（环境工程专业论文）垃圾渗滤液生化物化联合处理工艺的试验研究.pdf

攘豢 垃圾渗滤液生化一物化联合处理工艺的试验研究 摘簧 垃圾渗滤液水质复杂、有机物浓度高、氨氮含量高；水质水量变化大。 它鳃处理是藿内外东处理灌点之一。强裁，国内外滏无十分成熟韵完善鼹 处理渗滤液的工艺。 试验以北京市六里屯垃圾填理场渗滤液作为研究对象，将生物法处理 为工艺核心，以物化一生化组合工艺为设计思路。以“曝气吹脱一混凝法” 作为预处理，继而用p a c s b r 法好氧生物处理，最后以“混凝粉末活性 炭吸附”深度处理。确定了“吹脱混凝十s b r + 混凝吸附”的物化一生化维 合处理工艺。确定了各个工序的最佳遮行条件。 “曝气吹脱一混凝法”爝c 0 琊2 作为p h 谣节裁，投翻爨2 l g 尼，欧髓 时间1 0 h ；用p a c 作混凝剂，在废水p h = 8 0 ，投加量5 0 0 m g l ，沉淀澄 瀵l 妇l l n 露竣取得最佳污染物去除效莱。 “s b r 法”在h i 盯为4 2 h ，容积负荷率n v 为1 1 5k g c o d ，m 3 d ，进水p h 控制在7 。8 左右。p a c 投翔量0 。5 氆g 忍，曝气量为9 0 王_ 座的条件下处理效 果最佳。 “混凝一粉末活性炭吸附法”用p 礴作混凝剂，在p 力l o 0 的条件下， 投加量1 2 5 0 m g 几；用k c 一8 7 硬质果壳粉末活性旋( 2 0 0 目) 作吸附剂， j b 康他工大学硕士举位论文 投蕊擞6 9 甩，予混凝慢速搅摊开始4 0 s 时投加，慢遮揽拌( 8 0 疆) m ) 继续搅拌 6 0 m i n 后沉淀9 0 m i n ，处理效果最佳。 鳃合工艺的c 0 玲，b 0 5 n 琢，色度去除率可以达鬓9 7 2 ，9 6 。7 ， 9 9 3 ，9 9 。9 。处蠼后上述揩标可以达到g b1 6 8 8 9 。19 9 7 中生活垃圾填埋 场楚毂渗滤渡一缎摊藏标准。 美鬟溺缱毂渗滤滚，s b r ，姨巍，瀑凝，溪洼炭啜辫 接要 蕈r 嚣a 零m 嚣n 霉o fl a n 转f l 毛ll 嚣a c 珏a 譬嚣t 狂r o u g 珏 i n t e g r a t e dc h e m i c a l ，b i o l o g l c a la n dp h y s i c a l p 颡o c 嚣s s 嚣s a b s t r a c t l a n d f i l ll e a c h a t oc o m a i n sav a r i e t yo fp o l l u t a n t s8 u c ha 8o 唱日n i cm a t t e r ， a m m o n 玩，h e a 、哆| 摭e t a l s ，w h i c ha r eh 主g h 遮c 硷e n 锂戳i o 蕤a n do 建e 糕c h 髓g e w mt i m e ，w e a t h e r 嘲t k s e1 e a dt om ed i 颇c u l 哆i nt r e a t i n g1 e a c h a t e 肋m l a n d f i na n dp o s ea d v e r s ei 埘l p a c to ne f l v i r o 姒n t 弧i ss t u d yw a sc a r r i e do u tt oi n v e g a t et i l e 叠a s i b i l i 移o fi n t e g r a t e d b i 0 1 0 9 i c a la 1 1 dp h y s i c - c h e m i c a l 船锄e n tt e c h n o l o 昏e si n 咖t i n gl e a c h a t e 蠹o ml 黼d 鑫l ls i t eo fl 沁l i t 融i 稳b e 驽遗g 。秘et e e 弧o l 甥i e sa r e “淞c s b r ， p r o c e s s w a sd e 8 i g n e da s仳l em a i n c r 嘲胁e n tt e c h n o l o g y ， “c o m b i n e d a i 卜s 控i p p i 鞋ga n 纛c o a g u l 藤。珏，p 羚e e s sw a s 髓鹾i e d 鑫s 氇ep 一髓a 溉e 嫩羲簟， a n d c o m b i n e dc o a g u l a t i o na 1 1 dp a ca d s o r p t i o n p r o c e 8 sw a so p e r a t e da sm e p o s t - t f e 激l 鞋e 魏ts t e p e x p 。