（矿物加工工程专业论文）城市垃圾渗滤液物化—生化法处理工艺研究.pdf

摘要 摘要 雀系统分掇城泰垃毂渗滤波豹痰囊特缎及嚣爽辨她溪技术基礁上，叛城市垃圾 处鬣场的高浓度垃圾渗滤液为研究对象，系统研究了吹脱、混凝、吸附和生物处瑷 对去除渗滤液中各类污染物的作用效率和：【艺特性，掘此设计了“氨吹脱十混凝 + s b 静吸臻”渗滤滚处理组合王艺。对渗滤滚进行了欧脱和湿凝预处理，确定了吹 脱始埋工艺的最键参数；运爝“s b r + 吸辫”工艺对渗滤液进行生化处理和后处理， 分别确定了各自的最佳反应条件。 吹脱预处理试验表明，p h 值为1 0 5 ，吹脱时阅l o h 时处理效果好，n h 3 - n 去 除率达髫5 0 。滋凝试验静最毽条 孛为：投药量瀛凝涮p a c 8 0 0 m g l 、蚤凝裁 p a m 8 0 m g l ，初始p i 9 、沉降时间2 h 。其c o d 。、n h 3 n 去除率可达到5 0 年订 3 0 以上。生化试验采用s b r 法，试验结果表明该方法对欧脱、混凝处理后的垃圾 渗滤滚翼煮嶷努豹楚瑾效巢；p h = 8 、箨蜜瓣闽为1 6 h 发右霹，c o d , , 嚣n i - 1 3 - n 豹 去除率分别达到4 1 5 8 和5 06 7 。在活性炭吸附后处理试验中，活性炭投加爨 5 0 9 m 、吸附8 h 时，c o d 。n h o n 、色殿去除率分别为4 0 、2 0 和9 0 左右。在 臻定了渗滤滚欢瓣、混凝缝臻及生弛、吸瓣处理蕊主要王艺条转载綦趱上，进芎亍了 “氯吹脱+ 混凝+ s b r + 吸附”工艺的联合流程，渗滤液经过整个流稷后其c o d 。、 n i t 3 n 、浊度、色度的去除率分别达到了8 39 2 、7 65 3 、9 5 3 8 和9 3 7 5 ，处 理效果良努。 图1 8 个表1 6 个参5 3 个 关键诲：壤垤场；垃圾渗滚滚；氨吹脱：澹凝；s b r ；啜瓣 河北理王大学硕士学位论文 a b s t r a c t b a s e do nt h es y s t e m a t i ca n a l y s i so f t h er e s e a r c hr e s u l t so nt h el e a c h a t ec h a r a c t e r i s t i c s a n di t st r e a t m e n tm e t h o d sa th o m ea n da b r o a d t h i ss t u d yr e s e a r c ht h el a n d f i l l l e a c h a t eo f t a n g s h a nc i t y b a s e do na n a l y s i so f c o m p o n e n ta n dc h a r a c t e r i s t i co f l a n d f i l ll e a c h a t e ，t h i s p a p e rp u tf o r w a r d “a m m o n i as t r i p p i n g + c o a g u l a t i n g + s b r + a d s o r p t i n g t e c h n i c st ot r e a t t h el a t e rp e r i o dl e a c h a t e i nt h e s t r i p p i n gp r e t r e a t m e n te x p e r i m e n t sc o u r s e , i t w a ss t u d i e de m p h a s i z eo n i n f l u e n c eo fs t r i p p i n gt i m ea n dp ho n 髓r i p p i n gr e s u l t t h er e s u l t ss h o w e dt h a ts t r i p p i n g r e s u l t sw a sb e s tw h e np hw a s1 0 5a n ds t r i p p i n gt i m ew a st e nh o u r s ，a n dt h ee f f i c i e n c yo f n 董b ks t r i p p i n ga d d e du pt o5 0 i nt h ec o a g u l a t i n ge x p e r i m e n t sc o u r s e ，i tr e s e a r c h e d c o a g u l a t i n ge f f e c t i v e n e s si nt h ep r o c e s so f p a ca n dp a mt r e a t i n gt e a c h a t ea n dd e t e r m i n e d o p t i m u ms e r v i c ec o n d i t i o n s i t sr e s u l t sw e r eb e s tw h e nd o s a g eo fp a cw a s8 0 0 m g la n d p a mw a s8 0 m g f la n dp hw a s9a n ds e d i m e n t a t i o nt i m ew a s t w oh o u r s ，| nt h eo p t i m u m c o n d i t i o n , t h ee f f i c i e n c yo fc o d 。