（环境工程专业论文）几种新型组合工艺处理垃圾渗滤液的研究.pdf

西南农业大学硕士学位论文摘要 摘要 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 产量也在逐年提高。目前垃圾的处理大都采用卫生填埋，垃圾卫生填埋会大大减少因垃圾敞 开堆放所带来的环境问题，但卫生填埋也同样带来了新的环境问题垃圾渗滤液对填埋场周 围的地表水、地下水、土壤造成污染。垃圾渗滤液是指垃圾在堆放和填埋过程中由于发酵和 降水的冲刷、地表水和地下水浸泡而滤出的污水，渗滤液中不仅含有大量的有机物、无机物、 n h 3 - n ，有时还含有重金属。渗滤液的产生量受水文、土质、气候等的影响，由于渗滤液水质 水量的复杂性。目前国内外还无十分完善的渗滤液处理工艺，目前处理垃圾渗滤液常用的方 法主要包括生物处理法和物化法：常见的生物处理法包括厌氧、好氧及二者的结合，生物处 理对去除氮氮及易生物降解的渗滤液有效，且成本低不易形成二次污染方式；物化处理方法 包括混凝、沉淀、吸附、膜处理和深度氧化法，物化法不受水质水量的影响，对b o d c o d 比值低的难生物降解的垃圾渗滤液较为有效，且许多深度氧化方法如光化学和电化学法还可 提高渗滤液的可生化性。为此本论文借鉴国内外的研究经验，以开发出经济高效、适用的渗 滤液处理技术为目标，研究了几种组合工艺对垃圾渗滤液的处理效果，取得了如下研究成果： 1 直接光照处理 光化学方法因其清洁、高效和可以接受的成本在国内外已引起h 泛的关注。但直接采用 光照降解渗滤液的研究不多见。笔者重点研究了渗滤液在不同p h 、不同c o d c r 浓度、不同 光源照射下的处理效果及有关机理。垃圾渗滤液直接光降解试验结果表明：用高压汞灯、医 用紫外灯光照处理垃圾渗滤液，最佳p h 为3 ：最佳光照时间为4 小时；初始c o d c ，浓度越 低，光照处理效果越好；2 5 0w 高压汞灯和8 0w 紫外灯光照4 小时后，c o d c , - 去除率分别 为3 1 和1 6 。其主要原因在医用紫外灯的强度远远低于高压汞灯的强度。另外，直接光照 对n 卜b - n 处理效果不佳。 2 混凝- t r v f e ( 1 i ) r 艺处理 混凝是一种广泛使用的水处理技术。采用混凝工艺不仅可去除c o d c ，还可去除重金属 和部分氨氮，而且混凝工艺能耗低，f e 盐是广泛使用的混凝剂，f e ( i i i ) ，羟基类配合物还是良 好的光催化剂。将混凝和光氧化两者有机结合处理渗滤液的效果及有关参数有待研究。本研 究采j jf e c l 3 6 h 2 0 作混凝剂，不另加光催化剂来完成光氧化反应。试验结果表明：用于研究 的垃圾渗滤液不需调节p h 即可进行混凝：f e c l 3 - 6 h 2 0 的最经济投加量为5 0 0 r a gl ；在 f e c l 3 6 h 2 0 投加量为5 0 0m gl 。和c o d c , 初始值为4 8 0 0m gl 。1 情况f ，p h 值在4 左右处理 效果最好。u v f e ( i i i ) t 艺在p h4 情况f ，高压汞灯光照4 小时，c o d c r 去除率可达到7 0 ： 比较混凝历补加相同数量f e c l 3 6 h 2 0 的处理效果，结果表明分段补加好于一次补加。 3 u v i i z 0 2 p a c 处理 西南农业大学硕士学位论文 摘要 在光氧化反应中，u v h 2 0 2 一催化剂技术还处于试验、探索阶段。本研究以粉末活性炭作 催化剂，利用u v h 2 0 z - p a c 技术处理垃圾渗滤液，考察了p h 值、h 2 0 2 c o d c , ( 质量比) 、 p a c h 2 0 2 ( 质量比) 、辐照时间、初始c o d c r 值( 包括色度) 等因素对去除垃圾渗滤液c o d o 值的影响结果表明；活性炭用量是一个非常重要的因素，它直接影响处理效率和a 2 0 2 的 用量，这主要是由于活性炭溶出的铁离子与h 2 0 2 形成了“f e n t o n ”试剂：在p h 值为2 、 h 2 0 i c o d c r 为1 2 、p a c h 2 0 2 为1 8 、光照1 8 0r a i n 、水样c o d o 值为1 3 1 3m gl 1 的条件下 可获得9 6 7 的处理效率。此外，垃圾渗滤液中的有机物污染物是在活性炭表面通过吸附催 化氧化和光的诱导氧化被去除的。 4 活性炭，徽波工艺处理 微波对液体中吸波物质的物化反应有强烈的催化作用，而作为固体物质的活性炭对微波 有很强的吸收功能，由于其表面的不均匀性，在微波辐照f 其表面选择性地产生很多“热点”， 因此活性炭常作为诱导化学反应的催化剂。到目前为止，微波处理技术己应用于处理生活 污水、工业废水，但还未见利用微波技术处理垃圾渗滤液的研究报道。本试验采用活性炭一 微波工艺处理垃圾渗滤液，考察了微波功率、辐照时间、初始c o d c ，值、p h 值、活性炭用 量、搅拌时间等因素对去除垃圾渗滤液c o d c r 值的影响。同时采用l 2 5 ( 5 6 ) 正交设计研究了各 因素的综合效应。