机污染物的 科学，2000,22(5)：63 [6]中国化工防治污染技术协会，实用水处理技术丛书一 主要方法，但有必要进行预处理，即去除渗滤液 化工废水处理技术.北京：化学工业出版社，2000 中对微生物有毒害作用的物质，如重金属离子， ]国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水 混凝一吸附是一种操作相对容易、处理成本较低 和废水监测分析方法，第三版，北京：中国环境科学出版 社，1989 的一种方法，本实验采用改性膨润土作为吸附 8]栾文楼，李明路，膨润土的开发应用.北京：地质出版社， 剂，成本比活性炭低许多，从而进一步降低了处 1998 理成本，采用混凝-吸附工艺预处理北京安定垃 [9]王连军，黄中华，刘晓东，等，膨润土的改性研究.工业水 圾卫生填埋场渗滤液，重金属离子的去除率为 处理，1999,19(1)：9 [10]Atockmtyer M.Adsorption of zinc and nickel ions and phenol 53.52%98.44%,C0D。的去除率为79.34%，氨氮 and diethyl ketones by bentonites of different organo philicites 的去除率4625%.混凝-吸附预处理垃圾渗滤液 Clay Minerals,1991,26(3):431 时，在去除重金属离子或降低其含量的同时，大 [11]James A S,Peter R J,Cary T C.Effect of ten quaterary ammo- 部分COD。和部分氨氮也同时被去除.因此，混 nium cations on tetrachloromethane sorption to clay from water Environ Sci Technol,1990,24:1167 凝-吸附法预处理垃圾渗滤液是一种实用的垃圾 12]James A S,Adina G.Sorption of nonionic organic contaminants 渗滤液预处理方法， to single and dual organic cation bentonites from water.Environ Sci Technol,1995,29:685-692 参考文献 [13]顿夏声，黄铭荣，王占生，等.水处理工程.北京：清华大学 [1]Lema J M,Mendez R,Blazquez R.Characteristics of landfill 出版社，1985 leachates and alternatives for their treatment:A review.Water [14]Eckenfelder WW,Ford D L.Water Pollution Control,Experi- Air Soil Pollut,1988,40:223 mental Procedures for Process Design.New York:The Pember- [2]IzaJ,Keenan PJ,Switzenbaum MS.Anaerobic treatment of mu- ton Press,1970 nicipal solid waste landfill leachate:Operation of a pilot-scale [15]李燕诚.水处理实验技术.北京：中国建筑工业出版社 hybrid UASB/AF reactor.Water Sei TechnoL,1992,25(7):255 1989 [)]蒋海涛，周恭明，高廷耀.城市垃圾填埋场渗滤液的水质 (下转第113页) 特征.环境保护科学，2002,28(6)：11

V b l 一 2 7 N 0 . 1 张 富韬等 : 混凝 一 吸附法 处理 垃圾 渗滤 液 的实验 研 究 1 2 吸附 实验 吸 附剂 采用 自制 的改 性膨 润 土 . 实 验 中测试 了重 金属 离 子浓 度 、 C O D c r 和 氨氮 . 测试 结 果 见 表 1 , 其 中 , 0P , p ,和 p Z分 别表 示 渗 滤 液原 水 样 、 混 凝 处 理 后水 样 和 吸 附处 理 后水 样 中组 分 的 质量 浓 度 ; 尸: , 八 和 P 分别 表 示 混凝 处 理 、 吸 附处 理 以 及 总 去除 率 . 经混 凝一 吸 附处 理后 , 北京 安 定垃 圾 卫 生填 埋 场 渗滤 液 中重 金 属 离子浓 度 被 很 大 程度 地 降 低 . 重 金 属离 子 去 除率 为 53 . 5 2% ~9 8 . 4 % 、 c o D 二 的去 除率 为 79 . 3 4% 以及 氨氮 的去 除率 46 . 25 % . 膨润 土 吸 附 的特 性 主 要 取 决 于 它 的构 造特 征 , 即 晶格 内的异价 类 质 同象 置 换 . 晶格 置换 产 生 了 电荷 差 , 使 得 晶片 内和 晶层 的化 学键 更偏 于 离 子键 , 使 晶层 具有 吸 附阳 离 子 的能力 ; 另外 , 膨 润土 晶层 间 吸 附的离 子是 可 以交换 的 , 能 和溶 液 中 的离 子进 行 交 换 . 经 过 改性 ( 酸 改性 和有 机 改 性 )后 的膨 润 土 , 晶格 层 间 的一些 杂 质被 去 除 , 增 强 了对 离子 的吸 附 能力 ; 又 因为 引入 有 机基 团 , 使膨 润 土对 有 机污 染 物 具备 较 强 的吸 附能 力 . 表 1 渗滤 液 中重金 属离 子 , C O D c , 和 氨氮 质量 浓度 及去 除率 aT b l e 1 R e m o v a l r a iot s a n d d e n s i it e s o f h e a Vy m e at ls , C O D e , a n d a m m o n 妞e a l n it r o 郎n in l e a e h a et 成分 H g C d C r P b N i F e C u Z n P夕(m g . L 一 ’ ) 户、 / (m g · L 一 ’ ) 尸1 /% P扩(m g · L 一今 八Z% 到% 0 . 2 4 7 0 . 0 8 4 6 5 9 9 0 . 0 4 7 4 4 . 0 5 8 0 , 9 7 0 . 0 0 5 5 0 . 0 0 1 5 7 2 . 7 3 0 . 0 0 1 3 13 . 3 3 7 6 . 3 6 0 . 1 9 2 0 . 