（环境工程专业论文）城市垃圾渗滤液处理技术的研究.pdf

一 7 ， r ，- ， t c l a s s i f i e di n d e x ： u d c ： di s s e r t a t i o nf o rt h em a s t e rd e g r e ei ne n g i n e e r i n g ( p e o p l ee q u a l t ot h em a s t e r sl e v e l ) s t u d yo nt h et r e a t m e n t p r o c esso fm u n i c i p a ll a n d f i l l l e a c h a t e c a n d i d a t e ： s u p e r v i s o r ： a c a d e m i cd e g r e ea p p l i e df o r ： s p e c i a l i t y ： d a t eo fs u b m i s s i o n ： x i a oy u n c h u a n a s s o c i a t ep r o f z h o ub a o h u a m a s t e ro f e n g i n e e r i n g e n v i r o n m e n t a le n g i n e e r i n g o c t o b e r ，2 0 0 9 d a t eo fo r a le x a m i n a t i o n ：d e c e m b e r ，2 0 0 9 u n i v e r s i t y ： h e b e iu n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n d t e c h n o l o g y 5 3删5肌4mmji 7，iii-洲y 一 i ，- 一一 河北科技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，是本人在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。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。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发 表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：、疑否1 指导教师签名： 年1 瑚影日 j 骟彳 如户卜腑日 河北科技大学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 人授权河北科技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。 口保密，在一年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 q 啄保密。 ( 请在以上方框内打“4 ) 学位论文作者签名：、约 汐的夕年堋谚日 指剥雠：晰彳 冲湖稍 1 、 r 摘要 摘要 卫生填埋是当前国内外垃圾处理的主要方法之一。在垃圾的填埋和处理过程中， 由于发酵和雨水的淋浴，冲刷，以及地表水和地下水的浸泡，而滤出来的污水称为 垃圾渗滤液，它的特点是水质水量波动大、成份复杂，有毒有害物质含量高。应引 起高度重视。随着国家生活垃圾填埋场污染控制标准( g b l 6 8 8 9 2 0 0 8 ) f 拘颁布实 施，对垃圾填埋场排出的污水提出了更高的要求，因此，垃圾渗滤液污染的控制和 治理已经成为当前环境保护领域内的一项重大研究课题。 本论文通过对石家庄市峡石沟垃圾卫生填埋场垃圾渗滤液的水质、水量情况及 变化规律的分析，在总结了国内外相关垃圾渗滤液处理方法的基础上，从去除n i t 3 - n 和提高渗滤液可生化性入手，采取氨吹脱、厌氧消化、水解酸化、好氧生物处理工 艺进行了单独和综合实验研究。研究结果表明，氨吹脱法采用石灰乳调节，最佳工 艺条件为：p h 值为1 0 5 ，、气液比为3 1 2 0 的条件下，氨氮去除率可达7 0 1 通过对 比厌氧消化及水解酸化工艺，发现水解酸化更加适宜石家庄峡石沟垃圾填埋场渗滤 液处理；由于石家庄市峡石沟垃圾卫生填埋场已运行9 年，产生的渗滤液已处于老 化渗滤液，采用水解酸化处理工艺，在去除部分c o d 的同时也将老化渗滤液的可生 化性由原来的0 1 2 提高到0 3 1 ，解决了老化渗滤液可生化性差的问题：经过好氧生 物处理，可进一步去除c o d 和氨氮，提高出水水质，最后经反渗透处理，可使废水 c o d 浓度降至1 5 2 5 m g l ，氨氮可降至0 7 l m g l ，去除率分别达到9 8 5 、9 9 ， 可满足生活垃圾填埋场污染控制标准( g b l 6 8 8 9 2 0 0 8 ) 标准要求。