（环境工程专业论文）氨吹脱—粉末活性炭sbr—混凝沉淀工艺处理城市垃圾渗滤液的研究.pdf

东南人。# 砸i 学位沧支 氰吹悦一粉术活性嶷一s + + r + i p r 一+ g l i x 淀工岂处辟城，1 j 垃圾渗滤波的研究 摘要 本文结合小型垃圾填埋场水质浓度较低的特点和简化处理工艺的要求，以 南京天井洼垃圾填埋场渗滤液为研究对象，采用氨吹脱一粉末活性炭一s b r - 一混 凝沉淀工艺进行试验，探讨了各工艺参数对相应工段处理效果的影响。 全流程试验结果表明，对c o d 在3 0 0 0m g l 以下的垃圾渗滤液，采用氢吹 脱一粉末活性炭一s b r 一混凝沉淀工艺处理，c o d 、b o d ，、n h 。一n 的总去除率分别 可达8 9 6 、9 4 4 、9 8 3 ，出水水质基本能达到生活垃圾填埋场污染控 制标准( g 1 6 8 8 9 - 1 9 9 7 ) i j 级排放标准。用强化的一级生物处理代替二级生物 处理小型垃圾填埋场渗滤液，在技术上是可行的。采用本工艺运行成本为5 9 3 元m i 废水。 垃圾渗滤液在经过氨吹脱一粉术活性炭一s b r 一混凝沉淀工艺处理后，水中 仍在在部分可溶解、难于好氧降解的长链烷烃类和具有苯环结构的复杂有机物。 要达到更好的出水水质，必须采用更有效的、针对性强的措施。 关键词：氨吹脱；粉末活性炭一s b r ；混凝沉淀；强化生物处理 东南人学坝 学位论文 氨吹脱一粉末活r 土嵌一s b r 一混凝沉淀工艺处理城订j 蛉圾涪滤液的研究 a b s t r a c t a c c o r d i n gt ot h e1 0 wc o n c e a t r a t i o na n db r i e fp r o c e s sr e q u i r e m e n t s o fs m a 1l a n d f i l ll e a c h a t e ，t h i s p a p e r u s e sd j l i n o i i ab l o w o f f , p o w d e r a c t i v a t e dc a r b o n s b ra n dc o a g u l a t i o n p r e c i p i t a t i o np r o c e s st od is p o s e t h el e a c h a t eo f n a n j i n gt i a n j i n g w al a n d f i l l s e v e r a lp a r a m e t e r sa n d t h e i r i n f l u e n c e so nc o r r e s p o n d i n gs e c t i o n sw e r ed i s c u s s e d t h et e s tr e s u l t si n d i e a t et h et o t a lr e m o v a lr a t eo fc o d ，b o d “n t t = i - n ， r e s p e c t i v e y ，c a nr e a c h8 9 6 ，9 4 4 ，9 8 3 b yu s i n gt h i sp r o c e s st o d i s p o s eo ft h el e a c h a t ew i t hc o db e l o w3 0 0 0 m g l t h ee f f l u e n ta 1 s oc a n m o s t l yr e a c ht h es e c o n dg r a d eo fd o m e s t i c l a n d f i l lp o l l u t i o nc o n t r o l s t a n d a r d t e c h n ic a l l y ，i ti sf e a s i b l et ou s ee n h a n c e de l e m e n t a r y b i o l o g i c a lt r e a t m e n tt or e p l a c es e c o n d a r yb i o l o g i c a l t r e a t m e n t t h e r u n n _ in gc o s to ft hisp r o c e s sis5 9 3 r m b m 3 a f t e rt h is p r o c e s s 。