（环境科学与工程专业论文）电凝聚法处理生物难降解渗滤水的研究.pdf

摘要 在优化运行条件下，电凝聚法对垃圾渗滤液中的重金属具有较好的去除效 果，对大部分重金属离子的去除率均达到 5 0 9 6 以上。 就处理效果而言 就处理成本而o 静态电凝聚工艺最佳，连续流电凝聚工艺最差。 连续流电凝聚工艺成本最高， 静态电凝聚工艺( 添加n a c l ) : 成本最低，比电解氧化工艺低 0 . 5 元/ 吨水。 . 通过技术经济综合比 较，推荐使用静态电凝聚 ( 添加n a c l ) : l 艺。 关键词:生物难降解废水，电凝聚，化学混凝，c o d c r 值，色度，重金属，处理 成本 注:本研究受瑞典国际发展基金 ( s i d a )资助 ab s t r a c t abstract t h e s b r e f f l u e n t o f o l d l a n d f i l l l e a c h a t e i s r e c a l c i t r a n t w a s t e w a t e r , s o t h e a i m o f t h i s s t u d y i s t o r e d u c e t h e t r e a t m e n t c o s t , o n t h e b a s i s o f a c h i e v i n g t h e e f fl u e n t to m e e t t h e s t a t e l a n d f i l l p o l l u t i o n c o n t r o l s t a n d a r d ( g b 1 6 8 8 9 - 1 9 9 7 ) 一g r a d e t w o . i n t h i s p a p e r t h e e l e c t r o c h e m i c a l m e t h o d i s c o n s i d e re d t o b e e ff e c t i v e b y t h e c o m p r e h e n s i v e r e v i e w o n t h e l e a c h a t e t r e a t m e n t t e c h n o l o g y a l l o v e r t h e w o r l d . t h e r e s e a r c h i n o u r l a b w a s m a i n l y a b o u t e l e c t r o - o x i d a t i o n m e t h o d b e f o r e . t h e r e s u lt i n d i c a t e s t h a t t h e c o s t i s s t i l l t o o h i g h . 玩t h i s s t u d y , a c c o r d i n g t o e l e c t r o c o a g u l a t i o n t h e o ry , s u c h c h e a p e r m e t a l s a s i r o n , a l u m i n u m a n d s t a i n l e s s s t e e l a re a d o p t e d a s e l e c t r o d e t o t r e a t t h e w a s t e w a t e r s a m p l e i n o u r l a b . f ir s t ly , o n t h e b a s i s o f a n a ly z i n g t h e t r e a t m e n t e ff e c t o f t h e e l e c t r o c o a g u l a t i o n p r o c e s s o n t h e r e c a l c i t r a n t l e a c h a t e b y t h e c r o s s - e x p e r i m e n t m e t h o d , t h e d e g r e e o r d e r a n d t h e a p p r o x i m a t e l y r a n g e o f i n fl u e n c i n g f a c t o r s a r e m a d e c l e a r . s e c o n d l y , t h e o p t im i z e d c o n d i t i o n s a r e r e c o m m e n d e d b y t h e s in g l e f a c t o r o p t i m i z i n g e x p e r i m e n t s . a t l a s t , t h e w a s t e w a t e r s a m p l e i s t r e a t e d u n d e r t h e o p t i m u m c