（环境科学与工程专业论文）垃圾渗滤液的物化法处理工艺研究.pdf

s 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 eb y p h y s i c sc h e m i c a lp r o c e s s b y c a ol i b e ( c h a n g s h as c i e n c ea n dt e c h n o l o g yu n i v e r s i t y ) 2 0 0 8 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 fs c i e n c e l n e n v i r o n m e n t a 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 nu 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 rl ix i a o m i n g m a y ， 2 0 1 i 2洲0训，5 09“刖”i_y 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： 苞俅j 日期：j 1 年6 月1 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 l 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密囹。 ( 请在以上相应方框内打“、”) 作者签名：葫侧日期：弘| 1 年6 月1 日 导师签名：日期：矽1 1 年6 月1 日 垃圾渗滤液的物化法处理t 艺研究 摘要 随着经济的发展，我国城市垃圾的增长速度很快，卫生填埋被认为是最适合 我国处理大量固体废弃物的方法，因此，垃圾渗滤液的处理研究变得十分必要。 本文通过对其成分特点和处理技术的介绍，认为吸附、膜技术，化学氧化和生物 工艺是用于处理垃圾渗滤液的主要方法，同时指出了现阶段垃圾渗滤液处理技术 中所存在的问题和将来的发展趋势。因为单一的处理工艺往往很难使渗滤液达标 排放，本文旨在寻找一种比较高效、低成本的物化联合法用于渗滤液的预处理以 减轻其后续处理工艺的负荷。试验以氨氮，c o d ，总磷，色度和生化性为进出水 指标，并进行了除氮工艺的经济技术比较。此次论文选取了微波技术，f e n t o n ，。 n a c l 0 ，k m n 0 4 ，h 2 0 2 和n a 2 h p 0 4 1 2 h 2 0 ，m g c l 2 6 h 2 0 为实验药品对垃圾渗滤 液的处理效果进行了深入研究，分别通过控制p h 值，加药量和反应时间找到了 这几种药品的最佳试验条件，并进行了经济效益评估。 通过实验结果可知，单独微波工艺在功率为7 0 0 w ，辐射l o m i n 后，渗滤液 中c o d ，氨氮，磷和色度去除率分别为3 7 6 6 ，9 6 1 4 ，4 0 0 0 和8 0 0 0 ， b o d s c o d 由0 1 6 增加到o 4 3 ：化学药剂的处理效率，以对有机物的降解能力排 序依次为f e n t o n n a c i o 磷酸氨镁 k m n 0 4 h 2 0 2 ，各自对c o d 的去除率最 高分别达到了6 3 6 2 ，5 9 5 3 ，5 6 8 7 ，4 6 3 4 ，2 1 6 0 。微波工艺和磷酸氨 镁沉淀原理对渗滤液中氨氮去除率都很高。 综合各单因素试验结果，选取了f e n t o n ，n a c i o ，k m n 0 4 ，h 2 0 2 四种化学 药剂与微波联合对渗滤液进行进一步探讨，在最优作用方式下，渗滤液先微波再 氧化，氨氮去除率增加显著，微波后的渗滤液在p h 为5 ，反应温度t = 5 0 ，n a c l 0 投加量为2 4 m l l 。1 时c o d ，氨氮，磷和色度去除率分别为9 8 6 3 ，9 9 6 7 ，9 7 2 5 和9 8 0 0 ，b o d 5 c o d 上升到了0 8 。总处理效率：微波- - n a c l 0 微波一f e n t o n 微波一k m n 0 4 微波一h 2 0 2 ，微波一h 2 0 2 工艺的处理效率最低，在p h 为3 ， 反应温度t = 5 0 ，h 2 0 2 投加量为9 m l l d 时c o d ，氨氮，磷和色度去除率分别 为6 9 2 3 ，9 9 3 0 ，9 1 5 0 和9 7 0 0 ，b o d 5 c o d 上升到了0 7 。