结果表明，微波功率和活性炭用量是两个可调控的重要因素：在p h 值为8 、 微波功率为5 1 0w 、微波辐照时间为5m i n 、初始c o d o 值为9 2 8m gl 1 条件下，可以获得 9 1 7 的c o d c ，去除率。此外，垃圾渗滤液中的有机物污染物是在活性炭表面通过吸附、氧 化被去除的。 关键词：垃圾渗滤液：混凝法：f e c i z 6 h 2 0 ；h 2 0 2 ：光化学；粉末活性炭；微波辐照 西南农业大学硕士学位论文 摘要 a b s t r a c t w i t ht h ec o u n t r yb e i n gt u r n e di n t oc i t yq u i c k l y , t h ec i t ys c a l eb e i n ge x t e n d e dc o n t i n u o u s l y , t h e i n c r e a s i n go fp e o p l e sl i v i n gl e v e l ，t h ey i e l do ft h ec i t yg a r b a g ea l s oa r er a i s i n gy e a rb yy e a r c u r r e n t l y , h y g i e n et i l l ，w h i c hc a l lr e d u c ec o n s u m ec a u s e db yt h eg a r b a g eo p e nah e a po f p u tb r i n g o fe n v i r o n m e n tp r o b l e m ，i st h em a i nm o a n st op r o c e s sg a r b a g e ，b u tt h eg a r b a g eh y g i e n ef i ua l s o 晰n gt h en e we n v i r o n m e n tp r o b l e mt h a tl a n d f i l ll e a e h a t ec o n t a m i n a t es u r f a c ew a t e r , g r o u n d w a t e r , a n ds o i ls u r r o u n d i n gt h eg a r b a g eh y g i e n ef i l l l a n d f i l ll e a c h a t ei st h ed i r t yw a t e rw h i c hi sp r o d u c e d i nt l e 印p u ta n df i l lc o v e ru pp r o c e s sb e c a u s eo ff e r m e n t i n ga n dd e c l i n i n gt h ef l u s ho fw a t e r , t h e e a r t h ss u r f - 辩w a t e ra n dg r o u n d w a t e r ss o a k i n g , l a n d f i l ll e a c h a t ei sg e n e r a t e da sar e s u l to f p r e c i p i t a t i o ns u r f a c er u n o f f , a n di n f i l t r a t i o no ri n t r u s i o no fg r o u n d w a t e rp e r c o l a t i n gt h r o u g ha l a n d f i l l l e a c h a t ec o n t a i n sal a r g ea m o u n to fo r g a n i cm a t t e r ( b o t hb i o d e g r a d a b l ec a r b o na n d n o n - b i o d e g r a d a b l ec a r b o n ) , a m m o n i a - n i t r u g e n ，h e a v ym e t a l s ，c h l o r i n a t e do r g a n i ca n di n o r g a n i cs a l t s t h el e a c h a t ep r o d u c t i o nd e p e n d so nm a n ya s p e c t ss u c ha st h eh y d r o l o g yo fl a n d f i l l ，t h es o i lq u a l i t y o f l a n d f i l l ，t h e w e a t h e r a n d t h ea g eo f l a n d f i l l s i n c e t h ec o m p l e xo f t h e l e a c h a t e t h e r e i sn o t p e r f e c t t e c h n i q u ea l lo v e rt h ew o r l dt 