o n d i t i o n , b o t h i n s t a t i c s ta t e a n d c o n t i n u o u s s t a t e . a c c o r d i n g t o c o m p a ri s o n o f t r e a t m e n t e ff e c t a n d c o s t , t h e b e s t t r e a t m e n t m e t h o d a n d i t s o p t i m u m c o n d i t i o n a re r e c o m m e n d e d . i n t h i s p a p e r , t h e r e m o v a l e ff e c t o f h e a v y m e t a l w i t h e l e c t r i c o a g u l a t i o n m e t h o d i s a l s o d i s c u s s e d p r i m a r i l y . i n t h i s s t u d y , c h e m i c a l c o a g u l a t i o n m e t h o d i s a c o m p a r a t i v e m e t h o d o f e l e c t r o c o a g u l a t i o n . f e r r o u s s u l f a t e a n d p o l y a lu m i n u m c h l o ri d e a r e s e l e c t e d a s t y p i c a l fl o c c u l a n t s , c o p o l y m e r o f a c r y l a r n i d e ( p a m) a s fl o c c u l a t i o n a c c e l e r a t o r t o t r e a t t h e w a s t e w a t e r s a mp l e . a c c o r d in g t o t h e p a p e r b a c k g r o u n d , t h e s b r e f f l u e n t t h r o u g h r e - ir r i g a t e d f r o m s h a n g h a i l a o g a n g l a n d f i l l i s u s e d a s r a w w a s t e w a t e r s i n t h i s s t u d y . t h i s p a p e r p r e s e n t s t h e s t u d y o n t h e t e c h n o l o g y f o r c o d . , re m o v a l a n d c o l o r it y r e m o v a l . t h e ma i n c o n c l u s i o n s a r e s u ma r i s e d a s f o l l o ws : . e l e c t r o c o a g u l a t i o n m e t h o d in s t a t i c s t a t e c a n o b t a i n s o u n d t r e a t m e n t e ff e c t a n d t o ab s t r a c t a c h i e v e t h e e f fl u e n t c o u l d me e t t h e s t a t e l a n d f i l l p o l l u t i o n c o n t r o l s t a n d a r d ( g b 1 6 8 8 9 - 1 9 9 7 ) 一g r a d e t w o w h i l e e l e c t r o c o a g u la t i o n m e t h o d i n c o n t i n u o u s s t a t e c a n t a n d t h e c o s t i s h i g h . . u n d e r t h e s a m e c o n d i t i o n s , e l e c t r o c o a g u l a t i o n m e t h o d c a n o b t a i n b e t t e r t r e a t m e n t e f f i c i e n c y t h a n t h a t o f e l e c t r o l y t i c m e t h o d , a n d t h e l a tt e r c o s t i s h i g h e r t h a n t h a t o f t h e f o r m e r a t t h e c o n d i t i o n o f