t h e r ea r es t i l1 s o m el o n g c h a i na ik y lsa n d a r o m a t i cc o m p o u n d si nt h ee f f l u e n t ，w h i c ha r es o l u b l ea n dd i f f i c u l tt o b ed e g r a d e di na e r o b i cc o n d i t i o n m o r ee f f i c i e n tm e a s u r e sm u s tb et a k e n f o r t h eh i g b e ra i m s k e y w o r d s ：a m m o n i ab l o w o f f ：p o w d e ra c t i v a t e dc a r b o n s b r ；c o a g u l a t i o n p r e c i p i t a t i o n ：e n h a n c e db i o l o g i c a lt r e a t m e n t 东南大学学位论文独创性声明 奉人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究l 作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中f i 包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同t 作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究，蔓签名：蓝型l【1 期：! ! ! ! ：2研究7 蔓签名：盟型； 【1 期：! ! ! ! ：2 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、叶t 国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位 论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人 电子文档的内容和纸质论文的内容相一敛。除在保密期内的保密论文外，允许论 丈被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包 括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 研究生签名：盗盟幺导师签名：薹f 垃日期 东i 柯人学硕卜学位t e a s e 氰吹脱粉末活性嵌一s b r 一混凝沉淀t 岂处理城市垃圾渗滤波的研究 1 1 1 引言 第一章概述 1 1 城市垃圾渗滤液的产生 城市生活垃圾亦称城市固体废弃物，它具有无主性、分散性、危害性、错位 性等特点，它对环境的危害与所涉及的固体废物的数量和性质有关。我国自2 0 世纪8 0 年代以来，社会、经济和文化均发生了深刻变化，经济迅猛发展，人民 生活水平极大提高。随着城市化进程的发展，城市固体废弃物数量呈指数级增长， 城镇居民每人每天排放生活垃圾0 8 1k g ，全国每年产生城市生活垃圾超过 1 2 亿吨。 城市生活垃圾主要成分包括厨余物、废纸、废塑料、废金属、废玻璃陶瓷碎 片、砖瓦渣土、废旧电池、废旧家用电器等。它们通过环境介质大气、土壤、 地表或地下永体进入生态系统形成化学物质型污染和病原体型污染，对人体产生 危害，同时破坏生态环境，导致不可逆生态变化。因此，有必要对城市生活垃圾 进行有效的处理，通常采用焚烧、湿式氧化、堆肥、卫生填埋、综合利用等方法 进行处理。根据我国目前的经济和社会发展水平，在当静或今后相当长的时期内， 城市生活垃圾仍然以卫生填埋为主，辅之以焚烧、堆肥或其它的资源化方法。卫 生填埋具有以下特点： ( 1 ) 土地利用率高； ( z ) 可收集填埋气体能源进行利用，并防止对大气、土壤、地下水的环境污染： ( 3 ) 填埋结束后，土地可重新利用。 卫生填埋场根据所利用自然地形条件可分为山谷型填埋场、坑洼型填埋场、 滩涂型填埋场，也可根据填埋场中垃圾降解的机理，可分为好氧、准好氧、厌氧 三种类型。