1 ln o w t h ec o m m o np r o c e s s e sa r ep h y s i c a l - c h e m i c a lp r o c e s sa n d b i o l o g i c a lt r e a t m e n tp r o c e s s t h ep h y s i c a l - c h e m i c a lp r o c e s si n c l u d e sc o a g u l a t i o n ，d e p o s i t i o n ， a d s o r p t i o n , m e m b r a n e ，a d v a n c eo x i d a t i o na n ds oo n b i o l o g i c a lp r o c e s si n c l u d e sa e r o b i c ，a n a e r o b i c p r o c e s sa n dc o m b i n a t i o no fb o t hp r o c e s s e s t h ep h y s i c a l - c h e m i c a lp r o c e s si sn o ta f f e c t e db yt h e l e a c h a t eq u a l i t ya n dp r o d u c t i o n i ti se f f e c t i v ef o r t h en o n b i o d e g r a d e dl e a c h a t et h a th a sal o wr a t i o b e dt oc o d c r ，f u r t h e r m o r em a n ya d v a n c e do x i d a t i o np r o c e s s e ss u c ha sp h o t o c h e m i c a la n d e l e c t r o c h e m i c a lp r o c e s sc a ni m p r o v et h el e a c h a t eb i o d e g r a d a b i l i t yb i o l o g i c a lp r o c e s si se f f e c t i v e f o r t h ea m m o n i a - n i t r o g e n ( n h r n ) a n de a s y b i o d e g r a d e dl e a c h a t e ；f u r t h e r m o r eb i o l o g i c a lp r o c e s s c a n tl e a dt os e c o n dp o l l u t i o na n dh a sl o wc o s t i no r d e rt od e v e l o pl o w - c o s t ，e f f e c t i v ea n du s e f u l l e a c h a t et r e a t m e n tp r o c e s s ，w i t ht h eh e l po fp a s tr e s e a r c he x p e r i e n c ea u t h o rs t u d yt h e o r e t i c a l l ya n d p r a c t i c a l l ya n dp u tf o r w a r dc o a g u l a t i o n p h o t o c h e m i c a lc o m b i n a t i o na n a e r o b i ca n da e r o b i cl e a c h a t e t r e a t m e n tt e c h n i q u e s t u d yo nt r e a t m e n to fl a n d f i l ll e a c h a t eb yp h o t o d e g r a d a t i o nm e t h o d ：t h ep i l o t - s c a l e e x p e r i m e n tw a sc a r r i e do u tt oi n v e s t i g a t et h ee f f e c to ft r e a t m e n to fl a n d f i l ll e a c h a t eb yl i g h t i r r a d i a t i o nm e t h o d t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l ts h o w sa31 a n d16 c o d or e m o v a lc a nb ea t t a i n e d r e s p e c t i v e l ya f t e r4h ri r r a d i a t i o nb yh i g h - p r e s s u r em e r c u r