研究结果表明， 采用氨吹脱+ 水解酸化+ 好氧生物法+ 反渗透工艺来处理石家庄市峡石沟垃圾卫生填 埋场垃圾渗滤液，合理、有效、可行。 关键词：垃圾渗滤液：氨吹脱；厌氧消化；水解酸化；活性污泥；反渗透 河北科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t s a n i t a r yl a n d f i l li sc u r r e n t l yt h em a i nm e t h o d sf o rm u n i c i p a ls o l i d e w a s t ed i s p o s a l h i g hc o n c e n t r a t i o no r g a n i cw a s t e w a t e r , w h i c hi sh a r dt ot r e a t ，w i l lb ep r o d u c e di nt h e。 p r o c e s so fl a n d f i l l ，i t sc h a r a c t e r i s t i c sa l ec o m p l e xc o m p o n e n t s ，h i g hf l u c t u a t i o no fw a t e r q u a l i t ya n dq u a n t i t y , h i g hc o n c e n t r t i o no ft o x i cs u b s t e n c e l a n d f i l ll e a c h a t ec o n t a m i n a t i o n c o n t r o la n dm a n a g e m e n th a sb e c o m ea ni m p o r t a n tr e s e a r c hs u b j e c to ft h ee n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o n b a s e do ns u m m a r i z i n gr e l a t e dl a n d f i l ll e a c h a t ep r o c e s s i n gm e t h o dr e s e a r c hi nt h e d o m e s t i ca n df o r e i g n ，t h r o u g ha n a l y z i n gt h es i f tj i a - z h u a n gc i t yx i as h i g o um u n i c i p a l s o l i dw a s t el a n d f i l ll e a c h a t ew a t e rq u a j i t y , t h ew a t e rv o l u m es i t u a t i o na n dt h ec h a n g e r e g u l a t i o n ，c o n c e m e d o nr e m o v i n gn h a - na n dt h ee n h a n c i n gl e a c h a t e b i o l o g i c a l t r e a t a b i l i t y , as e r i e so fe x p e r i m e n t a ls t u d i e so na m m o n i ab l o w i n g ，a n a e r o b i ad i g e s t i o n ， h y d r o l y s i sa c i d i f i e s ，a n da e r o b i cb i o c h e m i c a lt r e a t m e n ta r ec a r d e do n t h er e s u l ti n d i c a t e s ， a m m o n i ab l o w i n gu s i n gt h em i l ko fl i m ea d j u s t st h ep hv a l u ei se c o n o m i c a l l ya n d e f f e c t i v e ；i nt h ec o n d i t i o nt h a tt h ep