水化深度处理渗滤液尾水

Posted 2023-01-13 有机物

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摘要：利用水泥的水化过程易受有机物影响的特点,采用硅酸盐水泥深度处理了垃圾渗滤液膜生物反应器(MBR)工艺出水,考察了不同因素,如投加量、初始pH、反应时间及振荡速率等对于渗滤液尾水中有机物的去除效果以及最佳工艺条件,并分析了渗滤液尾水中有机物的去除机理。

结果表明,水化过程对渗滤液尾水中的有机物去除性能良好,且对不同有机物具有一定的选择性,尤其对具有近紫外区(200～400 nm)吸收峰特征的有机物去除效果更佳,同时发现,当投加量为50 g/L、pH=8.3(原渗滤液pH)、反应时间为24 h和振荡速度为200 r/min时,去除效果最佳,其COD、TOC和UV254的平均去除率分别达到55.6%、62.1%和68.8%。

渗滤液是一种难处理的废水，其成分复杂、易变动、有毒有害物质含量高。生物法因其工艺成熟、运行费用低等特点已成为渗滤液处理中的主体技术。但大量研究及工程经验表明，渗滤液生物处理后的出水中，其COD极限浓度为250～800mg/L，难以进一步降低，最终处理的瓶颈在于水溶性有机物（DOM）的特性。

硅酸盐水泥是一种广泛使用的建筑材料，主要包含硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、铝酸三钙（C3A）和铁铝酸四钙（C4AF）4种矿物，其水化过程较为复杂，至今其水化的机理尚未形成统一的结论。但硅酸盐水泥的水化过程易受有机物的影响，许多有机物对硅酸盐水泥的水化具有缓凝作用，例如羟基羧酸、氨基羧酸及其盐类、糖类及其衍生物等。这些有机物分子结构中因其含有OH、COOH和-NH2等基团能与水泥的水化产物形成络合物而抑制氢氧钙石（CH）生成成核，最终促使水泥浆体缓凝CH，或吸附在CH和水化硅酸钙表面使水化产物的Zeta电位由正电位变为负电位，进而抑制其水化的进程。

事实上，即使微量的有机物也能很大程度上影响晶体的结构及生长，而影响的程度取决于有机物的种类、浓度及水泥的矿物成分。填埋场渗滤液经生物处理后的DOM与自然水体中的难降解性有机物特性类似，以腐殖质类物质为主，可占到60%。

另一方面，腐殖质主要含胡敏酸和富里酸两大类。胡敏酸能溶于碱，对钙离子具有敏感性；富里酸是一类既溶于碱又溶于酸的高分子化合物，易被矿物颗粒所吸收结合。部分研究者的前期结果显示：硅酸盐水泥可用于填埋场渗滤液生物处理工艺出水的进一步深度处理，但其基本只进行了可行性研究，对于影响硅酸盐水泥去除效果的因素及污染物的去除途径分析较少。。

鉴于此，作者系统讨论了普通硅酸盐水泥的投加量、初始HF值、反应时间及速率等因素对渗滤液尾水中有机物去除处理效果的影响，并分析了渗滤液尾水中有机物的去除过程。

1材料与方法

1.1实验材料

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