填埋区工程设旖出防渗系统、渗滤液收集系统、导气系统、覆士场等 组成，垃圾填埋场可采用斜坡作业、坑填作业、平面作业等方法，按单元填埋垃 圾、分层压实、单元覆土、终场覆土。 1 1 2 城市垃圾渗滤液的产生 垃圾渗滤液又称渗沥水或浸出液，是指垃圾在填埋过程中由于发酵、雨水的 淋浴和冲刷以及地表水和地下水的浸泡而滤出来的污水。渗滤液来源于降水、地 表径流、地下水入侵、灌溉水、液体废弃物等，主要来源是降水和垃圾内含水。 第l 页 东南尺学顺l 学位沦史 氪吹脱一粉末活性凝s b r 一混凝沉淀丁岂处理城市婶圾渗滤液的研究 城市垃圾在倾倒_ 丁填埋场后，主要在微生物作用下，进行有机垃圾的生物降 解，并释放出填埋气体和大量含有有机物的渗滤液，其主要过程如图1 一i 所示： 0 2 c 0 2n 2 0 z c 0 2 mn 2 0 2 c 0 2 1 t 2c h 4 c 0 2 垃 圾 渗滤液渗滤液渗滤液渗滤液 图l i 垃圾降解过程示意图 在这种稳定过程中存在两种作用，一是垃圾废弃物中有机物分解，形成可溶 性或可挥发的产物，进入渗滤液或大气，而最终离开填埋场，另一作用是稳定的 腐殖质的合成，这些腐殖质有可能留在垃圾中，也可能进入渗滤液中。这两个作 用的综合结果是使渗滤液中的难降解高分子有机物的增加，如腐殖酸等。雨水 和垃圾本身的内含水以及垃圾在填埋场发生生化反应所产生的水在重力场的作用 下，经过长时间的渗滤与收集过程，最终产生了垃圾渗滤液。 1 2 城市垃圾渗滤液的水量水质特点 1 2 1 城市垃圾渗滤液的水量特点 从理论上分析，垃圾填埋场的渗滤液产量可由下式表示： l = p + w + q l + q 2 一e i e 2 一q h 式中 一渗滤液产量p 一降水量一垃圾中含有水分 q 外部渗入的水 q ：从外部地表流入的水 q 3 从填埋场地表流失的水 e 从填埋场地表蒸发的水 第2 页 网矧丫上斟上丫 东南人学坝上学位沦文 氯吹脱一粉末活性炭一s b r 一混凝沉淀r 艺处理j 垃市片圾涪滤液的研究 e ：一从填埋场植物叶面蒸发的水 日一场水 降水量与蒸发量是影响渗滤液产量和浓度的决定性因素，因此，渗滤液的 产量随季节、气温、日照等因素而变化，其变化幅度较大。工程设计时为增加 保险系数，一般采用最大日渗滤液产量。1 。 1 2 2 城市垃圾渗滤液的水质特点 城市垃圾场渗滤液的水质随垃圾、当地气候、水文地质、填埋时间和填埋方 式等因素的影响而显著不同。由于影响因素较多，造成不同填埋场、不同填埋时 期的渗滤液水质变化幅度也很大，国内外城市垃圾渗滤液的水质。1 如表卜l 所示。 表1 1 国内外城市垃圾渗滤液的水质( m g l ，p h 除外) 项目浓度项目浓度项目浓度 p h5 2 8 2p bo 0 0 2 1 2 3硝态氮0 1 1 0 碱度 3 7 1 4 0 0 0c a2 9 4 3 0 ( 3 氨氮 1 1 7 0 0 s s 1 0 0 7 伽 c r0 0 0 2 1 0 有机氯 3 7 7 0 t s 5 0 0 1 5 8 0 0c o0 ，0 0 1 1 8凯氏氮4 7 6 2 c d0 0 0 0 5 n 0 0 0 7c u0 0 1 0 3t d c1 9 6 0 2 3 0 0 0 a s0 0 0 6 0 2f e0 3 2 0 5 0b o 隗11 0 3 8 0 0 0 b a0 1 t 0 3总磷0 6 7 5c o d5 0 0 7 0 0 0 0 总的来说，渗滤液基本组成很复杂，它具有以下特征： ( 1 ) 有机污染物种类繁多，浓度高。 研究表明。1 ，垃圾渗滤液中存在9 3 种有机化合物，包括芳烃、烷烃、烯烃、 酸、酯、醇、酚、酮、醛、酰胺等，一般为低分子的脂肪酸类、腐殖质类高分子 碳水化合物、中等分子量的厌黄霉酸类物质。 ( 2 ) 氨氮浓度较高。 垃圾渗滤液处理的一个难点也在于其氨氮浓度高，占其总氮含量的8 j 9 0 。高浓度的氨氮对常规生物处理会严重的抑制作用。 ( 3 ) 重金属离子含量较高。 ( 4 ) 磷含量偏低。 垃圾渗滤液中的含磷量通常较低，尤其是溶解性的磷酸盐浓度更低。 ( 5 ) 总溶解性固体含量较高。 第3 页 纸羟大学碳f j 学位论文氢吹腔糟末活性炭一s b r 混凝沉淀f 艺处理城市垃圾渗滤液的研究 总溶解性固体通常随填埋时间的增加，浓度逐渐下降，直至达到最终稳定。 ( 6 ) 色度较高，臭味较重。 渗滤液具有较高的色度，随着填埋时间的延长，其外观多呈淡黄色、棕色、 深褐色或黑色，有极重的垃圾腐败臭味。 ( 7 ) 水质随填埋时间的变化较大。 垃圾渗滤液通常可根据填埋场的“年龄”分为两大类“：一类是填埋时 间在5 年以下的渗滤液，其p h 值较低，b o d ；c o d 、c o d t 0 c 、s 0 4 2 一c l 一的比值较 高，同时各类重金属离子的浓度也较高，这种垃圾渗滤液通常叫做“年轻”的渗 滤液：另一类是“年老”的垃圾渗滤液，其填埋时闻在5 年以上，p h 值接近中 性，b 。及c o d 浓度逐渐下降，b o d s c o d 、c o d t o ( ：、s o l 2 - c l 一的比值较低，而 n h 。- n 浓度较高，重金属离子的浓度则下降。 1 3 国内外垃圾渗溶液处理技术的现状及进展 垃圾渗滤液产生的复杂性也就决定了渗滤液处理的难度，其处理直是垃圾 填埋场难以解决的难题。要使渗滤液的处理达标，既要保证在技术上可行，同时 必须考虑经济上的可行性。 国内外渗滤液处理的主要工艺路线有两条。 1 渗滤液直接( 或预处理后) 进入生活污水处理 该方法利用污水处理厂对渗滤液的缓冲、稀释和调节营养的作用，可以减少 填埋场投资和运行费用。但是，一方面由于垃圾填埋场往往远离污水处理厂，渗 滤液的输送将造成较大的经济负担；另一方面，由于渗滤液特有的水质及其变化 特点，如果不加控制，易造成对污水处理厂的冲击负荷，影响污水处理厂的正常 运行。国内沈耀良、王宝贞等人0 1 采用厌氧一好氧法对处理渗滤液与城市污水混 合废水的可行性进行了研究，认为当渗滤液c o d 5 5 0 0 m g l 时该方法是可行的。 2 单独处理 该方法是利用土地、生化和物化处理的工艺，在填埋场内处理渗滤液，处理 达标后直接排放。 ( 1 ) 土地处理包括回灌处理和人工湿地，主要采用回灌技术。国内外正在研究 采用合理的反应器设计原理来强化回灌技术”1 。 ( 2 ) 生化处理 生化处理是垃圾渗滤液处理的主要方式，它包括好氧处理、厌氧处理及两者 的结合。 好氧处理法 第4 页 糸阿 学顺b 学位论史 氰畋睨一粉木活性嵌s b r 一混凝沉淀下岂处理城市垃圾渗滤液的研究 好氧处理法包括活性污泥法、曝气氧化塘法、稳定塘法、生物转盘法和滴滤 池等活性污泥法。其中针对垃圾渗滤液中难降解有机物浓度较高的特点，又以延 时曝气法使用较多。同时低氧一好氧两段活性污泥法”及s b r “”1 等改进型活 性污泥法因适用于低流量的废水，其应用亦很普遍。 厌氧处理法 垃圾渗滤液中含有较高的复杂有机物，好氧处理难以降解，因此必须采用厌 氧处理，使复杂有机物在细菌胞外酶作用下水解生成小分子可溶性有机物，再进 步降解。厌氧生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床及分段厌氧消化等方 法在渗滤液处理中都有应用。 厌氧和好氧的结合方式 对高浓度的垃圾渗滤液单独采用好氧或厌氧工艺都达不到处理要求，因此采 用二者相结合的方式目前在国内外较为普遍。其组合工艺主要有厌氧一氧化沟一 兼性塘、厌氧气浮一接触氧化、u a s b - - o r b a l 氧化沟一稳定塘等1 工艺。 ( 3 ) 物化处理 物化处理可以去除渗滤液中难以生化降解的污染物，如氨氮吹脱、化学氧化、 混凝沉淀“5 1 “”1 、吸附、膜分离、过滤等方法。氨吹脱法在国内外得到了较为 普遍的应用，日本横须贺、美国哥伦比亚区都有污水处理实例，国内在用吹脱法 去除垃圾渗滤液中的高浓度氨氮方面也做了很多研究“9 “1 ，并也有工程实例。“， 但由于各个垃圾填埋场的水质不同，因此，氨吹脱工艺的运行参数也不尽相同。 目前在国内采用超滤和反渗透技术也比较普遍，可以获得较好的处理效果， 但由于沉积在膜上的大分子物质和胶体难以扩散回主体溶液，需要大量的循环水 反冲洗，因而转化因素低，能耗高，运行成本高。 化学氧化一般采用c l ：、k 地0 4 、0 3 等氧化剂，对色度、c o d 的去除能力较强， 但采用卤族氧化剂时，可能会产生危险的有机卤化物。 1 4 1 选莲依据 1 4 试验研究内容、目标和技术路线 随着城市化进程中对生态环境的不断重视，目前我国许多小城镇都在建或拟 建小型垃圾填埋场，由于某些原因部分垃圾填埋场的防渗能力较差，存在渗漏现 象，或是雨污不分，渗滤液水质浓度较低，c o d 一般在3 0 0 0 m g l 以下。