（市政工程专业论文）ASBR两级SBR处理垃圾渗滤液中试研究.pdf

p l i o ts t u d yo nt h et r e a t m e n to fl a n d f i l ll e a c h a t ew i t ht h e a s b r t w os t a g es b r t e c h n o l o g y b y c h e nx i a o z h e n b e ( a n h u iu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y ) 2 0 0 7 at h e s i ss u b m i t t e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no ft h e r e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro fe n g i n e e r i n g m c i v i le n g i n e e r i n g i nt h e g r a d u a t es c h o o l o f h u n a n u n i v e r s i t y s u p e r v i s o r p r o f e s s o ry uj i a n j u ，2 0 1 0 湖南大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 作者签名： 日期：口年7 月，。日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇 编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密团。 ( 请在以上相应方框内打“”) 蒹誊裂窆 导师签名：队石栉 日期：沙细年罗月，o 日 日期：2 0f o 年9 月f d 日 硕上学位论文 摘要 本文以a s b r 两级s b r 工艺处理黑靡峰垃圾填埋场内垃圾渗滤液为中试试 验研究，通过试验确定了a s b r 反应器及s b r 反应器的最佳运行参数；在最佳运 行条件下，分别考察了a s b r 反应器和s b r 反应器对垃圾渗滤液处理效果及影响 因素。 试验结果表明：中试a s b r 反应器对c o d 的去除率( h l 玎= 4 d 时) 在2 5 5 0 之间，平均去除率为3 2 0 4 ；对s s 的去除率为2 8 4 0 ，平均去除率3 2 6 3 ； 对总氮的去除率则为8 6 1 2 ，平均去除率为1 0 5 ；a s b r 反应器对垃圾渗滤 液的处理随着进水c o d 的浓度的提高并没有受到影响，但随着进水中氨氮浓度 的提高c o d 的去除率逐渐降低；水力停留时间对a s b r 的处理效能有显著的影 响，水力停留时间越长，c o d 的去除越好，但总氮的去除并没有提高；a s b r 反 应器对垃圾渗滤液的可生化性方面有明显的作用，且进水渗滤液可生化性越低， 可生化性提高越显著。 两级s b r 系统对垃圾渗液中有机物的去除率在7 0 以上，最高达9 3 6 ，平 均去除率8 1 2 ；氨氮去除都在9 0 以上，平均去除率为9 7 0 6 ；总氮的平均去 除率为3 0 9 2 ，总磷的平均去除率为5 3 0 1 ；出水s s 平均约为4 1 m g l ；两级 s b r 系统处理垃圾渗液的最佳水力停留时间为4 d ，再延长水力停留时间对有机物 的去除提高相当有限；试验在考察不同供氧策略对系统的脱氮除磷效果影响时， 试验结果表明在供氧方式为“搅拌2 h ，每曝气8 h 停2 h ，沉淀排水和闲置共2 h ”下， 两级s b r 系统脱氮除磷较优，总氮去除率在2 8 4 0 之间，总磷平均去除率约 为5 5 6 3 ；本试验通过控制s b r 反应池内的溶解氧浓度进行培养驯化活性污泥， 实现控制硝化反应在亚硝化阶段，试验中亚硝酸盐积累率最高达8 0 ，探讨了s b r 反应器内的s n d 脱氮现象，试验结果表明，亚硝酸型同步硝化反硝化对脱氮的贡 献率( 亚硝酸型s n d 率) 约为5 5 0 6 。 经过对本试验中得到的a s b r 反应器的运行数据分析，利用m o n o d 方程和 m i c h a e l i s m e n t e n 方程，建立了a s b r 反应器在t = 3 5 4 - 1 时处理中晚期垃圾渗 液的动力学模型，利用线性回归得到了动力学参数：比降解速率d 。