随着我国城市的迅速发展，垃圾产量不断增加。目前，垃圾的处理主要采用焚烧、堆肥和填埋等。其中，卫生填埋由于具有处理量大、成本低廉、技术成熟等优点，被国内外广泛应用。但填埋场产生的渗滤液危害极大，且垃圾渗滤液中常含有较高浓度的COD、BOD、氨氮及各种重金属离子等，成分复杂，盐度高，可生化性较差，因此在对垃圾渗滤液进行处理尤其是用生物的方法进行处理时，有必要对其进行预处理。
试验证明，利用高效的物化方法对垃圾渗滤液进行处理，可获得较好的处理效果，但物化法运行费用高。而将物化法作为垃圾渗滤液生物处理的一种补充或预处理手段，可以在保障处理效果的前提下，节省处理费用。
本研究采用PAC和PAM复合混凝剂对垃圾渗滤液进行了预处理，以降低后续生化处理的负荷。通过单因素试验和正交试验考察了混凝剂（PAC）和助凝剂（PAM）的最佳投量以及PAM的最佳投加时间。
1 试验部分
1.1 试验材料与仪器
试验材料：试验所用垃圾渗滤液取自天津市某垃圾填埋场，采取避光保存。其水质：颜色为棕褐色，pH为7.90～7.94，色度为2000～2500倍，COD为4876mg/L。聚合氯化铝（PAC），有效物质质量分数为87%，聚丙烯酰胺（PAM），有效物质质量分数为98.7%。
试验仪器： MY3000-6B六联搅拌器，武汉市梅宇仪器有限公司；pHS-25pH计，苏州江东精密仪器有限公司。
1.2 试验方法
取1000mL垃圾渗滤液于烧杯中，加入一定量的PAC，间隔一定的时间，再加入适量的PAM，然后快速搅拌（300 r/min）30 s，中速搅拌（100 r/min）10 min，慢速搅拌（50 r/min）10 min，静置40 min，取上清液测定COD。
1.3 分析项目及方法
COD采用重铬酸钾法测定，pH采用pH计测定，色度采用稀释倍数法测定。
2 试验结果与讨论
2.1 单因素试验研究
2.1.1 PAC最佳投量的确定
在PAM投加量为1.0mg/L，PAM投加时间为距离PAC投加之后4min的条件下，考察了PAC投加量对COD去除率的影响，结果如图 1所示。
由图 1可以看出，随着PAC投加量的增加，COD去除率增大，当PAC投加量为1050mg/L时，COD去除率达到最大，为23.14%，继续增加PAC投加量，COD去除率呈下降趋势。过量投加PAC时，垃圾渗滤液中脱稳的胶体会再次达到稳定，使COD去除率下降。因此，混凝剂PAC的最佳投加量为1050mg/L。
混凝剂PAC投加到渗滤液中，会发生反应生成Al（H2O）63+、Al（OH）2+、Al（OH）3、〔Al6（OH）14〕4+、〔Al7（OH）17〕4+、〔Al8（OH）20〕4+、〔Al13（OH）〕34〕5+等物质，可降低溶液的pH，与试验得出的pH随着PAC投加量的增加而逐渐减小相吻合。上述这些物质，尤其是高价聚合离子对垃圾渗滤液胶体既能起到电性中和的作用（一般胶体表面带有负电荷），同时又能起到压缩双电层的作用，促进了垃圾渗滤液胶体凝聚，而且Al（OH）3在沉淀的过程中又能网捕到部分小的颗粒而形成大的颗粒沉淀下来。
2.1.2 PAM最佳投量的确定
试验过程中观察到，PAC投量逐渐增大时，混凝后形成的絮体的沉降性反而较差，絮体松散，不够密实，在烧杯底部可以发现有较厚的泥渣层。为了改善沉降效果，减少泥渣层厚度以提高泥渣密实度，从而提高COD去除率，选择在混凝过程中投加一定量的助凝剂聚丙烯酰胺（PAM）。
在PAC投加量为1050mg/L，PAM投加时间为距离PAC投加之后4min的条件下，考察了PAM投加量对COD去除率的影响，结果如图 2所示。