hv a l u ei s 10 5 ，g a sl i q u i dp r o p o r t i o ni s312 0 ， a m m o n i an i t r o g e nr e m o v e dr a t em a yr e a c h7 0 ：a n a e r o b i ad i g e s t i o nm a ye f f e c t i v e l y r e d u c ec o di nl e a c h a t e ，a n dm a ya d a p tt h ew a t e rq u a l i t ya f t e ra m m o n i ab l o w i n g w i t h o u t a d j u s t m e n t ；t h eh y d r o l y s i sa c i d i f ym a ye f f e c t i v e l ye n h a n c el e a c h a t eb i o l o g i c a l t r e a t a b i l i t y , a n dr e m o v et h ep a r t i a lo r g a n i cm a t t e r , i nt h e r e s i d e n tt i m ei s 10 h ，t h e h y d r o l y s i sa c i d i f yr e m o v e sc o da n dt h ee n h a n c el e a c h a t eb i o l o g i c a lt r e a t a b i l i t ya r r eb e s t ； a e r o b i cb i o c h e m i c a lt r e a t m e n tm a yf u r t h e rr e m o v ec o da n dt h ea m m o n i an i t r o g e n e n h a n c e st h ed i s c h a r g e dw a t e rq u a l i t y t h er e s e a r c hi n d i c a t e d ：u s e st h ea m m o n i a b l o w i n g - - t h eh y d r o l y s i sa c i d i f y a e r o b i c b i o c h e m i c a lt r e a t m e n tt op r o c e s s et h es h i j i a - z h u a n gc i t yx i as h i g o um u n i c i p a ls o l i dw a s t el a n d f i l ll e a c h a t ei sr e a s o n a b l e ，e f f e c t i v e ， a n df e a s i b l e a n da m m o n i an i t r o g e nr e m o v e dr a t er e s p e c t i v e l ya c h i e v e d ：c o d 9 8 5 、9 9 ， a m m o n i an i t r o g e n9 9 t h ed i s c h a r g e dc o di s15 - 2 5 m g l ，a m m o n i an i t r o g e ni s ， 0 7 l m g l a c h i e v e ss t a n d a r df o rp o l l u t i o nc o n t r o lo nt h el a n d f i l ls i t eo fm u n i c i p a l s o l i dw a s t e ( g b16 8 8 9 - 2 0 0 8 ) k e y w o r d s ：l a n d f i l ll e a c h a t e ；a m m o n i ab l o w i n g ；a n a e r o b i ad i g e s t i o n ；h y d r o l y s i sa c i d i f y ； a c t i v a t e ds l u d g e ；r o i i 目录 目录 摘要i a b s t r a c t i i 目录i i i 第l 章绪论1 1 1 引言l 1 2 渗滤液的产生和危害2 1 3 垃圾渗滤液的水质、水量特性3 1 3 1填埋场渗滤液产生量的计算3 1 3 2 填埋场渗滤液的水质特征4 1 4 国内外垃圾渗滤液处理现状。