，= 0 0 0 8 5 t ， 半速度常数k s , = 2 8 3 4 9 。摸拟验证结果表明：该动力学模型对a s b r 反应器内有 机物底物的模拟值较好，模拟值与实测值的平均误差为4 6 7 。应用同样的方法 分别建立了s b r 反应器内有机物底物和氨氮底物的降解动力学模型，分别为： cr c f = 1 2 4 2 2 1 n 三 一0 0 6 2 ( s o s )和t = 0 3 5 5 = 孚+ o 0 7 1 ( s o s 。) 。 i i a s b r 两级s b r 处理姊圾渗滤液中试研究 关键词：垃圾渗滤液；a s b r s b r 工艺；生物脱氮除磷；同步硝化反硝化；动力 学 硕十学位论文 a b s t r a c t i nt h i sp a p e r ，t h ep i l o tt e s to fl a n d f i l ll e a c h a t eo fh e i m i f e n gl a n d f i l lw a sb a s e do n a s b r - t w ol e v e l so fs b r p r o c e s s ，t h o u g ht h et e s to ft h ea c t u a ll a n d f i l ll e a c h a t e ， t h eb e s tr e a c t o ro p e r a t i n gp a r a m e t e r so fa s b ra n ds b rt a n k sw e r es t u d i e d ，a n dt h e t r e a t m e n te f f e c ta n di n f l u e n c i n gf a c t o r so fa s b rr e a c t o ra n ds b rr e a c t o r sa l s os t u d i e d s e p a r a t e l y t h er e s u l t so ft h ep l i o ts c a l ee x p e r i m e p ta r ea sf o l l o w s ：t h er e m o v a le f f i c i e n c yo f c o d ( h r t = 4 d ) w a s2 5 t o5 0 ，t h ea v e r a g er e m o v a lr a t ew a s3 2 0 4 ；t h es s r e m o v a lr a t ew a s2 8 t o4 0 ，t h ea v e r a g er e m o v a lr a t ew a s3 2 6 3 ：t h et n r e m o v a lr a t ew a s8 6 t o1 2 ，t h ea v e r a g er e m o v a lr a t ew a s1 0 5 t h er e s u l t s s h o w e dt h a tt h ei n c r e a s eo fi n f l u e n tc o dh a sl i t t l ee f f e c to nt h ea s b rr e a c t o r t r e a t m e n t ，b u tw i t ht h ei n c r e a s eo fi n f l u e n tc o n c e n t r a t i o no fa m m o n i an i t r o g e n ，c o d r e m o v a lr a t ed e c r e a s e d ；h y d r a u l i cr e s i d e n c et i m e ( h r t ) h a ds i g n i f i c a n te f f e c t so nt h e a s b rt r e a t m e n t ，t h el o n g e rt h eh r t ，t h eb e t t e rt h ec o dr e m o v a l ，b u tt h et o t a l n i t r o g e nr e m o v a ld i dn o ti n c r e a s e ；a s b r r e a c t o rh a do b v i o u se f f e c to nt h e b i o d e g r a d a b i l i t yo fl e a c h a t e ， a n dt h el o w e rt h eb i o d