r i m e mf i n dt h eo p t i m a lp r o c e s sc o n d i t i o na n dp a r a m e t e r s ，m o r e o v e r t h ef e s u l t ss 聿l o w e 畦t 董嫩t 圭l ec o m b i n 越雌o f敲卜s 雠p p i n g 黼dc 0 8 9 u l 躐i o n ”+ l i i 北京化工大学硕士学位论文 s b rp r o c e s s ”+ “c o a g u l a t i o na n dp a ca b s o r p t i o n ”p r o c e s sc o u l dr e m o v e 9 7 2 c o d ，9 6 7 b o d 5 。a n d9 9 3 ，n h 3 n ， 9 9 9 c o l o r r e s p e c t i v e l y t h ec h a r a c t e ra b o v ei nt h ew a t e ra f t e rt h et i a 缸e n tc o u l dm e e tm ee f n u e n t s t a l l d a r dg b16 8 8 9 19 9 7 k e y w o r d s ：l a n d f i ul e a c h a t e ，s b r r _ s 仃i p p i n g ， c o a g u l a t i o n - f l o c c u l a t i o n ，p a ca b s o r p t i o n 北京化工大学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导卜， 独立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 论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。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结果由本人承担。 作者签名：童厘莹畦日期： 关于论文使用授权的说明 2 0 0 6 0 6 0 4 学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文 的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北 京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全 部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编 学位论文。 保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在土年解密后适用 本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授 权书。 作者签名：莹盟日期： 导师签名： 2 0 0 6 0 6 0 6 日期： 2 q 9 亘0 6 0 6 第帚绪论 1 1 垃圾渗滤液的产生 第一章绪论 随着城市人口的增加和居民生活水平的提高，我幽垃圾产生的数量也f = | 益增多。 大约从2 0 世纪8 0 年代丌始，卫牛填埋法被国内外广泛采用，它构筑简单、建设和运行 费川低、纠、境保护措施比较完善。8 0 年代术和9 0 年代建设运行的一些垃城填埋场，如 北京阿苏卫、广州大f = 开山、杭州天子岭、上海老港等基本都达到了卫生填埋的技术要 求。然而无论是学期的简易填埋还是现在的卫q ：填埋，垃圾渗滤液的产_ ：和处理是困 扰人们的一个难题【ij 。 ：卫生填埋场的渗滤液主要来源于以下方面：( 1 ) 降水：包括降雨和降雪，它是渗滤 液的主要来源之一。f 2 1 地表径流：是指来自场地表面上坡方向的径流水，对渗滤液的 产生影响也有较大的影响。r 3 1 地下水：如果填埋场的底部位于地下水水位以f ，地下 水就有町能渗入填埋场内。渗滤液的性质和数量取决丁地下水与垃圾的接触量，接触 时削及流动方向。( 4 ) 垃圾含水：随垃圾进入填埋场巾的水分，包括垃墩本身携带的水 分以及从大气和雨水中的吸附量，是渗滤液的主要来源之。( 5 1 有机物分解生成水。 ( 6 ) 覆盖材料中的水分。此外，渗滤液的产生还与填埋操作方式有关，例如与污泥混合 填埋刊，不管污泥的种类及保水能力如何，通过一定程度的压实，污泥中总有相当量 的水分边成渗滤液而流出”j 。 垃圾渗滤液水质檄其复杂，污染物浓度高，因此渗滤液的处理一直是一个世界性 的难题。虽然各国开展研究的时间已较长，但迄今尚无比较切实有效的处理方法。 随着我国城市垃圾卫生填埋场的建设，渗滤液处理站也在不断建设与发展，其处理技 术目前处于多样化，但存在着不少问题，已形成的处理方法有待进一步完善，新的处 理工艺和方法也有待研究丌发。 1 2 垃圾渗滤液的组成 填埋场的渗滤液主要组成成分有以下四粪： f 1 ) 有机物，常以c o d 、t o c 、b o d 5 米计量。 。些含最低但危害大的有机组分如酚等 常单独计量。 ( 2 ) 常见无机金属元素和离子：直c d 、m g 、f e 、n a 、n h ”c 0 32 。、s 0 4 2 ”和c l 等。 f 3 ) 微量会属元素：如m n 、c r 、n i 、p b 等 f 4 1 微生物。 