微波一f e n t o n 处理效率低于微波一n a c l o 工艺，主要取决于微波后滤液中的小表观分子质量增 加导致氧化剂的氧化混凝偏重发生了变化，其次受反应后p h 值变化的影响。动 力学研究表明微波诱导氧化剂处理高浓度废水工艺大致符合一级动力学或二级动 力学规律。经济效益分析微波加f e n t o n 处理废水大致为每立方米4 5 元，在四种 联合工艺中成本最低。 实验原理分析认为在微波联合氧化剂工艺中因加入了微波技术，利用微波的 i i 硕十学位论文 “热效应”和“非热效应”，渗滤液中大分子量物质降解成了小表观分子量物质，从 而提高了渗滤液的生化性能，同时后续氧化工艺的效率也得到了提高；实验中所 用的n a 2 h p 0 4 1 2 h 2 0 和m g c l 2 6 h 2 0 药品遵循了磷酸氨镁沉淀原理，通过投加磷酸 盐和镁盐，使氨形成m g n h 4 p 0 4 沉淀而被去除，同时通过混凝沉淀去除了部分有 机物。 关键词：垃圾渗滤液；处理技术；预处理；最佳实验条件；微波；化学药剂 i i i 垃圾渗滤液的物化法处理t 艺研究 a b s t r a c t a sw ea l lk n o wt h eg r o s so fg a r b a g eg r e wf a s tw i t ht h ed e v e l o p m e n to f e c o n o m y ； a n dt h es a n i t a r yl a n d f i l lw a sc o n s i d e r e dt ob et h ef a v o r a b l ep r o c e s so nt r e a t i n gl o t so f w a s t ei no u rc o u n t r y ，s oi ti sn e c e s s a r yt os t u d yt h el a n d f i l l l e a c h a t et r e a t m e n tc r a f t t h r o u g hi n t r o d u c i n gt h ec h a r a c t e r i s t i co fl e a c h a t ea n ds o m ed i s p o s a lt e c h n o l o g i e s ，w e c a nk n o wa d s o r p t i o n ，m e m b r a n et e c h n o l o g y ，c h e m i c a lo x i d a t i o na n db i o t r e a t m e n t w e r ew i d e l yu s e dt o r e m o v i n go r g a n i cm a t t e ri nt h el a n d f i l ll e a c h a t et r e a t m e n t ， m e a n w h i l et h em a i np r o b l e m si nt h el e a c h a t et r e a t m e n tp r o c e s sa t p r e s e n ta n dt h e d e v e l o p m e n tt e n d e n c yi nt h ef u t u r ew e r ei n d i c a t e d a d o p t i n gt h es i n g l et e h c h n o l o g y t od e a lw i t ht h el e a c h a t ew a sh a r d l yt or e a c ht h es t a n d a r d h e n c e ，i ti so fg r e a t s i g n i f i c a n c et os t u d yo nt h ep r e - t r e a t m e n tt e c h n o l o g i e s ，w ea d o p t e dp h y s i c a l c h e m i c a l m u l t i - s t a g ea st h ep r e t r e a t m e n tc r a f ti nt h er e s e a r c h t h em a i na i mw a st ol o o k i n gf o r ah i g he f f i c a c ya n dl o wc o s tp r e - t r e a t m e n tp r o c e s s ，w h i c hw a sa b l et oa l l e v i a t et h e h i g hl o a do fl e a c h a t ei nt h ef o l l o w i n gb i o l o g i c a lt r e a t m e n tp r o c e s s n h 3 一n ，c o d ，t p ， c o l o ra n db o d 5w e r ec o n s i d e r e da st h ed e t e c t i o ni n d e xd u r i n gi n f l u e n ta n de f f l u e n t i nt h er e s e a r c h ，t e c h n o l o g ya b o u td e n i t r o g e n a t i o nh a dc o m p a r e dt o o i nt h ep a p e r ， m i c r o w a v e ，f e n t o n ，n a c i o ，k m n 0 4 ，h 2 0 2a n dn a 2 h p 0 4 12 h 2 0 ，m g c l 2 6 h 2 0w e r e c h o o s e nt od e a lw i t ht h el e a c h a t e v i ac o n t r o l i n gp h ，o x i d a n td o s a g ea n dr e a c t i o n t i m e ，w eh a df o u dt h ef a v o r a b l ee x p e r i m e n tc o n d i t i o n t h ee c o n o m i ce f f i c e n c y e v a l u a t i o nw a sa l s od o n ei nt h ep a p e r t h es i n g l ef a c t o re x p e r i m e n tr e s u l t ss h o w e dt h a tw h i l et h em i c r o w a v ep o w e rw a s 7 0 0 w ，i r r a d i a t i o nt i m ew a s10 m i n ，c o d ，n h 3 n ，t pa n dc o l o rr e m o v a lr a t ei nt h e l e a c h a t ec o u l dr e a c h3 7 6 6 ，9 6 14 ，4 0 0 0 a n d8 0 o o ，t h er a t i oo fb o d s c o d i n c r e a s e df r o m0 16t oo 4 3u n d e rs i n g l em i c r o w a v ep r o c e s s t h e e f f i c i e n c yo f c h e m i c a la g e n tw a so r d e r e do no r g a n i cd e g r a d a t i o na b i l i t y ，i tw a sf e n t o n n a c i o m g n h 4 p 0 4 k m n 0 4 h 2 0 2 ，a n dc o dr e m o r a lr a t ec o u l dr e a c h6 3 6 2 ，5 9 5 3 ， 5 6 8 7 ，4 6 3 4 ，2 1 6 0 ，r e s p e c t i v e l y m i c r o w a v ep r o c e s sa n dt h ep r i n c i p l eo f a m m o n i ap h o s p h a t em a g n e s i u m p r e c i p i t a t i o nh a v eh i g he f f i c i e n c yi na m m o n i a n i t r o g e nr e m o v a l c o m p r e h e n s i v ee a c he x p e r i m e n tr e s u l t s ，w eh a dc h o o s e nf e n t o n ，n a c i o ，k m n 0 4 ， h 2 0 2t oc o m