e g r a d a b i l i t yo fl e a c h a t ew a t e r， t h em o r es i g n i f i c a n ti m p r o v e m e n to ft h eb i o d e g r a d a b i l i t y t w os t a g es b rs y s t e mc a nr e m o v eo r g a n i cp o l l u t a n t su pt o7 0 ，e v e n9 3 6 ，t h e a v e r a g er e m o v a lr a t eo fo r g a n i cw a s8 4 2 ；t h er e m o v a lr a t eo fa m m o n i aw a sm o r e t h a n9 0 ，t h ea v e r a g er e m o v a lr a t ew a s9 7 0 6 ；t h ea v e r a g er e m o v a lo ft nw a s 3 0 9 2 ：t h ea v e r a g ee f f l u e n ts sw a sa b o u t41m g l ；t h eb e s th r to ft w os b rs y s t e m s w a s4 d ，af u r t h e rp e r i o do fh r to nt h er e m o v a lo fo r g a n i cm a t t e rt oi m p r o v ew a s l i m i t e d t od e t e r m i n et h ee f f e c t so fd i f f e r e n to x y g e ns u p p l e m e n t so nt h en i t r o g e na n d p h o s p h o r u sr e m o v a l ，t e s t ss h o wt h a tt h eo x y g e ns u p p l ym e a n sw a s ”s t i r2 h ，8 h a e r a t i o ns t o p se v e r y2 h ，p r e c i p i t a t i o nd r a i n a g ea n di d l eat o t a lo f2 h ”，t h et w o - s t a g e s b r s y s t e mh a dab e t t e rr e m o v a lo fp h o s p h o r u s ， a n dt nr e m o v a lw a s2 8 t o4 0 ， t h ea v e r a g et pr e m o v a lw a s5 0 b yc o n t r o l l i n gt h ed i s s o l v e do x y g e nc o n c e n t r a t i o n o ft h es b rt a n kf o rs l u d g ea c c l i m a t i o ni nt h i st e s tt oc o n t r o lt h en i t r i f i c a t i o ns t a g ei n t h et r i a lo fn i t r i t e ，a n dn i t r i t ea c c u m u l a t i o nr a t ew a su pt o8 0 ：t h et e s ta l s o e x p l o r e s t h es b rs n dn i t r o g e np h e n o m e n o n ，a n dt h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h e s i m u l t a n e o u sn i t r i f i c a t i o na n dd e n i t r i f i c a t i o no nt h ec o n t r i b u t i o nr a t e ( n i t r o u ss n d r a t e ) i sa b o u t5 5 0 6 。 