yl a m pa n du l t r a v i o l e tl a m p l i g h t i r r a d i a t i o nm e t h o dh a sn oe f f e c to nt h en h 3 n s t u d yo nt r e a t m e n to fl a n d f i l ll e a e h a t eb yac o a g u l a t i o n - - p h o t o o x i d a t i o np r o c e s s ：i nt h i s 西南农业大学硕士学位论文 摘要 咖d y f e c i ；w a su s e d c o a g u l a n tw i t h o u ta d d i n gp h o t oc a t a l y s tt ot r e a tl a n d f i l ll e a c hi nt h e e x p e r i m e n t t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h eo p t i m u ma d d i t i o nd o s ew a s 5 0 0m gl 1 ，a n dt h eo p t i m u mp h w e r e4 u n d e rt h ec o n d i t i o n so f p h4 ，a d d i t i o nd o s eo f f e c l 35 0 0m g l 。，a n dt h ei n i t i a lc o d c 4 8 0 0 m g l t h e t o t a lr e m o v a l e f f i c i e n c y o f c o d c r o o u l da t t a i n 6 9 8 a f t e r 4 h o u r s i r r a d i m i o n u s i n g 吐峙 h i g h - p r e s s u r em e r c u r yl a m p m o r e o v e r , i f t h es a m ea m o u n to f f e c l 3 w a su s e da f t e rc o a g u l a t i o n ，t h e r e m o v a le f f i c i e n c yo fc o d ow i t ht h ea d d i t i o no ff e c bb ys e v e r a lt i m e sw a sb e t t e rt h a nt h a tw i t h t h ea d d i t i o no f f e c l 3b yo n c e t r e a t m e n to fl a n d f i l ll e a e h a t eb yu v h 2 0 2 - p a cp r o c e s s ：t h eu v h 2 0 2 - p a cp r o c e s sw a s u s e dt ot r e a tl a n d f i l ll e a c h a t e t h ef o l l o w i n gf a c t o r ss u c ha sp h ，h 2 0 2 c o d o ，p a c h 2 0 2 ，i r r a d i a t i o n t i m ea n dc o d o ( i n c l u d i n gc o l o d z a t i o n ) w e r ee x a m i n e d i tw a sf o u n dt h a td o s a g eo fp o w d e r a c t i v a t e dc a r b o nw a sai m p o r t a n ta n dr e g u l a t a b l ef a c t o rw h i c he f f e c t e dd i r e c t l yo nd e c r e a s e e f f i c i e n c yo fc o d e a n d t h ed o s a g eo fh 2 0 2 , w h i c hm a i n l yr e s u l t sf r o m “f a n t o n f o r m e df r o mf e r r i c i o no u to f p a ca n dh 2 0 2 u n d e r t h ec o n d i t i o no f h z 0 2 c o d e 。1 2 ，p a c h 2 0 21 8 ，i r r a d i a t i o nt i m e 1 8 0m i n u t e s a n dc o d o1 3 1 3m gl - ，t h et o t a ld e c r e a s ee f f i c i e n c yo f c o d e rc a nc o m eu p9 6 7 。 