另一方 面，垃圾填埋场管理者也要求在保证摊放达标的情况下，采用流程筒单的工艺处 理渗滤液，比如用强化的一级生物处理工艺处理取代厌氧一好氧、低氧一好氧等 第5 页 东南大学硕 学位论文氨畋聪粉末活性我一s b r 混：疑沉淀e 岂处删城市埽圾涪滤液的酬究 二级生物处理工艺，以降低运行成本和弥补实际操作人员素质的不足。 南京天井洼垃圾填埋场位于南京浦口区泰山镇黄姚村，占地面积约为3 8 0 亩，设计容量3 7 4 力- 立方米，自1 9 8 6 年启动使用至今，垃圾处理规模为6 0 0 t d ， 日产垃圾渗滤液2 0 0 m 3 ，经处理后达标排放进入距场址约8 0 0 m 的朱家河( v 类水 体) ，其水质见表1 2 。 表l 一2 天井洼渗滤液水质表m g l 项目 s sb o d sc o d n i l n 有机氮总磷 数据3 0 0 3 5 03 6 0 4 6 02 7 0 0 3 3 0 01 2 0 0 1 7 0 02 0 4 01 5 2 3 东南大学负责建设与天井洼垃圾填埋场配套的渗滤液处理系统，该工程设计 中采用u a s b 氨吹脱o r b a l 氧化沟处理工艺。本试验结合该工程项目，考虑到 国内小型垃圾填埋场建设项目巨大的市场潜力，根据其水质浓度较低的特点，以 c o d 在3 0 0 0m g l 以下的垃圾渗滤液为研究对象，拟采用一种流程简单、易于管 理的氨欧脱粉末活性炭一s b r 一混凝沉淀工艺，研究该工艺的可行性和影响处理 效果的主要因素及设计参数，进而论证采用强化的一级生物处理代替二级生物处 理垃圾渗滤液的可行性。 1 4 2 试验水质指标、研究目标 试验出水要求按生活垃圾填埋场污染控制标准( g b l 6 8 8 9 1 9 9 7 ) i i 级标 准执行，如表l 一3 所示： 表i 一3 生活垃圾渗滤液拌放限值( i i 级)m g l ( 大肠菌值除外) 项目s sb o d sc o dn i l 3 - n 大肠菌值 指标2 0 01 5 03 0 02 51 0 1 0 。 理论上探讨对于c o d ( 譬) 一，通常取孚= ( 1 2 2 0 ) ( 譬k 。或 g = ( 1 t 2 2 o ) g 。 上述分析只是问题的方面。 另一方面，由图3 - - 3 可见，芸增大，气液两相传质推动力y 。一y i 或x i - - x t * 增大，根据有关的传质研究”1 ，氨一空气一水体系的传质系数k ，。c g 。“i ，式 第1 1 页 朱南人学倾 一学啦论史氨吹脱一粉末活性炭s b r 一混凝沉淀_ i = 芝处理城市垃圾渗滤波的研究 中g 。为气体质量流速。从传质速率方程= k 。( y 一y ) o j 知，在 硬干h 负荷一定的 条件下，增大譬，传质速率n 增大，完成一定的传质负荷所需传质面积减小。 但同时应注意，气速过高会导致液泛，使吹脱柱不能正常操作。因此，对一定的 液相负荷，孚的上限受液泛气速控制，不能超过( 譬) 。 l l 综合上述两方面的分析，实际设计和操作的譬应满足以下条件： ( 争 ( 鱼l ) ( l 2 2 1 试验装置 2 2 氨吹脱试验结果与分析 本实验采用吹脱柱高度3 m ，填料层高度2 5 m ，内径5 0 衄，截面积a = l9 6 2 5 1 0 。吖。填料采用中1 2 1 0 衄的塑料管，总长2 5 m ，总表面积为l _ 7 2 7m 2 ，塑料 管每段切成1 0 衄，在每段上适当位置打巾2 唧的小孔，以利于布水。该填料类 型介于拉希环和鲍尔环之间。7 1 ( 由于试验装置较小，无法将填料加工到位) 。在 吹脱柱顶端接排空管。 试验流程图如下： l 、p h 调符( 预沉) 槽 2 、计量泵3 、吹脱柱4 、空压机 5 、阀门6 、玻璃转子流量计7 、出水槽 图2 4 氨吹脱试验流程图 流程说明：调节垃圾渗滤液p h 值至l l 左右，经预沉后由计量泵泵入吹脱塔 第1 2 页 东南人学顾卜学位睑史 氰吹脱一粉术活性嶷一s a p ；g 凝沉淀丁岂处理城市垃圾澹滤液的研究 顶端，空压机中空气由底部进入吹脱塔，气量由阀门和玻璃转子流量计控制，气 液逆流接触，吹脱后的垃圾渗滤液进入出水槽，氨气从吹脱塔顶部排空。吹脱装 置照片如下所示。 