城市生活垃圾的處理已經成為當今我國城市發展面臨的一個棘手問題。不同的處理方式對環境的影響差異很大，填埋法處理成本低，簡便易行，因而成為世界上大多數國家最主要的處理方式。然而垃圾填埋過程中產生的大量滲濾液會對地下水、地表水和土壤等環境造成巨大危害。滲濾液是由于雨水滲透廢物帶走其中溶解性物質而形成的，是垃圾填埋場有毒化合物的流動部分，含有較高濃度的無機和有機化合物。由于垃圾滲濾液成分極其復雜，水質變化范圍大，有機負荷高，且含有大量具有難生物降解性、生物累積性和三致效應的有毒有機污染物，其處理的難度很大。
垃圾滲濾液作為一種高強度廢水，己經被視為地表水及地下水的潛在污染源，如果得不到妥善處理，會穿透地表土及地下土層，對地下水體造成嚴重污染。
1、方案論證
在垃圾滲濾液處理中，沸石對滲濾液中的氨氮去除效果較好，但天然Zeolite對COD的去除效果卻并不佳。垃圾滲濾液是一種高濃縮的、化學需氧量（COD）極高（一般可達幾萬到幾十萬）、含有許多重金屬離子和難降解的有機物、有毒物質的極難處理的廢水。利用吸附法凈化滲濾液，是多組分吸附在吸附劑表面，組分不同，吸附效果不同。在滲濾液處理過程中，吸附效果除了與被吸附的物質的特性有關外，還與投加量、溶液的pH值、反應溫度和吸附時間有關。此外，用酸或堿對沸石進行改性也可改變沸石的吸附性能，使沸石的吸附性能增加，提高處理效果。本文主要研究一般情況對改性沸石處理滲濾液的影響，包括沸石改性用酸的濃度、沸石投量、處理液pH值及吸附接觸時間等對沸石吸附處理滲濾液效果的影響。
2、實驗過程
2.1垃圾滲濾液的采集
本試驗選擇武漢市二妃山垃圾填埋場調節池滲濾液作為試驗用水。采集該垃圾填埋場垃圾滲濾原液20L，保存于棕色玻璃瓶中。將取得的滲濾液置于陰暗處避光密封保存。運回實驗室后，在4°C避光保存于暗處。垃圾的來源主要為地區的生活垃圾。
2.2實驗操作
配出2moL/L、4moL/L、6moL/L、8moL/L、12moL/L的鹽酸溶液。分別將沸石與鹽酸按1∶10比例投入溶液中浸泡改性120min，用蒸餾水洗至中性后，在105℃烘干，均勻研碎備用。稱取2g加入100mL5倍稀釋水樣中，震蕩吸附120min后測定濾液的CODCr。根據CODCr濃度選定最佳改性鹽酸濃度，并制取一定量改性沸石備用。COD的分析采用重鉻酸鉀法（GB/T11914-1989），由于垃圾滲濾液COD較高，需稀釋5倍后測定。
3、結果分析及討論
3.1不同濃度鹽酸對沸石改性效果的影響
分別稱取2g不同濃度鹽酸改性沸石，加入到100mL垃圾滲濾液中，震蕩吸附120min后，用定量濾紙過濾，測定濾液的CODCr，選定最佳改性鹽酸濃度。結果表明，不同濃度鹽酸改性的沸石對滲濾液COD的吸附去除率有一定影響，原狀沸石COD的去除率僅為0.46%；2moL/L的去除率開始隨鹽酸的濃度增大而迅速增大，然后隨著鹽酸濃度的增大而減小。其最佳改性鹽酸濃度約為2moL/L。以下試驗所用改性沸石均是在此最佳條件下制備而成。
3.2改性沸石投加量對COD去除率的影響
選取最佳改性濃度鹽酸改性的沸石，分別向100mL5倍稀釋液中投加0.5g，1.0g，1.5g，2.0g，2.5g，震蕩吸附120min后測定濾液的CODCr，以確定最佳吸附劑投加量。實驗結果表明：實驗水樣中改性沸石的投加量對COD的去除率有較大的影響。當改性沸石投加量≤2g時，COD的去除率隨沸石投加量的增加而快速增加。當沸石投加量達到2g以后，沸石投加量的增加對COD的去除率基本沒有影響。
3.3滲濾液初始pH值對COD去除率的影響
