MAP法与壳聚糖、PAC复配处理垃圾渗滤液的实验研究

为了考察水体pH值对MAP法脱氮效果的影响，实验中，在投加各药剂前，用1mol/L的NaOH溶液或HCl溶液将渗滤液之pH值调至设定值，并在相同条件下进行实验。理论上Mg2+:PO43-:NH4+的投配摩尔比应为1:1:1，因实验用的渗滤液所含NH4+-N浓度为1125mg/L，所以实验中投加16.34g/LMgCl2•6H2O和28.78g/LNa2HPO4•12H2O提供MAP法脱氮所需的Mg2+和PO43-。确定渗滤液中剩余NH4+-N浓度作为脱氮效果的指标，结果见图1。

图1在Mg2+:PO43-:NH4+的投配摩尔比为1:1:1条件下，pH值与剩余NH4+-N浓度的关系
从图1以看出，在pH值6~7的范围内，脱氮效果甚差，剩余NH4+-N浓度超过400mg/L，且pH值越低，剩余NH4+-N浓度越高。而当pH值达到7.5以后，脱氮效果有了明显的提高，在pH值为8.5~9.0范围内，脱氮效果最为显著，剩余NH4+-N浓度在最低值65mg/L左右。在pH超过9.5之后，剩余NH4+-N浓度开始上升。所以MAP法脱除李坑垃圾渗滤液中氨氮，pH值应控制在8.5~9.5之间，可使李坑垃圾渗滤液的剩余NH4+-N浓度降至65mg/L左右。
（2）MAP法中各药剂最佳摩尔投配比的确定
合适的Mg2+:PO43-:NH4+的投配摩尔比，可使渗滤液中的残留NH4+-N和PO43--P都降至较低水平，采取先固定NH4+:PO43-摩尔比为1:1或1:0.9，改变Mg2+（MgCl2•6H2O）的量，考察不同Mg2+:NH4+摩尔投配比、原液pH=9.0条件下MAP法的脱氮效果。表2为不同Mg2+:NH4+:PO43-的摩尔投配比下MgCl2•6H2O和Na2HPO4•12H2O在1000mL李坑垃圾渗滤液中各自的投加量。
表2不同Mg2+:NH4+:PO43-的摩尔投配比下各药剂的投加量

实验中发现，在搅拌下投加Na2HPO4•12H2O和MgCl2•6H2O后，马上有白色的MgNH4PO4•6H2O沉淀生成，并且搅拌结束后，这些白色沉淀物很快就沉于反应烧杯内的底部，呈现良好的沉降性能。实验中确定渗滤液中剩余NH4+-N、PO43--P浓度为实验指标。具体结果见图2、图3。

图2在PO43-:NH4+摩尔比为1:1下，不同Mg2+:NH4+摩尔投配比对剩余NH4+-N、PO43--P浓度的影响
从图2可看出，在固定NH4+:PO43-摩尔投配比为1:1下，提高Mg2+:NH4+摩尔投配比可同时降低出水中的剩余NH4+-N、PO43--P浓度，这主要是MAP中各离子间发生的是化学平衡反应，当其中一种离子的量过量时，势必会降低其它两种离子的量。当Mg2+:NH4+摩尔投配比为1.2:1时，出水中剩余NH4+-N浓度的便降低至46mg/L左右，PO43--P浓度约为130mg/L左右；当Mg2+:NH4+摩尔投配比升高至1.4:1时，出水中剩余NH4+-N浓度降至40mg/L左右、PO43--P降至100mg/L左右，PO43--P残余量仍然偏高。

图3在NH4+:PO43-摩尔比为1:0.9下，不同Mg2+:NH4+摩尔投配比对剩余NH4+-N、PO43--P浓度的影响
通过图3可知，在固定当NH4+:PO43-摩尔投配比为1:0.9下，同样，提高Mg2+:NH4+摩尔投配比出水中的剩余NH4+-N、PO43--P浓度都有降低，当Mg2+:NH4+摩尔投配比为1.2:1时，出水中剩余NH4+-N浓度的降低至60mg/L左右，但PO43--P浓度却降至30mg/L以下；当Mg2+:NH4+摩尔投配比继续升高直至1.4:1，出水中剩余NH4+-N和PO43--P浓度的变化不再明显，分别基本维持在50mg/L~60mg/L和20mg/L~30mg/L范围。
综合图2和图3的结果可知适当降低NH4+:PO43-摩尔投配比而提高Mg2+:NH4+摩尔投配比，既可使渗滤液中的剩余NH4+-N浓度降至较低值，又可保证渗滤液中PO43--P的低残余量，不给渗滤液重新带来污染。可确定MAP法处理李坑垃圾渗滤液的最佳Mg2+:NH4+:PO43-摩尔投配比为1.2:1:0.9。
2.2壳聚糖、PAC、MAP法复配混凝处理李坑垃圾渗滤液
MAP法可大幅度降低渗滤液中的NH4+-N，但对COD及色度的去除率甚微，因此考虑采用CAS、PAC与MAP法三元复配处理李坑垃圾渗滤液，以获得更好的处理效果。将渗滤液pH值调至9左右，MAP法的Mg2+:PO43-:NH4+的投配摩尔比为1.2:1:0.9，壳聚糖与PAC的用量则为其最佳复配比时的用量，即60mg/L壳聚糖+1.5g/LPAC。搅拌实验结束静沉15分钟后取样测定各水质指标，结果见表3.