典型城市生活垃圾填埋场渗滤液的成分见表1 1 “ 典型城市生活垃圾填埋场渗滤液的成分见表i 1 h 北京化t 人学f ! i i ! 卜孚吖奠论文 表1 一l 典性城市生活垃圾p 牛填州场渗滤液的n 成( 单位：m g l ) t a b l 一ll h ei n g r e d i e n to f m e1 a n d 栅1 e a c h a i ef r o ml h et y p t i c a lc i i y 1 3 渗滤液的特性 渗滤液有机物浓度很高，氨氮含量高，且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对严重水源污染，并且在渗透的过程中污染周 围的土壤，如果渗流的液体临近农阳，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。李广科，赵山爿【9 】等人进行的亚急性和亚 慢性实验结果表明，垃圾渗滤液能诱发小鼠骨髓嗜多染红细胞微核的形成，且呈明显 的浓度( c 0 d ) 效应关系。在低c 0 d 浓度( 5 m l ) 下，随时间的延长，染毒组小鼠的微 核率和微核细胞率均有显著增加，且垃圾渗滤液与机体接触的时间越长，引起细胞遗 传损伤所需的浓度就越低。r k a u r 等【1 0 1 研究了韩国n 趾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1 2 倍后仍对昆虫胚胎在2 4 h 内可1 0 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。在前些年，由于对垃圾渗滤液危害性的不够重 视，从而造成了止匕严重的环境后果。在我国兰州，垃圾渗滤液的污染使东篙地雁滩 水源地废弃，两俞地马滩水源地部分水井报废；在澳门与珠海市交界处的茂盛围，垃 圾渗滤液使当地河流鱼虾绝迹、农田失收】。 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 年颁向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。 垃圾渗滤液的水质有以下特点：( 1 ) 渗滤液水质十分复杂，不仪含有耗氧有机污染 物，还含有各类金属和植物营养素( 氨氮等) ，如果工q k 部门使用垃圾填埋场，渗滤液 巾还会有有毒有害有机污染物；( 2 ) c o d 和b o d 浓度高，最高l u + 达几万，远远高于 城市污水， + 般来讲，c o d c ，、b o d 5 c o d c ，随填埋场的“年龄”增长而降低，碱度则上 升；( 3 ) 垃圾渗滤液中有机污染物种类多，其中有难以生物降解的萘，菲等非氯化芳香 族化合物、氯化芳香族化合物、磷酸酯、邻苯二甲酸酯、酚类化合物和苯胺类化合物 等；( 4 ) 垃圾渗滤液中含有1 0 多种金属离子，其中的重金属离子会对生物处理过程产 生严重抑制作用；( 5 ) 氨氮含量高，c n 比例失调，给生物处理带来一定的难度；( 6 ) 色 度深且有恶臭，需考虑脱色处理：( 7 1 水质变化大。垃圾中有机物降解生成的低分子物 质，垃圾中的可溶物以及水中的会属离子形成渗滤液水质，因此，其水质与垃圾降解 速度、垃圾成分以及降雨渗透量都有关pj 。 还应注意的一个问题是垃圾渗滤液的成分随填埋时间而发生变化，填埋龄3 5 年 渗滤液中大约有9 0 的可溶性有机碳是短链的可挥发性脂肪酸，其中以乙酸、丙酸和 丁酸为丰要成分，其次是带有较多羟基和芳香族羟基的灰黄霉酸，b o d c 0 d 比值较 高，一般在o 4 o 8 ，氨氮浓度为1 0 0 0 l n 1 左右。随着填埋时间的延长，挥发性脂肪 酸逐渐减少，而灰黄霉酸类物质的比重则增加。这种有机物组分的变化意味着 b o d c o d 的卜i 降，即渗滤液可生化性的降低。随着填埋龄的增加，渗滤液的b o d c o d 比值逐年降低，有机污染物的可生物降解性越来越差，其b o d c o d 比值一般为o 1 o 2 ，氨氮浓度反面增高，此时的处理目标以氨氮的去除为主【4 。5 】。表l 一2 列举了渗滤液的 几个水质指标随填埋场场龄变化而变化的资料，可以看出，随着填埋时问的增加，无 论是p h 值、c o d 值还有可生化性等都有明显的变化。 表1 2 渗滤液c o d 浓度及特征随填埋场“年龄”的变o t a b i el - 2t h ec h 蚴g eo f c o dc o n c 蜘位呖o n 卸df 毫a n 聃a l o n gw i mm e1 锄d f i l la g e 国外的研究表明创，由于垃圾填埠场所处的地理环境、垃圾的成分、填埋的时间 等复杂因素的影响，各个垃圾填埋场的渗滤液组成是各不相同的。特别由于国内外垃 圾的分类、收集等途径的不同，造成国内外渗滤液水质没有一定的可比性。相比较来 说国内垃圾渗滤液的成分更为复杂。表l - 3 。列出了国内渗滤液成分的典型组成。 表1 3 我国城市垃圾渗滤液的性质( m l ，p h 除外) 北系化丁人学坝1 岸位论文 塾! 塑! ! ! 塑! ! ! 