0 6 1 6 8 . 2 3 0 . 0 2 3 6 2 . 3 0 8 8 . 0 2 0 . 3 2 1 0 . 0 1 1 9 6 . 5 7 0 . 0 0 5 5 4 . 5 5 9 8 . 4 0 . 1 5 2 0 . 0 5 9 6 1 . 1 8 0 . 0 3 7 3 7 . 2 9 7 5 . 6 6 1 . 0 3 3 0 . 0 5 6 9 4 . 5 8 0 . 2 3 0 5 8 9 3 9 7 . 7 7 2 . 5 8 0 0 . 7 9 2 6 9 . 3 0 0 . 1 3 8 8 2 . 5 8 9 4 . 6 5 0 . 0 7 1 0 . 0 5 2 2 6 . 7 2 0 . 0 3 3 3 6 . 5 4 5 3 . 5 2 C O D 2 0 3 3 8 7 0 5 7 . 2 1 4 2 0 5 1 . 7 2 7 9 . 3 4 8 0 0 6 0 0 2 5 . 0 0 2 8 . 3 3 4 6 . 2 5 4 结论 垃圾 渗 滤液 的成 分是 相 当 复杂 的 , 一般 采用 联 合工 艺进 行 处理 . 生化 法 是 处理有 机 污染 物 的 主 要方 法 , 但 有 必要 进 行预 处 理 , 即去 除渗 滤液 中对微 生 物有 毒 害 作用 的物质 , 如 重 金属 离 子 . 混 凝一吸 附 是一 种操 作 相对 容易 、 处 理成 本 较低 的一 种 方法 . 本 实验 采 用 改 性 膨 润 土 作 为 吸 附 剂 , 成 本 比 活 性 炭低 许 多 , 从而 进 一 步 降低 了处 理 成本 . 采 用 混凝一 吸 附工 艺预 处 理 北 京安 定垃 圾 卫 生填 埋 场 渗 滤 液 , 重 金 属 离 子 的 去 除率 为 53 . 5 2% 一9 8 . 4 4 % , C O D cr 的去 除率 为 7 9 . 3 4% , 氨氮 的去除 率 46 .2 5% . 混凝 一吸 附预 处 理垃 圾 渗 滤液 时 , 在 去 除重 金 属离 子 或 降低 其含 量 的 同 时 , 大 部 分 C O D c r 和 部 分氨 氮 也 同 时被 去 除 . 因此 , 混 凝一吸 附法 预 处理 垃圾 渗 滤液 是 一种 实 用 的垃圾 渗滤 液 预 处理 方 法 . 参 考 文 献 [ 1] L e m a J M , M e n d e z 民 B laZ q u ez R . C h ar a c t e ir st ic s o f lan d if ll l e n c 卜和t e s an d a l t e nr at l v e s fo r ht e ir t r e a 七n e n t : A r ve i e w . W a t e r lA r 5 0 妞 P o l u t , 19 8 8 , 4 0 : 2 2 3 [ 2 ] azI J , K e e n an P J , S w i t z e n b aum M 5 . nA ae or b i c tre a tm e nt o f m -u ul e iP al s o lid w as t e l an d if ll I e ac h ate : OP e art i o n o f a P Il o-t s e al e hy b ir d U A S B /A F 茂 act .or w 血te r S c i eT c h . o l , 19 9 2 , 2 5( 7 ) : 2 5 5 3[ ] 蒋海 涛 , 周恭 明 , 高廷耀 . 城 市垃 圾填 埋场 渗滤 液 的水质 特 征 . 环 境保 护科 学 , 2 0 0 2 , 2 8 ( 6 ) : 11 [ 4 ] W如 g B Z . A Pi lot s e a l e s tu dy on ht e tre a tI n e nt o f h igh s tre n gt h lan 面1 l e ac h at e . E u r w a t e r P o l u t C o n t m l , 19 9 7 , 7 ( 6) : 3 3 5[ I 张鼓 . 城市 垃圾 填埋场 渗滤 液 的处理 技术综 述 重庆环 境 科学 , 2 0 0 0 , 22 ( 5 ) : 6 3 6[] 中 国化工 防治 污染技 术协 会 . 实用 水处理 技术 丛书 化工 废 水处 理技 术 . 北京 : 化 学工业 出版 社 , 2 0 0 — 7[ 1 国家环 境保护 总局 《水 和废 水监测 分 析方法》 编 委会 . 水 和 废水 监测 分析 方法 . 第 三版 . 北京 : 中国环境 科学 出版 社 , 19 8 9 8[ ] 架文楼 , 李明 路 . 膨润土 的 开 发应 用 . 北京 : 地质 出 版 社 , 19 9 8 19 ] 王连 军 , 黄 中华 , 刘 晓 东 , 等 . 膨润 土 的改性研 究 . 工 业水 处 理 , 1 99 9 , 19 ( I ) : 9 [ 1 0 ] iA oc k m ty er M . A ds o rP t ion o f z in e an d n i c k e l i o n s an d hP en o l an d id e th y l k e t o n e s by b e n t o n ite s o f d i fe r e in o 飞阴0 Phi li e ite s . C l a y M i n e r a ls , 19 9 1 , 2 6 (3 ) : 4 3 1 [ 11 ] J am e s A S , P e t e r R J , C a ry T C . E fe ct o f ten q u a t e m a r y 出11111 0 - in um c at i ons on te tr a c hI 0 r o n l e ht an e s o rp it o n ot cl ay 肋m 协. t e .r E o vi 门 n S e i cT e 卜n o l , 19 9 0 , 24 : 1 16 7 [ 12 ] J am e s A S , A d in a G . 5 0 印 U On o f n o n i画 e o r gan l c e o n at m l n an ts t o s ign l e an d d u a l o r g an i e e iat o n b e n t o n i t e s fr om w at e .r E n vi 均 . S e i 介 e h . o l , 19 9 5 , 2 9 : 6 8 5巧9 2 【131 顾 夏声 , 黄铭 荣 , 王 占生 , 等 . 水处 理工程 . 北 京 : 清 华大 学 出 版社 , 19 85 【14 ] EC k e n fe l der W W, F o dr D L . 从佃 t e r P o l lut i o n C o n tr o l , ExP e r i - m e n at] P ocr e d ur e s for P or e e s s D e s ign . N e w oY kr : T七e P em b e -r t on P er s s , 19 7 0 【巧 ] 李燕 诚 . 水处 理实验 技 术 . 北 京 : 中 国建筑 工 业 出版 社 , 19 8 9 (下转第 1 13 页)