a n dn h 3 ns t r i p p i n g0 v e t5 0 a n d3 0 b i o c h e m i s t r y e x p e r i m e n t sa d o p t e ds b rm e t h o dt h a ti ts u i t e dt ot r e a te f f l u e n tw i t hm o r eo r g a n i cm a t t e r t h er e s u l t ss h o w e dt h a ti th a dg o o de f f e c to nl a n d f i l ll e a c h a t et r e a t e db ys t r i p p i n ga n d c o a g u l a t i n g i nt h eb i o c h e m i s t r ye x p e r i m e n t sc o u r s e ，i tw a ss t u d i e ds p e c i f i c l yi n f l u e n c eo f a e r a t i o nt i m ea n dp ho nt r e a t i n gr e s u l t ，a n dt h ee f f i c i e n c yo fe 0 舀甜a n dn 瑕3 。ks t r i p p i n g a d d e du pt o4 0 a n d5 0 w h e np hw a s8a n ds t a t i o nt i m ew a sa b o u ts i x t e e nh o u r s l e a c h a t et r e a t e db yb i o c h e m i s t r yw a sa d s o r p t e db ya c t i v a t e dc a r b o n ，a n di tw a so p t i m u m a d s o r p t i n gc o n d i t i o nw h e nd o s a g eo f a c t i v a t e dc a r b o nw a s5 0 辨a n da d s o r p t i n gt i m ew a s e i g h th o u r s ，a n dt h ee f f i c i e n c yo fc o d # ，n h 3 一na n dc h r o m a t i c i t ys t r i p p i n ga d d e du pt o 4 0 ，2 0 a n d9 0 i nd e t e r m i n i n gs t r i p p i n g ，c o a g u l a t i n g ，b i o c h e m i s t r y a n da d s o r p t i n g m a i nt e c h n i c sc o n d i t i o n , c o n n e c t i o ni ns e r i e se x p e r i m e n t sh a db e e nd o n ei no p t i m u m c o n d i t i o n ，a n di t c o u l ds t r i p8 39 2 c o d 。，7 65 3 n h 3 哺，9 5 3 8 t u r b i d n e s sa n d 9 3 ；7 5 c h r o m a t i c i t y f i g 18t a b l e1 6 r e f e r e n c e5 3 k e yw o r d s ：l a n d f i l l ，l a n d f i l lt e a c h a t e , a m m o n i as t r i p p i n g ，c o a g u l a t i n g ，s b l l a d s o r p t i n g i i 独创性说明 本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加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的研究成果，也不包含为获得 河北理工大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同 工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表 示了谢意。 