6 1 4 1物理化学法和生物处理法6 1 4 2 几种典型的处理工艺9 1 4 3 分析与总结1 0 。， 1 5 本研究课题主要研究内容1 1 第2 章实验说明1 2 2 1 监测方法与分析仪器1 2 2 1 1 监测方法1 2 2 1 2分析仪器1 2 2 2 实验水质特点及分析1 2 2 3 工艺路线1 3 第3 章氨吹脱系统实验研究15 3 1 氨吹脱系统机理1 5 3 2 氨吹脱实验的方法与水质一1 6 3 2 1 实验方法1 6 3 2 2 实验水质。16 3 3 实验结果与讨论1 7 3 3 1 石灰、氢氧化钠的投加效果对比1 7 3 3 2 最佳p h 值的确定一一_ 一1 9 3 3 3 最佳气液比的确定一2 0 3 3 4 水温、气温对吹脱效率的影响一一。一2 l i i i 河北科技大学硕士学位论文 3 4 本章小节2 1 第4 章厌氧消化与水解酸化实验研究2 2 4 1 厌氧生物处理2 2 4 1 1 厌氧消化的机理2 2 4 1 2 实验材料及装置2 3 4 1 3 厌氧污泥的培养与驯化2 4 4 1 4 厌氧消化实验运行效果。2 6 4 2 水解酸化机理及实验研究2 8 4 2 1 水解酸化机理2 8 4 2 2 实验材料和装置2 9 4 2 3 水解酸化污泥的培养与驯化2 9 4 2 4 水解酸化实验运行效果2 9 4 2 5 停留时间的确定3 1 4 3 工艺比较3 2 4 4 本章小结3 3 第5 章好氧生物处理实验研究3 4 5 1 活性污泥法机理3 4 5 2 实验材料和装置3 4 5 3 好氧污泥的培养与驯化。3 5 5 4 好氧处理实验运行效果3 6 5 5 本章小结3 8 第6 章反渗透深度处理。3 9 6 1 反渗透技术及其发展3 9 6 1 1 反渗透技术的特点3 9 6 1 2 反渗透处理城市垃圾渗沥液研究进展3 9 6 2 应用实例类比4 0 6 3 反渗透工艺去除c o d 效果分析4 1 6 4 本章小结4 1 第7 章串联实验研究4 2 7 1 实验流程：4 2 7 2 实验结果4 2 7 3 本章小结4 2 本论文创新点4 4 结论4 5 i v v 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1引言 随着我国经济的迅速发展，城镇化进程不断加快，居民生活水平的日益提高， 由此带来的城市生活垃圾产量也再急剧增长。城市生活垃圾吞噬耕地，以各种方式 污染环境，危害人体健康，已成为严重危害城市可持续发展的问题之一。据统计， 我国城市垃圾总量以每年8 一1 0 的速度增长，相当于国民经济发展的速度。2 0 0 3 年全国生活垃圾清运量达1 4 8 5 7 万吨，比上年增加8 8 t 2 j ，目前6 6 8 座城市中有2 3 的城市被垃圾包围【3 】。因此，城市垃圾的无害化处理已成为城市环境保护工作的重点 内容。目前，国际上无害化处理生活垃圾有三种方式为主：卫生填埋、焚烧和堆肥。 其中卫生填埋作为一种成本较低，技术相对简单，而且能大量处理垃圾的方式，比 较适合我国国情，是我国目前应用最普遍的垃圾处理技术。 卫生填埋的主要技术手段是采用地层防渗措施，将垃圾分层填埋、压实，顶层 覆盖土层等，使垃圾厌氧发酵，由此产生的沼气可回收利用。例如英国、德国等使 用填埋法处理城市垃圾的量能占整个垃圾处理量的7 0 以上。与其它垃圾处理技术 相比，该法的优点是处理能力很大，而投资较少，能较有效的达到垃圾无害化处理 目的。垃圾填埋场封场后还可以将其表层平整，绿化，建成公园、球场等；缺点是 占地面积大，并且存在渗滤液污染水体的问题。所以用于卫生填埋的垃圾有机物含 量不应太高，以免带来严重的地下水、空气和周围环境的污染问题，国外一些发达 国家已明确规定用于填埋的垃圾中热灼减率不能超过5 。 焚烧技术在瑞士、美国、日本等发达国家也比较成熟，它是将垃圾中分拣出的 可燃成分在高n ( 8 0 0 1 0 0 0 * c ) 条件下充分燃烧成为灰渣。它的优点是整个焚烧厂的占 地面积较小，焚烧后的垃圾灰烬体积也很小，只有原来的十分之一，并杀灭有害微 生物，产生的热量还可用于发电。但这种方法技术要求较高，投资巨大，处理费用 昂贵，其次，它对垃圾的热值有较高要求，再次，在焚烧炉温度低于8 0 0 。c 时会释放 出二恶英等有害气体，对生态环境影响颇大。权威调查表明，环境中的二嗯英有 8 0 9 0 来自垃圾焚烧。2 0 世纪9 0 年代之后开发的垃圾焚烧技术已经可以有效的控 n - 恶英的排放量，但由于费用高，使得该技术在发展中国家的使用还非常有限1 4 岱j 。 垃圾堆肥在我国的应用情况仅次于填埋，技术含量低，是实现垃圾资源化、减 量化的一条重要途径，它是让垃圾中的有机质在微生物作用下进行生物化学反应， 最终形成类似腐殖质土壤的物质，用作肥料或土壤改良剂。