Vol.27 No.1 向飞等：小麦流态化干燥实验关联式及在热泵流化床谷物干燥中的应用 ◆113 Wheat drying correlation and their applications in a fluidized bed dryer with heat pump XIANG Fei,YANG Jing,WANG Li,TONG Lige Department of Thermal Engineering,Mechanical Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing,100083,China ABSTRACT Based on the fluidized bed theory,a series of thin layer wheat drying experiments were carried out in an electric drying oven with gentle breeze in it to simulate the wheat drying process in fluidized bed.As a result, the wheat drying correlation was devel oped from those experiment data for predicting the wheat drying time in flu- idized bed.An experiment system combining fluidized bed with heat pump was designed and experiments on which indicated that the correlation could predict the drying time reasonably.Further economical analysis proved the effi- ciency and a promising future of the fluidized bed drying with heat pump. KEY WORDS wheat;fluidization;regression;heat pump;drying (上接第23页) Research on treatment of landfill leachates by flocculation-adsorption ZHANG Futao 2,FANG Shaoming,SONG Quanyuan 1)Civil and Environmental Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)College of Materials and Metallurgy,Northeastern University,Shenyang 110004,China 3)Department of Chemical Engineering,Zhengzhou Institute of Light Industry,Zhengzhou 450002,China ABSTRACT Landfill leachate,whose main pollutants are organic matter,heavy metals and ammoniacal nitrogen, is a kind of poisonous,harmful and organic wastewater.The pretreatment of landfill leachate by flocculation-adsor- ption was investigated.Polyaluminium chloride(PAC)was used as the flocculant and its optimum dosage was 500 mg/L.The adsorbent was self-made modified bentonite.Experimental results showed that approximately 79%of CODe,and 46%of ammoniacal nitrogen were removed.As to heavy metals,the removal ratios were from 53%to 98%according to different kinds of landfill leachate. KEY WORDS leachate;pretreatment;polyaluminium chloride;modified bentonite

