（环境工程专业论文）uasbamt联合工艺处理垃圾渗滤液的试验研究.pdf

西安建筑科技大学硕士学位论文 u a s b + a f i 联合工艺处理垃圾渗滤液的试验研究 专业：环境工程 研究生：李高艳 指导教师：彭党聪教授 李树高工 摘要 卫生填埋是目前国内应用最为广泛的垃圾处置方式，垃圾填埋场产生的渗滤 液由于污染物浓度高、成分复杂，如果任意排放将对环境造成危害。因此，生活 垃圾渗滤液的处理与处置已成为水处理领域和环境卫生工程领域的研究热点。本 试验选用u a s b + a m t 工艺对杭州市天子岭填埋场垃圾渗滤液进行处理，通过探讨 处理效率及对应的工艺参数，为垃圾渗滤液的处理提供了新的方法与途径。试验 的主要结论如下： ( 1 ) 采用u a s b + l m t 工艺对杭i l i , i 市天子岭填埋场垃圾渗滤液进行处理是可行 的。出水c o d 、b o d 。、s s 、n h 3 一n 分别为3 1 0 4 2 0 m g l 、3 0 5 0 m g l 、8 - 1 0 2 m g l 、 5 0 0 6 0 0 m g l ，各项指标均可达到生活垃圾填埋场污染控制标准中的三级标 准。 ( 2 ) 本工艺具有较强的耐冲击负荷能力，当o = 5 2 0 l h 和q = 7 0 0 l h ，进水 c o d 为3 0 0 0 9 3 3 3 m g l ，b o d 。为2 0 0 0 5 0 6 0 m g l 时，系统出水各项指标稳定。 ( 3 ) 在常温下，a m t 系统分解池电耗在9 0 一l o o k w h d 时，去除率与电耗比 达到最佳状态；混凝反应池的最佳投药量为a 1 。( s o 。) 。：6 0 0 8 0 0 9 m hp a m ：5 9 m 。 ( 4 ) 当水温低于1 5 。c 时，u a s b + a m t 联合工艺中的u a s b 受温度的影响较大， c o d 的平均去除率下降至2 7 ；而a m y 单元通过改变药耗和电耗，可消除低温对 其去除率的影响；通过对各单元的工艺参数的优化调整，出水水质可以达到三级 排放标准。所以在低温条件该工艺处理垃圾渗滤液是可行的。 关键词：垃圾渗滤液；u a s b ；d i t 。 西安建筑科技大学硕士学位论文 e x p e r i m e n t a ls t u d i e so nl a n d f i l ll e a c h a t e u s i n gu a s b a n da m tp r o c e s s s p e c i a l t y ：e n v i r o n m e n t a le n g i n e e r i n g g r a d u a t e ：l i g a o y a n a c a d e m i ca d v i s o r ：p r o f e s s o rp e n gd a n g c o n g l is h u a b s t r a c t l a n d f i l li sap o p u l a rm e t h o du s e di nt h eg a r b a g ed i s p o s a li nc h i n a d u et ot h e h i g hc o n c e n t r a t i o na n dc o m p l e xc o m p o s i t i o no f t h el a n d f i l ll e a c h a t e ，g r e a td a m a g et o t h ee n v i r o n m e n tw i l lt a k ep l a c ei fn oo t h e rm e a s u r e sa r es u p p l i e d t h u st h el a n d f i l l l e a c h a t eh a sa t t r a c t e dt h ea t t e n t i o no fm a n yr e s e a r c h e r si n s e w a g ed i s p o s a la n d e n v i r o n m e n t a le n g i n e e r i n gf i e l d i nt h i st h e s i s ，w ei n v e s t i g a t e dt h el e a c h a t ef r o m t i a n z i l i n gl a n d f i l ls i t ei nh a n g z h o uu s i n gu a s ba n da m tp r o c e s s ，a n dt h ee f f i c i e n c y a n dt h ep r o c e s sp a r a m e t e r sw e r ed i s c u s s e d t h e s er e s u l t ss h o w e dt h a tt h eu a s ba n d a m t p r o c e s si san e wa p p r o a c hf o rt h ed i s p o s a lo fl