流量计和阀门 2 2 2 试验内窖 氨吹脱柱 1 碱剂的选择； 2 改变工艺参数，研究p h 值、气液比、水力负荷、进水氨氮浓度、温度与 氨吹脱效率之间的关系。 2 2 3 碱剂的选择 将垃圾渗滤液p h 值调至l1 左右需要投加碱剂，常用的碱剂有石灰和烧碱。 投加石灰价格便宜，但产渣量较多：投加烧碱投加量小、产渣量少、反应速度快 等特点。因此，应对两种碱剂加以对比。 2 2 3 1 碱剂的投加量试验 本试验采用静态烧杯试验，试验投加c a o 和n a o h 均为分析纯药剂，投加量 采用质量百分比。试验结果如下表： 表2 一l 碱剂投加量与p h 值变化的关系t = 2 5 投加最( )0 0 0o 3 9 o 4 6 0 5 00 ，5 3 0 5 7 0 6 00 6 8o 7 2 p h 值( n a o h ) 6 8 69 0 29 8 61 0 1 21 0 4 8l l _ 0 41 1 _ 3 51 2 “1 2 4 6 投加量( ) o 0 0o 1 30 2 20 3 30 4 4o ，5 4o 6 00 6 90 7 0 p h 值( c a o ) 6 8 67 3 27 7 58 2 58 7 49 4 5 1 0 1 31 1 0 21 1 1 4 第1 3 页 舟= i 柯上学颁士学位论文 氮吹脱一粉末活性嶷s b r 一混凝沉淀t 艺处理城f 盯垃圾渗滤波的研究 0 0 00 2 00 4 0u 6 u0 8 0 投加量( ) 图2 5 碱剂投加量与p h 关系图 由表2 1 和图2 5 可知，当投加量在o o 4 时，p h 值变化很小，而投 加量超过0 5 后，p h 值变化比较显著，使用c a o 作为碱剂比n a o h 耗量要大， 并且在试验中得出c a o 的产渣量要多。要将垃圾渗滤液p h 值调节至1 1 ，n a o h 耗量在0 5 6 ，c a o 耗量在0 6 9 。 2 2 3 2 碱剂的选择分析 响。 碱齐j 的选择应从两方面考虑：碱剂投加成本以及碱剂投加后对后续处理的影 成本分析 表2 2 碱剂投加成本分析 l 碱剂名称( 纯)投加量( )单价( 元吨)处理成本( 元一) l n a o h 0 5 6 3 0 0 01 6 8 c a o0 6 95 0 03 4 5 从上表可以看出，采用n a o h 的处理成本高出c a o 较多，并且从后续生物处 理的需要，为便于回调p h 值，采用c a o 作为碱剂比较适宜。 采用c a o 作为碱剂调节p h 值至1 1 左右，需要投加c a o 质量比为0 6 9 ， 产渣量为9 1 0 。 在实际工程中，一般采用石灰作为碱剂。若考虑石灰纯度为6 0 ，则石灰投 加量约为1 1 5 昭m 3 。 碱剂投加后对后续处理的影响 采用烧碱作为碱剂，由于烧碱溶液在吹脱过程中易产生泡沫，造成吹脱柱内 阻力增大，影响吹脱效果。 另外，用烧碱作为碱剂，吹后回调p h 值的酸用量较大。 第1 4 页 3 2 0 9 8 7 6 靼毛 末i 柯大学硕卜学位论文 氨吹脱一粉末活性农一s b r 一混凝沉淀丁岂处理城市j 寺城浯滤波的研究 2 2 4 氨吹脱的影响因素 2 2 4 1 p - 1 值对去除率的影响 研究p h 值对吹脱效率的影响，试验采用如下条件：水温t = 2 6 ，水量 o k = i 3 8 l h ，o s = 4 m 5 h ，即g l ( 气液比) = 2 8 9 9m 3 m 3 ，水力负荷f = o 。7 册3 ( m 2 h ) 。 试验过程中投加石灰改变p h 值，使p h 值在8 1 2 之间变化，试验数据如下： 表2 - - 3p h 值对氨氮去除率的影响 原水 原水氨氮浓度出水氮氮浓度去除率吹脱后 d h p h 值 ( m g l )( m g l ) ( ) p h 值 8 2 0 1 6 2 0 5 01 1 2 1 1 03 0 8 2 7 3 50 8 5 8 4 91 6 2 5 5 0 1 0 9 2 8 03 2 7 77 5 7o 9 2 9 0 2 1 6 0 2 9 01 0 3 2 9 03 5 5 67 9 8 j 0 4 9 3 l1 2 2 4 9 06 0 7 7 05 0 3 9 8 3 40 9 7 9 7 2 1 2 2 4 9 04 9 0 2 35 9 9 88 7 40 9 8 1 0 1 6 1 2 7 5 5 03 9 8 8 06 8 