i na d d i t i o n ，t h er e m o v a lo fo r g a n i cc o n t a m i n a n t si nt r e a t e dl a n d f i l ll e a c h a t ew a sa t t r i b u t et ot h e c o o p e r a t i o no fc a t a l y s i sb ya d s o r p t i o nw i t hu l t r a v i o l e ti n d u c e do x i d a t i o no nt h es u r f a c eo fp o w d e r a c t i v a t e dc a r b o n t r e a t m e n to fl a n d f i l ll e a e h a t eb yp a c - m i c r o w a v ep r o c e s s ：t h ep o w d e ra c t i v a t e dc a r b o n ( p a c ) 一m i c r o w a v ep r o c e s sw a su s e dt ot r e a tl a n d f i l l l e a c h a t e t h ef o l l o w i n gf a c t o r ss u c ha s m i c r o w a v ep o w e r , i r r a d i a t i o nt i m e ，c o d e r ，p h ，d o s a g eo f p o w d e ra c t i v a t e dc a r b o na n dm i x t u r et i m e w e r ee x a m i n e d a tt h es a m et i m e 。o r t h o g o n a ld e s i g ne x p e r i m e n t s ( l 2 5 ( 5 b ) ) w a sa d o p tt or e s e a r c ht h e c o e f f e c to ff a c t o r s t h er e s u l t ss h o w e dt h a tm i c r o w a v ep o w e ra n dd o s a g eo fp o w d e ra c t i v a t e d c a r b o nw e r et h et w oi m p o r t a n ta n dr e g u l a t a b l ef a c t o r s a tt h ei n i t i a lc o d e ro f 9 2 8m gl 一，9 1 7 o f d e c r e a s eo f c o d e ，c o u l db eo b t a i n e du n d e rp hg ，m i c r o w a v ep o w e r5 1 0w ，i r r a d i a t i o nt i m e5r a i n ， p o w d e ra c t i v a t e dc a r b o n1 5gl i na d d i t i o n ，t h er e m o v a lo f o r g a n i cc o n t a m i n a n t si nt r e a t e dl a n d f i l l l e a c h a t ew a sa t t r i b u t et ot h ec o o p e r a t i o no fa d s o r p t i o nw i t hm i c r o w a v ei n d u c e do x i d a t i o no nt h e s u r f a c eo fp o w d e ra c t i v a t e dc a r b o n k e y w o r d s ：l e a c h a t e ，c o a g u l a t i o n ，p h o t o c h e m i c a lr e a c t i o n ，f e c l 3 6 h 2 0 ，h 2 0 2 ，p o w d e ra c t i v a t e d c a r b o n ，m i c r o w a v e ，u l t r a v i o l e v 第1 章文献综述 中国是一个发展中国家，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，城市垃圾的产量也在逐年提高。据统计，目前城市垃圾正以每年9 r l o 的速度 增长( 蒋海涛，2 0 0 2 ) 。目前垃圾的处理大都采用卫生填埋，垃圾卫生填埋会大大减少因垃圾 敞开堆放所带来的环境问题，但卫生填埋也同样带来了新的环境问题一垃圾渗滤液对周围地 下水、地表水和土壤均会造成严重的环境污染。渗滤液中含有大量的有机物、大量的病菌、 病毒、寄生虫等以及一些有毒有害的物质。由于渗滤液的水质水量的复杂性，目前还无十分 完善的处理垃圾渗滤液工艺。目前，处理垃圾渗滤液常用的物理化学方法包括混凝、沉淀、 吸附、膜处理和深度氧化法。 