基于填埋气特性的垃圾渗滤液管输防垢研究

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填埋场渗滤液管道输送过程中常出现结垢堵塞现象,其堵塞的原因与渗滤液的硬度(钙离子含量)密切相关;另一方面,填埋场产生的填埋气体含有大量的CO2。填埋场为了回收利用填埋气,必须净化去除其中的CO2等杂质。本研究拟利用填埋气体中的CO2与渗滤液中的钙离子进行化学反应,“以废治废”,以达到防治渗滤液输送管道结垢的目的。本文以成都市长安生活垃圾卫生填埋场的渗滤液为研究对象,在分析渗滤液水质和管道结垢物组成特点的基础上,通过室内模拟试验,采用单因素分析,确定利用填埋气体去除垃圾渗滤液管输过程中成垢离子的主要因素;利用正交实验法,分别研究低温、常温和中温条件下,影响除垢离子因素的变化规律,提出所选水平范围内的最佳反应条件。研究表明:1)结垢物中98%的成份为方解石(CaCO3),渗滤液钙硬度高达454.49mg/L,碱度(HC03-)达285.35mol/L,过高的钙硬度和碱度为渗滤液管输中化学沉淀的形成提供了条件。2)影响成垢离子去除率的主要因素有pH、气体速率、温度和C02分压。渗滤液的pH值越高、进气速率越小、系统温度越低、C02分压越高,成垢离子的去除率越高。最佳pH为10~11,最佳气体流速为0.3L/min,最佳反应温度为12℃,最佳CO2分压为60%。当pH升高至10以上,[Ca2+]去除率可达80%以上。3)在低温和常温条件下,上述因素对成垢离子去除率影响的主次关系为:pH>CO2分压>气体流速,最佳反应条件为pH:9.5~10.0,气体流速:0.3L/min, CO2分压:60%,[Ca2+]去除率分别可达83.78%和76.57%;中温条件下,主次关系为:pH>气体流速>CO2分压,最佳反应条件为pH:9.5-10.0,气体流速:0.8L/min, CO2分压:50%,[Ca2+]去除率为63.47%。pH在反应过程中始终占主导作用,温度与气体流速、CO2分压存在交互作用,前者表现为促进作用,而后者表现出抑制作用。本研究可为填埋场渗滤液管道输送中化学沉淀的防治提供思路和依据。
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