分为好氧和厌氧两种， 如在我国农村传统采用厌氧堆肥发酵法，发酵周期长达4 。6 个月，有机物分解慢，占 地面积大，蚊蝇孳生，污水四溢，二次污染严重。现代化堆肥工艺大多采用好氧堆 1 河北科技大学硕士学位论文 肥，具有物质分解彻底、堆肥周期短、臭味小、可采用工厂机械化处理等优点。但 是，由于垃圾堆肥生产以及推广应用中存在许多具体因素，如二次污染的控制、生 产规模、成本、价格、化学肥料的竞争、从业人员，市场开发等等，其生存和推广 的关键在于其产品的市场的竞争力，这使得原本以处理垃圾为最根本目的的堆肥技 术因其资源化产品的销路狭窄而不能正常运行。因此，目前垃圾堆肥技术的使用也 比较有刚弘uj 。表1 1 反映了国内外城市生活垃圾处理技术所占的比例。 表1 1 城市生活垃圾处理技术所占的比例【1 2 】 t a b 1 - 1t h ep r o p o r t i o no c c u p i e db ym u n i c i p a ls o l i dw a s t et r e a t m e n tt e c h n o l o g y ( ) 根据我国城市垃圾特点：无机成分含量高、可燃物质少、热量低、投资省、垃 圾处理的运行费用低等，决定了垃圾卫生填埋是我国垃圾处理的主要形式。由表1 1 也可以看出垃圾卫生填埋是国内外许多国家优先采用的垃圾处理的主要方法；另一 方面，就目前的采用的各种垃圾处理技术而言，总有一部分垃圾或残渣需采用卫生 填埋法进行最终处置，所以说垃圾卫生填埋不可豁免，必不可少，因此任何国家都 不可能因采用其它单一的处理技术，而取消卫生填埋场的建设。同时它将是我国今 后相当长一段时间内应采用的主要的垃圾处理方式。 1 2 渗滤液的产生和危害 卫生填埋方法处理垃圾，反应后产生的最严重的副产品就是垃圾渗滤液：来源 包括1 ) 降水入渗，降雨的淋浴和冲刷作用是渗滤液产生的主要来源；2 ) 外部地表水 入渗，包括地表径流，灌溉；3 ) 地下水入渗；4 ) 垃圾自身所带的水分；5 ) 垃圾填埋后， 有机组分在微生物厌氧分解作用下产生的水分。填埋场渗滤液的产生量的影响因素 通常为：1 ) 区域的降水及气候状况；2 ) 场地的地形地貌及水文地质条件；3 ) 填埋垃圾 的性质与组分；4 ) 填埋场的构造；5 ) 操作条件等五个相互作用的因素决定【l 引。 渗滤液对地下水的污染主要表现在使地下水水质变混浊、有臭味，c o d 、含氮 量高，油、酚污染严重，大肠菌群超标等。同时，渗滤液对地表水的影响也很大， 使地面水体缺氧、水质恶化、富营养化，威胁饮用水和工农业用水水源。而重金属、 有机污染物进入食物链，人体健康将会受到直接威胁。根据1 9 7 7 年资剃h j ，美国共 有1 r k n n 。个垃圾填埋场：几乎所有的填埋场都不同程度的对水体产生了污染：据德 国l a n 9 1 1 5 】报道距离填埋场4 k m 远的地表水下游，水质出现恶化。渗滤液对含水层的 影响不仅仅在于表层，而且能贯穿于达6 0 m 深的垂直截面1 1 6 j 。我国垃圾渗滤液污染 2 第1 章绪论 情况也十分严重，如兰州东盆地雁滩水源地因垃圾渗滤液污染而废弃，西盆地马滩 水源地部分水井也因此而报废【1 7 】：澳门与珠海市交界处的茂盛围因澳门的垃圾渗滤 液污染，当地河流鱼虾绝迹，农田失收 i s 】。另外，渗滤液还将污染填埋场区的土壤 和植被，并对植物的生长产生毒害作用。 1 3 垃圾渗滤液的水质、水量特性 1 3 1 填埋场渗滤液产生量的计算 填埋场渗滤液主要来源于垃圾自身含水、降水( 降雨、降雪等) 、地表径流和地下 水。这些水是否能最终成为渗滤液以及产生量受到填埋方式、填埋年限、降水强度、 蒸发量和防渗措施等诸多因素的影响。理论上工程设计过程中计算的渗滤液产量与 工程实际运行后的产生量往往有较大的出入【1 9 】。 预测产生的垃圾渗滤液的方法主要有：经验公式法、水量平衡法和经验统计法【4 】。 1 ) 经验公式法 以降雨量和场区汇水面积作为计算渗滤液产生量的依据，通过选择适当条件下 的渗出系数，计算出渗滤液的产生量。公式如下： q = c xi xa 1 0 。3 ( 1 - 1 ) 式中q 垃圾渗滤液日产生量，1 3 d 。 c 滤液渗出系数。其值在o 2 。0 8 之间，不直接排水的填埋作业区取 o 4 o 7 ( 一般取0 5 ) ；直接排水的完成区取o 2 0 4 ( 一般取o 3 ) 。 i 平均日降雨量，按最大月平均降雨量折算，删。 a 填埋场汇水面积，m 2 由于该法计算所需数据容易收集，计算方式简单，因此应用最为普遍。 2 ) 水量平衡法 是一种理论计算方法，公式如下： q = p - t - w + g e( 1 2 ) 式中q 渗滤液年产生量( m 3 a ) 。 