t h e s a m e e ff i c i e n c y . . e l e c t r o c o a g u l a t i o n m e t h o d r e d u c e s o r g a n i c c o m p o u n d s b y s e v e r a l m e a n s w h i c h in c l u d e c o a g u l a t i o n , d i r e c t 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、 数字化或其它手段保存论文; 学校有权提供目 录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务; 学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版; 在不以赢利为目 的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学 位 论 文 作 者 签 名 : 尔嗽椒 4 4 0 5 年 3月巧 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 签名：狄雷植 2 0 。5 年月f 芎日 第 i 章 概述 第 1 章 概述 1 . 1课题的研究背景 1 . 1 . 1垃圾渗滤液的产生及危害 随着城市化进程的加快、城市规模的不断扩大和人们生活水平的日 益提高， 城市 垃圾的产量正以 每年 9 %一1 0 %的速度增长。 2 0 0 3年我国城市垃圾年产量 预计将达到 1 . 6 -1 . 6 5亿吨。 城市生活垃圾的处理方式主要有堆肥、焚烧和填 埋三种。土地填埋技术工艺简单、成本较低，能够处理多种类型的废物，是一 项适合我国国 情的垃圾处置技术。目 前我国已 建成 7 0 0多座规模不同的垃圾填 埋场， 7 0 70 的城市生活垃圾采用卫生填埋方式处理，而垃圾渗滤液的处理一直是 垃圾填埋场设计、运行、管理中非常棘手的问 题1 1,2 1城市垃圾填埋场渗滤液有 四个主要来源:( 1 ) 垃圾自 身含水。( 2 ) 垃圾生化反应产生的水。( 3 ) 地下潜水的 反渗。( 4 ) 大气降水。表 1 . 1 所示为我国主要大城市垃圾渗滤液组成情况。 表1 . 1 我 国 主 要 大 城市 垃 圾 渗 滤 液组 成情况3 - 6 1 上海杭州厂 州 深圳台湾 c o d 1 5 0 0 8 0 0 01 0 0 0 - - 5 0 0 0 1 4 0 0 5 0 0 05 0 0 0 0 - 8 0 0 0 0 4 0 0 0 3 7 0 0 0 b o d 5 2 0 0 - 4 0 0 04 0 0 - 2 5 0 0 4 0 0 - 2 0 0 02 0 0 0 0 - 3 5 0 0 0 6 0 0 -2 8 0 0 0 总n1 0 0 - 7 0 0 8 0 - 8 0 0 1 5 0 - - 9 0 04 0 0 - 2 6 0 0 2 0 0 - 2 0 0 0 悬浮固体3 0 5 0 06 0 6 5 0 2 叩 6 加 2 0 0 0 - 7 0 0 05 0 0 - 2 0 0 0 氨氮6 0 4 5 0 5 0 - 5 0 01 6 0 - 5 0 0 5 0 0 - 2 4 0 01 0 0 -1 0 0 0 p h5 -6 . 56 -6 . 0 6 . 5 -7 . 8 6 . 2 -6 . 65 . 6 -7 . 5 注:除p h 值以外，单位均为m g / l 从表中数据可以 看出， 垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水， 其 水质水量在一个相当大的范围内 变动，这是受垃圾成分、 填埋年限、填埋操作、 气候、 填埋地点的水文地质条件、 填埋场条件等多种因素共同影响的结果川 。 渗滤液中有机污染物种类繁多，目 前采用g c - m s - d s 技术己 在长春市和广州 市垃圾填埋场的渗滤液中分别检出有机污染物9 3 种和7 7 种， 其种类和相对含 量分别见表1 . 2 和表1 . :s ts .0 : a 第 i 章 概述 第 1 章 概述 1 . 1课题的研究背景 1 . 1 . 1垃圾渗滤液的产生及危害 随着城市化进程的加快、城市规模的不断扩大和人们生活水平的日 益提高， 城市 垃圾的产量正以 每年 9 %一1 0 %的速度增长。 2 0 0 3年我国城市垃圾年产量 预计将达到 1 . 6 -1 . 6 5亿吨。 城市生活垃圾的处理方式主要有堆肥、焚烧和填 埋三种。土地填埋技术工艺简单、成本较低，能够处理多种类型的废物，是一 项适合我国国 情的垃圾处置技术。目 前我国已 建成 7 0 0多座规模不同的垃圾填 埋场， 7 0 70 的城市生活垃圾采用卫生填埋方式处理，而垃圾渗滤液的处理一直是 垃圾填埋场设计、运行、管理中非常棘手的问 题1 1,2 1城市垃圾填埋场渗滤液有 四个主要来源:( 1 ) 垃圾自 身含水。( 2 ) 垃圾生化反应产生的水。( 3 ) 地下潜水的 反渗。