7 39 1 61 o o 1 0 4 91 3 8 2 3 0 3 0 5 3 07 7 9 19 5 60 9 3 1 1 0 3 1 3 0 6 6 02 l o 0 88 3 9 29 ，7 01 3 3 1 1 5 11 3 0 6 6 02 0 1 1 08 4 6 11 0 2 31 2 8 1 1 8 61 3 0 6 6 01 9 5 4 08 5 0 51 0 4 6 1 4 0 1 2 1 2 1 3 0 6 6 01 9 0 6 08 5 4 1i o 9 01 2 2 翼 一 褂 餐 粕 涮 磁 7891 0l ll 2【3 图2 6d h 与氮氮去除率关系图 从表2 - - 3 和图2 6 中可以看出，在g l = 2 8 9 9m a m 3 情况下，随着p h 值逐 渐升高，氨氮去除率也随之提高。p h 值在9 0 1 1 0 之间时，氨氮去除率显著 第1 5 页 阳硒蚰加o 尔l 钉人学蜘卜学位硷上 氰吹脱一粉末活降琰一s n r - - e 凝沉淀丁岂处理城市”圾捧滤被的研咒 升高；当p h 值达到1 1 0 以上时氨氮去除率即吹脱效率升高变缓。继续提高 p h 值至1 2 12 ，去除率升高很小。因为当p h 值在1 1 0 以e 时，水中的铵离子超 过9 2 转变为游离氨，再提高p h 值游离氨的比例增加不大。同时，过高的p h 值需要增加石灰用量，但这样吹脱柱内因空气中的c o 。溶解而生成c c o 。沉淀，导 致产生水垢，影响吹脱柱的j e 常运行。 因此，从提高欢脱效率和碱剂用量等考虑，在实际欢脱工艺中，应将p h 值 控制在1 1 0 左右。垃圾渗滤液吹脱前后的p h 值变化在0 8 5 1 4 0 之问。 2 242 水力负荷对去除率的影响 试验条件：t = 2 5 ，p h 值在1 1 0 左右，q 。在0 3 2 3 l h 之间变化， q g = 4 8 m 3 h ，得到以下试验数据： 表2 4 水力负荷与氨氮去除率的关系 流量 水力负荷原水氨氮浓度 出水氨氮浓度去除率 ( l h )( m 3 m 2 h ) ( m g l )( m g l )( ) o 60 31 3 1 3 61 7 5 98 6 6 i oo 51 3 1 j 81 9 0 68 5 5 1 4o 71 3 0 6 62 0 1 1 8 4 6 1 8o 91 3 1 1 62 4 3 4 8 l4 2 61 31 3 2 1 8 2 6 5 87 9 9 3 51 81 3 1 6 8 3 0 5 87 6 8 4 5 2 31 3 1 5 83 2 1 07 5 6 9 0 毫8 6 量8 2 悄7 8 饔7 4 7 0 0 0l02 03 0 水力负荷 图2 7 水力负荷一氨氮去除率关系图 由表2 4 和图2 7 可知，当水 力负荷f 在0 3 o 7m 3 m 2 ，h 之间 氨氮去除率可保持在8 4 以上；当f 大于o 7 m 。m 2 h 时，氨氮去除率下降 较大，这是由于当f 过大时，高效吹 脱所需要的点滴状态被破坏，形成水 幕，影响了传质过程。而f 过低，则 可能造成填料润湿不够，使利用系数 降低。 因此，在本试验中，f 取0 7 m 3 m 2 5 比较适宜。 2 2 4 3 气液比对去除率的影响 在水温一定的情况下，控制p h 值，改变气液比g l ，研究气液比对去除率 第1 6 页 糸南人学颁卜学位论文氰吹脱粉末活性嵌s b r 一混凝沉淀t = 艺处理城市垃圾渗滤液的研究 的影响。 试验条件：t = 2 5 。c ，p h 值在l o 5 和1 1 0 左右，q = 1 3 8 l h ，q 。在2 5 6 4 m 3 h 之问。即g l 在1 8 1 l 4 7 0 0m a m 3 之间变化。