由图 2可以看出，当PAM投加量为0.8 mg/L时，COD去除率达到最大。PAM投加量过大，会导致矾花破碎，絮体颗粒重新回到上清液中，沉降速度减慢，COD去除率反而下降。
2.1.3 PAM最佳投加时间的确定
在PAC、PAM投加量分别为1050、0.8mg/L的条件下，考察了PAM投加时间对COD去除率的影响，结果如图 3所示。
由图 3可以看出，在距离PAC投加之后7 min时投加PAM，COD去除率最大。同时投加混凝剂（PAC）和助凝剂（PAM），会导致混凝剂和水中胶体在凝聚的过程中受到助凝剂的抑制，影响胶体脱稳，不利于絮体的形成。在混凝剂（PAC）投加一定时间之后投加助凝剂（PAM），助凝剂的长链能在絮体颗粒之间架桥，使得几个或者几十个颗粒连接在一起形成大的絮团，可加速颗粒的沉降，对絮凝过程起到促进作用，提高COD去除率。
2.2 正交试验研究
在单因素试验基础上，以PAC投加量、PAM投加量、PAM投加时间为影响因素，以COD去除率为评价指标，进行了3因素3水平正交试验。正交试验的因素水平如表 1所示，正交试验结果如表 2所示。
| 因素 | PAC投加量/（mg.L -1 ） | PAM投加量/（mg.L -1 ） | PAM距离PAC投加时间/min |
| 水平1 | 900 | 0.6 | 1 |
| 水平2 | 1050 | 0.8 | 4 |
| 水平3 | 1200 | 1.0 | 7 |
| 编号 | PAC投加量/（mg.L -1 ） | PAM投加量/（mg.L -1 ） | PAM距离PAC投加时间/min | COD去除率/% |
| 1 | 900 | 0.6 | 1 | 18.14 |
| 2 | 900 | 0.8 | 4 | 22.29 |
| 3 | 900 | 1.0 | 7 | 19.89 |
| 4 | 1050 | 0.6 | 4 | 23.14 |
| 5 | 1050 | 0.8 | 7 | 50.04 |
| 6 | 1050 | 1.0 | 1 | 36.86 |
| 7 | 1200 | 0.6 | 7 | 29.09 |
| 8 | 1200 | 0.8 | 1 | 30.53 |
| 9 | 1200 | 1.0 | 4 | 36.32 |
| Ⅰ | 60.32 | 70.37 | 85.53 | |
| Ⅱ | 110.04 | 102.86 | 81.75 | |
| Ⅲ | 95.94 | 93.07 | 99.02 | |
| k 1 | 20.11 | 23.46 | 28.51 | |
| k 2 | 36.68 | 34.29 | 27.25 | |
| k 3 | 31.98 | 31.02 | 33.01 | |
| R | 16.57 | 10.83 | 5.76 |
由表 2可知，最佳混凝沉淀条件：PAC投加量为1050mg/L，PAM投加量为0.8mg/L，PAM投加时间为距离PAC投加之后7 min。在该混凝条件下，COD去除率可达50.04%。。
3 结论
采用PAC和PAM复合混凝剂对天津市某垃圾填埋场的垃圾渗滤液进行了混凝沉淀预处理。通过单因素试验和正交试验确定了其最佳混凝沉淀条件：混凝剂（PAC）的投加量为1050mg/L，助凝剂（PAM）的投加量为0.8mg/L，PAM投加时间为距离PAC投加之后7min。在上述最佳条件下，垃圾渗滤液中的COD可由4876mg/L降至2436mg/L，COD去除率可达50.04%，减轻了后续生化处理负荷。