調節垃圾滲濾原液的pH值為4、5、6、7、8、9，分別加入改性沸石2g，進行吸附處理，根據COD的去除率確定最佳吸附pH值。由試驗可知，改性沸石的最佳投加量為2g沸石/100mL水樣。取6份100mL水樣，分別調節它們的pH值為4、5、6、7、8、9。實驗結果表明，水樣的pH值對COD去除率有較大影響。當水樣的pH值小于6，即水樣呈較強酸性時，沸石對COD的去除率較高，可達36%以上；而當水樣pH值大于7時，沸石對COD的去除率趨勢隨水樣堿性的增強而迅速降低。因此，處理時需要調節滲濾液pH值。考慮到實際運營的經濟成本，并根據試驗中水樣pH值調節到6時，COD去除率就較高的試驗結果，最佳水樣pH值選擇為6。
3.4不同吸附接觸時間對COD去除率的影響
該實驗的吸附過程為震蕩吸附過程，因而震蕩吸附的時間與COD的去除率之間也有較大的關系。將水樣pH值調節到6，震蕩時間分別設定為20min、40min、60min、80min、120min。然后重復實驗，測定濾液的CODCr。實驗結果表明，最佳改性沸石、最佳投藥量、最佳水樣pH值時，震蕩吸附的時間對COD去除率關系為震蕩時間小于60min
時，COD去除率隨震蕩時間的延長而增長較快；當震蕩時間達到60min后，COD去除率隨震蕩時間的延長增長緩慢，甚至沒有變化。考慮到實際處理效率和經濟效益，選擇最佳震蕩時間為60min較為合理。
3.5吸附等溫線
3.5.1Freundlich等溫式
由Freundlich等溫式得到的是一條近似的直線。如果沸石吸附量隨COD平衡濃度的增加而增加，且數據線性相關性好，則說明沸石對垃圾滲濾液COD的吸附符合Freundlich等溫模式。作出單位沸石的吸附量q與處理后的COD的濃度C的對數關系曲線，即為吸附等溫線。其中q表示單位質量沸石可吸附的COD量（mg/g）；C表示處理后COD濃度（mg/L）。
Freundlich等溫式：logq=logk+blogC
（1）式中，k、b為吸附常數。
將實驗數據按此方程進行擬合，所得直線方程為：logq=9.3523-2.6792logC
（2）相關系數υ=0.8515，說明沸石吸附處理COD符合Freundlich等溫模式。
3.5.2Langmuir等溫式
Langmuir等溫式是從動力學角度出發，通過一些假設條件而推導出來的單分子吸附公式。以C/q對C作圖，得到的即是Langmuir等溫式，結果得不到直線，說明不是單分子層吸附。
Freundlich等溫式與Langmuir等溫式均說明沸石對滲濾液中COD的吸附是以物理吸附為主。改性沸石對垃圾滲濾液COD的吸附處理不能簡單的用Freundlich等溫式與Langmuir等溫式描述，可能是由于垃圾滲濾液中有機物的種類繁多，包括酚類、胺類、含氮雜環類、雜環芳烴類等難降解有機物。這些有機物的性質差異較大，其吸附性能各異。當沸石投加量≥2g時，有近32%的COD物質被沸石吸附，繼續增加投加量，COD去除率趨于穩定，說明在垃圾滲濾原液中有約30%的有機物易于被沸石吸附。
4、結論
天然沸石或人工沸石對垃圾滲濾液中高濃度的COD去除效果不佳，通過對沸石進行改性，可以對COD的去除效果有較大的改善。本研究通過鹽酸改性沸石處理垃圾滲濾液中的COD實驗發現，鹽酸改性沸石的改性鹽酸最佳濃度為2moL/L，沸石的最佳投加量為2g沸石/100mL滲濾液，處理水樣的最佳pH值為6，吸附震蕩時間為60min。此時，改性沸石對垃圾滲濾液中COD的去除效果最佳，最大去除效率為36%左右，而且沸石吸附COD的作用以物理吸附為主。
沸石來源廣泛、價格低廉、對環境友好，以改性沸石吸附處理垃圾滲濾液在未來將會有較大的發展前景。