1 1 渗滤液的产生及危害 1 1 1 垃圾渗滤液的产生 垃圾渗滤液，又称渗沥水或浸出液，是指垃圾在堆放和填埋过程中由于发酵和降水的冲刷， 地表水和地下水的浸泡而渗出来的污水( 陈玉成，1 9 9 5 ) ，渗滤液的来源及相关影响因素( 陶 涛，1 9 9 9 ) 表明：渗滤液的主要来源是降水和垃圾本身含水量，因而渗滤液的产生随季节变 化较大渗滤液的产生随季节变化的规律国外有人报导( m a t t i a s ，1 9 9 9 ) ，在此方面国内也有 人进行了研究( 郝一琴等，1 9 9 7 ) 。 1 1 2 渗滤液的危害 垃圾填埋场渗滤液对周围地下水、地表水和土壤均会造成严重的环境污染( 唐家福，1 9 9 2 ) ， c a l v e r t 曾对距垃圾处理厂渗滤液蓄水池5 1 2m 的一口水井进行长期观察分析，发现其硬度、 钙镁浓度、总固体量和c 0 2 都有增加。德国l a n g 的研究表明距离填坶场4k m 远地表水的水 质明显恶化( 王宗平1 9 9 9 ) 。国外有人报导，渗滤液对含水层的污染不仅仅在于表层，而且 贯穿于6 0m 深的垂直截面( n e v e n k a ，1 9 9 8 ) 。还有人报导了渗滤液中重金属对周围环境及对 其后生物处理的毒性影响( h a r p e r ，1 9 9 6 ) 。关于渗滤液毒性美国和日本等都进行了试验研 究( 齐国启，1 9 9 5 ) 。国内有人报导( 郑曼英等，1 9 9 8 ) r 州市老虎窿填埋场于1 9 9 2 年封场， 但直至1 9 9 5 年其排放的漫出液中b o d 5 、c o d c r 、氮和磷的含量仍然超标，其中以氮为甚。 夏立江等( 2 0 0 0 ) 通过试验研究了渗滤液对土壤铁、锰有效性及地下水质的影响试验结果 表明：受垃圾渗滤液的影响，垃圾场周边土壤有机物含量增加，随土壤有机物含量增加，十 壤中有效态的铁、锰含量增人。垃圾场周边土壤中渗滤液有机物和金属铁、锰共存时火量 的有机物质能活化土壤中的铁、锰，增加其有效性，增强其在- ：壤中的迁移能力，从而造成 垃圾场地f 水较严重的铁锰污染。赵万有等( 1 9 9 7 ) 报导垃圾填婵如不采取防渗措施，垃圾 西南农业大学硕士学位论文第1 章文献综述 渗滤液将对地卜水造成严重污染，主要表现在地下水的水质混浊有臭味，c o d c r 和三氮的含 量高，油、酚污染严重。细菌、大肠菌超标。 1 2 垃圾渗滤液的水质 影响渗滤液水质的因素很多如垃圾的成分，填埋场的水文地质、气候条件等，因而渗 滤液的化学组成变化很大( 张望军，1 9 9 5 ) 。m a u i a s 等人( 1 9 9 7 ) 对渗滤液水质随季节的变化 进行过初探，表1 和表2 分别列出了国内和国外垃圾渗滤液成分的典型数据( 张彤，1 9 9 4 ) 。 表1 - 1 我国城市垃圾渗滤液的水质( m gl - 1 ) 旦! ! ! ! ：! 堕! ! ! g ! ! ! 坚! ! ! ! 巴! 垒生堕! ! 里! ! ! 竺! ! ! ! ! 上海杭州广州深圳台湾某市 c o d c ， 1 5 0 0 8 0 0 01 0 0 0 - 5 0 0 01 4 0 0 - 5 0 0 05 0 0 0 0 8 0 0 0 04 0 0 0 3 7 0 0 b o d 5 2 0 0 - 4 0 0 04 0 0 2 5 0 04 0 0 - 2 0 0 02 0 0 0 0 3 5 0 0 06 0 0 2 8 0 0 0 总n 1 0 0 - 7 0 08 0 8 0 01 5 m 9 0 04 0 0 2 6 0 02 0 0 - 2 0 0 0 s s3 0 5 0 06 0 6 5 02 0 0 - 6 0 02 0 0 0 7 0 0 05 0 0 2 0 0 0 n h a n6 0 4 5 05 0 5 0 01 6 0 - 5 0 05 0 0 - 2 4 0 01 0 0 - 1 0 0 0 p h 5 6 56 6 56 5 7 86 2 6 65 6 7 ，5 表1 - 2 国外城市垃圾渗滤液的水质( m gl 1 ) t a b l e1 - 2w a t e rq u a l i t yo f a b r o a dc i t yl a n d f i l ll e a c h a t e 项目浓度项目浓度 1 一般特性： p h 5 2 8 2p b0 0 0 2 一l2 3 碱度( c a c 0 3 ) 3 7 1 4 0 0 0n i0 0 1 6 1 s s 1 0 0 7 0 0z n0 0 1 1 3 0 t s5 0 0 15 8 0 0 3 氨、磷 2 金属：氨氮1 - 1 7 0 0 c d 0 0 0 0 5 0 0 0 7硝态氢0 1 1 0 a s0 0 0 6 - 0 2 总磷0 6 7 5 b a0 1 - 0 34 有机物 c a2 9 - 4 3 0 0t o cl9 6 2 3 0 0 0 c r 0 0 0 2 1 0b o d ；1 1 - 3 8 0 0 0 c o0 0 1 1 8c o d c r2 0 7 0 0 0 0 c u 0 0 1 0 3有机氮3 - 7 7 0 f e0 3 2 0 5 0 凯氏氮4-762 从表中可以看出：垃圾渗滤液中不仅含有有机污染物，还含有金属和植物性营养物，有 2 西南农业大学硕士学位论文第1 章文献综述 的还含有有毒有害有机污染物。