翼! “o f 氇el a n d l ll 姻c h a t eo f 壕ei n t e m a lc h y 1 4 网内外垃圾渗滤液处理技术与处理工艺 黧内终对垃城渗滤渡豹处理试验骚突及实践王 乍已避行了多年，楚理方法有回滋 法、土地处理、与城市污水合并处理、生佬鲶理、物纯处瑷等2 0 多；睁。 l 。4 1 娥圾渗滤液她避技术 1 4 1 1 渗滤液回瀵法 袋鲻渗滤滚飘灌技术不壤黥洚低渗滤波中靛c o d 浓瘦，麴块垃圾巾蠢班臻豹游 解，掇高垃圾的溶解速度，丽嚣。有利于减少蟪圾中有机质的含量，同时不影响e o d 浓 度的稳定。 何厚波等人【1 2 发现，对回灌渗滤波中有机物豹去除效果隧垃圾堆体离发的增加丽 蘩翻，并且送入逾圾堆俸静寿税受蘅不篷无限镧静增翱，否粥会羧坏渗滤液嚣灌系统。 希腊d e v a n 报道，一种处于酸性降解阶段的垃圾渗滤液，其c o d 为6 9 4 0 0 r n l b o d s 为3 6 5 0 0 m l ，b o d 5 c o d = 0 5 3 ，n h 3 一n 为1 2 6 0 m l 经回流循环处理，c o d 竣少9 0 以上，b o d s 减少9 8 ，转0 d ，c 0 d 酶至0 + i ，p 馕从6 秀毫到8 3 ，但是惑氮的 平均浓度增加了3 0 ，可能是由于垃圾中含氮化合物的降解造成的。可觅循环隧灌是 种非彻底的处理方法。 1 4 1 2 生物处理秀法 ( 1 ) 好氧处理方法 4 好氧处理包括活性污泥法、曝气氧化塘、稳定塘、生物膜，滴滤池等。好氧处理 可有效地降低b o d 、c o d 和氨氮，还可以去除铁、锰等金属 美国和德国几个活性污泥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，活性污泥法可以得到令人满意的垃圾渗滤液处理效果。m a r d 报道【”1 ， 对于c o d 4 0 0 叽1 3 0 0 0 m l 、b o d 5 1 6 0 0 1 】o o o m l 、n h 3 一n8 7 5 9 0 m l 的渗滤液， 混合式好氧活性污泥法对c o d 去除率可以稳定在9 0 以上。r o b i n s o n l ”l 模拟了连续 流活性污泥法对高浓度渗滤液的处理能力，结果表明：当s r t 三1 0 d 时，出水中b o d ； 2 0 m l ，c o d 1 5 0 m l ，f e 、m 昏z n 去除率分别大于9 8 、9 2 和9 4 ，运行 温度从1 0 降至5 ，对系统运行不会产生明显影响。 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 能生长世代时间比较长的微生物，如硝化菌之类。加拿大的c p e d d i e 和j a t w a t 盯用直 径0 9 m 的生物转盘处理c o d 1 0 0 0 m l ，n h 4 + n 5 0m l 的渗沥液，其出水b o d 5 2 5m l ，n h 4 + 一n 1 0m l ，但是该法是否适宜于各成分浓度相对较高的渗滤液， 尚有待研究”j 。 膜生化反应器m b r ( m o d u l eb i 0 1 0 9 i c a lr e a c t o r ) 是生化反应器和膜分离相结合的 高效废水处理系统。申欢口6 j 等人采用膜生物法对垃圾渗滤液经u a s b 预处理的出水进 行了降解试验，结果表明，m b r 对c o d 的祛除率为7 0 8 5 ，对氨氮的祛除率为 9 0 9 9 8 ，对总氮的祛除率为5 0 一6 7 ；膜通量与运行时间呈幂函数关系；滤饼层 阻力在总阻力中占的比例最大：无机型膜污染阻力远大于有机型；酸洗对膜的清洗效 果要好于碱洗。 美国、加拿大、英国、澳大利亚和德国的小式和中式生产规模的研究均表明，采 用曝气氧化塘能获得较好的垃圾渗滤液处理效果。d 0 1 l e r e r 等用两种序批式生物膜 反应器( s s b r ) 分别对不同地区的渗滤液进行了处理，在1 2 h 的周期中，能达到6 8 的去 除率，且在盐度和有机物浓度波动较大时，处理效果均比较稳定。c ，p c d d j e 等用直径 o 9 m 的生物转盘处理c o d 5 0 r n l ，n h 3 一n o 1 m l 的“弱性”渗滤液，其出水 b o d 5 2 5 m l ，n h 3 - n o 1 m l 。 问歇式活性污泥法又称序批式活性污泥法，简称s b r 法。它是将均匀水质、曝气 氧化、沉淀排水等功能集于一体的周期循环活性污泥法。s b r 法与其他连续性活性污 泥法相比，它不仪工艺系统组成简单，而且有其优越的工艺特征：( 1 ) s v i 值低，污泥 易于沉淀，在一般情况下，不产生污泥膨胀现象；( 2 ) s b r 池集多种功能于一体，占地 少、建设费用和运行费用都较低；( 3 ) 通过对运行方式的适当调节，有利于脱氮除磷。 s b r 法的这些特点正适合处理垃圾渗滤液的需要。 张望军和王国盟i 采用单池s b r 技术对城市垃圾填埋场渗滤液进行处理时，c o d 北墩化l j 人学f ! 1 学位跄殳 的去豫率为s 7 3 2 9 s 9 6 ，b o 耠s 啻毫去除率为9 5 2 2 9 9 3 3 ，n 鞋3 n 的去豫率为 9 0 6 9 9 9 3 4 ，达到围家排放的标准。 