( 4 ) 大气降水。表 1 . 1 所示为我国主要大城市垃圾渗滤液组成情况。 表1 . 1 我 国 主 要 大 城市 垃 圾 渗 滤 液组 成情况3 - 6 1 上海杭州厂 州 深圳台湾 c o d 1 5 0 0 8 0 0 01 0 0 0 - - 5 0 0 0 1 4 0 0 5 0 0 05 0 0 0 0 - 8 0 0 0 0 4 0 0 0 3 7 0 0 0 b o d 5 2 0 0 - 4 0 0 04 0 0 - 2 5 0 0 4 0 0 - 2 0 0 02 0 0 0 0 - 3 5 0 0 0 6 0 0 -2 8 0 0 0 总n1 0 0 - 7 0 0 8 0 - 8 0 0 1 5 0 - - 9 0 04 0 0 - 2 6 0 0 2 0 0 - 2 0 0 0 悬浮固体3 0 5 0 06 0 6 5 0 2 叩 6 加 2 0 0 0 - 7 0 0 05 0 0 - 2 0 0 0 氨氮6 0 4 5 0 5 0 - 5 0 01 6 0 - 5 0 0 5 0 0 - 2 4 0 01 0 0 -1 0 0 0 p h5 -6 . 56 -6 . 0 6 . 5 -7 . 8 6 . 2 -6 . 65 . 6 -7 . 5 注:除p h 值以外，单位均为m g / l 从表中数据可以 看出， 垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水， 其 水质水量在一个相当大的范围内 变动，这是受垃圾成分、 填埋年限、填埋操作、 气候、 填埋地点的水文地质条件、 填埋场条件等多种因素共同影响的结果川 。 渗滤液中有机污染物种类繁多，目 前采用g c - m s - d s 技术己 在长春市和广州 市垃圾填埋场的渗滤液中分别检出有机污染物9 3 种和7 7 种， 其种类和相对含 量分别见表1 . 2 和表1 . :s ts .0 : a 第 1 章 概述 表 12 有机物名相对含i t ( 1 0 ) 长 春市垃圾渗滤液中主要有机污染物组分和相对含量 百 瓦 石毛 丽异含量 着 杭 妨茗 一 丽* *rr 探 漆 nv r l 1 .2 10 . 19 称 苯并硫易 苯 称 飞 十一烷 一十_ 二 几 烷 _十二烷 ( 1 0 ) 3 . 0 0 2 . 1 5 相对含 m ( 1 0 ) 0 . 0 6 一005070而一哪一920一131而而巫109一017一015一215 甲苯0 . 9 0 称 正丁基酸 邻苯 _ 甲 酸_ 几 一 丁 酝 2 一 仲 丁基 称一奈一非一葱 甲戊 -3- 1- 酷基烯 二十四烷0 . 0 1 荧蕙 乙基苯 1 , 2 , 4 一三 甲基苯 二甲基苯 二十五烷 2 一 戊烯 0 . 1 5 0 . 1 0 笨乙烯 乙 a 旨 邻苯 一 二 甲 酸 邻苯二 二 甲 酸葵基己 酉 旨 抓苯 一-烯一乳- -沐-枯- 醉丽一戊醉-润-酚 乙一叔一于乙一。醉一笨 黑一023而一003一028294一040一119一071一1.29黑一啸丽一”一101 荡 苯并花 乙 苯并嘎 酚 过 八 氢 - 1 , 1 , 8 ( 1 苯并唾哇 二氢范 3 . 1 0 1 . 0 8 1 . 7 0 1 . 1 0 1 . 3 9 1 . 0 1 0 . 7 1 0 . 3 9 二苯并吠 喃 苯并哇琳 2 , 3 一 二氢 目 引噪 - i - 甲醛 咔哇 6 3 . 9 0 . 0 8 3 . 0 1 0 . 0 1 二叙苯 五氛苯酚 三敏甲烷 晕0 . 0 1 1 一 异氢危0 . 0 4 3 一 乙基苯 酚 0.200.04 二抓甲烷 p c b s 1 一 甲基奈5 ， 7 6 4 , 4 - 双酚0 . 6 9 y一 六 六 字志 1 , 5 一 二 甲 基奈 2 一 乙基奈 1 . 9 1 对甲酚 2 . 1 0 2 一 苯唾哇 酮 三抓联苯 胺 1 , 7 一 二 甲0 . 1 2 十三烷 2 一 甲基- 3 丁 基 烯 一 2 一 酮 2 一 甲基壬 第 1 章 概述 基奈烯- 4 - 酮 2,7-hm 甲0 . 2 0 十四烷0 . 3 2 苯甲酸乙服3 . 5 1 卜 甲 基 - 1 - h v i 3 一甲基 - 氮都 0 . 1 3 十五烷6 . 1 5 苯乙酸 2 . 3 9 十六烷6 . 4 1 i 十六酸 n , n -甲0 . 2 0 基甲酸胺 环己酞胺1 . 0 0 氧妨0 . 0 1! 十七烷0 . 0 3 苯丙酸 0 . 0 2 2 一 乙烯基 奈 1 , 3 一 二 甲 基奈 a一 奈酚 0 . 1 1 i 十八烷 0 . 1 3十九烷7 . 巧 3 - 甲基苯 甲酸 十八酸 0 . 9 1 0 . 0 8 0 . 0 6 0 . 0 5 1 . 0 9 0 . 0 1 n 一 亚硝基 二甲胺 服2 . 1 0 环己胺0 . 0 1 0 . 0 2 二十烷0 . 9 2! 月桂酸 按树脑 樟脑 注: 以 上数据测定条件为: 渗滤液1 升， 萃取有 机溶剂采用c h x 1 2 。由 于渗溥液中有机污染物种 类繁多，缺乏大量的标准参照物，以 上有机物种类及相对含量均系计算机系统直接进行质谱图 解并结合人工解析出的。