i v a s b r 两级s b r 处理专圾渗滤液中试研究 t h r o u g ht h ea n a l y s i so ft h eo p e r a t i o nd a t a so ft h ea s b rr e a c t o r ， w eu s e dt h e m o n o de q u a t i o na n dt h em i c h a e l i s - m e n t e ne q u a t i o nt oe s t a b l i s had y n a m i cm o d e lo f a s b rr e a c t o rt r e a t i n gl a n d f i l ll e a c h a t ew h e nt h et e m p e r a t u r ew a s3 54 - 1d e g r e e s ，a n d t h r o u g hu s i n gl i n e a rr e g r e s s i o n w eg e tt h ek i n e t i cp a r a m e t e r s ，t h a tw a s ：s p e c i f i c d e g r a d a t i o nr a t ew a su 。= 0 0 0 8 5 t ，a n dt h eh a l fr a t ec o n s t a n ti sk s = 2 8 3 4 9 t h e s i m u l a t i o nr e s u l t si n d i c a t et h a t ：t h ed y n a m i cm o d e lo ft h ea s b rr e a c t o rs i m u l a t e d o r g a n i cs u b s t r a t ew a sb e t t e r ，a n dt h ea v e r a g ee r r o rb e t w e e nt h ea n a l o gv a l u e sa n dt h e m e a s u r e dv a l u e sw a s 4 6 7 t h r o u g ht h es a m ew a yw ee s t a b l i s had y n a m i cm o d e lo f s b rr e a c t o rd e g e n e r a t eo r g a n i cs u b s t r a t ea n da m m o n i an i t r a t es u b s t r a t ea r e ： f ：1 2 4 2 2 i 二 彗1 - _ o 0 6 2 ( s 。一s ) a n d ， s 、” 7 f - 0 3 5 5 学+ o 0 7 1 郴。一s e ) s 、o k e yw o r d s ：l a n d f i l ll e a c h a t e ；a s b r s b rp r o c e s s ；b i o l o g i c a ln i t r o g e n a n d p h o s p h o r u sr e m o v a l ：s i m u l t a n e o u sn i t r i f i c a t i o na n dd e n i t r i n c a t i o n v 硕一i ：学位论文 目录 学位论文版权使用授权书i 摘要i i a b s t r a c t i v 第l 章文献综述1 1 1 垃圾渗滤液的产生及其特点1 1 1 1 垃圾渗滤液的来源1 1 1 2 垃圾渗滤液的水质特性2 1 1 3 垃圾渗滤液的危害3 1 2 我国垃圾渗滤液的处理现状3 1 3 垃圾渗滤液的处理技术4 1 3 1 生物处理法4 1 3 2 物化处理6 1 3 3 回灌处理法8 1 3 4 土地处理法9 1 4 渗滤液生物脱氮技术一9 1 4 1 传统生物脱氮技术9 1 4 2 新型生物脱氮技术1 0 1 5 反应系统1 l 1 5 1a s b r 工艺1 1 1 5 2s b r 工艺1 3 1 6 问题的提出、研究内容和选题意义13 1 6 1 问题的提出13 1 6 2 研究内容及目的1 4 1 6 3 选题的意义1 5 第2 章试验装置、材料与方法1 6 2 1 中试工艺流程1 6 2 2 试验设备与材料1 6 2 2 1a s b r 反应器1 6 2 2 2s b r 反应器17 a s b r 两级s b r 处理垃圾渗滤液中试研究 2 2 3 其它试验设备17 2 3 试验所用药品与试剂18 2 4 试验检测项目与测定方法1 8 2 4 1 有机物的分析方法1 9 2 4 2 氨氮的分析方法2 0 2 4 3 硝酸盐氮的分析方法一2 0 2 4 4 