城市生活垃圾填埋過程中產生的垃圾滲濾液因成分復雜、氮磷含量高、處理難度大而備受關注。目前對滲濾液的處理主要采用各種生物處理單元的組合工藝，但處理后的滲濾液尾水中CODCr和氮磷等濃度仍很高，如若處理不善，不僅會對周圍的土壤和地下水造成污染，還會造成水體的富營養化，進而危害人類健康〔6〕。雖然用膜分離、高級氧化、活性炭吸附等技術處理有較好的處理效果，但是存在成本高、膜堵塞、工藝復雜、吸附劑再生困難、引發二次污染等問題。  

 水滑石（HT）也稱作層狀雙氫氧化物或陰離子黏土，經焙燒改性后得到的改性水滑石（MHT），在水溶液中可重新恢復為HT的層狀結構，同時達到去除污染物的目的，具有成本低、比表面積大、易再生、吸附能力強等優點，在水處理方面已得到廣泛應用，而在實際垃圾滲濾液生化尾水的處理中鮮有報道。黃山市生活垃圾填埋場的滲濾液經處理后最終流入新安江，生物處理后的尾水中仍含有較高的氮和磷，給新安江營養鹽的凈化帶來一定影響。筆者以黃山市生活垃圾填埋場滲濾液Ⅰ期生物處理尾水為研究對象，選用經焙燒處理后的改性水滑石為吸附劑，考察其用于處理垃圾滲濾液生化尾水中TN、NH4+-N、CODCr及TP的可行性及其產物的再生性能，為垃圾滲濾液生化尾水的處理提供技術參考的同時，對于減輕新安江營養鹽的輸入負荷具有重要的意義。  

1材料與方法  

1.1材料與試劑  

 將Mg/Al碳酸根型水滑石置于馬弗爐內于500℃條件下焙燒2.0~3.0h，制得改性水滑石（MHT）。垃圾滲濾液生物處理后的尾水取自黃山市生活垃圾填埋場（場齡7a），其pH為7.0~7.4，TP、TN、NH4+-N、CODCr分別為5.5、156.2、63.5、365.8mg/L。實驗中所用試劑除特別說明外均為分析純，實驗用水為新鮮去離子水。  

1.2吸附實驗  

 在一系列250mL具塞錐形瓶中分別加入一定質量的改性水滑石和100mL垃圾滲濾液，在設計的實驗條件下恒溫振蕩一定時間后，離心分離，分別采用堿性過硫酸鉀消解-紫外分光光度法、納氏試劑分光光度法、鉬酸銨分光光度法和重鉻酸鉀法測定上清液中TP、TN、NH4+-N、CODCr的含量，計算相應的去除率和吸附量，采用EXCEL2010和SPSS19.0對實驗數據進行分析處理。所得固體于70℃條件下干燥24h，以X射線衍射儀為測試手段，對吸附產物的晶體結構進行表征。  

1.3再生實驗  

 分別采用碳酸鈉解吸再生法和焙燒再生法對吸附產物進行再生。焙燒法，即將吸附產物置于500℃下重新焙燒2~3h得到MHT，同時已吸附的污染物質轉變為無機小分子物質；碳酸鈉解吸法，即在產物投加質量濃度為1g/L，溫度為70℃，碳酸鈉濃度為0.05mol/L的條件下反應5~7h，吸附質被碳酸根置換出來進入溶液。兩種方法再生后的樣品重新用于吸附實驗，以污染物的去除率表征吸附劑的再生率。  

2結果與討論  

2.1投加量對去除率的影響  

 溫度為25℃、振速為150r/min，向一系列100mL滲濾液中分別投加0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、1.0、1.5gMHT，恒溫振蕩120min，結果見圖1。  

 由圖1可知，TN、NH4+-N、CODCr、TP的去除率隨著MHT投加量的增加而逐漸升高，當MHT投加質量增加至0.6g時，MHT的利用率達到最高，而投加質量大于0.6g時去除率增幅不明顯，因此，后續實驗中MHT的投加質量濃度均選為6g/L。  

2.2振蕩時間對去除率的影響  

 在溫度為25℃、振速為150r/min，MHT的投加質量濃度為6g/L條件下，TN、NH4+-N、CODCr、TP的去除率隨振蕩時間的變化趨勢見圖2。  

 由圖2可以看出，去除率均隨著時間的延長而增加，60min后增速趨于平緩。MHT對TN、NH4+-N、CODCr、TP的去除率最高分別為59.09%、49.20%、45.00%、85.38%。去除50%的TN和45%的NH4+-N所需時間分別為40、60min，去除40%的CODCr需要60min，去除80%的TP所需的時間為20min，總磷初始質量濃度為5.5mg/L的生化尾水在經過快速吸附后即可達到《生活垃圾填埋場控制標準》（GB16889—2008）的排放標準。快速吸附的過程可有效地縮短MHT實際應用時的水力接觸時間，有助于減少反應池體容積，降低投資。采用準二級動力學模型對實驗數據進行線性擬合可知，準二級動力學模型可以很好地表征MHT的吸附過程，吸附速率常數的大小順序為TP＞NH4+-N＞TN＞CODCr，且初始吸附速率均大于0.53mg/（g·min）。回歸分析表明線性回歸極顯著，顯著性概率均小于0.05。  