a n d f i l ll e a c h a t e ，a n dc a nb eu s e d i no t h e ra r e a s t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： 1 t h eu a s ba n da m tp r o c e s sw a saf e a s i b l em e t h o dd u r i n gt h ed i s p o s a lo f l a n d f i l ll e a c h a t ei nt i a n z i l i n gl a n d f i l ls i t e ( h a n g z h o u ) a f t e rt h ep r o c e s sh a sb e e n u s e d ，t h ec o n c e n t r a t i o n so fc o d ，b o d 5 ，s sa n dn h 3 - na r e3 1 0 - 4 2 0m g l ，3 0 5 0 m g l ，0 - 10 2 m g la n d5 0 0 6 0 0 m g l ，r e s p e e t i v e l y , w h i c hr e a c h e dt h et h i r dd i s c h a r g e s t a n d a r do f p o l l u t i o nc o n t r o lo nt h e1 a n d f i l ls i t ef o rd o m e s t i cw a s t e 2 t h es t e a d yd a t ac a nb eo b t a i n e dw h e nt h ep r o c e s sw a su s e df o ral o n gt i m e w e f o u n dt h a tw h e nqi se q u a lt of r o m5 2 0t o7 0 0l h ，t h ec o df r o m3 0 0 0t o9 3 3 3 m g l a n db o d sf r o m2 0 0 0t o5 0 6 0m g l ，t h el a n d f i l ll e a c h a t ec a ng i v eb e t t e rr e s u l t s 3 a tt h er o o mt e m p e r a t u r e ，w h e nt h ee l e c t r i c e n e r g yc o n s u m p t i o no fa m t d e c o m p o s ep o l lw a s9 0 1 0 0k w h d ，t h er a t i ob e t w e e nr e m o v a lr a t e sa n de l e c t r i c e n e r g yc o n s u m p t i o nc a ng e tt h eb e s t a n dt h eo p t i m a ld o s i n ga n a o u n ti nt h e c o a g u l a t i o np o l lw a s6 0 0 8 0 0 9 m 3f o ra 1 2 ( s 0 4 ) 3a n d5g m 3f o rp a m i i 西安建筑科技大学硕士学位论文 4 w h e nt h et e m p e r a t u r ei sb e l o w15 ，t h er e m o v a lr a t e so fc o di nt h eu a s b s y s t e mw a so n l y2 7 ，a n dt h ed i s p o s a le f f e c ti nt h ea m ts y s t e md i dn o tc h a n g e o b v i o u s l y , w h i l et h ed o s i n ga m o u n ta n de n e r g yc o n s u m p t i o nw i l lb er e m a r k a b l y i n c r e a s e d t h u s ，t h et e c h n i c a lp a r a m e t e rs h o u l db em o m e n t a r i l ya d j u s t e di nw o r k a c c o r d i n gt ot h et e m p e r a t u r e k e yw o r d s ：l a n d f i l ll e a c h a t e ；u a s b ；a m t 1 1 1 声明 v8 2 i 1 0 2 本人郑重声明我所呈交的论文是我个人在导师指导下 进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特 另j i d h 以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含本人或其他人在其它单位已 申请学位或为其它用途使用过的成果。