郑曼英等( 1 9 9 6 ) 对垃圾渗滤液有机污染物进行了分析，从 广州市垃圾渗滤液中检出的有机污染物有7 7 种，其中芳烃类2 9 种，烷烃、烯类1 8 种，酸类 8 种，酯类5 种，醇、酚类6 种，酮、醛类4 种，酰胺类2 种，其它5 种。卢洪成等( 1 9 9 7 ) 的报导表明垃圾渗滤液中c o d 口和n h 3 一n 浓度很高，c o d c r 浓度变化大，氨氮浓度变化小。 郝一琴等人( 1 9 9 5 ) 对太原生活垃圾填埋场进行监测分析，得出结论：除p h 和总硬度、铝、 镉、铬的指标未超过国家标准外，其余指标严重超标。其中c o d c , - 、b o d ，、氨氮、总磷、砷 分别超标1 0 0 、1 2 0 、5 4 7 、9 0 、1 2 0 倍。渗滤液的主要水质特征概括为：水质波动大：生物可 降解性随填埋场填埋龄的增加而逐渐降低：营养元素比例失调；金属离子含量高( 蒋海涛， 2 0 0 2 ) 。影响垃圾渗滤液水质的因素主要有垃圾成分、填埋时间、填埋工艺等。由于垃圾填埋 场的特殊性，张志强等人( 1 9 9 8 ) 曾建议将垃圾填埋列为特种行业。 1 3 垃圾渗滤液的控制与收集 1 3 1 渗滤液的产生量控制 一般采取以下方法减少渗滤液产生量( 聂永丰，1 9 9 8 ) 。1 ) 控制填埋区内外地表径流， 按规定设置导流坝和疏导渠将其引走；2 ) 设地下径流导排系统；3 ) 设地表渗入导排：另外， 还可利用机械通风增大蒸发量，减少渗沥流量。建立完善的控制系统是防止渗滤液污染和 控制其流量的有效方法。渗滤液控制系统应具有集排水功能、气体导排功能、渗滤液调节和 渗滤液检测功能( 干琪，1 9 9 8 ) 。良好的选址和加强垃圾填埋场的防渗是渗滤液产生量控制的 行之有效的方法( 肖雪峰2 0 0 1 ) 。 1 3 2 渗滤液的水质控制与防渗 就其水质控制而言，应控制有机垃圾进入填埋场，垃圾经初步分选后，将易腐化的有机 成分分离出来堆肥，以降低垃圾中有机物含量( 郝一琴，1 9 9 5 ) 。为防止渗滤液对地下水的影 响必须做好防渗处理。防渗处理要因地制宜选择不同的防渗方式( 肖雪峰，2 0 0 1 ) ，防渗方式 一般有以下三种：1 ) 天然防渗，天然防渗系统主要在场地的土壤、水文地质条件允许的情况 f 才能采用，即利用一些防渗性好的土壤进行防渗，保证渗滤液不漏到地下土壤中。2 ) 人工防 渗，当填埋场地基不能满足低渗透性设计要求时，一般铺设不透水材料建成人工不透水层，保证 渗滤液不漏到地基中，或者把渗滤液控制剑极少量、从而达到多重保险、减少污染的目的。对 j ：产业废弃物填埋场一般采用聚氯乙烯，而对于一般性的废弃物填埋场则使用合成橡胶、聚乙 烯等。3 ) 天然和人j ：结合防渗，如果场地部分满足天然防渗条件，可采用以上两种方式相结合。 1 4 垃圾渗滤液的物理化学处理方法 垃圾渗滤液化学组成复杂，对环境确 艮大的危害性，在进入水体之前必须经过处理。目前 垃圾渗滤液的处理土要有物理化学方法( 物化法) 和生物处理法。和生物处理法相比，物化 3 西南农业大学硕士学位论文第1 章文献综述 法处理垃圾渗滤液受水质水量的影响小，出水水质比较稳定，尤其对b o d s c o d c r 比值较低 ( 0 0 7 4 ) 2 0 ) 、难以生物处理的垃圾渗滤液，有较好的处理效果。物化法主要有吹脱、吸附、 化学沉淀、膜处理、化学氧化等多种方法。 1 4 1 吹脱 吹脱法( 孙英杰，2 0 0 2 ) 是渗滤液预处理的一种方法主要用于渗滤液中氨的去除，目前 研究较多的是曝气吹脱技术和吹脱塔脱氨技术。 1 4 1 1 曝气吹脱技术 曝气吹脱技术是直接或调整p h 后在调节池或者专门吹脱池中曝气，以达到脱氨和改善营 养比例的作用。国内一些研究者对曝气吹脱技术用于渗滤液脱氨预处理进行了研究( 张建平， 2 0 0 0 ；金明亮，2 0 0 0 ；王小虎，2 0 0 0 ：王宗平，2 0 0 1 ) 。沈耀良等( 2 0 0 0 ) 对苏州七子山垃圾 填埋场渗滤液的吹脱预处理试验中发现，在温度为2 5 5 c ，p h 为i l 左右，吹脱的时间为5h ， 吹脱效率超过8 2 5 。王宗平( 2 0 0 1 ) 等在武汉青山垃圾填埋场渗滤液小试和中山市垃圾填埋 场渗滤液中试验研究表明：曝气吹脱预处理是经济有效的，不仅可以去除氨氯，c o d e ，也大幅 度f 9 6 ，氨氮去除率可达6 8 ，c o d c r 去除率可达7 6 ，而在不曝气的情况下氨氮与c o o c ， 的去除率仅分别为2 7 和2 2 ；陈石( 2 0 0 0 ) 在对穿孔管曝气、表面曝气和射流曝气3 种曝 气方式的研究中发现，射流曝气效果最好，其原因是射流曝气具有较强的传质及切割搅拌的 作用。 王宗平、陶涛等( 2 0 0 1 ) 在工作中将射流曝气吹脱技术用于广东中山市垃圾渗滤液处理 厂改造| t 程中，在调节池前端增加曝气吹脱池，投加石灰调d h ，采用射流曝气使调节池前端 处于好氧状态，d o 为1m g 一左右。