签名： 猛：婆日期：鳖年竺月上日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解河北理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件，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、缩印或其他复制手段保存论 文。 ( 保密的论文在解密后应遵循此规定) 签名：袒导师签名：日期：盯年牛月几 引言 引言 随着我国城市化速度的加快和城市经济的高速发展，城市垃圾问题正变得日益 突出。我国每年的城市垃圾己达1 4 6 亿吨，而且每年以9 的速度递增，1 9 9 8 年全国 6 6 8 座城市的垃圾清运量己达1 1 4 亿吨，垃圾包围城市的现象非常普遍i “。垃圾作为 老鼠、蚊蝇以及各种病菌的孳生地，给城市居民的身体健康造成严重威胁。城市垃 圾卫生填埋是国内外广泛采用的垃圾处理方法，据统计，目前垃圾卫生填埋己占我 国垃圾处理量的9 0 以上。i ，它将是我国今后相当长一段时问内应采用的主要的垃圾 处理方式。城市生活垃圾填埋对环境的影响，主要是在填埋处置过程中产生的含有 大量污染物的渗滤液所造成的。目前，我国城市垃圾无害化处理率仅为23 ，剩下 9 7 的城市垃圾只得运往城郊常年堆放，填埋场渗滤液大多数未达到国家渗滤液处 理标准。未经无害化处理的垃圾渗滤液，排放到河流、水库和土坡中，严重污染农 作物和水生物，并通过食物链直接或间接进入人体组织与细胞中，导致各种疾病的 产生，危害着人类的身体健康和生态环境。 我国垃圾渗滤液处理技术研究“七五”期间才起步。随着国内城市垃圾卫生填 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，己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 研究开发。因此针对我国渗滤液具体情况，在城市垃圾日益增长、垃圾卫生填埋处 置任务日益紧迫的今天，寻找一套经济合理，且能适应我国垃圾渗滤液处理的工艺 流程，开发新型的污水处理技术，推动我国垃圾填埋场的技术发展是当前迫切的研 究课题，具有广阔的前景。 河北蠼工大学硕士学位论文 l 文献综述 我圈是世界上人翻最多的国家，城市人口已达3 亿多。随着国民经济的迅速发 震，我黧城枣屠嚣垒涟承平曩兹援窝，城泰嚣髂菠弃耪豹蕊麓越来越大，糖类龟越 来越多。许多固体废瘁物如不加妥善处理，会对城市及周边地区造成二次污染，对 生态环境和人民生活造成巨大的纸害，甚至会殃及子孙后代，城市垃圾的处理处置 戒为一颂紧遥鳃任务。嚣蔻，垃圾憝理豹主要方法毒三秘；焚烧、堆l 基秘填埋。其 中垃圾卫生填埋法因矮技术成熟、处理费用低、管理和运输方便等优点，成为国内 外应用墩为广泛的垃圾处置方式。但是采用填蠼场处理城市垃圾，人们比较担心的 闫题是二次污染，鲶灌好垃圾填攮过程中产生的渗滤滚，是防止二次污染最重要的 措旄。垃圾填埋所产生的渗滤液怒一种有毒有害的有棍疲求，它能造成水体、土 壤、大气、生物等多方面的污染，其中高浓度的c o d 。和b o d 5 使地面水体缺氧， 水质恶他，氮、磷等营养物质则是承体富营养他的主要原因，还可能严璧威胁饮用 东帮工农潼尾求东源。 1 1 垃圾渗滤液的产生、水质特征及其危辔 111 渗滤液的产生 垃圾渗滤液是指垃圾在填埋和堆放的过程中由垃圾中有机物质产生的水和垃圾 中熬游燕东、终承叛发入渗戆逮下瘩，通遘港滚 睾餍形残豹污零。垃圾渗滤滚是一 种成分复杂的高浓庹废水，含有大量有机物、觅机离子以及冀金属离子簿物质；渗 滤液的性质随着填埋场的气候条件、水文条件、季节、垃圾的性质及所含水分的变 化两发生踺显变化。阉填埋场躯渗滤滚性矮墩疆着垃圾场熬使爱薅闽蕊变化，这 种变化葳映了固体垃缴的稳定过程，可以用五个阶段来概括刖l ： l 调整期 垃圾填埋场初期皴垃圾填埋作渡进行中，水分逐渐积累魁尚有氧气存在，厌氧 发酵俸愆及微生耪伟麓缓慢，本除段渗滤液较少。 2 过渡期 本阶段水分达到饱翔容量，士立圾渗滤液中朗微生物逐渐内好氧性转为兼氧性及 厌氧往；e 垂厌氧帮欢畿请嚣下电予受俸耋。2 转交或n o ，一及s o 。，就除羧趱无季巯 形成。 2 1 文献综述 3 酸形成期 由于垃圾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( v e ，m n ) 也会与有机酸发生络合作用，使渗滤液呈深褐色，在此 期间产生的渗滤液c o d 。极高，b o d 5 c o d 。为0 4 0 6 ，可生化性好，而且颜色也 相当深，是属于初期渗滤液。 4 甲烷形成期 在酸形成期间，如果有机酸未随渗滤液流出填埋场，则进入甲烷形成期，在这 期间有机物甲烷菌分解转化为c i - h 、c 0 2 ，同时产氢产乙酸菌的存在，也会产生一些 氢气。c 0 2 溶解于水形成h c 0 3 一、c 0 3 2 _ 、h 2 c 0 3 等不同形态的碳酸化合物，p h 值则 由于重碳酸盐的缓冲系统而维持在6 8 ，同时也给甲烷菌提供了较好的生存条件， 由于有机酸的急速分解，渗滤液的c o d 。、b o d 5 浓度会急剧降低，b o d j c o d 。也 降为0l o0 1 左右，渗滤液的可生化性变差，此时渗滤液为后期渗滤液。 