b i n em i c r o w a v ep r o c e s sf o rf u r t h e rs t u d y i n g t h ee f f e c t so fl e a c h a t e t r e a t m e n t su n d e rm i c r o w a v e - o x i d a t i o n p r o c e s s w e r e i n v e s t i g a t e d i nt h em o s t i v 硕l 学位论文 f a v o r a b l ec o n d i t i o n c o m p a r e dt ot h e s ew i t h o u tm i c r o w a v e p r e t r e a t m e n t ，n h 3 一n r e m o v a lr a t ei n c r e a s e de v i d e n c eu n d e rm i c r o w a v e o x i d a t i o np r o c e s s ，a n di th a ss a v e d s o m eo x i d a n td o s a g e ，w h i l ep h = 5 ，r e a c t i o nt e m p e r a t u r et = 5 0 。c ，a d d e dn a c i o 2 4 m l l oi n t ot h el e a c h a t e ，t h er e m o v a le f f i c i e n c yo fc o d ，n h a - n ，t pa n dc o l o r u n d e rm i c r o w a v e n a c l op r o c e s s w a s 9 8 6 3 ，9 9 6 7 ，9 7 2 5 a n d9 8 o o ， r e s p e c t i v e l y , b o d s c o dh a sr i s e nt oo 8 t h ee f f i c i e n c yw a sm i c r o w a v e - n a c l 0 m i c r o w a v e f e n t o n m i c r o w a v e - k m n 0 4 m i c r o w a v e h 2 0 2 t h er e m o v a le f f i c i e n c y o fm i c r o w a v e h 2 0 2p r o c e s si sl o w e s to ft h em i c r o w a v e - o x i d a n t ，w h i l ep h = 3 ，r e a c t i o n t e m p e r a t u r et = 5 0 ，a d d e dh 2 0 29 m l l i n t ot h el e a c h a t e ，c o d ，n h 3 - n ，t pa n d c o l o rr e m o v a le f f i c i e n c yu n d e rm i c r o w a v e - h 2 0 2p r o c e s sw a s6 9 2 3 ，9 9 3 0 ， 91 5 0 a n d9 7 0 0 ，r e s p e c t i v e l y ，b o d s c o dh a sr e a c h e dt o0 7 r e a s o n sf o rt h e e f f i c i e n e yo f m i c r o w a v e f e n t o np r o c e s sl o w e rt h a nt h a to fm i c r o w a v e - n a c l op r o c e s s w e r ed i s c u s s e d ，i tr e l i e so nt h ec h a n g eo fo x i d a t i o nr e l a t i v et oc o a g u l a t i o no n i n c r e a s e dl e s sa p p a r e n tm o l e c u l a rw e i g h to r g a n i ci nt h el e a c h a t ea f t e ri r r a d i a t e db y m i c r o w a v e ，a n dt h ec