2.3振蕩時間對去除率的影響  

 在溫度為25℃、MHT的投加質量濃度為6g/L、振蕩60min的條件下，改變振蕩速度，考察振蕩速度對去除率的影響，結果見圖3。  

 由圖3可知，隨著振蕩速度的提高，TN、NH4+-N、CODCr、TP的去除率先升高，當振蕩速度達到150r/min之后，各去除率略有減少，但整體變化不大。  

2.4pH對去除率的影響  

 在溫度為25℃、振速為150r/min、振蕩60min、MHT的投加質量濃度為6g/L的條件下，考察pH對TN、NH4+-N、CODCr、TP去除率的影響，結果表明，隨著pH的升高，4種污染物去除率整體變化較小，在pH=7時去除率達到最高。酸性和堿性條件均會影響吸附的順利進行，這是因為，MHT對溶液中陰離子的吸附優先于陽離子和分子，酸性條件下產生的酸根陰離子和堿性條件下產生的OH-均會與吸附質形成競爭吸附。另外，MHT在水溶液中恢復層狀結構的同時會釋放出OH-起緩沖作用，而堿性條件下這種緩沖作用消失。  

2.5再生效果  

 圖4為水滑石與吸附TN后樣品的XRD圖譜。可以看出，各衍射峰峰窄而尖，雜峰少，兩者晶體結構吻合較好，但相對強度略有減小，說明MHT吸附TN后僅部分恢復了水滑石層狀結構。為了考察MHT吸附污染物后產物的再生性能，在MHT投加質量為6g/L、pH=7、振蕩60min、振速為150r/min的條件下，以吸附TN為例，比較了焙燒法和解析法的再生吸附效果，結果見圖5。  

 由圖5可以看出，焙燒后的吸附率和解吸后的吸附率均隨著再生次數的增加而減小，焙燒再生法的效果明顯優于解析法，再生4次的樣品對TN的吸附率分別為45.90%、37.20%，之后去除率降幅較大。一方面，經過多次高溫焙燒后，再生產物在結構重建過程中的結晶程度大大降低，降低了再生產物的吸附能力。另一方面，MHT吸附污染物后樣品的憎水性增強，解析率減小直接導致了再吸附率的降低。焙燒再生法可明顯提高吸附劑的使用率，實現吸附劑再生的同時減少了二次污染。  

2.6動態吸附試驗  

 將50mL滴定管改裝為小型動態吸附柱，其內徑為1.1cm，MHT填充質量為6.0g，底部鋪有1.0cm高的粗砂和2.0cm高的細沙以防止MHT流失，MHT有效柱高為8.0cm，采用恒流泵連續進水，流量為0.36L/h，定時對出水進行分析，計算各指標的去除率，結果見圖6。  

 由圖6可以看出，隨著時間的延長，4種污染物的去除率逐漸增加至吸附平衡，且達到最大值所需時間不同，其大小順序為CODCr＞TN＞NH4+-N＞TP，TN、NH4+-N、CODCr、TP的最高去除率分別為、52.07%、41.21%、42.10%、82.00%。120min以后去除率迅速下降，最佳吸附時間為40~90min。  

3結論  

 （1）當MHT投加質量為6g/L、pH=7，振蕩時間60min、振速為150r/min、垃圾滲濾液尾水中TN、NH4+-N、CODCr、TP的去除率最高分別為59.09%、49.20%、45.00%、85.38%。吸附過程符合準二級動力學模型，初始吸附速率均大于0.53mg/（g·min）。進水流量為0.36L/h，MHT裝填質量為6.0g時，TN、NH4+-N、CODCr、TP的去除率最高分別為52.07%、41.21%、42.10%、82.00%，且最佳的吸附時間為40~90min。  

 （2）吸附產物分別經焙燒法和解吸法再生4次后，再生樣品對TN的去除率分別為45.90%、37.20%，焙燒再生法明顯優于解吸再生法，表現出了良好的再生利用性能。  

 （3）本實驗條件下，改性水滑石處理垃圾滲濾液生化尾水具有較好的處理效果，尤其是氮和磷的去除，減少了新安江氮磷營養鹽的輸入，在滲濾液深度處理方面有一定的參考價值，其工程化應用的條件仍需進一步探索。

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