5 成熟期 此时垃圾渗滤液中可利用的有机成分己大量减少，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和重金属离子发生络合作用，所以渗 滤液的颜色还是很深，氧气及氯化物也随之增加，自然环境状况逐渐恢复。 1 12 渗滤液的水质特征 表l 国外城市垃圾渗滤液的水质 ! ! ! ! ! ! 型! ! 竺竺! ! ：蔓垡! ! 型! ! ! ! ! ! 生! 堡竺! 兰! 坚! ! 型 项目浓度( 阈值)项目浓度( 阐值) 3 - 河北理工大学硕士学位论文 表2 我戮砖大城市垃圾渗滤液静承壤 t a b l e2w a t e rq u a l i t yo f l a n d f i l ll e a e h a t ei nu r b a nc i t y 二言篓! 上海 抗州广州深圳台湾某市 c o d 。 1 5 0 静8 0 0 0 1 0 0 0 - 5 0 0 01 4 0 0 - 5 0 0 05 0 0 0 弘9 0 0 0 04 0 争v 3 7 0 0 b o d s2 0 0 - 4 0 04 0 秘5 0 04 0 0 之5 0 02 0 0 m 0 5 0 0 06 0 弘2 8 0 0 0 t n1 0 0 - 7 0 0 8 0 - 8 0 01 5 m 母0 04 0 0 - 2 6 0 02 0 0 - - 2 0 0 0 s s 3 0 - 5 0 6 m 前5 02 0 0 - - 6 0 02 0 0 0 - 7 0 0 05 0 0 - 2 0 0 0 n h l 叶0 6 0 , - - 4 5 0 5 0 - 5 0 01 6 0 - 5 0 05 0 0 - 2 4 0 01 0 0 一1 0 0 0 p h 5 - - 6 56 崩56 + 5 - - 7 ，86 2 - 6 65 缸7 。5 垃圾在渗滤液和微生物的长期作用下不断被溶解、分解，呈溶质彤式的有害有 毒产物进入渗滤波中，以致垃圾壤埋渗滤液中的污染物浓度特别高，性碰也特别复 杂。裂瓣馥秀建莺疼舞滏无卡分完善翡处瑾各秘垃圾渗滤液工艺，渗滤滚瓣可跫理 性很难把握，并且各种渗滤液的成分变化很大，对渗滤液的类型也很难以判断。而 且其性质会随着填蠼场的气候条件、水文条件、垃圾的成分性质及其含水量和填埋 工艺方法爨不同纛舅。瘗予众多嚣索鲍影响，渗滤滚承囊稷笺杂，懿表1 窝表2 分 别为国外城市垃圾渗滤液的水质和我国几大城市渗滤液的水质状况表 5 。 从两表中可以看出，垃圾渗滤液内不仅含旃有机污染物，还含有重龛儡和植物 注营养貔( 含氮秀主) ，建果王监部门健廷垃圾填埋场，渗滤滚中还含有蠢毒毒害有 机污染物，水质十分麓杂算l 。卢在滋等报导了垃圾渗滤承中c o d 和氨氮浓度很高， c o d 浓度变化大，氮氨浓度变化小。垃圾填墁场渗滤液的水质随垃圾组分、当地气 候、承文地覆、填蠼辩闻帮填埋方式等因素的影响两有显薯不阕。总体泉说，渗滤 液其有露祝污染物浓菠高、氨氦禽蹙高、磷含豢低、金属离子含量高、憨溶解性国 体含量商、高色度以及水质随填蠼时间的变化火等特征。 t t 3 渗滤滚兹蠡害 垃圾填埋场渗滤液，是一种缀成非常复杂的高浓度有毒有害有机废水，其c o d 浓度可以达到6 0 0 0 0 - - 7 0 0 0 0 m g l ，n h a - n 浓度可达1 0 0 0 m g l 以上，含商有机物近 8 0 穆，其孛氢摇癍暇微生凌戳及菜些致癌、程癌露辘蘩致癌物隈。垃毂渗滤渡中矮 含有的多环芳烃类化合物，这类物质是己经i 正实的致癌类毒物。它通过备种途径进 入人体厢，能够经过肝脏和肺部微粒体中混合功能氧化酶激活而转化为数十种代谢 产物，豢是转缱为氡纯秘，藏套霹蕤残务致癌豹。攥资辫报邋，美国1 8 0 0 个垃圾处 理场中，几乎有一半对水源产生了污染。c a l v e r t i 鄙曾经报道：距离垃圾处理场的蓄 4 1 文歉综述 承涎5 1 2 寒运懿一疆著中酌零，其疆度、钙镁浓菠、总霾律鳖署瑟c 0 2 熬毒掰培黧。 德国l a n g 报道距离垃圾卫生填埋场4 公里的地表水下游，永质出现恶化现象。 n e v e n k am i k a c 簿3 ”稚：渗滤液对含水层瀚影嫡不只是在表层，可以达到约6 0 米深 度。s u s a nh a r p e r 等搬导i ，渗滤波中耋金属对属匿环境及露续生物处理蠢毒性影 响。国内郑曼英祷报导【1 2 ，广州老虎窿填蠼场于1 9 9 2 年封场，但是1 9 9 5 年其排放 酶渗滤滚b o d 5 、c o d 、氮帮磷等仍然超称，氮熬标尤其严重。 l 。2 匡肉终琏圾渗滤滚的处理磷究现状 嚣裁，垃圾渗滤波熬主要处理方法包撼生貔法、携壤往学法纛遮楚毽法。 l ，2 1 生物处理法 生物处理包括好裁处理、厌氧处理及两者缝合处理的方法，它具鸯处理效粱 好、运行成本低等优点，适合于处理生化性较好的渗滤液，是目前用得最多，也最 为饔效戆缝理方法。 1 2 1 1 好飘处理 好氧生物处理工艺设计怒利用微生物在好氧条件下代谢作用旺盛，能利用废水 中的有极物作为原料遴褥瓤爨代落，合成嫩愈貔矮，羼畦垮污染物黪鳃。它管理方 便，操作简单，抗冲击能力强，好氧微生物驯化适应时问短，一般仪需几周就可究 残，对环境要求院较低，承溢低至1 5 时，反盔器仍能歪常逡行。 