h a n g eo fp ha l s om a k e ss o m ee f f e c t s r e s e a r c ho nk i n e t i c s s u g g e s t st h a t t h ep r o c e s so fm i c r o w a v ei n d u c e do x i d a n tt od e a lw i t ht h eh ig h c o n c e n t r a t i o nl a n d f i l ll e a c h a t ea c c o r d sw i t ht h ef i r s t o r d e ro rs e c o n d - o r d e rr e a c t i o n r u l e t h ec o s to fl e a c h a t et r e a t m e n tb ym i c r o w a v e f e n t o np r o c e s sw a s4 5y u a n m ，i t w a sl o w e s to ft h em i c r o w a v e o x i d a n tp r o c e s s e s t h ei n t r o d u c t i o no fm w - p r e t r e a t m e n ti nm i c r o w a v ec o m b i n e do x i d a n tp r o c e s s ， m a c r o m o l e c u l a rs u b s t a n c e sh a sd e g r a d a t e di n t om i c r o - m o l e c u l a r s u b s t a n c e si n l e a c h a t ea f t e ri r r a d i a t e db ym w ，m a k i n gu s eo ft h e “t h e r m a le f f e c t ”a n d “n o n - t h e r m a l e f f e c t ”o fm w ，i th a se n h a n c e dt h eb i o c h e m i s t r ya b i l i t yo ft h el e a c h a t e ，a n di th a sa l s o e n h a n c e dt h ef o ll o w i n g o x i d i z i n g r e a c t i o n e f f i c i e n c y ；n a 2 h p 0 4 12 h 2 0 a n d m g c l 2 6 h 2 0f o l l o w e dt h ep r i n c i p l eo fa m m o n i ap h o s p h a t em a g n e s i u mp r e c i p i t a t i o n b yp h o s p h a t ea n dm a g n e s i u m a m m o n i aw a sw i p e do f f i nt h ef o r m e do fm g n h 4 p 0 4 ， a tt h es a m et i m e s o m e o r g a n i c m a t t e r sw e r e w i p e d o f f t h r o u g h c o m p l e x a t i o n f l o c c u l a t i o n k e yw o r d s ：l a n d f i l ll e a c h a t e ；t r e a t m e n tt e c h n o l o g y ；p r e t r e a t m e n t ；t h e f a v o r i t e e x p e r i m e n tc o n d i t i o n ；m i c r o w a v e ；c h e m i c a la g e n t v 垃圾渗滤液的物化法处理工艺研究 目录 学位论文原创性声明和学位论文版权使用授权书i 摘要i i a b s t r a c t 1 1 i r 插图索引v i i i 附表索引i x 第l 章绪论1 1 1 课题研究的背景和意义1 1 1 1 垃圾渗滤液产生背景o 1 1 1 2 课题研究的意义l 1 2 垃圾渗滤液水质特性及填埋场运行对环境的影响2 1 2 1 