与我一同工作的同志 对本研究所做的所有贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了致谢。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关 责任。 论文作者签名：夸高拖 日期：z 0 0 5 5 8 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论 文的规定，即：学校有权保鼠送交论文的复印件，允许论文 被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以 采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。 ( 保密的论文在论文解密后应遵守此规定) 论文作者签名：酗弛导师签名：寄纂烁；。 注：请将此页附在论文首页。 殛安建筑科技大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 垃圾渗滤液的产生 随着辊 弋城市的逐逮发展，人们在享受产攮和科技革命所带来的辉熄豹同 时，也体验到环境污染所造成的臣大危害，垃圾已成为困扰城市的严重问题。目 前我国城市生活垃圾产生潋己高这每年1 4 亿多吨，占世界总萤的1 4 以上， 量每年还以8 一l o 鲍速度增长。历年城市生活垃圾的累积堆存量已超过7 0 亿 吨，占地约7 5 万宙。许多地方出现了垃圾包围城市并逐渐向农村蔓延的趋势， 全藿4 0 0 多个大中骧枣孛，寿2 0 0 多令被激区终瓣垃圾包辍羞，竣圾污絷令人震 惊。 生活缎毂荔後蛟蝇擎生，传播疾病，敬发臭气，污染环境，竣渡翔不鬟善处 理，会对周围的土壤、大气、水源等环境造成严重污染，如果处理不当，其处理 嚣的产物迩会造成二次污染，产生意想不到的危害，故城市垃圾无害化处骥越来 越重要。坟圾处璞驰方法蠢很多，慰翦圭瑟有填蠼、堆月巴及焚烧处理等。其中垃 圾卫生填蠼法由于成本低、技术相对简单，是目前国内外艨用最为广泛的垃圾处 鬟方式。我国撼零垃圾燕疆孛7 0 鞋上憝采罴卫囊壤埋法。 无论鼹垃圾填埋场还是垃圾焚烧厂，竣圾在堆放、填蠼处理过程中，由于厌 戴茨酵、窍据物分解、罨窳渖游、穗下零浸泡等簸困产生多耱代谢产耱帮水分， 由此形成了成分复杂的高浓度有机废水一垃圾渗滤液，垃圾渗滤波的产生怒水或 其他液体通过废物和废物挤压时瀚渗透结果。垃圾渗滤液的来源包括以下几个方 面n 1 ： ( 1 ) 降永：降水包括降雨和降雪，它是渗滤液的主要来源之一； ( 2 ) 缝表径流：遮袭径滚是撵来自璐遣表嚣上坡方囱鹣经滚水，其钵数取 决于填埋场地周围的地势、覆土材料的种类和渗透性能、场地的植被情况及有无 蓑 承设蓬等； ( 3 ) 地下水：如果填埋场的底部位予地下水水位以下，地下水就有可能渗 入壤堙场内。如果在设计施工中采取防渗措施，藏帮以避免或减少滚下水的渗入； ( 4 ) 垃圾含水：包括垃圾本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附量， 入场携带的水分有时是渗滤液的主要来源之一； ( 5 ) 有机物分勰生成承；垃圾中的蠢极缝分农填埋场悫经茨瓴分解会产生 西安建筑科技大学硕士学位论文 水分其产生量与垃圾的组成、p i l 值、温度和活动菌群等因素有关； ( 6 ) 覆盖材料中的水分：随覆盖材料进入填埋场中的水量与覆盖层物质的 类型、来源和类型有关。 垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液如不妥善处理，对周围环境的影响尤其是对填 埋场附近地下水、地表水的污染将会较为严重。因此，垃圾渗滤液的污染控制也 是垃圾无害化处理的重要组成内容，成为垃圾填埋场设计、运行和管理中非常棘 手的问题。 垃圾填埋后，在微生物的作用下，垃圾中的有机物经过好氧反应和厌氧反应 降解，降解后生成的无机物以及垃圾中的可溶性污染物，大量进入垃圾渗滤液中， 造成渗滤液中的污染物浓度极高；产生渗滤液的同时，垃圾中的病原微生物也会 在雨水的淋溶作用下进入渗滤液。垃圾降解产生的c 0 2 溶于渗滤液之后，使渗滤 液呈偏酸性环境，这种酸性环境使得垃圾中的碳酸盐、金属及其金属氧化物等无 机物溶解于渗滤液中，致使渗滤液中含有种类繁多且含量超标的重金属类污染 物。垃圾渗滤液不经处理或处理不当，排入到河流、水库、农田。将严重污染农 作物和水生物，污染地下水、地表水、及土壤，并通过食物链直接或间接的进入 人体组织与细胞中，导致各种疾病的产生，危害人类的身体健康和生态环境。以 保护环境为目的，对渗滤液进行处理是必不可少的；同时也是垃圾填埋场正常运 行的必不可少的条件之一。 1 - 2 垃圾渗溏液的组成和特性 垃圾渗滤液的污染物含量的典型值见表卜1 。1 。 垃圾渗滤液的污染物含量的典型值见表卜l 。1 。 表1 - 1 垃圾渗滤液的污染物含量的典型值 类别变化范围类别变化范围 颜色黄黑灰色 s o 。”