谢可蓉等1 1 9 】采用s b r 法作为= 级生物处理对汕头市油廊埠2 0 洲d 垃城渗滤液进 霞浚臻，缝蘩表胡：s 转r 法对垃擞渗滤滚申c 。秘b 0 巍懿去豫鸯曼餐效栗。当躁 气时问为4 1 2 h ，c o dc ，、b o d 5 、氨氨浓度分别为2 0 0 0 0 2 5 0 0 0 m l 、1 0 0 0 0 15 0 0 0 m l 、5 0 0 m l 时，其去除率分别为8 5 9 5 、9 0 9 5 、6 5 8 0 ， 显稳定瞧缀强，但其蹬东仍霰避步处理。灵活、逶度地调节s b r 法的鼹气对间， 能使s b r 法作为一霉孛器常稳定有效静二级生纯法应用予商浓度垃圾渗滤波鲍治理工 艺中。 a h m e tu y g u r ，f i k r e tk a r g i 研究用五步s b r 法处理赢e o d 含量的垃圾渗滤液。 其方法楚将渗滤滚滋行颈整理掇淹氨蠢豹去狳效巢并将经鞭处理懿渗滤滚与藏枣生 活污水游体积混合，加入1 班的活性炭颗粒，然后采用五步s b r 法进行生物处理， 经2 l 小时处理后c 0 d 、n h 3 - n 、p 0 4 p 去除率可以达到7 5 ，“和4 4 。 c a s s 生物姓瑷法是爝甥覆环滔链污泥法黔蕊豫。是在s b r 基础土改避冠袭豹。 孙孺强等 2 1 】巅用c a s s 工艺处穗盘锦市垃圾鲶理厂渗滤液，设计c a s s 沲工作周期 为2 4 h ，其中进水5 h ，曝气2 2 h ( 含进水s h ) ，沉淀l h ，排水1 h ，混合液浓度 ( m l 8 s ) 4 5 0 0 m l ，摊出比1 ：1 0 ，b o d 5 负荷o ，1 7 k ( k 蝴l s s d ) 时，缀c a s s 稀 释磊遴行楚理，c 盼为l2 s 2 m 毛，b o 趣为9 6 8 m l ，鬣懿4 2 m 彩l 辩，蓑去狳率 分别为8 4 9 1 、9 8 + 8 3 、9 0 9 6 ，达到设计出水永质。 圆援鬟生麴处理 厌氧生物法包括上流式厌氧污泥床( u a s b ) 颗粒污泥反应床( e g s b ) 、厌氧间 歇性廖批式反应器( a s b r ) 、魇氧折流板反成嚣( a b r ) 釉厌氧生物滤池等。 鸯籍拿大兹k e 黼撼v 等f 2 2 溪阏欷懿u a s b 纛遥续豹u a s b 她瑾垃圾渗滤液、其囊芬菠 围在o 6 1 9 7 k g c o d ( m 3 d ) ，在中低负荷范豳内，两者的处理效率大致相同，在高负 荷范闭内连续的u a s b 比删歇的u a s b 更为有效。在高负荷下为保证间歇式u a s b 的爪 常运行，其污淀负弦不超过3 9 c o 搿g v s s d ) 。 申欢等1 2 3 】采用上流式厌氧污淀床( u a s b l 处理城市垃城渗滤液，结聚袭瞪：在隶力 停留时间为】6 d 和容积负荷为】1 5 7 1 8 妇c o d m 3 d 的祭件下，c o d 的去除率为6 0 t 扣8 5 ，且去除率随水力蓐留时间的延长和负荷的增加耐增加。 沈耀良等l 瑚聚嗣a b r 蹩程城市污东与麓激壤壤绣渗滤波混合废承，褒骥a 8 襄胃套 效地改善混合废水的可生化性，谶水b o d s c o dc ，为o 2 一o 3 时，出水可提商到o 4 0 6 。 混合废水经a b r 的颧处理后，大大促进了废水进一步好氧处理的运行稳定性。 6 h t i m u e 等j 比较了a s b r ( 捩筑闯歇程序批式反应嚣) 和a h b f ( 厌氧混合床过滤系 统) 刈垃圾渗滤液的处理效果，其中厌氧混合过滤床由一个位于卜部的上流式厌氧污泥 反应器秘一个位于上部的厌氧生物滤膜组成。骈究发现这两年中方法均能在不调节d h 谯 及不颥楚簿瓣帻撮下有效处理垃浚圭粪舞场渗滤滚。在有橇受蔟为2 8 k 霞0 c 蠢m 3 。秘，承 力停留时洲为1 5 d 时，a s b r 法的t o c 去除牢达到7 3 9 ：而在有帆物负荷为 1 2 k 馨t o c “m 3 d ) ， f r t 为2 4 d 时，a s b f 法的t o c 去除率能达到8 1 4 。 1 4 1 3 物理化学方法 物化法主要有活性炭圾跗、化学沉淀、密艘分离、化学鬣化、化学还原、膜渗枥、 汽穗、瀵式氧纯等多秘方法。积生裙法褪魄，物化法受承溪、东量交健影睫夺，篷东 水质稳定，尤其对b o d c 0 d 较低而难以生物处理的垃圾渗滤液有较好的处理效果。 由于物化法处理费用较高，一般用于渗滤液预处理或深度处理。 f 1 ) 化学混凝法 希腊的m ，l o i z d o u 等人 2 ”进行的化学混凝法处理垃圾渗滤液的小试表明，进水 c o d 为隼0 0 乳8 5 0 0 m l ，b o d ，e o o 为秘0 。2 0 ，羯磊获蘑合f e s 瓯终为淹凝剂，可去除 3 9 的c o d ，铝揣混凝效果较麓，但去除率也达到3 1 。 蒋建国等人f 2 8 】用聚合氯化锻和聚丙烯酰胺，复合混凝荆( 9 0 p a c + 1 0 p a m ) 及试蠢淑( 一转轰聚耱) 等毒耪瀵凝裁在不霹鹣p 蓬瑟苓羁懿羧鸯簦羹戆壤况下，对垃圾渗 滤液c o d 的去除效梁进行了比较分析。