垃圾渗滤液的水质特性2 1 2 2 填埋场运行和垃圾渗滤液对环境的影响2 1 3 渗滤液中氨氮的毒性一4 1 4 持久性有机污染物的危害效应4 1 5 垃圾渗滤液物化法处理研究现状5 1 6 垃圾渗滤液处理技术的发展6 1 6 1 物化处理工艺6 1 6 2 其它处理技术1 0 1 7 本文的研究内容与方法1 4 1 7 1 研究内容14 ，1 7 2 研究方法1 5 第2 章实验方法和实验内容1 6 2 1 实验材料1 6 2 1 1 水样的主要水质指标1 6 2 1 2 主要实验试剂1 6 2 1 3 主要实验仪器与设备简介1 6 2 1 4 主要水质监测方法1 7 2 2 试验工艺的选择1 8 2 3 实验内容简介19 第3 章单独微波工艺处理垃圾渗滤液的实验研究2 0 3 1 微波简介2 0 硕十学位论文 3 1 1 微波的化学机理和处理优点2 0 3 1 2 微波反应中的影响因素2 1 3 2 微波工艺实验结果及讨论2 2 3 2 1 不同功率下微波对垃圾渗滤液的处理效果一2 2 3 2 2 微波加热时间对垃圾渗滤液的去除效果2 2 3 3 微波试验原理分析一2 3 3 4 实验小结2 4 第4 章单独化学工艺处理垃圾渗滤液的实验研究2 5 4 1 各化学药剂简介2 5 4 2 实验方法和条件2 5 4 3 实验结果和讨论2 6 4 3 1f e n t o n 处理垃圾渗滤液试验研究+ 2 6 4 3 2n a c l o 处理垃圾渗滤液试验研究2 8 4 3 3k m n 0 4 处理垃圾渗滤液试验研究3 0 4 3 4h 2 0 2 处理垃圾渗滤液试验研究3l 4 3 5 磷酸氨镁处理工艺试验研究3 3 4 4 试验原理分析3 5 4 4 1 化学混凝沉淀原理3 5 4 4 2 磷酸氨镁试验原理一3 6 4 5 经济效益分析3 6 4 6 实验小结3 7 第5 章微波联合氧化剂处理垃圾渗滤液工艺研究3 8 5 1 实验方法和条件3 8 5 2 实验结果与讨论3 9 5 3 微波联合氧化工艺反应原理分析4 0 5 3 1 反应机理探讨：4 0 5 3 2 反应后p h 值变化4 3 5 4 经济效益分析4 3 5 5 反应动力学研究4 3 5 6 实验小结4 4 结论4 6 参考文献4 8 附录a攻读学位期间所发表的学术论文目录5 5 致 射5 6 v i i 垃圾渗滤液的物化法处理t 艺研究 插图索引 图3 1 微波功率变化对垃圾渗滤液的总体去除效果2 2 图3 2 微波加热时间对垃圾渗滤的总体去除效果2 3 图4 1f e n t o n 工艺中f e s 0 4 7 h 2 0 投加量对垃圾渗滤液的总体去除效果2 6 图4 2f e n t o n 工艺中h 2 0 2 投加量对垃圾渗滤液的总体去除效果2 7 图4 3f e n t o n 工艺中p h 值变化对垃圾渗滤液的总体去除效果2 7 图4 4f e n t o n 工艺中反应时间对垃圾渗滤液的总体去除效果2 8 图4 5n a c l 0 工艺中n a c i o 投加量对垃圾渗滤液的总体去除效果2 8 图4 6n a c l 0 工艺中p h 值变化对垃圾渗滤液的总体去除效果2 9 图4 7n a c i o 工艺中反应时间对垃圾渗滤液的总体去除效果3 0 图4 8k m n 0 4 工艺中k m n 0 4 投加量对垃圾渗滤液的总体去除效果3 0 图4 9k m n 0 4 工艺中p h 值变化对垃圾渗滤液的总体去除效果3l 图4 1 0h 2 0 2 工艺中h 2 0 2 投加量对垃圾渗滤液的总体去除效果3 2 图4 1 1h 2 0 2 工艺中p h 值变化对垃圾渗滤液的总体去除效果3 2 图4 1 2 磷酸氨镁工艺中p h 值变化对垃圾渗滤液的总体去除效果3 3 图4 13 磷酸氨镁工艺中m g c l 2 投加量对垃圾渗滤液的总体去除效果3 4 图4 1 4 磷酸氨镁工艺中n a 2 h p 0 4 投加量对垃圾渗滤液的总体去除效果3 4 图5 1 微波在输出功率为7 0 0 w ，辐射1 0 m i n 对渗滤液的处理效果3 9 图5 2 四种氧化剂在各自最优处理条件下对渗滤液的处理效果比较3 9 图5 3 微波联合氧化剂在各自最佳处理条件下对渗滤液的处理效果比较3 9 图5 4 微波诱导氧化反应动力学4 4 v l l i 硕士学位论文 附表索引 表1 1 中国城市入口、生活垃圾现状及增长趋势l 表1 2 垃圾渗滤液水质( 单位：m g l ) 2 表1 3 垃圾场渗滤液中的c o d 、b o d 、浊度及p h 平均值( 单位：m g l ) 3 表1 4 