( m g t ) 9 7 3 6 嗅恶臭 c 1 1 ( m g 1 ) 1 8 9 3 2 6 2 总残渣( m g 1 ) 2 3 6 5 3 5 7 0 3 a s ( r f l g 1 ) 0 1 d 5 电导率( t l s c m )j o 1 0 0 0 0 c d ( m g 1 ) 0 0 1 3 氧化还原电位 3 2 0 8 0 p b ( m g 1 ) 0 0 6 9 1 5 3 ( m v ) p h 5 5 8 5 c u ( m g 1 ) o 1 1 4 3 西安建筑科技大学硕士学位论文 c o d c r ( m g 1 ) 1 8 9 5 4 4 1 2 z n ( m g 1 ) o 2 3 4 8 b o d 。( m g 1 ) 1 1 6 1 9 0 0 0 f e ( m g 1 ) 6 9 2 6 6 8 有机酸( m g 1 ) 4 6 2 4 6 0 0 h g ( m g 1 ) o 0 0 3 2 t p ( m g 1 ) o 8 6 7 1 9 c r ( m g 1 ) o 0 1 2 6 1 n h + 一n ( m g 1 ) 2 0 7 4 0 0 m n ( m g 1 ) 0 4 7 3 8 5 n 0 2 - - n ( m g 1 ) 0 5 9 1 9 2 6 从表卜l 中可以看出，垃圾渗滤液中不仅含有耗氧有机污染物，还含有金属 和植物营养素( 氨氮等) ；工业部门使用的垃圾填埋场，渗滤液中还会有有毒有 害的有机污染物，成分十分复杂。由于垃圾填埋场存在不同填埋时间的垃圾，因 此在不同时期渗滤液中各种污染物的浓度变化很大。对于普遍采用的厌氧填埋来 说，渗滤液具有以下水质特性。1 ： ( 1 ) 成分复杂，表现出很强的综合污染特征，广州市环境卫生研究所郑蔓 英等人的分析研究表明，渗滤液中的主要有机污染物种类多达7 7 种，其中可疑 致癌物1 种，辅助致癌物5 种，被列入我国环境优先污染物“黑名单”的有5 种 以上。 ( 2 ) 污染物浓度高，如c o d 可高达l o 、n g l 以上，其他组分的含量也很高。 ( 3 ) 氨氮的平均浓度在7 0 0 m g l 以上，“中老年”填埋场渗滤液的重要水质 特征之一是氨氮浓度很高，导致其处理难度加大，n h 。一n 浓度一般在2 0 0 1 2 0 0 m g l 之间，最高可达1 5 0 0 m g l 。 ( 3 ) 垃圾渗滤液中磷的含量通常较低，溶解性的磷酸盐的浓度则更低。渗 滤液中磷酸盐的含量主要由c a 。o h ( p 吼) 。浓度来控制。渗滤液中c 矿浓度和总缄 度都较高，可分别达到7 2 0 0 m g l 和2 5 0 0 g 几，而t p 的浓度仅为o - 1 2 5 m g l ，因 而渗滤液中的溶解性的磷酸盐的含量受到c a 2 + 浓度和总缄度的影响，会导致渗滤 液生物处理产生缺磷的问题。 ( 4 ) 由于城市生活垃圾中含有一定的金属物质，因此渗滤液中会有微量重 金属存在。因为我国目前的城市生活水平与发达国家相差较大，加之废旧金属的 回收率较高，故垃圾渗滤液中重金属的含量较国外填埋场的低。 ( 5 ) b o d 。c o d 值较低，可生化性差。 1 - 3 垃圾渗滤水质的影响因素 瑗安建筑科技大学硕士学位论文 由于垃圾的种类、性质及处理方式等诸多因素影响，导致渗滤液组分相当复 杂，韭在一个相当大的范围内变动。渗滤液与其他污水相比的一个重要特点是水 质水量波动大，雨季是产生渗滤液的高峰期，而干旱季节基本上没有渗滤液流出。 填埋场渗滤液的性质与填埋垃圾的种类、性质及填埋方式等因素有关，具体 如下锄： ( 1 ) 垃圾成分 垃圾填埋场渗滤滚水质受壤埋场垃圾成分影响很大，垃圾中厨余物含量的商 低直接影响渗滤液c o d 、b o d 。浓度高低；另外炉灰、脏土等对有机物有吸附、过 滤作用，因此垃圾中炉灰、脏土的含量也会影响渗滤液的有机物浓度。此外由于 生活水平、生活习惯以及环保意识的不同，城市的垃圾组成相差较大，致使不同 垃圾填埋场渗滤液的c o d 、b o d 。在数千m g l 至在数万m g l 之问变化。 ( 2 ) 填埋时间 渗滤液水质不仅与垃圾组成有关，面且随填埋时间及填埋垃圾降解阶段稀有 很大变化。填埋垃圾降解阶段对渗滤液水量水质影响主要体现以下几点。 ( a ) 调整期：垃圾填埋场初期或垃圾填埋作业进行中，水分逐渐积累且有 氧气存在，获氧发酵作用及微生物作用缓慢，本阶段渗滤液水量较少。但c o d 和 b o d 。均较高，可生化性好。 ( b ) 过渡期：本阶段水分达到饱和容量，垃圾及渗滤波中的微生物逐渐由 好氧性转变为兼氧性及厌氧性；因厌氧和缺氧情况下电子受体由0 ：转变成n o a l 及s o , ”，氧化还原电位约在一1 0 0 m 弘- + 1 0 0 m v 之间，此阶段尚无甲烷形成。 ( e ) 酸化阶段：由于垃圾及渗滤液的兼性和专性厌氧微生物的水解酸化作 用，垃圾中的有机物迅速分解为脂肪酸，而含n 、p 的有机化合物经氨化和磷酸 盐化转化为氨氮和磷酸盐，同时一些金属( f e 、m n ) 也会与有机酸发生络合作用， 致使渗滤液里深褐色，在此期闻所产生的渗滤液c 0 1 ) 极高，b o d 5 c 为0 4 o 6 ， 可生化性好，而且颜色也相当深，是属于初期渗滤液。 ( d ) 甲烷形成期：在酸形成期间，如果有机酸末随渗滤液流出填埋场，则 将进入甲烷形成期，在这期间有机物经甲烷菌分解为c 飘、c o z ，同时产氢产乙酸 萄的存在，也会产生一些氢气。