好氧处理包括活性污泥法、曝气氧化塘、稳定塘、生物转盘和滴滤池。它可有 效降低渗滤液中的b o d 5 ，c o d 。和氮氮，还可去除铁、锰等金属。对高b o d 5 值的 渗滤滚遴牙处理瓣，营先考虑静是玺穆处疆。美瀑窝德溷凡令活洼海淀跫邂厂戆运 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 满懑酶竣圾渗滤液鲶理敲采。m a r d 报道弼，对于c o d 4 0 0 3 0 0 0 m g l ， b o d 5 1 6 0 0 1 1 0 0 0 m g l ，n h 3 - n 9 7 5 9 0 m g l 的渗滤滚，混合式好裁活性潺泥法对 c o d 去除率可以稳定程9 0 以上。r o b i n s o n 模拟了连续流活性污泥法对高浓度渗滤 液翡楚理魏力，结栗表鹅“5 ：潦承b o d 2 0 m g l ，c o d 1 5 0 m g l ，f e 、m s 、z n 裘 除率分别大于9 8 ，9 2 和9 4 ，运行温度从l o 降至5 ，对系统运行不会产生 明攫影嫡。同济大学研究了低氧一好氧两阶段活饿污泥法处理渗滤液工艺，c o d 从 6 4 6 6 m g l 赡低到2 2 67 m g l ，b o d 5 扶3 5 0 2m g m 降 氐到1 3 3 檄g 甩，瓣僮嶷好，黢 磷率达9 0 5 ，想氮去除率为6 7 5 ，基本达到排放标准i “。 5 河北理工大学硕士学位论文 与活性污泥法相比，曝光飘化塘体积大，有机负苟低，尽修降鳃速度慢，但其 工程简单，在土圭呶允许条件下，是最省钱的垃圾渗滤液好氧生物处理方法。美国、 热拿大、葵霆、溱大铡驻鼹德毽懿，l 、试与中试生产麓模豹毒 究酃表簧，采爱瀑气氯 化塘能获得较好的垃圾渗滤液处理效果旧。 生物膜法其膏抗永爨、水矮冲击受荷的优点。c p e d d i e 等用监径o9 m 静生物转 盘处理c o d 小于1 0 0 0 m g l ，n h 3 - n 小于5 0 m g f l 的“弱性”浸出液，其出水b o d 5 小于2 5 m g l 、 3 n 小于1 0 m e t e ，温度回升，微生物的硝化能力恢复。但应指 出，这种浚蹬液鼢经质与骧紊污承辐按透，对予鞍强懿渗滤滚，蘧方法还寄褥予磷 究。 对于s b r 技术，张望军和王国生采用荤池s b r 技术对城市垃圾填埋场渗滤液 进牙处理黩，c o d 豹去除率为8 7 ，3 2 9 5 9 6 ，b o d 5 豹去除率为9 52 2 9 9 。3 3 ， n h 3 n 的去除率为9 0 6 9 9 9 3 4 ，达到国家排放的标准旧。c a r t e r 等缈1 用s b r 系 统楚琏含工韭垃汲的填疆场渗滤液，其t o c 、b o d 障解率分剐达羁8 5 9 0 ， 9 0 。 好氧生物处瑗也有以下不利影响：在育海金属存在时工作憔能不好，一般的渗 滤滚中懿磷含量编低，嚣要另终添热磷酸黧疆实现有效瓣鳋氧楚理。当强暴滋度迅 速升高时，难以保证较高的去除率，在曝气过程中，泡沫问题时常发生，需要有除 泡装疆，如果氨氮浓度避高，硝亿作用将可能被掷籀，能耗很大，污游产量过大。 l ，2 ，1 2 厌氧处理 厌氧生物处理主要是利用厌氧微生物将基质中结构复杂的难降解有机物先分解 为低级、臻构较必篱单酶有恚 i 锈，爵蠢甲靛落蒋鸯橇耱分惩为攀烷、：氧纯谈察承 等终产物。厌氧生物处理已有j 琏百年历史，随着微生物学、生物化学等学科的发展 和工程实践经验的积累才不断开发出新的厌氧处理工艺，它克服了传统的水力停留 薅阕长、袁投受蕊低等特点，使之在理论秘实践上有了缀大进步，在处理褒浓度鸯 机废水方面取得了良好的效果。近年来，开发的厌氧生物处理法有：厌氧生物滤 渣、茨氧接触法、上流式厌氧污泥床及分段璇氧消纯等。 获氧式生物滤池的传统工艺为底郯进水、上部出水蚋上流式厌氧生物滤池，其 容积负荷高、剩余污泥少、耐冲击负衙强，是目前使用的主要类型。加拿大h a l i f l a x h i g h w a y l 0 1 壤疆场采舔茨氧滤涎对渗滤渡遴行楚壤，c o d 去除率霹达9 0 淤主， 并发现如果负荷增加，去除率急剧下降婆”。英国水研究中心报道雕；，用上流式厌氧 污泥床( u a s b ) 处理c o d 大于1 0 0 0 0 m g l 的渗滤液，刚c o d 和b o d 5 静去除率 6 1 文献综述 各为8 2 蠢8 5 。鑫于该法戆焚毽，密窳孛露税物浓凄较螽，一救孬舔好氧生兹娃 理系统，以确保出水有机物浓度进一步降低。 假是厌氧生物处理工艺易受环境条件及干扰物质影响，低温下处理效果明显变 差。m o o n s u n g s u n g 筹1 2 3 在臻突赣国处理浚藏楚理效采不稳定瓣蠹嚣辩发魂，漫疫 和水力停留时间对处理效果有较大影响。原设施在h r t 为4 6 天时，c o d 去除率 仅有1 6 ：延长h r t 至l o 天，可将c o d 去除率提高到2 0 左右：而提高温度至 3 5 瓣，处理效果魄在常温下提懑1 2 1 4 绥，c o d 去豫漆可达3 0 左右。