亚硝酸盐氮的分析方法2 1 2 4 5 总氮的分析方法一2 2 2 4 6 总磷的分析方法2 2 2 5 试验用水与试验污泥2 2 2 5 1 试验用水2 2 2 5 2 试验污泥2 3 第3 章a s b r 对垃圾渗滤液的处理中试研究一2 5 3 1a s b r 反应器的启动2 5 3 2a s b r 反应器运行参数的确定2 5 3 3 试验结果与讨论2 9 3 3 1a s b r 反应器对垃圾渗滤液的去除效果2 9 3 3 2 进水c o d 浓度的影响3 0 3 3 3 进水氨氮的影响3 0 3 3 4 水力停留时间( h r t ) 的影响3 2 3 3 5 可生化处理性能变化3 3 第4 章两级s b r 对垃圾渗滤液的处理中试研究3 5 4 1s b r 反应器的启动3 5 4 2s b r 反应器运行参数的确定3 5 4 3 试验结果与讨论3 8 4 3 1 两级s b r 对垃圾渗滤液的处理效果一3 8 4 3 2 水力停留时间对处理效果的影响4 0 4 3 3 供氧策略对生物脱氮除磷的影响4 2 4 3 4 亚硝酸型同步硝化反硝化的探讨研究4 3 第5 章反应器处理垃圾渗滤液的动力学研究一4 7 5 1a s b r 的有机物降解动力学模型4 7 5 1 1 基本假设4 7 5 1 2 模型的建立一4 7 一二一 v i i二 硕j j 学位论文 5 1 3 动力学参数确定4 9 5 1 4 模型效果的验证一5 0 5 2s b r 的有机物降解动力学模型5 0 5 2 1 基本假设5 0 5 2 2 模型的建立5 1 5 2 3 动力学参数确定一5 1 5 3s b r 的氨氮降解动力学模型5 2 5 3 1 模型的建立一5 2 5 3 2 动力学参数确定5 3 结论与建议5 5 参考文献5 8 致谢6 2 附表6 3 v i i i 硕1 j 学位论文 第1 章文献综述 1 1 垃圾渗滤液的产生及其特点 随着我国经济的不断发展，城市生活水平的不断提高，城市生活垃圾产生量急 剧增大，每年的垃圾总量以8 1o 左右的速度迅速增长。据统计数据，至2 0 0 0 年城 市垃圾的年产量已达1 4 亿吨，累计堆存的固体垃圾总量己达6 0 亿吨，导致全国6 7 0 个城市中约1 3 的城市陷入垃圾包围城市的困境之中，城市垃圾处理己成为我国可 持续发发展的一大绊脚石。 目前，城市生活垃圾处理的方法主要三种：焚烧、堆肥和填埋。垃圾卫生填埋 作为一种成本较低、技术相对简单、管理方便且能迅速处理垃圾的处理方式，比较 适合我国国情，因此卫生填埋技术成为我国大部分城市垃圾处理的主要形式【1 - 2 1 。 据中国环境监测总站对国内3 0 0 多个城市垃圾处理厂的调查表明，卫生填埋场占垃 圾处理设施的8 7 5 。 1 1 1 垃圾渗滤液的来源 垃圾渗滤液，又称渗沥水或浸出液，是指垃圾填埋过程中，由于厌氧发酵、有 机物分解、雨水冲淋等产生多种代谢物质，形成高浓度的有机废液。其中含有大量 的病原微生物和其它复杂的有毒有害物质。渗滤液水量及水质随季节、填埋年限的 推移变化很大，这给渗滤液的处理带来了相当大的困难。影响垃圾渗滤液产生的因 素很多，主要有以下几方面：区域降水及气候状况、垃圾性质与成分、填埋场水文 地质条件、填埋场作业区大小、垃圾覆盖层状况等。 渗滤液主要由以下几种方式来源： 1 1 1 1 大气降水 降水包括降雨和降雪，它是渗滤液产生的主要来源，其大小和频率直接影响着 渗滤液产生量的多少。 1 1 1 2 地下水的渗入 当填埋场地的底部在地下水位以下时，地下水就可能渗入填埋场内，渗滤液的 水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。因此，在设计 施工中常常采取防渗措施，以避免或减少地下水的渗入。 1 1 1 3 垃圾中水分 垃圾中水分包括垃圾本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附量。垃圾分解 a s b r 两级s b r 处理坨圾渗滤液中试研究 出水量主要取决于垃圾的成分、温度、覆盖层性质等。这部分的水量通常通过试验 来确定。据报道，当垃圾含水为4 7 时，每吨( t ) 垃圾可产生0 0 7 2 2 t 渗滤液【3 】。 1 1 1 4 有机物分解生成水 垃圾中的有机组份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、p h 值、温度和菌种等因素有关。 综上可以看出，垃圾渗滤液主要来源于降水和垃圾本身所含内含水，由于降水 随季节变化较大，导致渗滤液的产生量与水质也随季节波动较大。 