上表中的 相对含量是指某种有机物相对于g c - m s进样中总有机物的含 里。进样中总有机物量包括 1 升渗滤液中有机物及萃取有机溶剂。 对表1 . 2 中的数据可作如下分类归纳:多环芳烃2 4 种，单环芳烃5 种，杂 环化合物8 种，卤 代化合物、梭酸及酷1 3 种，胺及酞胺7 种，烷、 烯烃1 5 种， 醉、酚8 种，醛、酮2 种，其它类物质 1 1 种，共9 3 种。 表1 . 3 广州市垃圾渗滤液中主要有机污染物组分和相对含量 有机物名相对含量 称( 1 0 1 ) 有机物名相对含量 称( 1 0 乃 有机物名相对含量 称( 1 0 ) 有机物名称相对含量 ( 1 0 今 葱1 . 7 笨乙酸8 . 8 0二十二烷2 . 1 3 十三烷1 . 1 2 花1 . 1 8 n , n 一 二甲0 . 1 0 荃甲酸胺 邻苯二t 1 . 1 3 酸葵基己 醋 1 , 7 - - 甲基0 . 5 3 奈 荧慈1 . 2 5 环己烷挽6 . 8 6 酸 2 . 3 一 二 二 甲1 . 4 4 荃乙烷 十六烷0 . 4 2 1 一甲 基0 . 6 9 - 4 - (卜 甲基乙烯 fa 7 . 4 9 ! ! 4 . 4 一 双 酌 0 . 7 7 ! 2 -并 唾 哇 ( 。 0 3 酮 第 1 章 概述 基) 笨!一 1 - 异饥奈0 . 9 5笨乙酸乙 配 过 八 氢 一 ， 1 , 8a 一 三 甲基 一 2 ， 6 -奈 醒 1 一 甲基奈 2 8 二十五烷 0 . 6 7 0 . 1 7 1 二1 4 3 一 乙 基 一 2 一甲 基 一 卜 烯 叔戊醉 5 . 1 2 十九烷6 . 7 3 0 . 8 2 二 十一烷 3 . 1 : ? 4 . 5 3 樟脑0 . 9 0 邻苯二甲酸0 . 9 2 ( 2 一 乙基己 基)酷 91一知一阳一34一73一08丽一05一74一5 (-(一1-c-0一0-5一1-0-p 3 一 甲基中2 . 2 0 氮茹 邻苯二甲 酸 ( 2 一 乙 基己基) 丁酷 苟 抓代叔戊烷 0 . 9 8 1 , 5 一 二甲 基奈 十五烷 二氢范 2 一 甲 基 一 2 一壬 烯 一4 一 酮 十六酸对 甲酚 姗一比 趁烯 5 . 3 7 1 . 0 8 2 . 9 8 0 . 3 4 0 . 5 8 0 . 8 7 0 . 1 6 0 . 1 5 苯并唆哇 1 . 2 8 2 . 3 3 0 . 81 3 . 4 3 2 一 乙烯奈 1 一甲 基 - 2 丙基一 环 己 烷 3 一 戊烯 一 2 一 醉 2 . 3 9 十八烷 2 、 3 一 二氢 - 噪- 1 - 甲醛 外一 2 -释 基按树脑 0 . 5 8 1 一 乙 基 - 2 -甲 基 苯 2 一 乙奈 3 一 甲基苯甲 酸 1 一甲 基 - i h - 荀 1 , 3 一 二 甲 基奈 +四烷 2 ， 7 - 二 甲 基奈 按树脑 苯丙酸 纷 十八酸 苯酚 2 一 甲基十 七烷 鲤 奈 环 己基乙酸 披 1 , 2 , 3 , 4 , 4 a , 9 , 1 0 , 1 0 。 一八 氢 一1 , 4 a一一 几 甲基一 7 一 ( 卜 甲基乙基) - 1 一 菲狡酸 旧曰一翻.-r一0一:d 月j-n乙一月产一弓口一，. 1一0一。-0-0- 第 1 章 概述 一 3 一甲 基 一 卜戊烯 苯甲酸 丁烯- 2 - 酮 0 . 9 3 二十烷0 . 8 5 2 - 甲 基奈8 . 0 4 注:以上数据测定条件为: 渗滤液4 . 8 升， 萃取有机溶剂采用c % c 1 2 。由于渗滤液中有机污染物 种类繁多，缺乏大量的标准参照物，以上有机物种类及相对含3 t 均系计算机系统直接进行质谱 图 解并结合人工解折出的。土表中的相对含量是指某种有机物相对于g c - m s进样中总有机物的 含量。 进样中总有机物量包括4 . 8 升渗滤液中有机物及萃取有机溶剂。 其中，芳烃类 2 9 种，烷烃烯烃类 1 8 种，酸类8 种，酷类 5 种，醇酚类6 种，酮、 醛类4 种，酞胺类2 种， 其它5 种，共7 7 种。 垃圾渗滤液中有机物种类繁多，且主要是芳香簇和脂肪簇碳氢化合物、酸 类、脂类、酚类和卤代化合物等。这些化合物多属于生物难降解化合物，其中 含有己被确认的可疑致癌物、促癌物、辅助致癌物以及被列入我国环境优先污 染物“ 黑名单” 的有机物等s7严重危害人类生存环境，必须严格控制和治理。 1 . 1 . 2 垃圾渗渝液治理现状概迷 城市垃圾渗滤液的处理方法主要包括生物法、物理化学法和土地法。生物 法主要有好氧法、厌氧法以及两者的结合。物理化学法主要包括活性炭吸附、 化学沉淀、密度分离、化学氧化、化学还原、离子交换、膜渗析、吸附法、电 解氧化、膜分离、蒸千法、气提及湿式氧化法等多种方法叫。土地法目 前主要 采用的是回灌法和人工湿地处理系统。 1生物法 生物处理方法主要有好氧和厌氧两种形式。好氧法包括生物塘、生物膜法 和活性污泥法等。广东中山市垃圾填埋场采用水葫芦氧化塘系统处理渗滤液， 但因有机负荷一般不高，故多用于渗滤液的最后处理工序，以保证出水满足环 境目 标 ll 。