垃圾渗滤液来源及主要污染物分析.doc

垃圾渗滤液来源及主要污染物分析，处理技术钟贵峰(湖南工学院环境工程1101班，湖南 衡阳421000)【摘要】 综述了垃圾渗透液的定义、性质及来源；通过GC-MS测定计算机谱库检索定性对垃圾渗透液的主要污染物进行分析，从常规处理方法、生化处理工艺、物化处理工艺三个方面进行垃圾渗透液处理技术进行性能比较和适用性分析。在此基础上讨论该技术的发展前景。【关键词】 垃圾渗透液；污染物分析；GC-MS；处理工艺【abstract】Rubbish infiltration fluid, the paper summarized the definition, nature and source; By GC - MS qualitative determination of spectral library computer retrieval of rubbish infiltration fluid analysis, the main pollutants from conventional processing methods, biochemical treatment process, physico-chemical process three aspects handling rubbish infiltration fluid performance comparison and the analysis of applicability. On this basis to discuss the development prospect of this technology.【key words】Rubbish infiltration fluid; Pollutants analysis; GC-MS; Treatment process1、 垃圾渗透液的定义及性质在对垃圾渗透液的来源及主要污染物分析之前，我的得明白何为垃圾渗透液。顾名思义，垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土层的饱和持水量，并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度废水。垃圾渗滤液的性质随着填埋场的运行时间的不同而发生变化，这主要是由填埋场中垃圾的稳定化过程所决定的。垃圾填埋场的稳定化过程通常分为五个阶段，即初始化调整阶段（Initial adjustment phase）、过渡阶段（Transition phase）、酸化阶段（Acid phase）、甲烷发酵阶段（Methane fermentation phase）和成熟阶段（Maturation phase）1。1、初始调节阶段：垃圾填入填埋场内，填埋场稳定化阶段即进入初始调节阶段。此阶段内垃圾中易降解组分迅速与垃圾中所夹带的氧气发生好氧生物降解反应，生成二氧化碳（CO2）和水，同时释放一定的热量。2、过渡阶段：此阶段填埋场内氧气被消耗尽，填埋场内开始形成厌氧条件，垃圾降解由好氧降解过渡到兼性厌氧降解。此阶段垃圾中的硝酸盐和硫酸盐分别被还原成氮气（N2）和硫化氢（H2S），渗滤液PH开始下降。3、酸化阶段：当填埋场中持续产生氢气（H2）时，意味着填埋场稳定化进入酸化阶段。在此阶段对垃圾降解起主要作用的微生物是兼性和转性厌氧细菌，填埋气的主要成分是二氧化碳（CO2），渗滤液COD、VFA和金属离子浓度继续上升至中期达到最大值，此后逐渐下降；PH继续下降到达最低值，此后逐渐上升。4、甲烷发酵阶段：当填埋场H2含量下降达到最低点时，填埋场进入甲烷发酵阶段，此时产甲烷菌把有机酸以及H2转化为甲烷。有机物浓度、金属离子浓度和电导率都迅速下降，BOD/COD下降，可生化性下降，同时PH值开始上升。5、成熟阶段：当填埋场垃圾中易生物降解组分基本被降解完后，垃圾填埋场即进入成熟阶段。此阶段由于垃圾中绝大部分营养物质已随渗滤液排除，只有少量微生物对垃圾中的一些难降解物质进行降解，此时PH维持在偏碱状态，渗滤液可生化性进一步下降，BOD/COD会小于0.1。但是渗滤液浓度已经很低。2、垃圾渗透液的来源及主要污染物分析21城市垃圾填埋场渗滤液的主要来源如下：1) 自然降水 2) 直接降水包括降雨和降雪，它是渗滤液产生的主要来源。降水冲刷填埋场，使渗滤液水质严重恶化。影响渗滤液产生数量的降雨特性有降雨量、降雨强度、降雨频率、降雨持续时间等。3) 废物中的水分随固体废物进入填埋场中的水分，包括固体废物本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附（当储水池密封不好时）量。入场废物携带的水分是渗滤液的主要来源之一。4) 地表径流 地表径流是指来自场地表面上坡方向的径流水，对渗滤液的产生量也有较大的影响。5) 有机物分解生成水垃圾中的有机组分在填埋场内经厌氧分解会产生水分，其产生量与垃圾的组成、PH值、温度和菌种有关6) 地下水如果填埋场地的底部在地下水位以下，地下水就可能渗入填埋场内，渗滤液的数量和性质与地下水同垃圾的接触情况、接触时间及流动方向有关。但一般在设计施工中采取防渗措施，可以避免或减少地下水的渗入量。 