虽然获 氧液娥理的出永永质不能达瓢报姆的水平，假它作为高浓度有机废水在好氧处理前 的预处理是经济有效的。 1 2 。l 。3 厌氧一好氧络台生物处理 爨然实践涯明了厌氧生秘鲶遴对离浓度鸯，虢废东酶奔效往，僵鼙猿采鞲厌氧法 处理渗滤液也很少见。北京市政设计院自1 9 8 8 年进行了城| 了垃圾卫生填埋场渗滤液 处理技术鸵研究，缀各组工艺组合的试验研究得出如下结论：对高浓度的垃圾渗滤 滚采掰生往法楚理戆有效静，浆蠲获氧一好筏处理工艺躐经济台理，处理效率又 高，c o d 和b o d 5 的去除率分别达8 6 8 和9 7 2 i 。 陈石等人采用氨吹脱厌氧生物滤池一s b r 工艺对深圳某填埋场的溶滤液进行 了中试鹾究，袭暴c o d 、b 5 、x 珏3 k 窝t n 豹去滁攀分剩这笺9 5 、9 9 、 9 9 5 和9 7 。张激军等研究了厢s b r 法两缀厌氧一好氧、三池运行模式对城市垃 圾填煅场渗滤液处理的可行憔，出水c o d 、b o d j 、n 蝎_ n 去除率分别可达 8 7 3 2 、9 5 2 2 、9 0 6 蛾以上i 抖j 。邹莲花等人拈5 1 擐导了采煺茨氧一吹躐缺氧一好 氧一港凝沉淀流裰处理深圳市王龙坑生活垃圾填蟋场渗滤液，当渗滤液 c o d = 2 5 0 0 0 m g l 、b o d s = 1 5 0 0 0 m g l 、n i - 1 3 - n = 1 0 0 0 m g l 时，出水各项指标低于排 放标准。福绷市1 9 9 5 建成了全鞠最现 弋纯的垃圾渗滤渡处理厂，其工艺溅程为上流 式厌戴海泥床( u a s b ) 一氧纯沟滔穗污泥法一生物稳定辖，运行效栗受葑铲j 。 1 22 物理化学处理法 耱佬法主要鸯滋径炭啜陲、纯学沉淀、纯攀氧纯、纯掌述潺、密发分嵩、囊予 交换、膜渗析、汽掇及湿式氧化法等多种方法。和生物处理相比，物化法不受水质 水量的影响，出水水质比较稳定，尤其对b o 胁c o d 比值比较t l ( o0 7 o 2 0 ) 难以生 兹娃理豹垃圾渗滤波。蛊予凌纯法楚理费蔫较蹇，一觳恧予渗滤滚孩处瑾凌涤凄楚 理。 7 河北理工大学硕士学位论文 1 22 1 混凝沉淀法 混凝怒指在废水中预先投加化学药剂来破坏肢体的稳定性，使废水中的胶体和 缨小爨浮穆壤集戏具毒可分褰援豹絮凝钵，再热以分离去除。巍凝沉淀工艺瑾曩较 为广泛，混凝剂般有铁系和铝系的盐类。还有石灰、碳酸镁、高岭土和膨润土 等。另外，有机高分子絮凝箭，如聚丙烯酰胺和聚苯乙烯磺酸铺等。与无视游凝魏 袋合使用，可以产生很好的混凝效果。在废水和垃圾渗滤渡处理技术与方法中，混 凝的方法是最常用、最缀济、最重要的方法。 a m o k r a n e 等入澎1 分嗣瑶f e c l 3 帮a t 2 ( s 瓴b 徽渗滤波豹瀛凝实验，当嚣者懿投 加量均为o 0 3 5 m 0 1 l 时，浊度的去除率分别为9 5 和8 7 ，c o d 的去除率分别为 5 5 和4 2 ，达到这种最佳效果的p h 值分剐为5 和5 5 ；国内沈耀良簿i 嚣l 采用聚合 氯化铝霉a c ) 徽混凝裁，投热爱为4 0 0 m g l ，焦碳皲吸黔裁，发热羹为8 1 0 9 l 时，c o d 、重金属和色发的去除率分别为5 8 ，奶，6 0 和6 8 。k a r g i 簿嘲最近的研 究报遵渗滤液经混凝预鲶理螽韵c o d 去除率可敬蕊达7 4 。 1 2 2 2 吹脱法 吹脱法是指空气吹脱法，将空气通入废水中，使之相互充分接触，使废水中的 溶鼹气薅纛易挥发懿溶缓穿避气渡爨嚣，凌气摇转移，飘纛达蚕聪除污染绥兹嚣 的。吹脱法可以与厌氧处理相结合，去除水中所含的氨。在生物处理之前，采用空 气酸脱对去除氨氮是非常有效的。空气吹脱法的优点是：能够糖对容翁建裰据渗滤 液的体积秘强度戆变化避芎亍调整；缺点是；低溅时，处理效率急嚣4 下降。k - c + c h e n g - 2 辄进行了采用空气吹脱法和加石灰自由吹脱法处理垃圾渗滤液的研究，同时 对两若遂符了眈较，结论为：鸯羹矗款塞由浚漩法楚簿蕈翻经漭懿耪蘧讫学经理方 法。 1 2 2 3 化学氧化滋 纯学氧纯法是荦l 露强氧化剡氧化分解疲水孛的污染物质，以达到净化痰承嚣豹 的一种方法。化学氧化是最终去除废水中污染物质的有效方法之一。通过化学氧 亿，可戬佼废承审酶无税秘隘及膏梳物氧亿分解，鼠瓤降低了废承的b o d ，帮 c o d ，或者使废水中含有的有瓣有害物质无害化。 m a r t i ns t e v e n s o n 降。 建立一个全规模系统来研究化学颦【化法。并且分别采用了三 耱氧纯工艺：1 ) 过氧纯蘸或紫终线：2 ) 臭戴；( 3 ) 受氧强定痰缓纯雾l 。辑毒鹣芏艺都 取得了令人满意的结果。常用的氧化剂有：氯气、过氧化氢、搿锰酸钾、臭氧以及 次氯酸钙等，c o d 的去除率可以达到2 0 5 0 酬。自1 8 9 4 年f e n t o n 发现了f e n t o n 8 l 文献综述 试剂以来，f e n t o n 试剂经常应用于废水处理。张慧春等( = ；2 1 用混凝一化学氧化法处理 喷漆废水：邹志峰f ”l 提出了一种通过高锰酸钾氧化来强化废水物理化学处理的方 法。废水中含有酚时，在6 0 * ( 2 以下并以磁铁矿作催化剂，采用液相非均相催化氧化 法进行处理，酚可能转化为二氧化碳，其转化率为8 2 左右；王琳等。