深圳下坪垃圾填埋场的设计采用生物塘作为渗滤液处理工序的最后 一 环i2 7 。目 前 全国 最大的 上海老 港废物处理 场采用氧化塘处理垃圾渗滤液。 厌 氧法包括厌氧固定膜生物反应器、混合反应器及厌氧塘等。单独采用厌氧法处 第 1 章 概述 一 3 一甲 基 一 卜戊烯 苯甲酸 丁烯- 2 - 酮 0 . 9 3 二十烷0 . 8 5 2 - 甲 基奈8 . 0 4 注:以上数据测定条件为: 渗滤液4 . 8 升， 萃取有机溶剂采用c % c 1 2 。由于渗滤液中有机污染物 种类繁多，缺乏大量的标准参照物，以上有机物种类及相对含3 t 均系计算机系统直接进行质谱 图 解并结合人工解折出的。土表中的相对含量是指某种有机物相对于g c - m s进样中总有机物的 含量。 进样中总有机物量包括4 . 8 升渗滤液中有机物及萃取有机溶剂。 其中，芳烃类 2 9 种，烷烃烯烃类 1 8 种，酸类8 种，酷类 5 种，醇酚类6 种，酮、 醛类4 种，酞胺类2 种， 其它5 种，共7 7 种。 垃圾渗滤液中有机物种类繁多，且主要是芳香簇和脂肪簇碳氢化合物、酸 类、脂类、酚类和卤代化合物等。这些化合物多属于生物难降解化合物，其中 含有己被确认的可疑致癌物、促癌物、辅助致癌物以及被列入我国环境优先污 染物“ 黑名单” 的有机物等s7严重危害人类生存环境，必须严格控制和治理。 1 . 1 . 2 垃圾渗渝液治理现状概迷 城市垃圾渗滤液的处理方法主要包括生物法、物理化学法和土地法。生物 法主要有好氧法、厌氧法以及两者的结合。物理化学法主要包括活性炭吸附、 化学沉淀、密度分离、化学氧化、化学还原、离子交换、膜渗析、吸附法、电 解氧化、膜分离、蒸千法、气提及湿式氧化法等多种方法叫。土地法目 前主要 采用的是回灌法和人工湿地处理系统。 1生物法 生物处理方法主要有好氧和厌氧两种形式。好氧法包括生物塘、生物膜法 和活性污泥法等。广东中山市垃圾填埋场采用水葫芦氧化塘系统处理渗滤液， 但因有机负荷一般不高，故多用于渗滤液的最后处理工序，以保证出水满足环 境目 标 ll 。深圳下坪垃圾填埋场的设计采用生物塘作为渗滤液处理工序的最后 一 环i2 7 。目 前 全国 最大的 上海老 港废物处理 场采用氧化塘处理垃圾渗滤液。 厌 氧法包括厌氧固定膜生物反应器、混合反应器及厌氧塘等。单独采用厌氧法处 第 1 章 概述 理，而且能达到较高的处理率。下面分别介绍几种生物处理单元。 ( 1 )稳定塘 稳定塘技术是自 然界中水体自 净过程的强化，最初用于城市生活污水的处 理，在生活垃圾渗滤液处理中运用稳定塘技术也取得了较好的效果。稳定塘技 术又包括厌氧塘、兼氧塘和氧化塘三类。 国外早在 8 0年代就有成功运用稳定塘技术处理渗滤液的生产性处理厂。英 国 在1 9 8 3 年建成的b r y n p o s t e y 填埋场的渗滤液处理厂， 运用曝气氧化塘技术 处理渗滤液 . e 1 9 8 5 年又建成了c o m p t o b e s s e t 填埋场的渗滤液处理厂， 亦采 用氧化塘技术。该厂渗滤液来自 不同的填埋单元，包括已经非常稳定的老填理 单元的渗滤液 ( c o d 1 0 0 0 m g / l , n h , - n 7 0 0 m g / l ) 。该处理厂处理后的出水直接 排入一条小溪，要求出水的n h 3 -n不得高于 7 5 m g / l ，为了 满足脱氮所需的足 够的b o d ; / n 比值，引入了一家果酱厂的废液，其出水水质见表1 . 4 1 0 0 0 0 m g / l的渗滤液，当负荷为 16 - 1 9 . 7 k g c o d / ( m d ) ，平均泥龄为 1 . 0 - 4 . 3 d 温度为3 0 时c o d 和b o d 。 的 去除率各为8 2 % 和8 5 % ，它们的负荷比 厌氧滤池要大得多【 ib 英格兰 n i c k c . b l a k e y等人在试验室里研究了 在该工艺中 温度、营养供应 和微生物接种对渗滤液处理效果的影响， 实验结果见表1 . 6 0 9 . 第 1 章 概述 表 1 . 6 u a s b反应器运行结果 控制项目参数范围 平均值 温度 )2 7 . 5 - 3 2 2 9 . 1 流量 c/ d )2 . 9 - - 1 2 . 36 . 9 停留时ch i ( d a y s )1 . 0 -3 . 21 . 8 负 荷率 ( k g c o d / m d a y )16 - 1 9 , 71 0 . 5 产气量 ( 二 ， ) 2 3 . 1 -8 4 . 5 5 1 . 6 气体组成 甲 烷 ( % ) 6 9 . 5 -8 1 . 0 7 5 . 9 一氧化碳 ( % ) 1 9 . 0 -3 0 . 5 2 4 . l 产气量 ( m ) 3 8 2 - 6 1 0 4 9 6 甲 烷产量 ( m ) 3 1 0 - 4 9 4 3 7 7 实验数据表明，在平均负荷率为 1 2 k g c o d / m d ，平均停留时间为 1 . 7 5 天，发酵温度平均在2 9 时，c o d , b o d , t o c 和s s 的去除率分别为8 2 % , 8 5 % , 8 4 % 和9 0 % 。 