改造后的调节池出水经生化处理后出水氨氮 2 5 m g l 达到g b 8 9 7 8 19 9 6 中的二级标准要求。 国内曝气吹脱的研究结果表明：吹脱的时间应保证4 - 5h 但在汽水比和调节p h 方面则 并不相同这是由于研究的初始氨氮与c o d c ，浓度以及出水要求的不同造成的。因为就预处 理的目的与要求而言，曝气吹脱的条件应根据后续生化处理对c n 比要求而调整。因此在曝 气吹脱系统的运行过程中，应根据初始氨氦与c o d c 。浓度及c n 比对运行参数进行调整。曝 气出脱技术存在的主要问题是吹脱气体的二次污染，吹脱气体会造成周围大气环境质景的下 降。 1 4 1 2 吹脱塔脱氨 国内一些学者利用吹脱塔对渗滤液进行了预处理研究( 陈z i ，2 0 0 0 ：夏素兰，2 0 0 0 ；吴 方同，2 0 0 1 ；倪佩兰，2 0 0 1 ) 。吴方同( 2 0 0 1 ) 的研究表明：在温度为2 5 c ，p h 为1 0 5 1 1 0 ， 汽水比为2 9 0 0 3 6 0 0 的条件下，吹脱效率在9 5 以上，c o d c n 的比值得到明显改善。陈石 ( 2 0 0 0 ) 的研究表明在温度为2 0 c ，p h 为1 0 8 ，汽水比为5 0 0 0 - 6 0 0 0 ，水力负荷为2 8 3 m 3 ( m 2 h ) 的条件f 初始氨氮浓度为2 0 0 0m gl 时，去除率达到8 0 p a j ：。倪佩兰( 2 0 0 1 ) 的研究表 4 西南农业大学硕士学位论文 第1 章文献综述 明：p h 在1 0 5 - - 1 1 0 汽水比在2 5 0 0 左右温度在1 0 - 2 5 c 的条件下，吹脱效率在7 0 o 8 0 ， 温度高于2 5 3 2 去除率提高较快。但吹脱塔脱氨除了存在二次污染的问题以外，还存在结垢、 回调p h 、初期投资较大等问题。 1 4 2 吸附法 利用吸附作用进行物质分离已经有很长的历史，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( 隋智慧，2 0 0 2 ) 。在处理垃圾渗滤液过程中，吸附剂主要用于脱除 水中难降解的有机物、金属离子和色度等。张兰英等( 1 9 9 8 ) 用铝土矿吸附渗滤液，有4 8 9 的有机物被去除。f e t t i n g 等( 1 9 9 6 ) 则用活性炭吸附预处理渗滤液。p i r b a z a r i 等( 1 9 9 8 ) 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。试验表明：用生物活性炭吸附处 理渗滤液和高浓度的有机废水具有很大的潜力，废水中总碳的去除量和生物浓度与生物的增 长曲线有密切的关系。y i n g 等( 1 9 8 7 ) 人将粉末状活性炭投入间歇式活性污泥反应器中，由 于降解和吸附同时进行，出水水质明显比两者的单独作用要好，并且费用比传统的粒状活性 炭吸附的费用耍低。活性炭吸附法可以有效地去除渗滤液中的绝大多数有机物，并且适应水 量和水质污染负荷的变化范围比较人，设备简便。但是活性炭吸附过程易受口h 值和水温等因 素的影响，温度越低越有利于活性炭的吸附。 1 4 3 化学沉淀 化学沉淀中的一种主要方法是混凝。常用的混凝剂有硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁等( 周 爱娇，2 0 0 1 ) ，对时间比较短的填埋场的渗滤液，c o d c , 和总碳的去除率一般为1 0 - 2 5 ；而 对填埋时间比较长的填埋场渗滤液，c o d c ，和总碳的去除率可达5 0 - 6 5 。同时阴离子、 阳离子、中性粒子的聚合电解质可作为助凝剂以提高絮凝速度。a m o k r a n e 等人( 1 9 9 7 ) 分别 用三氯化铁和硫酸铝对渗滤液的混凝试验，当两者的投量均为o 0 3t o o ll 1 时，浊度的去除率 分别为9 5 和8 7 ，c o d c , 的去除率分别为5 5 和4 2 ，达到这种最佳效果的p h 值分别为 5 0 和5 5 ，因此他认为三氯化铁比硫酸铝的处理效果好，试验中在采用三氯化铁作混凝剂时， 加入中性聚丙烯酰胺可提高絮凝效果。国内对此也有研究，例如，沈耀良( 1 9 9 9 ) 采用聚合 氯化铝p a c 作混凝剂，焦碳作吸附剂。可有效去除渗滤液中的c o o c ，和各种重金属离子，其 中p a c 的用量为4 0 0m gl _ 1 焦炭8 1 0gl ，c o d c r 的去除率为5 8 9 ，重金属的去除率为 6 0 。色皮的去除率为6 8 ，而铜的去除率几乎为1 0 0 。刘东( 1 9 9 9 ) 对化学絮凝法处理垃 圾的渗滤液进行研究，试验结果表明渗滤液的化。、产絮凝法处理是切实可行的但主要由丁水 力条件等闪素导致该= r ：艺有待进一步研究、改进。 另外，化学沉淀法也可以是向垃圾渗滤液中加入某种化合物，通过化学反应生成沉淀以 达到去除垃圾渗滤液中的有机、无机污染物的目的。例如，垃圾渗滤液中氨氮的浓度较高 对生物的活性有抑制作川，采用空气吹脱会造成游离氨的二次污染，作为调节p h 值的7 i 灰易 西南农业大学硕士学位论文 第1