生活垃圾填埋场周围地下水有机污染物检测结果( 单位：m g l ) 3 表2 1 微波实验垃圾渗滤液水质指标( 单位：m g l 色度、p h 无量纲) 1 6 表2 2 试验中水质监测方法1 7 表2 3 各处理工艺对初期，中期和晚期渗滤液处理效果比较l8 表2 4 垃圾渗滤液的排放标准( 1 ) ( 单位：m g l ) ：1 9 表2 5 垃圾渗滤液的排放标准( 2 ) ( 单位：m g l ) 1 9 i x 硕： ：学位论文 第1 章绪论 1 1 课题研究的背景和意义 1 1 1 垃圾渗滤液产生背景 固体废弃物( m u n i c i p a ls o l i dw a s t e ，m s w ) ，俗称垃圾或废物，人们在日常生 活中弃置的产品外包装、衣物、瓶子、食物残余、家具、书报、剪下的草、用具、 涂料、电池等都可称为固体废弃物。 自2 0 世纪9 0 年代以来，随着我国经济的发展、城市的扩张和人民生活水平的 提高，生活垃圾的数量正逐年增加。据有关资料表明，我国城市垃圾的总量正以 每年1 0 的速度增长，以致我国垃圾产量日前进入了高峰期，年产量约2 6 亿吨， 占世界总产量的四分之一。表1 1 【2 】给出了中国城市人口、生活垃圾现状及增长趋 势关系图。如果不能对这些垃圾进行妥善处理，势必造成环境的严重污染，殃及 子孙后代。而由于种种原因，我国城市生活垃圾处理技术研究起步晚、底子薄、 专业人才少、投资与经费不足等诸原因制约着我国生活垃圾处理技术的发展。 表1 1 中国城市人口、生活垃圾现状及增长趋势 1 1 2 课题研究的意义 卫生填埋是目前国内外普遍采用的处置城市生活垃圾的重要方法，而由此产 生的垃圾渗滤液则是一个世界性的棘手问题。垃圾渗滤液是一种复杂有机废水， 其特点是高有机物浓度、高氨氮浓度、可生化性差、持久性有机污染物( p e r s i s t e n t o r g a n i cp o l l u t a n t s ，简称p o p s ) 含量高，且随季节变化幅度大，以致处理难度大。 随着填埋时间的延长，虽然渗滤液中c o d 浓度呈下降趋势，但其可生物降解性越 来越差( b c 0 1 1 ) ，使得生物处理系统对其效果不佳甚至无能为力。近年来，垃 圾渗滤液的研究工作主要集中在“预处理+ 厌氧+ 好氧+ 深度处理”处理工艺。而目 前采用的混凝沉淀法、化学氧化、膜分离法和吸附法等物化处理方法，在技术经 济上尚存在不少问题。面对我国城市人口的增加和居民生活水平的提高，垃圾渗 滤液的量一直在急剧增加，如何经济有效的处理垃圾渗滤液仍然是我们所面l 晦的 一大难题。因此寻找经济有效的处理工艺对垃圾渗滤液进行处理仍然是我国急需 垃圾渗滤液的物化法处理下艺研究 解决的问题，也是目前国内外研究的热点问题之一。 1 2 垃圾渗滤液水质特性及填埋场运行对环境的影响 1 2 1 垃圾渗滤液的水质特性 一般渗滤液可看作一种由垃圾产生的包含四大类主要污染物的水分：溶解性 有机物；无机化合物，如氨，钙，镁，钠，钾，铁，硫酸盐，氯化物；重金属， 如镉，铬，铜，铅，镍，锌和杀虫剂，药物等致癌性有机物质【3 j 。在垃圾填埋渗 滤液中发现的典型有机原料为挥发性脂肪酸，胡敏酸，和富里酸化合物。而在家 庭生活和化学工业的废物中所含的致癌性有机物质的浓度非常低( 通常低于1 m g l ) 。这些致癌性有机化合物大量以一种如芳香族烃类化合物，苯酚，氯代脂肪 族化合物，杀虫剂和塑料制品而存在【4 】。 根据填埋场的“年龄”垃圾渗滤液大致分为两大类1 5 】：一类是“年轻”的渗滤 液，填埋场的填埋时间在5 年以下，此种渗滤液的水质特点是p h 值较低，c o d 和 b o d 5 浓度较高，且b o d 5 c o d 的比值较高，各类重金属离子的浓度也较高；另一 类是“年老”的渗滤液，填埋场的填埋时间在5 年以上，主要水质特点是p h 值接近 中性，c o d 和b o d 5 浓度较低，且b o d 5 c o d 的比值较低，n h 4 + - n 浓度较高，重金 属离子浓度较“年轻 渗滤液则开始下降。超过1 0 年后，由于垃圾的稳定化，渗 滤液的b o d 5 c o d 比值小于o 1 ，可生化性很差。由于受到填埋场“年龄”，降水和 垃圾本身内含水等诸多因素的影响，垃圾渗滤液的物理、化学和生物等因素在不 断发生变化，水质也在一个相当大的范围内变动。在调查了国内诸多垃圾填埋场 的渗滤液进水水质后，得到垃圾渗滤液的水质情况大致如表1 2 1 6 1 所示。 表1 2 垃圾渗滤液水质( 单位：m g l ) 1 2 2 填埋场运行和垃圾渗滤液对环境的影响 垃圾渗滤液是由于进入填埋场内部的水分( 包括降水) 穿过覆土层或废弃物 层，将废弃物中所含的部分降解了的有机或无机成分冲洗出来所形成的。