发酵产生的气体中除了二氧化碳和甲烷外， 还有2 4 -5 9 p p 。 的氢气， 而硫化氢气体则很难检测到。通过实验和理论计算，该工艺依靠发酵过程产生 的甲 烷气体在能量上完全可以自 给自 足，从而使得改工艺变得更加经济。 ( 5 )活性污泥法 活性污泥法处理渗滤液在美国和德国几个处理厂的运行结果表明， 通过提高 污泥浓度来降低污泥的有机负荷，可以获得令人满意的处理效果。 v e n c a t a r a m a n i 等人和k e e n a n 等 人分 别采用活性污 泥法处理垃圾渗滤液， 结果 表明 可 去除9 9 % 的b o n m 2 11 : 此外， 据z o l t e n 报导， 对于c o d为4 0 0 0 - 1 3 0 0 0 m g / l , b o d 为1 6 0 0 - 1 1 0 0 0 m g / l , n h , - n 为8 7 - 5 9 0 m g / l 的渗滤液， 混合式好氧活性污 泥法对c o d 去除率可稳定在9 0 % 以 上(2 21 。 美国宾州f a l l t o w n s h i p 污水处理厂， 其垃圾渗滤液进水的c o d 。 为6 0 0 0 - 2 1 0 0 0 m g / l , b o d 。 为3 0 0 0 - 1 3 0 0 0 m g / l , 氨氮 为 2 0 0. 2 0 0 0 m g / l ;曝气池的污泥浓度( m us s ) 为 6 0 0 0 - 1 2 0 0 0 m g / l ，是一般污 泥浓度的 3 .6倍;在体积有机负荷为 1 . 8 7 k g b o d , / ( n i d ) ，f / m为 0 . 1 5 - 0 . 3 1 k g b o d ; / ( k g m l s s d ) 时， b o d s 的 去除率为9 7 % 。 但是必须注意到， 活性污泥 法处理垃圾渗滤液的效果受温度影响较大2 3 介绍了几种常见的生物处理单元后，要注意到，处理渗滤液的生物法不能 照 搬处理 生活污水的生 物法， 其自 身 特性要引 起高 度重视(z . ; 1 ) 曝气处 理过 程 第 1 章 概述 中 会产生大量的泡沫; 2 )由 于渗滤液浓度高，生 物处理过程需要较长的停留时 间，由此引起的水温低的问题会对处理效果产生较大影响;3 )渗滤液输送过程 中某些物质的沉积有可能造成管道堵塞;4 )渗滤液中磷的含量较低;5 )在老 的填埋场中b o d 较低，而n t 33 n 较高。 渗滤液作为高浓度难降解的污水， 要达到日益严格的排放标准，单纯用生 物法是很难达到目的的。国内 外渗滤液处理的试验研究与工程运行经验表明， 生物处理法的出水c o d 一般在5 0 0 - 1 2 0 0 m g / l ， 不能满足现行的我国生活垃圾填 埋污染控制二级标准 ( g b 1 6 8 8 9 - 1 9 7 7 ) ，该标准所列渗滤液排放标准见表 1 . 7 , 故需要将生物法作为后续工艺的预处理， 现去除大部分可生化降解有机物，再 与絮凝沉淀或活性炭吸附 或化学氧化或膜分离工艺结合， 才能 达到排放标准2 6 表 1 . 7生活垃圾渗滤液排放限值m g / l( 大肠菌: 个) 项目一级 二级 三级 悬浮物 7 0 2 0 0 4 0 0 生化需氧量 3 0 1 5 06 0 0 化学需氧量 1 0 03 0 0 1 0 0 0 氨氮 1 5 2 5 大肠菌值 1 0 - - 1 0 1 0 - - 1 0 2物化法 过去物化法只用在处理填埋时间较长的单元中排出的渗滤液，即便是单独 应用， 在去除难生化降解的污染物时仍能保证一定的去除效率。而现在随着渗 滤液处理排放标准越来越严格: 物化法也用来处理新鲜的渗滤液，且是渗滤液 后处理工艺中最常用的方法。 渗滤液的后处理无论是对于一个完整的渗滤液处理工艺来说，还是对于填 埋场的管理来说都是至关重要的。单纯依靠生物法是不可能去除渗滤液中难生 物降解污染物使处理后出水达标的.这在渗滤液处理工艺几十年的研究中已经 得到确认。 物理化学法主要有活性炭吸附、化学沉淀、密度分离、化学氧化、化学还 原、离子交换、膜渗析、吸附法、电解氧化、膜分离、蒸干法、 气提及湿式氧 化法等多 种方法 t0 7 。 有资 料显 示， 在c o d 为2 0 0 0 - 4 0 0 0 m g / l 时， 物化方法的c o d 去除率可 达 5 0 % 8 7 % 。 和生物处理相比， 物化处理不受水质水量变动的影响， 第 1 章 概述 出水水质比较稳定，尤其是对 b o d s / c o d比值较低 ( 0 . 0 7 - 0 . 2 0 )难以生物处理 的垃圾渗滤液，有较好的处理效果，但其成本较高cze 下面分别介绍几种主要的处理生活垃圾渗滤液的物理化学法。 ( 1 )化学沉淀工艺 混凝法是化学沉淀法中最重要的一种方法，常用的混凝剂有硫酸铝、氯化 铁和聚合抓化铝等2 7 j 。 