垃圾渗滤液原液c 浓度为3 9 2 7 m l 。实验绻 果为，在p h 值5 5 和8 时，复合混凝剂投加量为4 0 0 m l 时，对c o d 的去除举分别为3 8 ，6 3 和3 7 8 4 ；试剂a 在p h 为8 ，投加量为l o o r n l 时，对c o d 的去除率达碧i j 3 9 8 5 。 淀耀良等| 2 毒瓷鬻聚合氯化锯俸为瀛凝裁，焦炭作为啜辩翔。可浚鸯效去豫渗滤液 中的c o d 和重金属离子。当聚合氯化铝的用赞为4 0 0 m l 、焦炭为8 l o l 时，c o d 去除率为8 9 ，重会属的去除率为6 0 ，色度的去除率为6 8 ，并h 铜可以完全 去玲。 t a ts i 等【2 8 】用硫酸铝和氯纯铁处理渗滤液，对早期的渗滤液，其c o d 去除率为2 5 一8 ，最佳铝黼投加量为3 l ：对稳定的渗滤液，其c o d 去除率可达7 5 ；当 p h 调整为l o ，溉凝剂离子浓度达到2 l 时，c 0 d 的去滁率为8 0 。 a n a s t a s i o sl ，z o 曲o d i s 等翻爝生物絮凝裁深度链瑾生貔经理后的垃 i 乏渗滤滚。在 p h 中型( 7 7 ，5 ) ，投加量2 0 m l 可以去除立圾渗滤液中8 5 的腐殖酸，与传统聚合 氯化锱、聚合氯化铁等无桃絮凝剂去除效果棚当【2 9 j 。 北束化t 人学坝l 、学位论_ ! ；l ( 2 ) 暇辩法 e v 黼d i a m a d i p o u l o s 用絮凝，活性炭吸附，氨畋脱组合工兰：处理c o d 1 1 4 1 m l 戆避，圭貔辫鼹弱主立圾渗滤液，萁c o d 豹兹豫率达7 3 冁芏蠢。g 舯u a l 疆。弱垃圾渗滤滚 活性炭吸附实验显示，渗滤液的c o d 去除率为5 5 ，色度基本上可以完全去除。但 活性炭价格高，缺芝一种简单、缀济、有效的活性炭再生方法，故其推广使用也受到 袋利旧。 b e m dm o r a w e 等利精柱状活性炭畈随处臻生物处理后垃圾渗滤液。裘嘲活性炭黯 牛物处理后残余难生物降解物质和a o x 具有鼎著的去除效聚，可以达到o 5 m l 的 水平【3 0 】。 ( 对光催化法 弓晓峰i ”1 等毳珏突了以固定秘髓0 2 为摧化荆光缆化降勰垃圾渗滤液中肖搬污染物 的可行性。研究表明，c o d 为4 1 8 m 鲈。的垃蔽渗滤液经4 w 离莲汞灯光照3 0 n 妇，c 的去除率和u v 3 3 5 脱色率分别为4 4 3 和7 5 0 。光照时阳j 6 0 m i n 时，c o d 的去除率和 u v 3 3 5 脱色率可提商至5 4 和9 0 。光照3 0 m i n 后与活性炭槛联用，c o d 的去除率和 u v 3 3 5 脱色率分弱掇舞弱6 8 + 3 耧8 霹6 。 光催化氧化法对污水中有机污染物有很强的氧化能力，而且设备简单，运行条件 温和，无二次污染；t i 0 2 粉也可以回收利用，所以本方法柱厢于垃圾渗滤液的深度处 理有缀好匏应弱兹聚。 ( 4 ) 氯化法 滠式氧倔法 在意大利有人将渗滤液用渝式氧化法进行颟处理，然藤进行生物处理，小试试验 和生产性试验表明，渗沥液的b o d 5 c o d 值经湍式氧化法预处理后，从0 3 s 提高到o 8 8 ， 难，橼终艇有瓿物瓣去除率达到8 7 粥j 。 电化学氧化法 电化学氧化法谶柬也被发展成为处理垃圾渗滤液的一种方法，此法邋于处理难处 理的污染物f 如苯胺、e d t a 等) ，能去除色度，具有高效、操作容易等优点。据c h i a n g l i 巍o n 馨报道，c 为4 0 5o o 鼬l g 盈，b 0 貉为1 0 m b ，b o d 愆终为0 。2 ，氨 约为2 1 0 0 3 0 0 0m i ，氯2 5 0 0 i i l g ，l ，电导率2 s o o o p s 锄的躯化性差的渗滤液经电化学 氧化处理，在电流密度为1 5 a d m 2 时，投氯掇为7 5 0 0 m l ，用有三元索s p r 氧化膜覆 蘧的铰阳极电解4 h ，c o d 的玄除率可达9 2 ，约2 6 0 0 m g l 氨l 瓷完全被去除”。 氧化剂氧化 张跃丹1 州以活性炭作僚化刹、h 2 0 2 像氧化刹处理垃圾渗滤液的试验结果表明，在 童2 铙，c o d = l 5 、活性炭愆2 晚一0 6 ，弗夔为2 瓣条髓。f 及应w 在1 8 0 m 撼肉完成，对e 0 蚤 色度的去除率分别为8 2 8 和8 5 5 ，目可使臭味消失，比f e n t o n 试剂法处i 币渗滤液效 粜好。 5 ) 膜渗析法 袁维芳i l6 】比较了八枣| 一型号的反渗透膜对垃圾渗滤波的处理效果的研究实验得出： 醚酸纤维素貘走最佳膜耱褥，该鼷在绦涯产零达到国家缓蓑 藏禄准 ( c o d 9 5 、n h 3 n 三9 0 。 卢平，张秋云f 2 6 】等人研究了用吹脱一缺氧一好氧工艺处理含高浓度氨氮的香港某垃 圾填埋场的渗滤液。结果表明，吹脱条件控制在p h = 9 5 、吹脱时间为1 2 h 时，吹脱预 处理可去除废水中6 0 以上的氨氮，再经缺氧好氧生物处理后对氨氮和c o d 的去除 率 9 0 。 