p 降雨产生的渗滤液量( m 3 a ) ，由集水面积和降雨量确定。 w 越圾降解产生的渗滤液量( m 3 a ) ，由垃圾量、垃圾含水率、有机质含量 等因素确定。 g 地下水浸入量( m 3 a ) ，通过地质情况确定。 e 蒸发量( n 1 3 a ) ，通过当地蒸发量和植物水分消耗量确定。 该法数据难以获得，查询困难，因此工程设计中很少使用，主要用于可控条件 下的实验室研究。 3 ) 经验统计法 3 河北科技大学硕士学位论文 根据当地已建成的填埋工艺和地形情况类似的填埋场渗滤液的产生量进行推 算。公式如下： q = q x a 1 0 。4( 1 3 ) 式中q 渗滤液日产生量，m 3 d 。 a 填埋场汇水面积，m 2 。 q 单位面积渗滤液产生量，m 3 h a - d 。该值随地域、气候、填埋场的地形、 填埋高度等有所变化。 1 3 2 填埋场渗滤液的水质特征 垃圾渗滤液成分中成分复杂，污染物浓度高，含有的污染物质可分为四组： 1 ) 溶解性有机物( d i s s o v l e do r g a n i cm a t t e r ，d o m ，以t o c 、c o d 或b o d 表征) ， 其浓度可达上万m gd o cl ，成分包括挥发性脂肪酸、大量的难溶化合物如腐殖质 类高分子的碳水化合物及中等分子量的灰黄霉酸类物质【7 ，羽。曾伟等【9 1 从垃圾渗滤液 中检出的7 7 种主要有机污染物，其中芳烃类2 9 种、烷烃烯烃类1 8 种、酸类8 种、 酯类5 种、醇酚类6 种、酮醛类4 种、其它5 种。7 7 种有机污染物中已被确认的可 疑致癌物1 种，其相对含量位于7 7 种有机污染物之首，促癌物辅致癌物5 种： 2 ) 大量无机溶解性盐包括c a 2 + 、m 9 2 + 、s a + 、k + 、n h 4 + 、c i 、s 0 4 2 、h c 0 3 - 等， 尤其是n h 4 + n ，随着填埋场年限的增加直至最后封场，其浓度可高达1 0 0 0 0 m g l 8 】： 3 ) 重金属包括m n 2 + 、c d 2 + 、c ，、c u 2 + 、p b 2 + 、n i 2 + 、z n 2 + 、h g 等元素，其中铁 的浓度可高达2 8 2 0 m g l ，铅的浓度可高达2 m e j l ，锌的浓度可高达3 7 0 m g l 1 0 】。 4 ) 异源有机化合物和降解产物包括各种各样的芳香族碳氢化合物、酚类、氯化脂 肪族化合物、杀虫剂等。 渗滤液的水质变化较大，随垃圾组分、当地气候、水文地质、填埋时间和填埋 方式等因素的影响而有显著不同。直接与污染物溶出率有关的影响因素有垃圾特性、 微生物生长特性、大气降水等，间接影响因素有垃圾填埋场温度、垃圾填埋深度、 垃圾初始含水率等，如图1 1 所示【4 】。 总体来说，渗滤液具有以下的特征【4 , 5 , 1 1 , 2 0 】： 1 ) 有机污染物的种类很多，水质复杂。一般而言，垃圾渗滤液中的有机物可分为 三类，即：a 、低分子量的脂肪酸类；b 、腐殖质类高分子的碳水化合物；c 、中等分 子量的黄腐酸类物质。对相对不稳定的填埋过程而言，大约有9 0 的可溶性有机碳 是短链的可挥发性脂肪酸，其次是黄腐酸类；而相对稳定的填埋过程，易降解的挥 发性脂肪酸随垃圾的填埋时间而减少，难生物降解的黄腐酸类的比重则增加。 2 ) 污染物浓度高且变化的范围大。垃圾渗滤液中c o d c r 和b o d 5 的浓度最高可 达每升数万毫克。一般来讲，c o d c ，和b o d 5 的浓度随垃圾填埋场的“年龄”增长而降 低，且b o d s c o d c ，值亦随之降低，而碱度呈上升趋势。渗滤液中部分污染物的浓 4 第1 章绪论 度范围可见表1 - 2 4 。 3 ) 氨氮的含量较高。高氨氮是垃圾渗滤液水质的一个重要特征，其随着垃圾填埋 场“年龄”的增长而增加，最高可达每升数干毫克，严重影响微生物的活性，并影 响生物处理的效果。 4 ) 金属离子含量较高。渗滤液中含有的1 0 多种金属离子，其含量与所填埋垃圾 的组分和时间密切相关。由表1 2 可知，一些金属离子例如f e 离子和c a 离子的浓 度可达每升水数千毫克。 5 ) 总溶解性固体含量较高。这些溶解性固体通常随着填埋时间的延长而变化，在 o 5 2 5 年间会达到高峰值，同时含有高含量n 矿、k + 、c i 。、s 0 4 2 等无机类溶解性盐 和铁、镁等。此后，随着填埋时间的增加含量逐渐下降，直至达到最终的稳定。 