1 1 2 垃圾渗滤液的水质特性 垃圾渗滤液的性质随着填理场的气候条件、水文条件、季节、垃圾的性质以及 所含水分的变化而发生明显变化。在垃圾降解中产生的低分子有机物以及垃圾中可 溶性的污染物进入垃圾渗滤液中，使得渗滤液中氨氮、酚类、丹宁和可溶性脂肪酸 等有机污染物浓度较高，且垃圾降解产生的c 0 2 溶于垃圾渗滤液中使其呈现微酸 性，这种偏酸性环境加剧了垃圾中不溶于水的碳酸盐、金属及其金属氧化物等的溶 解。 由于渗滤液的来源使得渗滤水的水质具有与城市污水所不同的特点： 1 1 2 1 含有机物种类繁多且浓度高 由于受众多因素的影响，填埋场垃圾渗滤液的组成十分复杂，所含有机物种类 非常多。一般垃圾渗滤液中有机物可分为三类，即低分子量的脂肪酸类、中等分子 量的富里酸类物质和腐殖质类高分子量碳水化合物。除此之外，渗滤液中还含有包 括许多致癌、促癌和辅促致癌物质；尤其是当生活垃圾与部分工业垃圾混合时，成 分更为夏杂。渗滤液水质的b o d 和c o d 值都在几千以上，特别是对刚投入使用的 垃圾填埋场的渗滤液最高可达几万m g l 【4 1 。但此阶段的渗滤液p h 值达到或略低于 7 ，b o d 与c o d 比值为o 5 0 6 ，可生化性较好，有利于生化处理。 1 1 2 2 金属含量高 渗滤液中含有十多种金属离子，不乏含有镉、铅、汞等有毒重金属，其中铁和 锌在酸性发酵阶段较高，铁的浓度可达2 0 0 0 m g l 左右，锌的浓度可达1 3 0 m g l 【5 】 左右。 1 1 2 3 水质水量波动大 渗滤液的水质取决于填埋场的构造方式、当地气候条件、填埋场水文条件、垃 圾的种类、质量、数量以及填埋年数的长短，而降雨是垃圾填埋场渗滤液的主要来 源，降雨量的大小直接影响垃圾渗滤液的水量，另外填埋场的构造方式也在一定程 度上决定了渗滤液的水质和水量。 硕士学位论文 1 1 2 4 氨氮含量高 高浓度氨氮是垃圾渗滤液的重要水质特征之一。这是由于含氮可生化有机组分 的厌氧水解和发酵所致，主要以n h 3 一n 形态存在于渗滤液中，约占总氮的7 0 8 0 【6 】。 渗滤液氨氮具有浓度高、浓度变化范围大等特点。过高的n h 3 n 浓度不但增加了渗 滤液生化处理系统的负荷，并且随着填埋时间的延长渗滤液中c o d 浓度呈下降趋 势，c n 值不断减小，一段填埋年限后会出现c n 3 的情况，造成营养比例严重失 调，影响生化处理系统稳定有效的运行，另外高浓度游离氨会抑制微生物的生长和 降低微生物活性，从而降低生物系统的处理效率。 1 1 2 5 营养元素比例失调 对于生化处理，污水中适宜的营养元素比例是b o d 5 ：n ：p = 10 0 ：5 ：l ，而一般的垃 圾渗滤水中b o d 5 p 大都大于3 0 0 ，与微生物生长所需的磷元素相差较大。 1 1 2 6 磷含量很低，特别是溶解性磷酸盐质量浓度很低。 1 1 2 7 色度深。呈淡茶色或暗褐色。 1 1 2 8 溶解性固体总量随填埋时间的变化大。 填埋初期渗滤液溶解性固体总量高且含有相当高的钠、钙、氯化物、硫酸盐 等，一般在o 5 2 5 年后达到高峰值，以后随填埋时间增加，无机物浓度逐渐下降。 1 1 3 垃圾渗滤液的危害 垃圾渗滤液有机物种类繁多且浓度很高、氨氮含量高、含有多种重金属离子， 毒性大；若不经处理而渗滤到地下水或是地表水体中会导致严重水源污染。渗滤液 在渗透的过程中会污染周围的土壤，一些有毒物质还会累积到植物体内而进入人们 的食物链，从而影响到人们的健康和生活。r k a u r 等研究了韩国n a n j ii s l a n d 填埋场 渗滤液的毒性，采用日本青枪鱼胚胎检测法分析了渗滤液对幼虫胚胎的毒性，发现 填埋场内5 个取样点收集的渗滤液在稀释12 倍后仍对昆虫胚胎在2 4 h 内可10 0 的致 死，甚至在雨季后收集的经暴雨稀释后的样品仍是如此。为了防止垃圾渗滤液污染 水体，欧洲、美洲一些发达国家纷纷对垃圾填埋提出了严格的技术要求。我国也在 1 9 8 9 年颁布了城市生活垃圾卫生填埋技术标准( g j j l 7 8 8 ) 。但这些措施只是尽 量减少垃圾渗滤液渗漏带来的危害，垃圾渗滤液的最终处置仍然是需要解决的问 题。 1 2 我国垃圾渗滤液的处理现状 目前，我国大部分城市的垃圾填埋场都不符合卫生填埋要求，要么就是没有 建渗滤液处理设施或者建了却运行处理不正常，造成这种局面既有渗滤液水质水量 a s b r 两级s b r 处理垃圾渗滤液中试研究 方面的原因，也有工艺方面的原因。在渗滤液处理技术上，我国的渗滤液处理多数 是废水处理技术的简单应用，处理系统抗冲击负荷能力较差，尤其是较高浓度的氨 氮处理不当，这是处理水质不稳定并且有机污染物浓度较高所致。 