有人用 p a c混凝剂处理深圳玉龙坑垃圾填埋场生物处理 后的渗滤液，进水 c o d 1 0 0 0 m g / l ，药剂投加量为 3 0 0 - 5 0 0 m g / l时，c o d的去 除率为4 0 v . l o i z i d o n . m 等以c o d 4 0 0 0 - 8 5 0 0 0 m g / l , b o d / c o d 为0 . 1 0 - 0 . 2 0 的渗滤液作试验水样，当用石灰和硫酸亚铁作混凝剂时，c o d 的去除率为3 9 % , 当 用石灰和聚合铝铁盐作混凝剂时， c o d 的去除率为3 1 % a 事实证明，用混凝法处理生物处理后的垃圾渗滤液 ( 利用铁盐或铝盐作絮 凝剂) ， 反应过程中最佳的p h 值对于铁盐和铝盐分别为5 和6 ， 而这两种絮凝剂 的去除效率及其不同的搅拌方式之间没有明显的差异。最小的加药量在 5 0 0 - i 0 0 0 g / m 渗滤液之间， 其中铁盐的加药量与理论加药量很接近。 c o d 的去除率约 为3 0 - 4 0 % 。 很难有突破性的 提高cam ) 。 沈耀良 等人在絮凝沉淀工艺后增加焦炭吸 附工艺， 为 6 0 可以将c o d 去除率提高到5 8 . 9 % ，色度去除率达6 8 % ，重金属的去除率 k a b d a s l i . 工 和l i . x z 等人研究了以 磷酸钱镁盐的形式去除氨的效果， 发现 用m g c l , 6 h , 0 + n a 2 h p o , 1 2 h s 0 除氨效果最好，当m g ; : n h ; - n : h p 0 , 的摩尔比为 1 : 1 : i 时，氨氮的浓度在 1 5 m i n 内从5 6 1 8 m g / l 降至1 1 2 m g / l ，此时的p h 值范 围 是8 . 5 - 9 . 0 ， 而且磷酸钱镁污泥可在1 0 m i n 内 缩减到2 7 % . 絮凝沉淀工艺的不足之处是:会产生大量的化学污泥;出 水的p h 值偏低， 含盐量高;氨氮的去除率较低;出水 c o d达不到国家二级排放标准;需要根据 生化处理后的出水水质灵活地调节混凝剂的投加量;操作管理麻烦。所以即使 有一定的处理效率，在选用时还是要慎重考虑。 ( 2 )膜分离工艺 膜技术是利用隔膜使溶剂同溶质和微粒分离的一种水处理方法， 根据溶质 或溶剂通过膜的推动力的大小，膜分离法可以分成几种，如反渗透法、超滤和 微孔过滤等，其中经常采用的是反渗透工艺。渗滤液的组分、浓度、流量多变， 而且很难确定，反渗透技术对这种波动不敏感 7 早期利用醋酸纤维膜进行的试验表明， c o d 的去除率可以超过8 0 % e虽然在 第 i 章 概述 运行过程中有膜污染问题，但反渗透工艺作为后处理工艺设在生物预处理后或 物化法之后，负责去除低分子量的有机物、中等分子量的溶解性有机物、胶体 和悬浮物， 可以 提高处理效率和膜的使用寿命(7 2 j 国外对反渗透法处理垃圾渗滤液进行了大量研究。在德国的d a m s d o r f 垃圾 填埋 场， 用反渗透装置处理生化出 水， 得到成功的 运行l胡 。 e h r i n g 在1 9 8 9 年的 研究发现，一级反渗透工艺可使c o d . b o d 和a o x 的去除率达8 0 % ，但是氨氮和 氯离子的去除率要达到较高水平则至少需要二级反渗透工艺7 9 , 国内 近年来也 对反渗透法处理垃圾渗滤液有所研究。袁维芳比较了八种型号的反渗透膜对垃 圾渗滤液的处理效果，该研究试验得出: 醋酸纤维素膜为最佳膜材料ifi ) 膜技术的最新进展是纳滤的出现，已 经有人将其用于垃圾渗滤液的处理。 t r e b o u e t . d 等人研究报道采用纳滤处理渗滤液， 当压强为2 m p a ， 切线流速为3 m / s 时， 纳滤的 渗流量可稳定在6 0 l / m h ， 从而比反渗透的效率高r ig , o 总之，反渗透工艺因其在渗滤液处理方面的高效性、模块化、管理成熟和 易于自 动控制等优点，应用得越来越多，但其如下缺点也应引起重视:小分子 量的物质截留率低 ( 例如氨、小分子的a o x 物质等) ;高浓度的有机物或无机可 沉降物容易造成膜污染或在膜表面结垢等问 题:由于操作压力高 ( 3 0 -5 0 b a甚 至更高)造成能耗大:一次性投资大;反渗透浓液的处理是最大的困难，将其 回灌到填埋场中已 经不可取了，因为浓液的污染物浓度很高，是非常危险的废 物，目 前多采用蒸发和干燥的方法，但费用很高。 ( 3 )活性炭吸附工艺 利用吸附作用进行物质分离己经有很长的历史，活性炭是常用吸附剂之一， 活性炭吸附工艺适用于处理填埋时间较长的或经过生物预处理后的渗滤液，它 能去除中等分子量的有机物质。 七十年代在欧洲的 研究表明， 用活性炭处理生化后的垃圾渗滤液， c o d 的去 除 率为5 0 6 0 % . 若用石灰石作预处理， 去除率可高达8 0 % a s a m u a l h 。 的垃 圾渗滤液活性炭吸附试验显示， 渗浦液的c o d 去除率为5 5 % ， 色度基本上可以完 全去除。 p i r b a z a r i . m 等用生物活性颗粒炭， 即在活性炭上驯化培养生物膜降解 有机物。实验表明，用生物活性炭吸附处理渗滤液或者高浓度的有机废水具有 很大的潜力，而且总碳的去除和生物浓度与生物的增长曲 线有密切的关系l侧