垃圾初始含水率ii 大气降雨ii 垃圾特性 垃圾填埋场温度卜_ 叫微生物生长特性卜叫污染物溶出率 垃圾填埋深度ii 每批垃圾填入的数量ii 填埋频率 图1 1 诸因素对垃圾中污染物溶出率的影响 f i g i - it h ei n f l u e n c eo fl e a c h i n gr a t eb yt h ef a c t o r s 表1 2 渗滤液中的污染物及其浓度变化范围 t a b 1 - 2l e a e h a t ec o n c e n t r a t i o n so f p o l l u t a n t sa n dc h a n g e si nt h es c o p e 污染物浓度范围污染物浓度范围污染物浓度范围 c o d 1 0 0 - - 9 0 0 0 0 p h 5 - 8 6c u0 - - 9 9 b o d 5 4 0 - - 7 3 0 0 0 c i 。5 6 4 2 0p bo 0 0 2 - 2 t s0 - 5 9 2 0 0s 0 4 2 l 一1 6 0 0m n0 0 7 。1 2 5 s s1 0 - 7 0 0 0c a z +2 3 7 2 0 0z n0 2 、3 7 0 n i l ，n6 - - 1 0 0 0 0f e0 0 5 2 8 2 0t c r0 o i 一8 7 n q 2 _ n 0 2 - 1 2 4 m g 1 7 - 1 5 6 0v f a1 0 - - 1 7 0 2 t p o 1 2 5c d0 0 0 3 1 7 大肠菌群值( c f u l )2 3 0 0 0 - ( 2 3 1 0 8 ) 注：除p h 和大肠菌群值外，其他项目单位均为r a g ：l , ：t s 一总硫；t c r _ 一总铬：v f a 军发性脂肪酸 5 河北科技大学硕士学位论文 1 4 国内外垃圾渗滤液处理现状 目前，对垃圾渗滤液的处理主要是物理化学法和生物处理法。 1 4 1 物理化学法和生物处理法 1 4 1 1 物理化学法 一 物理化学法主要有混凝吸附、化学沉淀、化学氧化、化学还原、汽提及湿式氧 化法等多种方法。和生物处理相比，物化法的特点是不受水质水量的影响，出水水 质比较稳定。尤其是对b o d c o d 比值( o 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，较常见的物化处理是混凝吸附法。张兰英【2 l l 用混凝吸附方法对渗 滤液进行处理，结果表明有4 8 9 3 的有机物可以去除。赵庆良等【2 2 】采用m g c l 2 6 h 2 0 等来沉淀渗滤液中的氨氮，效果良好，氨氮去除率可达到8 5 以上。沈耀良【2 3 】采用 p a c 和焦炭混凝吸附法处理渗滤液，其c o d 去除率可达到5 8 9 ，重金属去除率可 达到6 0 ，色度去除率达到6 8 。p i r b a z a r i 等【2 4 】用生物活性颗粒碳吸附处理渗滤液 或者高浓度的有机废水，结果显示具有很大的潜力，而且总炭去除率和生物浓度及 生物的增长曲线有着密切的关系。祝万鹏等【2 5 1 报道了用石灰一硫酸亚铁一漂白粉处 理垃圾渗滤液，其结果表明该法对砷、无机磷和亚硝酸盐的处理效果很好。 尚爱安等【z 6 j 研究了絮凝剂a 1 2 ( s 0 4 ) 3 、p a c 、f e c l 3 、p f s 对垃圾渗滤液的预处理 和后处理效果，结果表明，p f s 和p a c 的混凝效果较好，混凝预处理可有效降低难 降解有机物的含量，并提高渗滤液的可生化性，混凝可以去除渗滤液中的有毒物质， 因而能促进渗滤液生化处理中活性污泥的增殖，垃圾渗滤液经生化处理后再接混凝 处理便可保证出水c o d 达n - 级排放标准；王宗平等【2 7 】用絮凝和光催化联合法处理 垃圾渗滤液，研究表明，分别用1 0 0 0 m g l 的f e c l 3 和4 h 的紫外光( 波长 31 3 n m ) 照射 处理时，c o d 去除率分别为2 4 和3 1 ，当联合上面两种方法时，c o d 去除率可 达6 4 ；沈耀良等 2 8 j 采用聚合氯化铝作为混凝剂、焦炭作为吸附剂，可以有效去除 渗滤液中的c o d 和重金属离子。