目前，我国垃圾填埋场渗滤液处理存在如下问题【7 j ： ( 1 ) 进填埋场填埋的垃圾没进行分类或分类不充分、不系统； ( 2 ) 填埋场不具备完善的渗滤液收排系统； ( 3 ) 处理渗滤液投资大、运行费用高； ( 4 ) 垃圾渗滤液中的高c o d 、高氮处理不达标； ( 5 ) 我国垃圾填埋场渗滤液处理技术还处于探索阶段，大多数渗滤液处理的实际 工程是以城市生活污水处理作为参考，没有一套独立的专门的垃圾渗滤液处理技 术。 为建设标准化的城市垃圾卫生填埋场，对渗滤液的处理技术应作更深入、更 全面、更系统的研究是十分必要的。探索能同时使出水n h 3 n 和c o d 、重金属达标 并适应渗滤液水质变化的处理工艺和运行方式是研究的重点。 1 3 垃圾渗滤液的处理技术 1 3 1 生物处理法 1 3 1 1 好氧生物法 垃圾渗滤液的好氧生物处理方法包括活性污泥法、序批式活性污泥法、曝气 氧化塘、生物膜法、等工艺，好氧生物处理工艺能够有效降低渗滤液中的b o d 、 c o d 浓度和氨氮含量，还可去除铁、锰等金属离子。 ( 1 ) 活性污泥法 污水处理中最常见的水处理方法一活性污泥法。在垃圾渗滤液的处理中，活 性污泥法因运行费用低、管理方便、处理效率高而得到最广泛的应用。研究表明， 活性污泥能去除渗滤液中9 9 的b o d 和8 0 以上的总有机碳。即使进水中有机 碳高达1 0 0 0 m g l ，活性污泥生物相也能很快适应并起降解作用。 ( 2 ) 生物膜法 与活性污泥法相比，生物膜法具有抗水质、水量冲击负荷的优点，处理稳定 性好，而且生物膜上能繁殖世代期较长的硝化菌，具有较好的脱氮效果。 ( 3 ) 序批式活性污泥法( s b r ) s b r 法是间歇式活性污泥法，集均匀水质、曝气氧化、沉淀排水等功能于一 一体的周期循环活性污泥法。与其它连续活性污泥法相比，它不仅工艺系统简单， 硕j j 学位论文 而且具有优越的工艺特征，运行方式灵活，可自由设置暴气时间和方式，改变供 氧策略，可实现脱氮除磷的目的，该法非常适合处理垃圾渗滤液的需要。谢可镕 等悼j 采用s b r 法作为二级生物处理对汕头油麻埠垃圾渗滤液进行治理，结果表明， s b r 法对垃圾渗滤液c o d 和b o d 的去除效果显著。当曝气时间为4 12 h ，进水 c o d 、b o d 及n h 3 - n 浓度分别为2 0 0 0 0 2 5 0 0 0 m g l 、1 0 0 0 0 1 5 0 0 0 m g l 和5 0 0 m g l 时，其去除率分别为8 5 9 5 、9 0 9 5 、6 5 8 0 ，且稳定性很强，能使渗 滤液中大部分的有机物和氨氮得到去除，从而大大降低了垃圾渗滤液治理工艺中 后续处理阶段的负荷，但出水仍需进行深度处理。 ( 4 ) 氧化塘 曝气氧化塘实际上是一种没有污泥回流系统的活性污泥系统。氧化塘中 m l s s 值比普通活性污泥法低，一般只有8 0 1 2 0 m g l 左右。相比于活性污泥法， 曝气氧化塘存在占地面积大、有机负荷低、降解速度慢等的缺点，但由于其技术 要求低，维修方便，因此在土地价格不高的地方比较合适。国外一些小试和中试 规模的研究表明，采用曝气氧化塘能够获得较好的垃圾渗滤液处理效果。 填埋场初期渗滤液的b o d 5 c o d 值较高，渗滤液可生化性好，上述的各种好 氧处理工艺及其改进工艺对于此类渗滤液的处理在国内外均有成功的经验，最近 针对s b r 法处理垃圾渗滤液的研究较多，因为s b r 法具有抗冲击负荷强、操作 简单灵活、构造设计方便等诸多特点，并且在单一反应池内兼有好氧厌氧的功能， 能够适应高浓度的氨氮废水，并能较好的去除氨氮和磷类物质。和其它生化反应 一样，s b r 法同样也会受到垃圾渗滤液中大量难降解有机物以及高浓度的有机物 的影响，微生物的活性受到抑制。 序批式活性污泥法已经在牡丹江市郭家沟、汕头市油麻埠以及杭州市天子岭 垃圾填埋场成功运行；福州市红庙岭垃圾填埋场使用了氧化沟工艺，运行处理状 况良好。但与厌氧法相比，好氧处理耗能相对高，且c o d 浓度越高，好氧法动 力消耗越大；好氧处理时有机物转化成污泥的比例也远大于厌氧法，因此污泥处 理和处置的费用也远高于厌氧法；好氧处理时污泥的生长量大，所以对无机营养 元素的要求高于厌氧法，对于营养比例失调的垃圾渗滤液需投加必要的无机营养 元素。 1 3 1 2 厌氧生物处理 厌氧生物法是指厌氧微生物在厌氧或缺氧的环境下，通过厌氧微生物降解垃 圾渗滤液中的有机高分子物质，降低垃圾渗滤液中有机物浓度。