c o 。溶解于水形成h c o s - 、c o ? - 、h 2 c o s 等不同的形 式的碳酸化合物，p h 值则由于重碳酸盐的缓冲作用维持在6 8 之间，同时也给 甲烷菌提供了较好的生存条件，此时o r p 为最低值，约为一3 0 0 4 0 0 m y 之间， 西安建筑科技大学硕士学位论文 由于有机酸的急速分解，渗滤液的c o d 、b o d ；会急剧降低，b o d ；c o d 也降为0 1 0 0 1 左右，渗滤液的可生化性变差，此时渗滤液为后期渗滤液。 ( e ) 成熟期：此时垃圾渗滤液中可利用的有机成分已大大减少，细菌的生 物稳定作用趋于停止，并停止产生气体，渗滤液中剩余腐殖质易与重金属离子发 生络合作用，所以渗滤液的颜色还是很深，而水中o r p 增加，氧及氯化物也随之 增加，自然环境状况逐渐恢复。 因此垃圾填埋稳定过程中存在两种主要作用，一是垃圾中有机物分解，形成 可溶性或挥发性的产物，进入渗滤液或大气，最终离开填埋场；另一作用是稳定 的腐殖质的合成，这些腐殖质有可能流在垃圾中，也可能进入渗滤液。这两种作 用的综合结果是使渗滤液中高分子有机物增加。 实际上填埋场处理生活垃圾是一个垃圾填充、覆土的多次重复过程，填埋场 的各个部分可能处于不同的稳定阶段，或者说其各部分的“年龄”是不同的，而 且各部分有各自的物理、化学和生物活动条件。 渗滤液通常可根据填埋场的“年龄”分为两大类，一类是“年轻”填埋场( 3 5 年以下) 的渗滤液，其特点是低p h 值，高c o d 、b o d 6 ，高b o d 。c o d 值；另一类 是较“老”的填埋场( 3 5 a 以上) 的渗滤液，其特点是c o d 、b o d 。较低，n 乩+ - n 浓度较高，p h 值通常为7 5 左右，重金属浓度则开始下降。 ( 3 ) 填埋工艺：填埋工艺不同对渗滤液出水水质也有影响，如果填埋场外 设有截洪沟排除场外地表径流，场底铺设h t p e 衬垫或粘土( 渗透率 1 0 1 c m s ) 或采用帷幕注浆工艺 防止渗滤液污染下游地下水，地表径流未截流或截流效果不佳，这些情况都会使 渗滤液浓度降低，但渗滤液水量将大大增加。 ( 4 ) 环境温度：填埋场的环境温度既影响微生物的生长，又影响化学反应。 在垃圾堆体中温度的升高有助于微生物的生长繁殖，加快垃圾的降解，使渗滤液 水量增加。零下温度将使一部分垃圾结冻，使可以渗滤的垃圾减少，并可能使一 些化学反应受到抑制。 ( 5 ) 有效湿度：填埋垃圾中的化学物质能从废物中渗滤出来，水起着不容 忽视的作用。在潮湿气候下处置的垃圾和在干燥气候下处置的同等垃圾，其渗滤 液的性质是不同的。在一定的湿度范围内( 既垃圾含水量在6 0 以下) ，湿度的 西安建筑科技大学硕士学位论文 增加，有利于堆体中营养物质的迁移，加快微生物的生长繁殖，使有机物加速降 解。 1 - 4 垃圾渗滤液的处理方案及方法简述 1 4 1 垃圾渗滤液的处理方案 由于渗滤液水质水量的复杂多变性，目前尚无十分完善的处理工艺，大多根 据不同填埋场的具体情况及其它经济技术要求提出有针对性的处理方案和工艺。 垃圾填埋场渗滤液的处理技术既有与常规废水处理技术的共性，也有其极为显著 的特殊性。渗滤液的处理有场内和场外两种处理方案，场内处理又分为循环喷洒、 合并处理或单独独立处理等。 ( 1 ) 与城市污水厂污水合并处理( 场外处理) ： 渗滤液与规模适当的城市污水处理厂合并处理是最为简单的处理方案，它不 仅可以节省单独建设渗滤液处理系统的大额费用，还可以降低处理成本，利用污 水处理厂对渗滤液的缓冲、稀释作用和城市污水中的营养物质实现渗滤液和城市 污水的同时处理。但这并非是普遍适用的方法。一方面，由于垃圾填埋场往往远 离城市污水处理厂，渗滤液的输送将造成较大的经济负担；另一方面，由于渗滤液 所特有的水质及其变化特点，在采用此种方案时，如不加控制，则易造成对城市污 水处理厂的冲击负荷，影响甚至破坏城市污水处理厂的正常运行。因而，在考虑合 并处理方案时，必须研究其工艺上的可行性。对采用传统活性污泥工艺的城市污 水处理厂而言，不同污染物浓度渗滤液量与城市污水处理厂的处理规模的比例是 决定其可行性的重要因素。 ( 2 ) 循环喷洒处理( 场内处理) ： 渗滤液的循环喷洒是一种较为有效的处理方案。通过回喷可提高垃圾层的含 水率( e h2 0 2 5 提高到6 0 7 0 ) ，增加垃圾的湿度，增强垃圾中微生物的活性， 加速产甲烷的速率、垃圾中污染物溶出及有机物的分解。其次，通过回喷，不仅可 降低渗滤液的污染物浓度，还可以因喷洒过程中挥发等作用而减少渗滤液的产生 量，对水量和水质起稳定化的作用，有利于废水处理系统的运行，节省费用。 虽然渗滤液的场内喷洒处理法有前述诸多优点，但至少还存在以下两个问 题：( a ) 不能完全消除渗滤液。由于喷洒或回灌的渗滤液量受填埋场特性的限制， 因而仍有大部分渗滤液须外排处理：( b ) 通过喷洒循环后的渗滤液仍需进行处理 西安建筑科技大学硕士学位论文 方能排放，尤其是由于渗滤液在垃圾层中的循环，导致其n h 。一n 不断积累，甚至最 终使其浓度远高于其在非循环( s i n g l ep a s sl e a c h a t i n g ) 渗滤液中的浓度“3 。 