2.2主要污染物分析如下： 众所周知，由于垃圾渗透液水质变化范围极大，有机污染物种类多，浓度高，且含有多种致癌物、促癌物、辅助癌物、致突变物和金属离子，对其进行处理的难度极大，因此，了解垃圾渗透液的水质特性和主要污染物成分，并进行分析对于处理垃圾渗透液有极大的帮助。 根据GC-MS测定计算机谱库检索定性2分析可知：垃圾渗透液中主要有机污染物大概63种，可信度在60%以上的有34种。在63种有机物中，烷烯烃6种，羧酸类19种，脂类5类，醇、酚类10种，醛、酮类10种，酰胺类7种，芳烃类1种，其他5种。其中已被确认为致癌物1种，促癌物、辅助癌物4种，致突变物一种，被列为我国环境优先污染物“黑名单”的有六种。在检测出的63种有机污染物中，有烷、烯、醇、酮、羧酸、苯、脂、酰胺、吡咯、呋喃酮、吡啶、苯酚、吲哚、腙、硅氧烷等物质，但卤代有机物、萘、芴等较少，一方面可能是这些有机物含量小，富集没有达到检测限；另一方面这些有机物的分子量较大，沸点较高，萘、芴及其同系物的沸点均大于柱子的最高温度220度，而相比之下沸点较低的醇、酮、算、酰胺等检出较多，当然也跟垃圾场处在酸化阶段有密切的关系。因此要想检测出萘、芴等有机物，需提高GC柱的温度，一般非极性柱的温度限较高，能达到290度。同时还要改进预处理方法，条件准许的话，用固相萃取较为理想。3、垃圾渗透液处理技术 3.1 常规处理方法 1入场垃圾含水率控制填埋过程中随填埋废物带入的水分，相当部分会在废物填埋压实过程中沥渗出来，其量展相当大的比例。通过入场前的废物压实、破碎和分选以保证垃圾含水率30% 。2控制地表水渗入地表水渗入是渗滤液的主要来源。消除或者减少地表水的渗入量是填埋场设计的最为重要的方面。主要是对降雨的有效控制，可以减少填埋场渗滤液的产生量。可供选用的控制设施有雨水流路、雨水沟、涵洞、雨水储存塘等。3控制地下水渗入（1）设置隔离层法通过低渗透率材料的隔离作用防止地下水进入填埋区。一般的防渗材料从下到上以此为粘土层、卵石滤层和土工布。（2）设置地下水排水管法。（3）抽取地下水法。3.2 生化处理工艺生物处理法是垃圾渗滤液的主体处理方法。根据生物处理系统中微生物存在的状态，可分为悬浮系统，固着生长（膜法）系统和菌-藻联合处理系统。根据废水生物处理系统中起主要作用的微生物的呼吸类型，又可以分为好氧处理，厌氧处理法以及兼性处理（即厌氧-好氧联合处理）系统。1、好氧处理法好氧处理方法包括活性污泥法、曝气氧化塘、生物膜法、生物转盘和滴滤池等处理技术。 活性污泥法能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解的有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其它一些有机物质，可有效的降低BOD5、COD和氨氮，还可去除一些金属物质，因其处理费用低，效率高而被广泛应用。活性污泥法式处理城市污水最广泛的使用方法。它既适用于大流量的污水处理,也适用于小流量的污水处理。采用活性污泥法可有效的降低垃圾渗滤液的BOD5，但对COD的去除还不能达到理想的处理效果。与活性污泥法相比，曝气氧化塘体积大，有机负荷低，尽管降解速度慢，但其工程简单，在土地允许条件下，是最省钱的垃圾渗滤液好氧处理方法。与活性污泥法相比，生物膜法具有抗水量、水质冲击负荷的优点，而且生物膜上能生长世代较长的微生物，如硝化菌之类等。但对于处理COD值上万的垃圾渗滤液此法还有待研究。虽然好氧处理法有众多优点，但也有以下不利影响：(1)耗氧处理在有毒金属存在时工作性能差；(2)一般渗滤液中的BOD5/P的值远远大于100，故须另外添加磷酸盐以实现有效的好氧处理；(3)如果氨氮浓度过高，则消化作用可能被抑制；(4)污泥产量过大。 2、厌氧处理法厌氧处理法包括固定膜生物反应器，厌氧塘，厌氧污泥床等处理方法。上流式厌氧污泥床在高速厌氧反应器中有较高的负荷能力，得到了较为广泛的应用。厌氧处理有很多优点，最主要的是能耗少，操作简单，因此，投资几运行费用低，而且产生的污泥量少，故所需的营养物质也少。但厌氧微生物对有毒物质较为敏感，处理效果不稳定，不适宜单独处理COD值上万的垃圾渗滤液。3、厌氧-好氧生物处理结合尽管厌氧处理法有很多优点，但其出水BOD5和COD通常还很高，达不到排放的标准，因此，一般不单独采用厌氧法处理垃圾渗滤液，而采用厌氧好氧结合法处理垃圾渗滤液，既经济合理，处理效果又高，COD 和BOD5的去除率分别高达86.8%和97.2%。但高浓度的渗滤液即使采用厌氧-好氧结合处理工艺也难以带到排放标准，还需附加物化法深度处理。3.3 物理化学处理工艺物化法处理垃圾渗滤液主要由活性炭吸附，化学絮凝沉淀，化学还原，离子交换，化学氧化，气提及湿式氧化，蒸干法等多种处理方法。物化法同生化法相比较，一般不受垃圾渗滤液水质的水量变动的影响，出水水质稳定，尤其对 BOD5/COD比值较低（0.07-0.20）难以生物降解的垃圾渗滤液有较好的处理效果。化学氧化法（包括臭氧氧化和过氧化氢）被用于垃圾渗滤液的深度处理，其原因是在许多情况下可以直接将难降解的有机物氧化为简单的易降解的有机物，内部自由基反应可以加速氧化速度。在德国目前约有100座填埋场渗滤液处理厂，其中有15座以化学氧化法作为深度处理工艺。但在国外化学氧化法处理垃圾渗滤液也基本处于实验阶段，缺