1 4 2 2 物化+ 生化处理工艺 一些填埋场采用物化组合方法处理场内的渗滤液，这种组合工艺处理工艺简单 快捷，出水水质稳定，但是处理成本比较高。苏州七子山垃圾填埋场 4 ”在填埋场内建 设具有调节功能和适应性强的物化处理设施进行预处理，去除渗滤液中的重金属离 子、c o d 和n h ，一n ，为合并处理创造良好的条件。物化预处理后，进入城市污水处理 厂与城市污水合并处理，可利用其对水量的调节及对水质的缓冲作用，而获得较好的 处理效果。如图1 1 所示处理工艺方案。 北京化t 人学f 0 ；! i ，学位论文 r 一 r 广1r 广 i 一竺：型! 竺_ l 竺兰竺竺j 争 兰竺兰兰| 争l 竺鲞竺鉴p l ! ! 查竺竺二l 图1 。l 苏州七于山垃圾填蜱场渗滤液处理i 蕊方案 f i gl 一“i l cp r o c e d u r ep l a no fl h eq i z i s h a n1 a n d i 棚1 1 e a c h a t em 咯t n l e l l tp r o j e c t 邓国志m l 等对杭州市天子岭垃圾填埋场渗滤液进行中试试验，结果表明采用 ”u a s b 与a m t 相串涟的二l 艺是行之有效的。各项指标均达到了设汁要求c o d c r b o d ， s s 去除率分别达到了9 3 ，9 7 和8 5 炭右。 踩立杰等p 霹对沈阳赵家沟垃圾填堙场渗滤液殛瑾研究，对了：c o d c r 筐范滏在 5 0 0 0 一一1 2 0 0 0 m l 的渗滤液，利用化学絮凝法先降低渗滤液的c o d 提高其可生化性， 然后利用s b r 法对渗滤液进一步处理，效果良好，各项指标均可达到要求排放标准。 庄生龙等p 4 】硬究了垃圾渗沥滚，在“蠹电熬+ 获氧+ 爵襞”缀舍工艺下瓣娃瑾教暴及 其影响因素。结果表明，“内电解十厌氧+ 好氧”组合工艺，应用在高c o d 、离氨氮( c o d 为l0 0 0 0 9 0 0 0 0 m l ，氨氮 6 0 0 m 虮) 生活蟪圾渗沥液处理中，具有较商的c o d 和 色度去豫率。在全工艺流程下c o d 麴去除率这戮9 9 以上，氨氮去除率逸剿9 溉以上。 范洪渡等p 都采稍承解酸亿s b r 法漏凝沉淀复合工艺对城市垃圾渗滤液进行处理+ 确定水解酸化、s b r 法和混凝的缎佳运行参数。结果表明，当进水c 0 d c r1 7 2 0m l 、 n h 3 划1 2 7 1 6 m l 时，通过该系统处理后，出水c o d l 4 8 1 4 m 班、n h 3 - n 1 2 1 2 m 己，d 整去狳率达裂9 l1 2 ，獬3 泰去豫搴遮9 0 毒，达翻较簿熬去豫有辊鐾移黢 氮效聚。 尚爱安【4 6 1 针对土立圾渗滤液的氛氮，c o d 、难降解物质浓度高等特点，开发了磷酸按 镁沉淀法f m a p ) 聪氮茨氧，好氧生物处理混凝组合工艺娥毽垃圾渗滤滚粒毅技术， 研究了不同单元的伟精及影弼魏瑷效果的霹索。实验结暴表明：齑浓度竣缀渗滤液经缀 合工藏处理后，其c o d ，b o d ，n h ，* n ，e 2 6 0 的去除率分别为9 7 5 ，9 9 2 ，8 7 2 ，7 5 3 。 s h e n gh 。l i n 等1 4 7 j 针对晚期垃圾填埋场垃圾渗滤液进行了化学一嫩化联合处理 方法鹣磁究。结暴袭翡，邀 乏学一f e n 协狂法+ p a c 灞凝法戆秘绽颈整理工芑与s 酞疆会 处理土盘圾渗滤液，有良好的c o d 、n h 3 一n 、磷、色度去除率。出水可以达至排放标准。 1 5 存在问题及研究动商 1 5 1 存在闻题 渗滤滚承曩鹃影峨邃素舂缀多，填淫鹃壤激缝分、当蟪瓣逮理繇境、缝凄条传、 气候因素以及生产力水平等都能影响到垃圾渗滤液的性质；不同的垃圾填埋场的水质 应根槲具体地方具体分析。表l 一4 列出了北京市填埋场垃圾渗滤液的水质的基本状 第章绪论 况。 表卜一4 北京f i 填州场渗滤液水质望；奉状况【8 7 1 t a b l el - 4l h e b a s i cc h 啪c t e ro f t h e1 a n “1 11 e a c h a t ei nb 蜘i n gc i t y 项目数值范同 b o d 5 f m g ，l ) c o d c r ( m l ) 色度( 倍) s s ( m l ) 氧氮( m g ，l ) d h 5 0 0 l o o o 2 0 0 0 4 0 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0 1 0 0 1 5 0 0 i o o o 3 0 0 0 7 8 从表中可以看到北京市填埋场的渗滤液c 0 d 相对于国内填埋场c o d 平均水平 低，但是氨氮的浓度比较高，在2 0 0 0 4 0 0 0 m l ，像六里屯填埋场的渗滤液氨氮浓度 年平均在2 6 0 嘶l 以上。 目前北京市已建成的垃圾卫生填埋场的垃圾渗滤液处理方法只有生物法中的氧 化沟法和回灌蒸发法两种。