渗滤液循环喷洒的场内处理方法在我国的应用并不多见，除了上述两个原因 及我国处于垃圾填埋技术应用的初级阶段外，尚有在回喷过程中所带来的环境卫 生问题、安全及设计技术问题”。 ( 3 ) 预处理一合并处理( 场内一场外处理) ： 预处理一合并处理是基于减轻进行直接混合处理时渗滤液中有害的毒物对城 市污水处理厂的冲击危害而采取的一种场内外联合处理方案。渗滤液首先通过设 于填埋场内的预处理设施进行处理，以去除渗滤液中的重金属离子、氨氨、色度 以及s s 等污染物质或通过厌氧处理以改善其可生化性、降低负荷，为合并处理正 常运行创造良好的条件。 对于”年轻”和”年老”的混合型垃圾填埋场( 指垃圾中含有一定数量的工业废 弃物) 产生的渗滤液及城市污水处理厂规模较小而采用合并处理的情形，进行物 理化学等预处理去除渗滤液中的重金属离子、氨氮等尤为必要。渗滤液中不仅含 有多种金属或重金属离子，而且它们的含量可达到较高的数值。无论采用何种处 理方案，生物处理是渗滤液的一种必不可少的主体处理方法。无论是厌氧处理还 是好氧处理，有机污染物的去除或转化均是通过微生物的作用完成的，因而微生 物在处理工艺设施中的良好生长繁殖是保证处理效果的前提。为使微生物正常生 长，除了使其物化环境中含有可降解的有机基质及必要的营养存在外，还须保证 废水中适量的营养物质和微量元素。营养物质确定的主要依据是微生物细胞的化 学组成。渗滤液中主要营养物质的实际含量大多远高于微生物所需的浓度，若不 作适当的预处理则将给生物处理造成危害。 化学物质对微生物活性的影响与其浓度有密切的关系。大多数化学物质在浓 度很低时对生物活性有一定的刺激作用( 或促进作用) ；当浓度较高( 超过l | 每界浓 度) 时则产生抑制作用，且浓度愈高抑制作用愈强烈。研究表明，几乎所有微生物 的生长都离不开钾、镁、钙、钠、铁、锰、钴、铜、镍、锌、钼和钒等金属元素。 当这些金属适量存在时，对于微生物的生长具有作为酶催化剂、在氧化还原反应 中传递电予( 将a d p 转化为a t p ) 以及调节微生物渗透压等作用。若在处理过程中， 这些痕量元素的含量不足，可引起污泥的膨胀问题“1 。但对于年轻填埋场的渗滤 西安建筑科技大学硕士学位论文 液而言，其所含大多数重金属离子浓度的高限要远超过重金属元素对微生物毒害 作用的最低限值，因而其对微生物的不良影响则是毒害作用。渗滤液重金属离子 的去除多采用物理化学法，而n h 。一n 的去除除吹脱等物理化学方法外，可结合合并 生物处理工艺系统的设计加以考虑。 ( 4 ) 建设独立的场内完全处理系统： 由于城市垃圾填埋场通常位于离城市较远的偏远山谷地带，当城市污水处理 厂离填埋场较远时，采用与城市污水处理厂合并处理的方案往往因渗滤液远距离 输送的费用较高而不经济，此时建设场内独立的完全处理系统便成为一种可资选 择的方案。但由于渗滤液的污染负荷很高，尤其是有毒有害物含量较高，因而其处 理工艺系统须为多种处理方法的有机组合。目前多采用预处理一生物处理一后处 理的工艺流程。建设场内独立处理系统困难在于： ( 1 ) 渗滤液的水质随填埋场年龄的变化而有较大的变化，在考虑其处理时必 须采用具有抗冲击负荷能力和适应性强的工艺系统。对于”年轻”填埋场渗滤液宜 于采用生物处理工艺，而对”年老”填埋场渗滤液，则宜采用物化处理。因而其处理 工艺流程操作管理复杂，运行效果难以得到长期的保证； ( 2 ) 渗滤液中往往含有多种重金属离子和较高浓度的n h 。一n ，需采用化学等方 法加以必须的预处理乃至后处理，故其运转费用较高； ( 3 ) 渗滤液中的营养比例( c ：n ：p ) 往往失调，其突出特点是氦含量过高和磷 含量不足，需要在处理过程中削减氮而补充必须的磷； ( 4 ) 填埋场渗滤液的产量与城市污水处理厂处理规模相比往往较小，因而单 独设置小规模的处理系统在运转费用方面缺乏经济上的优越性。 1 4 2 国内外垃圾渗滤液处理广泛采用的方法 垃圾渗滤液的处理方法包括物理化学法、生物法以及物化一生物结合的方 法。 1 4 2 1 物理化学法 物理化学法主要有混凝沉淀气浮法、氨吹脱、吸附、膜分离技术、化学氧 化、化学还原、化学沉淀、密度分离、离子交换、气提及湿式氧化法等多种方法， 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，出水水质比较稳定，尤其是对 西安建筑科技大学硕士学位论文 b o d 。c o d 比值较低( 0 0 7 o 2 0 ) 难以生物处理的垃圾渗滤液，有较好的处理效果“。 但物化方法处理成本较高，不适于大水量垃圾渗滤液的处理；物理化学法一般是 作为生物处理的预处理工艺，以减轻生物处理的负荷；或作为生物处理的后续工 艺，以确保最后出水水质达到设计要求。 ( 1 ) 混凝沉淀气浮法 混凝沉淀气浮法是水处理的一个重要方法，主要用来去除水中细小的悬浮物 和胶体。在渗滤液处理工艺中，它的作用主要用于渗滤液中的悬浮物、不溶性c o d 、 脱色以及重金属的去除。 ( 2 ) 吸附 吸附法是利用多孔性的固体物质，使废水中的一种或多种物质被吸附在固体 表面而达到去除的目的的方法。常用的吸附剂有活性炭、沸石、木炭等，由于吸 附剂的饱和吸附量的限制，吸附法一般仅作为渗滤液的后续深度处理。 ( 3 ) 膜分离技术 膜技术是利用隔膜使溶剂与溶质或微粒分离的一种水处理方法。应用于垃圾 渗滤液的膜分离技术主要有两种，即反渗透技术和超滤技术，有关纳滤的技术也 有报道。 ( 4 ) 化学氧化法 化学氧化法是利用氧化还原过程改变水中有毒、有害物质的化学状态，使之 无害化。化学氧化法可用于脱色、去除重金属、酚、氰和有机化合物，也可用于 消毒、除藻等。化学氧化剂一般用c l ：、c a ( c l o ) 。、k m n o , 、0 。等。 1 4 2 2 生物处理法 生物处理法一般分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者的结合。许多学 者认为对c o d 浓度大于5 0 0 0 0 m g l 的高浓度垃圾渗滤液建议采用厌氧生物处理进 行前段处理，然后采用好氧或其他处理方法进行后续处理；对c o d 浓度在5 0 0 0 m g l 以下浓度的垃圾渗滤液建议采用好氧生物处理方法；对c o d 在5 0 0 0 5 0 0 0 0 m g l 之间的垃圾渗滤液可以根据实际情况选择好氧或厌氧生物处理”。 1 4 2 2 1 厌氧生物处理 厌氧生物处理有目的地运用已有近百年的历史。但直到近2 0 年来，随着微 生物学、生物化学等学科发展和工程实践的积累，不断开发出新的厌氧处理工艺， 茜安建筑科技大学硕士学位论文 克服了传统工艺的水力停留时间长，有机负荷低等特点，使它在理论和实践上有 了很大进步，在处理高浓度( b o d 。2 0 0 0 m g l ) 有机废水方面取得了良好效果“”。 厌氧处理包括上流式厌氧滤器、上流式厌氧污泥床反应器、厌氧复合床反应 器、厌氧折流板反应器、混合反应器、厌氧稳定塘、分段厌氧硝化等。 ( 1 ) 上流式厌氧滤器( 简称a f ) 厌氧滤池适于处理溶解性有机物，加拿大h a l i f a xh i g h w a y l 0 1 填埋场渗滤 液平均c o d 为1 2 8 5 0 m g l 、b o d 。c o d 为0 7 ，p h 为5 6 。将此渗滤液先经石灰水 调节至p h = 7 8 ，沉淀1 h 后进厌氧滤池，当负荷为4 k g c o d ( m 3 d ) 时，c o d 去除 率可达9 2 以上，且此工序还起到去除z n 等重金属的作用m 1 。 徐竺等人对上流式厌氧滤器处理填埋场渗滤液进行了动态连续试验。结果表 明：上流式厌氧滤器处理渗滤液的效果良好。在中温( 3 5 - 4 0 ) 硝化时， c o d 3 0 0 0 - 8 0 0 0 m g l 的渗滤液的c o d 去除率达9 5 左右；即使在常温下其的去除率 也可达9 0 左右；反应器的c o d 容积负荷可达5 k g ( 3 d ) 以上，上流式厌氧滤 器还具有启动期短、耐冲击性好的特点o 。 ( 2 ) 上流式厌氧污泥床反应器( u a s b ) 英国的水研究中心报道用上向流式厌氧污泥床( u a s b ) 处理c o d 1 0 0 0 0 m g l 的渗滤液，当负荷为3 6 1 9 7 k g c o d ( m 3 d ) ，平均泥龄为1 o 4 3 d ，温度为 3 0 。c 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。 k e t t u n e n 等人用实验规模的u a s b 和混合式反应器对城市垃圾渗滤液在低温 条件下的厌氧处理进行了研究。结果表明：l l4 c 时，两反应器均可实现大于6 0 9 6 的c o d 去除率，2 4 。c 时，1 0 小时的h r t ，1 0 k g c o d ( m 3 d ) 的o l r 的条件下可实 现高达7 5 的c o d 去除率o “。 ( 3 ) 厌氧复合床反应器( u b f ) 实验研究表明，采用厌氧复合床反应器处理垃圾渗滤液，当厌氧污泥趋于成 熟后，当进水c o d 为2 1 7 8 1 2 5 5 2 8 m g l ，b o d 5 为1 4 7 5 0 1 6 1 2 5 m g l ，p h 值为7 5 ， 在水温3 4 。c ，水力停留时间为2 o d ，平均容积负荷为9 5 k g c o d ( m 3 d ) 的条件 下，其出水c o d 和b o d 。的平均去除率分别为8 1 _ 6 和8 8 4 ；李军等利用厌氧复 合床反应器处理深圳市生活垃圾填埋场渗滤液时也有相似的结论，相同条件下， 蘧安建筑释技大举硕学瘟谂文 c o d 和b o d ；的平均去除率可达到8 3 3 和8 8 4 “。 ( 4 ) 获畿辑流扳反应爨( a b r ) 沈耀良簿用a b r 反应器处理苏州七予山生活垃蔽填理场渗滤液帮城市污水 的混合液，结果表明：a b r 可有效改善混合废水的可嫩化性。进水b o d s c o d 为 0 。2 0 。3 跨，凄求b o d d c o d 哥提褰至0 。4 o 6 ；当銮羧负蕊为4 。7 1 k g c o d ( m 3 固 时，可形成沉降性能良好，粒径为1 s m m 的棒状颗粒污泥。各隔藏中的污泥浓 度为2 0 3 8 9 i ，混合废水经a b r 的预处理，大大提高了该废水的厝续好氧处理 设整瓣运萼亍稳定性“8 。 1 4 2 2 2 好氧生物处理 好氧处瑷可有效地降低b o d 。