、 】 b . . 2 向飞 等 o 1 N 7 : 小麦流 态化 干燥 实验关 联式 及在热 泵流 化床 谷物 干燥 中的应 用 . 1 1 3 . h W e a r d i t y n g o e r e a l i t o n a h n d t e i r a l P P i e a i t o n s n i a f l u i di z e b d e r d d y w r e h h i t e a t p l l P J 砚咬 G N F e , YA N G Ji i n g , 环勺万G L i, 刃ON G L ige D e Par ot l e n t o f T h e n n a 1 E n g ien e n n g , M e e h画 e a 1 E n g l n e e r ln g s ch o l , U O i v m ity of s e i en ce an d eT e b n o 】o gy B e ij ign , B e ij in g , 10 00 83 , hC in a A B S T R A C T B as e d o n ht e fl u i d iZ e d b e d ht e o 仁转 a s e ir e s o f t h l n l ay er hw e at 勿ign e xP e nm e in s w er e a 币e d o u t in an e l e e itr c d习功9 o v en iw ht g e n t l e b r e ez e in it t o s如ul ate hte w h e at 勿ign P r o e e s s in fl u 1id z e d b e d . A s a r e s ult , ht e hw e at d叮ign c o er l at i o n was d e v e l op e d fr o m ht o s e e x p emn ent d at a for P r e id e t ign het hw e at 勿ign t im e in flu - i d i z e d be d . iA l e x P e n m ent s y s t em e om b加gn fl u i d i z e d b e d w iht h e at P钊m P w as de s ign e d an d e xP e ir m e in s o n w h i ch i n d i e aet d ht at het e o 甘e l at i on e o u l d P r e d i e t ht e 勿ign t im e r e a s on ab l.y F u rt h er e e o n o m i e al an aly s i s P r o v e d ht e e if - c i e cn y an d a P r o m i s i gn 加 ut r e o f ht e fl u id i z e d b e d d尽ign iw ht h e at P um P . K E Y W O R D S hw e at ; fl ul d iaz t i o n ; er 笋 s s ion ; h e at p um p ; d珍ign ( 上接 第 23 页 ) R e s e ar e h o n tr e a t m e n t o f lan d if ll l e a c h at e s b y fl o e c ul at i o n 一 a d s o rp t i o n 乙E 戒刃G uF at o ’ ,)z FA N G hS ao m i力扩), S ON G Q u a 叹v u a 刀 l , l ) Civi l an d nE v ior mn e n at 1 E n g ien e n n g S e h o o l , t j n i v e rs ity o f S e i enc e an d eT c hn o l o gy B e ij in g, B e ij ign l 0 0 0 83 , C h in a 2 ) C o ll e g e o f M a t e r i a l s an d M e at ll u 雌异 l N o rt h e as t e rn nU i v e rs i ty, S h e yn an g l l 0 0 04 , hC in a 3 ) D eP 田七n e nt o f 以em i e 时 E D g in e e r川g , hZ e n g 山o u ih st itu te o f L i gh t l n d u s t巧、 Z h e n g劝o u 4 50 0 0 2 , C h in a A B S T R A C T L an d if ll l e ac h ate , w h o s e m ian P o l l u tan t s aer o gr 咖 e m at er, h e a v y m e at l s an d aJ叮们 n o n i ac a l n itr o g en , 1 5 a k i n d o f P o i s o no u s , h a n n fu l a n d o gr a n l c 、 v a ` t e w a t e .r hT e P r e tr e a h n en t o f l an idf 川 e ac h aet by fl o e e u l iat o -n ad s or - P t i o n aws ivn e s it g aet d . P o ly al um in i um e hl ior d e (PA C ) aws us e d as ht e fl o e e u l an t an d ist o P t lm um d o s ag e w as 50 0 m g/ L . T h e ad s o br e n t 、 v a s s e l -f m a d e m o d iif e d b e n to n i t e . E x P e r 庄n e ant l er s ul t s s h o w e d ht at ap P r o x im at e ly 7 9% o f C O cD , an d 4 6% o f aj rn 们。 o 山ac a l in otr g e n 协℃ r e r e r n o ve d . A s ot h e a V y m e at l s , ht e er m vao l art i o s w er e fr o m 5 3% t o 9 8% ac e o dr in g ot d i fe er n t k i n d s o f lan d if l l l ae e h a t e . K E Y W O R D S l e ac h a t e ; P er etr a lt n e n t : P o l y al um i in um e ih o ir d e : m o d i if e d b e n t o n iet