；报导了深度 氧化法在处理垃圾渗滤液中的应用。 1 2 2 4 吸附法 吸附可以去除渗滤液中的c o d 和氨氮，常用吸附剂有颗粒活性炭和粉末活性， 另外还有粉煤灰、高岭土、泥炭、焦碳、膨润土、蛙石、伊利石和活性铝等。b e r n d 等人p 5 1 报道用两级活性炭柱处理渗滤液，水中难降解的有机物、有机氯化合物和色 度的指标均低于排放标准。y i n g 等人f 3 川将粉末活性炭投入间歇运行的活性污泥反应 器( s b r ) 中，由于吸附和降解同时进行，出水水质明显比两者的单独作用好； p i r b a z a r i 等【3 7 1 在活性炭上培养生物膜，形成生物活性炭颗粒，发现其降解有机物效 率极高，该技术在处理渗滤液等高浓度有机废水上有很大的应用潜力。 1 2 2 5 反渗透法和超滤法 当用半透膜将淡水和浓溶液隔开时，如果在溶液一侧施加大于渗透压的压力， 则溶液中的水就会透过半透膜，流向淡水一侧，使溶液浓度增加，一般将这种作用 称为反渗透。超滤是依靠压力推动力和半透膜实现分离，本质上是一种筛滤过程。 反渗透和超滤法，是近年来应用于垃圾渗滤液的处理领域。 在德国的d a m s d o r f 垃圾填埋场，用反渗透装置来继续处理生化水得到成功的运 行。荷兰以及瑞士的几个垃圾渗滤液处理厂也先后使用了该项技术i ”；。袁维芳等人 p 卅对广州大田垃圾填埋场渗滤液预处理出水，利用反渗透技术进行了试验研究。结 果表明：进水压力为3 5 m p a ，o h 值5 6 等最适宜的条件下，进水c o d 的浓度为 2 5 0 6 2 0 m g l 时，出水浓度几乎为零，去除率达到了1 0 0 ，平均透水量为3 0 4 2 l 。尽管反渗透技术在近年来得到广泛的应用，现阶段在我国由于费用非常高，还 不能被广泛地应用到垃圾渗滤液的处理中。 1 23 土地处理法 土地一植物处理系统是人类最早采用的污水处理法，它其实是一种复杂的物 理、生物、化学综合反应器。通过吸附、离子交换或沉淀作用，土壤颗粒从渗滤液 中将悬浮固体过滤掉，并将溶解性组分固定在颗粒上。土壤中的微生物将渗滤液中 溶解性有机物进行转化和稳定，并将有机氮氧化成氨氮。植被利用渗滤液的各种营 9 河北理工大学硕士学位论文 养物生长，以保持和增加渗入器量，并通过蒸腾作用减少了渗滤液量。目前用于渗 滤液处理的土地法主要足回灌和人工湿地。渗滤液回灌作为填蠼场渗滤液处理方法 之一，嚣蘸在毽努辽缮裂广泛瘦惩。糕 砉诗，荚嚣5 0 。6 懿壤埋场避行了渗滤滚髫灌 。 对回灌法的研究国随也有较多，对其去除梳理，徐遮民等辨 作过实验研究，详 缨研究了垃圾填蠼场渗滤波回灌豹影响因素，发现在实骏所翔的亚糙土中加入一定 比例的细砂，改替了覆箍土层的透水性和透气性。当进水负荷为6 6 1 1 5 以m 2 d ) 时，运行两个嚣。c o d 去除率霹到9 8 左表。回灌法在涛由枣绞圾壤缓场渗滤滚处 理中开始生产性j | 照用嘲。王琪等“3 j 通过在嶷验室内进行的渗滤液回流模拟试验得 出，回灌处理后，渗滤液中c o d 去除率最高达9 5 ，在半好氧状态下n h 3 - n 浓度 可戳蹲 毳到1 0 m g l 以下，沼气产生速率大大裹予来回滚熬填蠼层，阂时壤埋层渗 滤液中有机物浓度大大降低。 入工瀑逮是遥几年穗现的释薪楚理工艺。霹予垃圾渗滤液的处壤，藩夕 应舔 较多。t j a s ab u l c 等| 4 q 建造一个4 5 0 m 2 的人工湿地对渗滤渡处理进行研究，结果发现 c o d 去除率为6 8 。b o d 5 去除率为4 6 ，n h 3 - n 去除率为8 1 ，f e 去除率为 8 0 。c r a i g d ，m a r t i n 等p 5 ；建造一季孛长发与爨疫魄爻1 0 ：l ，深度为0 5 m ，秘缝了各 种水草的人工湿地，并进行了处理营养物质的研究。美国纽约州i t h a c a 填埋场在 1 9 8 9 年开始采用潜流式激地处理垃圾渗滤液。北欧芬兰e s c a m b i a 的p e r d i d 填淫场 在寒冷的气候条件下运行人工瀑地系绞至今愁经存1 3 年的历史，仍然w 以正常的发 挥功用。挪威、加拿大、英国、斯罗文尼皿和波兰等许多国家都成功地应用了人工 湿逸系统王艺缝瑗垃圾渗滤滚# 8 。在蓬肉，痘震太工湿篷处理缎毅渗滤滚静实键还 比较少。与其他处理系统相比，该系统是一种便寅的去除填埋场渗滤液污染物的途 径，但从长远来蒋，该聚统存在重金属及赫类在土壤中的积累与饱和阍题，这会对 壤结搀及檀魏静生长黪来受箍影璃。另乡 ，蘧麓硬瘸黪闻的延长，其处理效率会 下降。 1 3 垃圾渗滤液的处理形式 1 3 1 场内处理 场内处理有圈淋和独立污水处瑗站两种方式。回淋有利于废水处理系统的运 行，毽不熊完全港豫渗滤滚及菸污絷，疆臻还将导致氨氮积累。独立处理系统蹇城 l o 1 文献综述 毒较遮的大型壤壤场是必要静，徨垃毂渗滤滚承质赘复杂交往窝繇禽蘩养元素酶跑 例必衡，使选择处理方式很难，污水处理站需随渗滤液污染特性的变化而不断的调 整和改造，基建、运行维护和技术改造的费用较高。 1 3 2 场， 处理 场外处理可节省独立污水处理设施的建设和运行费用，降低处理成本，市政污 瘩慰渗漶滚豹缓冲、耩器帮慧羚乎鬓终强，簿低其处理难浚。