、c o d 和氨氮，还可以去除另一些污染物质如铁、 锰等金震。农好氧法孛又敬延薅瀑气浚溪褥最多，还巍瀑气稳定壤器生豹转盘。 好氧生物处理技术包括：活性污混法、间歇式活性污泥法、循环式活性污漏 法、曝气氧化池、好氧稳定塘、生物膜法等。 ( 1 ) 溪憋污涯法 在垃圾渗滤液的处理中，活性污泥法因其费用低、效率高而得列最广泛的应 用。研究表明，活性污泥熊去除渗滤液中9 9 的b o d ；和8 0 以上的总有机碳。即 鼗遴拳中毒秘获蘸这1 0 0 0 m g l ，污涯受秘穗邃巍缀浚逶疲劳莛簿解终震。在低 负荷下运行的泐l 生污泥系统，能去除渗滤波中8 0 9 6 9 0 9 6 的c o d ，出水b o d ； 2 0 m s a 。 对于c o d 为4 0 0 0 1 3 0 0 0 m g l 、b o d s 为1 6 0 0 l 1 0 0 0 m g l 、n 1 3 一n 为8 7 5 9 0 m g l 豹渗滤滚，滋合式好氧活魏污泥法对c o d 夔去豫率露稳定在9 隔班主“”。 通过提高污泥浓度来降低污泥有机负荷，活性污混法可以获得令人满意的士立 圾渗滤液处理效果。在美阑宾州f a l lt o w n s h i p 污水处理厂，其垃圾渗滤液进水 瓣e 蹶鸯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 ，氨氮免2 0 0 2 0 0 0 m g l 。 曝气池的污泥浓度( m l v s 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 容积有机负荷为1 。8 7 k g b o d s ( 搬3 d ) 时，f m 为0 1 5 o 。3 1 k g b o d # ( k g m l s s d ) ， b o d s 翡去狳率蔻蔼；在签羧有掇受蘅兔0 。3 k 醢。瓣d ) 对，f m 秀0 。e 3 0 0 5 k g b o d s ( k g m l s s d ) ，b o d s 的去除鬻为9 2 。该厂的数据说明，只要适当撮 商活性污泥浓度，使f m 谯0 0 3 0 3 1 k g b o d ；( k g m i 心s d ) 之间( 不宜再高) ，聚 甓活往污援滚够有效圭| 蠹娥毽垃毅渗滤滚“。 西安建筑科技大学硕士学位论文 ( 2 ) 生物膜法 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 膜上能生长世代时间较长的微生物，如硝化菌之类。加拿大b r i t i s hc o l u m b i a 大学的p e d d l e 和a t w a t e r 用直径0 9 m 的生物转盘处理c o d 。 1 0 0 0 m g l ，n h 。一n 5 0 m g l 的“弱性”渗滤液，获得其出水b o d s 2 5 m g l ，n h 。一n 电灌纯一魄生物炭接触氧化床系统 陈卫国等人采用电解催化( e s c ) 组合电生物炭接触氧化床( e b a c o r ) 系统 工艺处联垃圾渗滤波，结果表明：影嚷e s c e b a c o r 工艺的诸多因素中，对处理 效采影响最大的是e s c 的电活性簇化填瓣组分。处理工艺流瑕翔下： 一+一+ 废水卡e c s 卜化学沉淀池卜e b a c o r 卜二沉淀+ 下水管网 ，毒+ 压缩空气 覆 捧混 g c m s 分析结果液明，垃圾渗滤液中的6 4 种有毒有机物经e s c 处理届太部 分毫被矿琵秀e 氇、 l 必蕺降舞为，l 、分子寿撬臻。e s c - e b a c o r 凌绣运行结莱袭饔： 当垃圾渗滤液中的c o d 和n m n 浓度分别在3 0 0 0 0 5 0 0 0 0 m g l 和l 1 0 0 1 7 8 0 m g l 范围时，c o d 和n h 。一n 的去除率w 超过9 0 。”。 1 4 2 3 渗滤滚弱疆经理秘深度处理 渗滤液中由于氨氮和有机物含量极高，邕按采用生化的方法进行处理，会影 响微生物的活性，降低处理效率，所以，对高氨氮渗滤液应进行预处理脱羝，水 楚理工艺孛一般采蠲妖魏法；瓣熬浓疫难舞薅渗滤滚，氇胃采瘸f e n t o n - 滋凝裁 进行预处理。 1 4 2 3 1 渗滤波的预处理 ( 1 ) 氨氮豹唆越装术 吹脱是以曝气的物理方式使游离氨从水中逸出，以降低水中氨氮浓度，常用 作生化处理的前处理方法。因为当b o d j n h r n 1 0 0 ：3 6 时，生物处理达不剥除 氮静婺浓；霜对意浓浚弱氨氮还会 牵翻生物豹涵缝，霞魏謦黉要采用秘纯懿理方 法进行脱氮前处理。溶液中游离氨所占的比例与溶液的p h 德有关，p h 值越高， 水中游离氨越高，氨氮越容易被吹脱除去，此外，温度对游离氨所占比例亦有影 酶。 ( 2 ) f e n t o n 一混凝法 1 4 西安建筑科技大学硕士学位论文 程洁红等以重庆城市垃圾填埋场渗滤液为研究对象，采用f e n t o n 法进行催 化氧化后，投加聚合铁进行混凝沉淀处理。f e n t o n 试剂可使带苯环、羟基、一c o 。h 及一s o 。h 、一n o 。等取代基的有机物氧化分解，从而提高废水的可生化性，降低