现行的垃圾渗滤液处理方法均存在定的问题，氧化沟法 由于北京地区降水主要集中在7 9 月，垃圾渗滤液全年产生不均匀，水量和水质不 稳定，造成氧化沟法处理效果差，出水水质难以达到排放标准。回灌法虽可使垃圾填 埋场污水达到零排放，但在渗滤液蒸发过程中产生恶臭，严重影响到周围环境卫生和 操作人员的工作环境。 对一个填埋场的垃圾渗滤液处理，应根据其具体的渗滤液水质，在经过小试、中 试，找到适合的处理工艺及工艺参数后，进行工程设计。本实验处理的垃圾渗滤液是 北京市六旱屯垃圾填埋场的渗滤液，这个填埋场位于北京市西北郊的山前冲洪积扇 上，南侧1 5 k m 处为北京市重要的供水水源京密引水渠，周围地区是首都优质地 下水补给区，并且距离2 0 0 8 奥运场地中心一带居民住宅小区比较近。现在j b 京正处在 迎接奥运会的关键阶段，保证北京环境优美，确保人民身体健康，实践“绿色奥运”， 六罩屯垃圾填埋场渗滤液的有效处理显得尤为重要。如今，六罩屯垃圾填埋场渗滤液 的处理问题已经引起有关领导和整个城区居民的热切关注，寻找处理六里屯垃圾填埋 场渗滤液的切实有效的处理工艺是显得非常重要。 1 5 2 研究动向 针对渗滤液的特点和性质，解决在处理过程中存在的问题和困难，近年来在垃圾 渗滤液的处理处置研究方而有了新动向和新进展。主要表现在以下三个方面： 靶京 艺t 夫学蛾l 。学位论文 ( 1 ) 将些水处理工艺中高效新颖的处理方法应用到垃圾渗滤液的处理。p ，以期 改善处理效果。水处理研究者i f 在研究那些既能使处理后的出水更洁净又能节省投资 秘运行费臻戆麓王艺、瑟系统、瑟墅设器。螽将骥技零、= l ；蹇辩生貔貘法、毫纯学戴继 法、蒸发技术等各种新工艺、新方法开发应用于渗滤液处理方面。将特效药剂用于渗 滤液处理方面，使渗滤液处理j ：艺简单化，如化学氧化、各种高效混凝剂、脱氮及去 除重金属和畜褒物质的药剡。 ( 2 ) 处理流程由革一工艺向多元j ：笼组合发震，充分发挥各：。l ：麓的优点，觏长补 缎，组合使用，这也是目自u 垃圾渗滤液处理的新思路。单一工艺往往只能在某一水质 指标上取得较好处理效果，丽对其他方砸l 处理效果不理想，可使用多种- t 岂，对垃圾 渗滤波劳缀分步处理，袋出东蔷王燹疆栎弼达鬓撵放搽潦。 ( 3 1 考虑到经济性和可操作性，今艏的城市垃圾处理的新动向一生物反应器技术 填埋场在合理的闩覆盖层和布水系统设计下，其操作方式还是以渗滤液的回灌为主， 蜒在设计稠运行时存在一个最佳佬阕题，曩翦回灌法处理在我国及颡於工程技术应用 上丽i 瓷着酮灌的水力负荷、有枫负荷、阐灌次数、酗灌量、圜灌方式等诸多设计参数 的确定问题，其水质水量平衡为最关键的问题。 1 6 本课联矫究的主要内容 本课题研究的主要内窬包括以下几个方面： ( 1 垃圾渗滤波吹聪一滋凝预处理试验磷究，确定最佼嚣剂秘类粒王艺参数及獒处理 效果； ( 2 ) 研究好氧( s b r ) 工艺对渗滤液的处理效果，并确定其最优处域参数及处理效果i ( 3 ) 研究混凝一吸附工艺的对渗滤液进行深度处理的处理效果。_ i 鼹过比较，确定最佳 药裁跨受精最侥工艺参数黻及憝瑗效粟； “) 研究“吹脱，混凝法+ s 嚣r + 混凝吸附法”的工艺飙合处理垃圾填埋场渗滤液的处 理效果。 第一章 口j 段滓滤澉吹脱一混榭顺处埋技术试骏圳j 第二章垃圾渗滤液吹脱一滋凝预处理技术试验研究 2 。l 预处理工艺鞭理 2 1 - l 吹脱原理 污水中静氨氮，丈多以氨离子 强+ ) 和游离氮 翟黾敬形式存在，莠在水中操持翔 f 平衡关系： j + 2 0 铮_ h 3 + 日、0 式( 2 一1 ) 这个平赘关系受至p 蘧翡影溺，当龌壤离避，污隶中游离氨豹邃镄耀大。承中游 离氨的比例可由式( 2 2 ) 计算： 1 憾2 _ 亩矿 式( 2 2 ) 彭8 ( 程：) 式中足。氨离子的离解常数 o 时为8 2 9 lo - 1 l o 瞬为1 8 6 0 。1 0 2 0 时为3 9 8 1 0 郴 壤攥这令关系式，游离氯熬瘁尔毙寂p 瓣馕、拳渥黪荧系霉疆终毒戆线盈2 1 。雯l 图所示，水温为l o 时，p h 值为7 左右时氨氮大多数默氨离子状态存在、而p h 值为1 1 o 时，游离氨占9 4 9 。 气 ： 要 一 。= 搿 峨蓠 蕊 了 嚣拿 i 0i il 芝 p 麓壤 图2 - i 游离氨浓度与水温和p h 值的荚系 f i g 2 - lm er e i a t i o no f 詹e en h 3 nc o n c 釉t f a t i o n 谢t hm et e m p e 张t u r ea n dp h 黪珀酌埒弛如0 北京化t 人学坝l 学位论文 当水的p h 值升高到1 1 o 时，水中的氨氮几乎全部以n h 3 形式存在，若加以搅拌、 曝气等物理作用可促使氨气从水中向人气中转移。 目前工程上采用的脱氮方法除生物方法外，还有氨吹脱法、折点加氯法、离子交 换法、沸石吸附法、化学沉淀法等。但用于处理高氨氮浓度的垃圾渗滤液，应用较多 的还是氨吹脱预处理脱氯。氨吹脱法处理渗滤液，不仅可脱掉其中大量的氨氮，还可 去除部分苯酚、氰化物、硫化物及其他难生化的、时! l 化有抑制作用的、毒性大的挥 发性物质，给后续的生物处理带来便利。 嗣前，投加的碱性药剂通常为石灰( c a ( 0 h ) 2 ) 或烧碱( n