当聚合氯化铝的用量为4 0 0m g l 、焦炭为8 1 0g l 时，c o d 去除率为8 9 ，重金属去除率为6 0 ，色度去除率为6 8 ，并且可以完全 去除铜；赵庆良掣2 9 】探讨了采用m g c l 2 6 h 2 0 和n a 2 h p 0 4 1 2 h 2 0 使n h 4 + - n 生成磷酸 铵镁的化学沉淀去除法，有效地去除了垃圾渗滤液中的高浓度氨氮，并且避免了传统 吹脱法造成的吹脱塔内碳酸盐结垢问题，结果表明，当m 9 2 + ：n h 4 + ：p 0 4 孓为1 ：1 ：1 时，在最佳p h 值为8 5 9 0 的条件下，渗滤液中的氨可以由56 1 8m g l 降低到6 5 m g l ，张晖等【3 0 】在用f e n t o n 法处理垃圾渗滤液时发现，在双氧水的总投加量为0 1 m o f l 时，c o d 去除率可达6 7 5 ；谭小萍】等对影响垃圾渗滤液光催化处理的因 素进行了研究，结果表明，一般来说光强越大则最佳t i 0 2 投量就越小，最佳反应时间 宜在1 5 2 5h ，波长为2 5 3 7n l n 的紫外线杀菌灯价格低廉、使用广泛、处理效果好， 6 第1 章绪论 一般c o d 去除率可达4 0 5 0 ，脱色率可达7 0 8 0 ；袁维芳等【3 2 j 对广州市大田 垃圾填埋场渗滤液预处理出水进行了国内首次反渗透试验研究，结果表明，在进水压 力为3 5m p a 、p h = 5 。6 条件下，当进水c o d 为2 5 0 - 6 2 0m g l 时出水浓度几乎为零， 去除率为1 0 0 ，平均透水量为3 0 4 2 l ( m 2 h ) ；香港理工大学的曹胜利等【3 3 j 探讨了垃 圾渗滤液的催化湿式氧化处理法，试验了多种催化剂和载体，结果表明p t a c ( 活性 炭) 的处理效果最佳，并且在t - 2 3 0 、p h = 1 2 时效果最好，氨氮去除率可以达到7 9 ， c o d 去除率为8 4 。缺点是成本较高，不适于大水量垃圾渗滤液的处理，需要的时 候可作为预处理手段去除对生物处理有抑制作用的物质，如高浓度的氨氮、重金属 盐类等，并可调整c ：n ：p 的比值，有利于后续工艺处理。 1 4 1 2 生物处理法 生物法包括好氧处理，厌氧处理及二者相互结合，具有较强的耐冲击负荷能力， 处理效果好。 1 ) 好氧处理 好氧生物处理是在有游离氧( 分子氧) 存在的条件下，由好氧微生物来降解有机 物，使其稳定、无害化的处理方法。微生物利用废水中存在的有机污染物( 以溶解状 与胶体状的为主) ，作为营养源进行好氧代谢。包括活性污泥法、曝气氧化池、稳定 塘、生物转盘和滴滤池。它可有效的降低渗滤液中的b o d 5 、c o d 和氨氮，还可去 除铁、锰等金属。好氧生物处理的反应速度较快，所需要的反应时间较短，故处理 构筑物容积较小，而且处理过程中散发的臭气较少。所以，目前在对中、低浓度的 有机废水，或者说b o d 浓度小于5 0 0m g l 的有机废水的处理上，基本上优先采用 好氧生物处理法【3 4 】。k a e n a n ( 1 9 8 3 ) 报道活性污泥法能去除渗滤水中的9 9 的b o d 5 ， y e n k a t a r a m a n i 等人发现，渗滤液中8 0 以上的有机碳能被活性污泥法去除， m a r d ( 1 9 8 5 ) 报道，对于c o d 4 0 0 0 1 3 0 0 0m g l 、n h 3 - n 8 7 5 9 0m 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【3 5 躬】。活性污泥法处理垃圾渗滤液 的效果受温度影响较大。徐迪民等m 】采用低氧好氧两段活性污泥法，在水温 1 6 2 3 5 c 时，试验处理垃圾填埋场渗沥液，并探讨了有关运行参数的确定，其磷的 平均去除率达到9 0 5 ，凯式氮的平均去除率可为6 7 5 。 与活性污泥法相比，曝气氧化塘体积大，有机负荷低，工程简单，在土地允许 条件下是最省钱的垃圾渗滤液好氧生物处理方法。尽管这个工艺降解速度慢，但由 于其在美国、加拿大、英国、澳大利亚和德国的小试与中试生产规模的研究都表明 曝气氧化塘能获得较好的垃圾渗滤液处理效果。英国的p o s t e gl a n d f i l l 和n e wp a r k l a n d f i l l 的浸出液通过曝气氧化塘工艺处理，处理效果较好，但是在处理过程中，需 投加部分磷，这主要是由于浸出液中常常缺少营养元素p ，b o d ：p 达不到1 0 0 ：1 一引。 陶涛p o j 通过工程实例的评价，对氧化塘处理渗滤液的设计和运行参数进行分析和讨 7 河北科技大学硕士学位论文 论并提出了有关推荐参数。 与活性污泥法相比，生物膜法具有抗水量水质冲击负荷的特点，而且生物膜上 能生长世代较长的微生物，例如硝化菌类。b a d e 等p ，j 用直径o 9 m 的生物转盘处理 c o d 1 0 0 0m g l 、n h 3 - n 5 0m g l 的渗滤液，其出水b o d s 2 5 m g l ，n h 3 - n 8 8 7 4 6 8 6 7 6 9 钞 m m m 啪 爝 m 掰 啪 m 踟 的 粥 l l l，3 t ，3 3 3 3 1 i h - = - = 厶 厶 玉 复 厶 色 复 孔 孔 孔 孔 如 如 如 如 如 如 如 如 如 2