垃圾渗 滤液中所含有的高浓度污染物的性质依据填埋场的设计、所填埋废弃物的组成和 各地气候因素而不同。如果垃圾填埋场管理不善，不仅占用大量的土地，而且会 对周围环境产生严重污染。即便是在管理良好的填埋场，由于废弃物中有机物的 分解而产生的填埋气( 主要是c h 4 ，c 0 2 等) 和渗滤液的污染问题仍无法避免。 如果渗滤液通过填埋场地向下渗透，污染物沿着地下水流作扇形扩散，将会 造成地下水污染；另一方面，渗滤液往往没有经过完全处理就直接排入江河湖泊 或用于农田灌溉，这样也会造成地下水、地表水及土壤的污染，使水生生物和农 2 硕上学位论支 作物受到污染。污染物可能通过食物链直接或间接地进入人体组织与细胞中，导 致各种疾病的产生，危害着人类的身体健康和生态环境。另外渗滤液中有机物种 类繁多，其中2 2 种被列入我国和美国e p a 优先控制污染物黑名单中，有的己被确 认为可疑致癌物，有的被确定为促癌物、辅癌物。渗滤液中还含有重金属离子、 亚硝酸盐等多种危害人体健康的物质，比如h g 能危害人体神经系统、心脏、肾脏 等器官；c d n 引起“骨痛病”；a s 中毒能引起肝、胃炎症多发性神经类，皮肤和指 甲病变。张兰英等1 7 】对长春市四个垃圾场渗滤液成分进行了分析监测( 表1 3 ) ，同 时对某垃圾场距离10 0 m ，6 0 0 m ，1 0 0 0 m 的地下水进行了取样调查( 表1 4 ) 。由表中 数据可知垃圾渗沥液是一种高危废水，对地下水的污染是严重的。 表1 3 垃圾场渗滤液中的c o d 、b o d 、浊度及p h 平均值( 单位：m g l ) 污染物名称垃圾场边缘 1 0 0 m6 0 0 m1 0 0 0 m 垃圾渗滤液的物化法处理工艺研究 从上述表格可知渗滤液中含有多种污染物，如不加以妥善处理就将其排放到 周围土地、地表水或地下水中，会对环境造成恶劣影响。 1 3 渗滤液中氨氮的毒性 渗滤液中氨氮含量很高，常常可超过1 0 0 0m g l ，甚至高达2 0 0 0 5 0 0 0m g l ， 远远超过了土壤和一般废水中氨氮的浓度，渗滤液中大量的氨氮主要来自于固体 废弃物中所含的蛋白质、氨基酸、尿素等形式的有机氮。据b a r l a z 等博j 估计，固体 废弃物中大约含4 左右的蛋白质，这些含氮有机物在细菌作用下分解形成氨态 氮，由于氨氮在厌氧条件下比较稳定，因而可在渗滤液中积累下来富集成高浓度 状态。不同的国家和地区因固体废弃物组成是有差别的，所以不同地区的渗滤液 中氨氮量差别很大。 高浓度氨氮对许多生物来讲是有毒害作用的。据报道氨氮可以抑制种子的萌 发，韩力强等【9 1 用氯化铵模拟水体中氨氮进行急性毒性实验，发现对斑马鱼的2 4 、 4 8 、7 2 、9 6 h 的半致死浓度( l c 5 0 ) 分别为1 2 6 、11 4 、1 0 5 和1 0 1m g l ；a b e l i o v i c h 和 a z o v 1 0 】发现在p h 值超过8 0 ，氨浓度超过2 o m m ( 1 m m = 3 4 m g l ) 时，可抑制斜生栅 藻( s c e n d e s m u so b l i q u u s ) 的光合作用和生长；l i 和z h a o 1 1j 的试验表明，运用生物处 理时，当氨氮浓度从5 0 m g l 高到8 0 0 m g l 时，活性污泥中的脱氢酶活性将从9 2 9 降低到4 9 3 p , g t fm g m l s s ，渗滤液中c o d 的去除率从9 7 7 降至7 8 1 ；k a l l q v i s t 和s v e n s o n 1 2 j 证实了游离态的氨对微藻n e p h r o s e l m i sp y r i f o r m i s ( 绿藻门) 的2 4 h e c 5 0 为3 2 8 m g l ；a z o v 和g o d m a n t l 3 1 报道2 0 4 m g l 的游离态氨( n h 3 ) 可导致藻类对 碳水化合物的同化降低5 0 ；w o n g 等t 1 4 j 观察到在氮含量较高的条件下，蛋白核小 球藻在肥料萃取物中的生长与氨氮的含量呈负相关关系。通过上述报道可知氨氮 对各种生物有很大的毒性作用，但垃圾渗滤液中的氨氮的浓度往往远高于这些浓 度范围，因此如不对它进行处理，其对环境生物的危害将更严重。 1 4 持久性有机污染物的危害效应 ； 垃圾渗滤液中含有大量有机物，而且随着填埋场龄的增加，p o p s