毽距露壤污承管网较 远的填埋场，渗滤液输送负掇滋，直接合并可能造成对城市污水厂的冲击负荷，严 重时影响其运行。在厌氧好载工艺中渗滤液与城市污水的混合比例在原渗滤液 c o d 。 5 5 0 0m g l 对，4 ：6 是掰簿的，稳定逡萼亍射豹e 0 d 窝b o d 5 熬去除率分别达 到8 8 6 和9 6 8 。丽在原渗滤液的e o d p 6 5 0 0 8 5 0 0 m 宴皿时，须控制在2 ：8 潋 内。渗滤液的量小于城市污水总量的o 5 麒引起的污染熊荷增量不超过1 0 ，场外 处理可行且不会对城市污水的生物处理带来负蕊影响。 1 3 + 3 场内外联合处理 垃圾渗滤液与规模适当的城市污水合并处理是最为简单的处理方察。利用简单 懿魏灌设藏馥l 拳薅诿苇滚、沉淀漶等) ，程滋内对渗滤波避嚣羲签纛，然螽逶j 童餐 道排入场外的污水设施，与城市污水合并处理。它可以节省单独建设渗滤液处理系 统的高额费用，逐可以降低处理成本，但并非是普遍适用的方法。沈耀良等i 2 2 1 采用 厌裁一菇氧工艺怼不鞫浓度瓣壤理场渗滤波毒城枣污寒衣不翼混合眈瓣戆楚理效鬃 及w 行性分析进彳亍了研究，掇出了用预处联合并处理荪婀七子山垃圾卫生填埋场 渗滤液的工艺：嶷圾渗滤液先缀过场内物化预处理( 吹脱+ 混凝沉淀+ 焦碳吸附) ，再 到城市污水处理厂台共处理，混合承采曩缺氧+ 三槽式袋纯沟工艺= 娆攥。逮过预处 理，渗滤液中的熬金属离子、羝氮、色度以及s s 等污染物质经厌氧处理改善了可奄 化性，降低了负荷，为合并处理正常运行创造了良好条件。 1 4 问题懿提蹬鞠聚究滤窭 1 4 1 问题的提出 缓拳生活垃圾楚瑾是当代鬣器各鏊荚丽关注并重德躲浃豹专大环缓霾遂之一。 其中，卫生填埋鼹垃圾处理的嫩终技术，处理垃圾的比震大，被认为是必备的首选 河北理工大学硕士学位论文 技术，但是垃圾壤埋过耀中会产生渗滤液对环境产生严熏影响l 舯4 刹。垃圾渗滤液的 无害化处理是当今废水处理领域的世界难题，至今还没商一个在技术上和经济上均 令人完全满意懿懿理鼓零。慰婆蔻国蠹绝大多数蟪圾壤壤场来说，英渗滤滚处理都 是在填埋场内直接处理，排放的渗滤液都无法达到规定标准。由此可见，在对目前 现有的技术进行蛔纳总结的基础上应粥新型的、更有效的且经济的垃圾渗滤液处瑷 技术，对于实施卫生壤蠼、控制渗滤波对水体的污染及环境保护具有璧要意义。 唐山市是一个拥有1 5 0 万人口的中等工业城市，每年要产嫩大量的城市垃圾。 唐由谁久霹垃圾酲产生豢失1 2 k g ，全露磊产垃圾1 4 8 3 2 t ，年产垃圾5 4 1 万t 。蘧着 近年来城市范围的扩大，丰南区、丰润区的成立。城市人口将达到3 0 0 万，城市垃 圾也会随之增加。目前腐山市垃圾收集主要采用卫生填蠼法，没有实现垃圾的分类 收集，垃圾中窘纛大量戆毒毒有害物矮，严重影响了唐国枣豹嶷态环境。摩由枣垃 圾卫生填埋场位于唐胥路中段，距市中心7 公里，占地1 3 0 亩，1 9 8 9 投产运行，日 处理麓为6 0 0 吨，主簧疆负市中心区靛生溺垃毂藕商韭垃圾的链理彳壬务。该厂渗滤 滚设计初期采用沉淀厌氧消化一回淋工艺，但慰由于服务年限过长，此处理工艺 基本上没有达到处理的效果，排放的嵩污染浓度渗滤液对周围环境污染严重，因此 开展垮由零城枣生活垃圾渗滤液豹再耩究互 牟+ 分磐要。 l ，4 2 鹾突内容 本课题在对圜瘛外螋圾渗滤波礤定成果进行麴纳积想结的纂础上，结合苍山市 唐胥填埋场渗滤液的水质特点就生化和物化相结合对高浓度垃圾渗滤液的处理效果 进行潋下死方面的研究： 1 对唐山及周围地区的垃圾填埋场进行实地考察和调研，了解填埋场操作方式 和运行管理现状，为试验提供参考； 2 。全瓣分援试验垃圾渗滤滚承撂戆性痰，选耩合理处理方式，对渗滤滚避毒亍常 规的水质指标监测，包括c o d ，b o d 5 ，n h 3 - n ，p h 等。通过以上的分析，初步确 定在该垃圾渗滤液处瑾逐程中应该采蹋的方法； 3 进行石灰吹脱氨氮的预处理试验研究，确定石灰吹脱处理最佳运幸亍参数； 4 。研究混凝处理在垃圾渗滤液中的作用，并确定其最优处理参数； 5 疆究爵氧( s a g ) 2 1 1 艺对渗滤滚豹处理效果。芬确定英最饶处理参数； 6 进行活性炭吸附处理试验研究，并确定活性炭处理最佳参数； 1 2 1 文献综述 7 在前面研究分析的基础上，利用活性污泥法建立起一套渗滤液的处理流程， 从而使渗滤液达到很好的处理效果。 1 3 河北理工大学硕士学位论文 2 1 水质条件 2 水样分析和处理方法的确定 本试验所取渗滤液水样来自唐山市唐胥垃圾填埋场，用塑料桶密封运回实验 室，用浓硫酸调整p h 值 1 ，就是说达到相同的去除率时推流式反应器要比完全混合式反应器所需要的体 积小，表明推流式的处理效果要比完全混合式好。 4 选择性准则 1 9 7 3 年c h u d o b a 等人提出了在活性污泥混合培养中的动力学选择性准则，这个 理论是基于不同种属的微生物在m o n o d 方程中的参数( k s 、u ) 不同，并且不 同基质的生长速度常数也不同。m o n o d 方程可以写成： 耐爿矾= = 一 s ( r s + s ) 】( 7