论文部分内容阅读
随着经济的快速发展以及消费方式的变化,垃圾日益增多,处理难度也增大,垃圾的无害化处理成了国内外研究的重点。目前,垃圾普遍的处理方式是卫生填埋,填埋过程中产生的垃圾渗滤液属于高浓度的有机废水,水质复杂,其中总碳量(TOC)、氨氮(氨氮)、化学需氧量(COD)、重金属离子等的含量远远超过了国家规定的排放标准,随意排放会造成地下水污染,影响人类身体健康和水生生物体生长。国内外对垃圾渗滤液处理使用较多的方法是生物法,生物法中使用的许多微生物易受水质特性的影响,会造成处理效果降低。寻求一种合理的预处理方法来减轻生物处理的负担,提高生物处理的效率,保证其高效运行,成为未来垃圾渗滤液处理的一个重要研究方向。粘土矿物材料高岭土储量丰富,价格低廉;经过煅烧改性后生成偏高岭土能与CaO水合产物Ca(OH)2生成不完全结晶的水化铝酸钙、水化硅酸钙、水化硅铝酸钙等物质,其具有较高比表面积和丰富的空隙结构。因此,氧化钙改性高岭土可作为吸附剂应用于污水的处理。本文用氧化钙改性高岭土,主要探讨了不同改性和吸附条件下氧化钙改性高岭土对垃圾渗滤液中COD和氨氮吸附性能的影响;研究了改性高岭土对COD和氨氮的吸附等温线和吸附动力学,探讨了改性高岭土的吸附机理;并采用XRD、BET、SEM和FT-IR对改性高岭土的结构和形貌进行了表征。其次,研究了聚合三氯化铝(PAC)和PAC-改性高岭土联合法对垃圾渗滤液的处理效果。主要研究结果如下:1.氧化钙改性高岭土的最佳实验条件:煅烧温度800℃,煅烧时间2 h,氧化钙和偏高岭土质量比0.2:1,固液质量比10:1,水浴温度95℃,水化时间8 h时,氧化钙改性高岭土对渗滤液中COD和氨氮的去除效果较好。2.XRD、FT-IR、SEM、BET对改性前后的高岭土进行结构和形貌的表征的结果表明:氧化钙改性高岭土的主要物相为托勃莫来石、含铝的水化硅酸钙(Al-C-S-H)、硅铝酸钙(Ca2AlSiO5.5)、Ca(OH)2、CaCO3;改性后的高岭土比表面积增大,表面呈网络状、蜂窝状,孔结构明显,有利于污染物快速进入材料网络内部。3.氧化钙改性高岭土对COD和氨氮的吸附实验表明:COD和氨氮初始浓度分别为16425 mg·L-1、3520 mg·L-1,投加吸附材料160 g·L-1,搅拌吸附60 min,COD的去除率为53.42%,平衡吸附量为54.84 mg·g-1;氨氮的去除率为82.66%,平衡吸附量为18.19 mg·g-1。4.氧化钙改性高岭土对COD和氨氮的热力学和动力学实验表明:氧化钙改性高岭土对COD的吸附过程更符合Freundlich等温(双分子层)吸附模型,而对氨氮的吸附过程更符合Langmuir等温(单分子层)吸附模型。对COD和氨氮的吸附过程均符合准二级动力学方程。5.PAC混凝处理渗滤液实验表明:PAC用量约为40 mL·L-1,调节渗滤液初始pH=7,混凝沉淀30 min,COD的去除率可达75%左右。6.混凝-吸附联合法处理垃圾渗滤液的实验结果表明:先混凝后吸附工艺对COD和氨氮的去除效果优于同步混凝吸附工艺和单独使用混凝剂PAC或改性高岭土,去除率分别达84%和73%。