近几十年来，随 着微生物学、生物化学等学科的发展和工程实践的积累，厌氧处理高浓度有机废 水取得了良好的效果。目前用于垃圾渗滤液处理的厌氧生物法主要有厌氧滤池 ( a f ) 、上流式厌氧污泥床( u a s b ) 、厌氧序批式反应器( a s b r ) 、厌氧折流板反应 到排放标准。而垃圾渗滤液中有机物含量高，用厌氧生物处理既可有效降解有机 物，又可以承受较大的冲击负荷，而且能对高分子有机物进行水解作用，从而提 高渗滤液的可生化性，因此，厌氧处理常作为好氧处理前的预处理。 1 3 1 3 厌氧好氧联合生物法 厌氧好氧联合生物法是厌氧法和好氧法组合处理垃圾渗滤液。高浓度的垃圾 渗滤液通过厌氧处理后能够大大降低有机物的浓度并能提高b o d 5 c o d 值，但厌 氧池的出水浓度依然较高。厌氧处理后的垃圾渗滤液进入好氧生化池，好氧微生 物能够把有机物的浓度降低到更低水平，达到排放标准。 现行的渗滤液处理工艺多采用厌氧好氧组合处理系统，该工艺经济合理，处 理效率高，可以较好的去除c o d mb o d 5 、氮和磷等有机污染物。 1 3 2 物化处理 垃圾渗滤液的物化处理法是指采用物理化学原理处理渗滤液的系统。由于物 化处理不受水质水量变化的影响，出水水质比较稳定，对b o d 5 c o d 介于 o 0 7 0 2 0 之间及含有毒、有害的难以生化处理的渗滤液处理效果较好，特别是对 垃圾渗滤液中难降解有机物和高氨氮的去除能取得满意的效果，但由于物化法运 行成本高，而且常规物理化学法在处理过程中将渗滤液中有毒有害物质没有真正 硕士学位论文 去除，而是通过物理化学作用转化为其它形式的物质从渗滤液中分离出来，如处 理不当则易产生二次污染，因此物化处理法多用于对垃圾渗滤液进行预处理和深 度处理。 物化处理的方法比较多，常用的物化处理法有吸附法、混凝沉淀法、氨吹脱 技术、反渗透法、氧化还原法等。 1 3 2 1 氨吹脱法 有研究报道，垃圾渗滤液中所含的高浓度氨氮是生物处理的抑制因素，因此， 目前在实际运行的垃圾渗滤液处理的工程中多采用氨吹脱脱氮。氨吹脱工艺，必须 先调节污水p h 值至碱性，然后以曝气的方式使游离氨从水中逸出以降低污水中的 氨氮浓度。常见的曝气方式有吹脱塔和鼓风曝气等。国内采用严格意义上的吹脱塔 来处理垃圾渗滤液还未见报道。邹莲花等人【1 2 1 用石灰将渗滤液p h 值调n 9 1 、吹脱 氨氮的去除率为6 7 8 。沈耀副1 3 j 在渗滤液p h 值为1 1 、温度为2 2 5 ，气比为6 6 6 ， 经曝气吹脱，获6 7 8 2 5 的氨氮去除率。 1 3 2 2 吸附法 在废水处理中，常用的吸附剂有活性炭、沸石、粉煤灰及城市垃圾焚烧炉底渣 等，其中活性炭最为常用，但是活性炭价格较贵，且再生困难。吸附法主要用于去 处水中难降解的有机物( 酚、苯、胺类化合物等) 、金属离子( 汞、铅、铬) 和色度， 一般情况下，对c o d 和n h 3 n 的去除率为5 0 7 0 。隋智慧1 1 4 j 等用混凝与吸附联 合的方法对北京安定垃圾填埋场渗滤液进行了预处理，研究结果表明，该方法对废 水c o d 的去除率稳定在7 0 左右，且受水质变化的影响不大。方士等l l5 j 用回流式 两级s b r 一活性炭吸附混凝工艺处理高氨氮、低碳氮比的垃圾渗滤液，以杭州市某 垃圾填埋场渗滤液( c o d 为1 5 0 0 - 4 5 0 0 m g l ，n h 3 n 为7 9 5 1 5 5 0 m g l ，p h 值为8 9 ) 为研究对象，吸附时间为1 0 0 m i n ，总的水力停留时间为8 2h 。出水c o d 3 0 0 m g l ， 去除率可以稳定在9 0 以上；n h 3 n 2 0 m g l ，去除率可达9 5 以上；色度 2 0 倍。 1 3 2 3 化学混凝沉淀法 化学混凝沉淀法是指向废水中投加混凝剂，使废水中的悬浮物和胶体聚集形成 凝体，再加以分离的方法。混凝沉淀法可有效地去除浊度、色度和重金属离子，对 c o d 也有一定的去除效果。常用的混凝剂有硫酸铝、氯化铁和聚合氯化铝( p a c ) 等， 但无论采用何种混凝剂，c o d 的去除率一般在3 0 6 0 很难有突破性提高。蒋建 国【l6 】等人用复合混凝齐u ( 9 0 p a c 十1o p a m ) 及试剂a ( 一种壳聚糖) 在不同p h 及不 同投加量的情况下，对垃圾渗滤液c o d 的去除果进行了比较分析，在p h 值为5 5 和 8 时，复合混凝剂投加量为4 0 0 m g l 时对c o d 的去除率分别为3 8 6 和3 7 8 ；试剂a 在p h 值为8 ，投加量为1 0 0 m g l 时，对c o d 的去除率