得到以下试验数据 表2 5 气液比对氨氮去除率的影响 气造 p h l 0 5 时进水p h l 05 时出水p h l 0 5 氟氮p h l l 0 时进水p h l l 0 时出水d h l l 0 氨氮 气液比 ( m 仇) 氧氰浓度( m g n ，)氨氪浓度( m g l l 去除率( 予计氨氯浓度( m g l l氨氨浓度( m g z l )去除辜( ) 2 51 8 1 1 61 4 5 2 67 1 7 55 0 6 11 4 5 6 26 6 8 3 5 4 “ 2 82 0 2 9 01 4 5 1 56 7 7 45 3 3 31 4 5 4 45 7 1 - 7 6 0 6 9 3 o2 1 7 3 91 4 5 0 76 0 8 65 8 0 51 4 4 8 84 9 4 26 5 8 9 3 92 8 2 6 11 4 4 8 94 9 8 66 5 5 91 4 4 8 83 6 1 77 5 0 3 4 83 4 7 8 31 4 4 7 33 2 6 07 7 4 81 4 4 8 62 2 4 58 4 5 0 5 03 6 2 3 21 4 4 7 33 0 7 47 8 7 61 4 4 7 92 1 2 48 5 3 3 6 44 6 3 7 71 4 4 5 62 5 0 68 2 6 6 i 4 4 6 8 1 7 6 o 8 7 8 4 8 0 0 7 0 0 3 6 0 0 童5 0 0 型 嚣4 0 0 髦3 0 0 三2 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 2 0 0 0 僦4 0 0 0 5 0 0 0 图2 - - 8 气液比与出水氨氰浓度关系 1 0 0 9 0 童8 0 * 2 7 0 腻 麟6 0 5 0 4 0 1 0 0 02 0 0 03 0 0 04 0 0 05 0 0 0 气液比 图2 9 气液比与氨氮去除率的关系 从表2 5 和图2 8 、图2 9 中可以看出：当g 几 3 4 7 8 莳3 时，随着气 液比的提高，氨氮去除率显著提高；当6 l 在3 4 7 8m 3 m 3 以上时，随着气液比的 提高，氨氮去除率提高较为缓慢。这主要是由于吹脱柱本身的构造以及填料所决 定的。此时，无论怎样增大气液比，氨氮去除率都不会有太大的提高。当瓯增 加至7 2m 3 h 即6 l 为5 2 1 7 m 3 m 3 时，气体速度过大，原水汽化现象加剧，吹脱 柱内阻力增加，出现了液泛现象，导致吹脱不能正常进行。 在本试验过程中，结合工程实际，采用气液比6 l 为3 4 7 8i i l a m 左右。 第1 7 页 东南人学母! 1 学位沦文氨吹脱粉末活性嵌s b r 一混凝沉淀t 艺处理城市垃圾渗滤澉的研究 2 2 4 4 氢氮浓度对去除率的影响 垃圾渗滤液在填埋期问由于各种因素的影响，其氨氮浓度在不断变化。因 此，必须了解氨氮浓度对吹脱去除率的影响，以便控制运行参数。 试验条件：t = 2 5 。c ，p h 值在1 1 0 左右，q f i 3 8 l h ，瓯在4 8 m 3 h ，即g l 控制在3 4 7 8m 3 m ：，氨氮浓度变化范围为9 5 0 4 1 0 0m g l ，通过向渗滤液中投加 硫酸铵和稀释渗滤液实现。得到以下试验数据： o s 型 蠖 腻 掘 芒 羽 表2 6 原水氨氨浓度对去除率的影响 原水氨氮浓度( m g l )出水氢氮浓度( m g l ) 去除率( ) 9 5 2 21 4 8 ，38 4 4 3 1 3 0 6 62 1 0 18 3 9 2 1 4 4 8 62 2 4 58 4 ，5 0 1 7 7 4 52 9 0 78 3 6 2 2 5 4 6 94 1 7 58 3 6 l 3 2 4 8 35 5 0 68 3 0 5 4 0 1 2 76 3 6 58 4 1 4 5 0 0 1 5 0 02 5 0 0 3 5 0 0 4 5 0 0 原水氨氯浓度( m g l ) 图2 一1 0 原水氨氯浓度与出水氨 謇 褂 篮 柏 磁 腻 5 0 0l5 0 02 5 0 03 5 0 04 5 0 0 原水氨氯浓度( r n g ) 图2 1 l 原水氨氯浓度与去除率之 氮浓度之间的关系 问的关系 由表2 6 和图2 1 0 、图2 一1 1 中可以看出，虽然原水氨氮浓度在9 5 2 2 4 0 1 2 7 m g l 之间变化，变化幅度较大。但如果保持其它吹脱条件不变，氨氮去 除率相应在8 2 6 8 4 5 之间变化，相对原水氨氮变化而言，其变化幅度要 小得多，按9 5 的置信区间来看，去除率在8 3 5 8 4 3 之间”。因此，可 以判断氨氮去除率和原水中氨氮浓度没有关系。在本试验中，当水温高于2 5 。c 时，不论原水中氨氮浓度如何变化，都可以获得8 3 左右的去除率。 第1 8 页 言： 舳 伯 册 瑚喜螂湖珊o 东i 礼人学硕l 学位论文 ，瓿吹脱一粉束活性炭s b r 一混凝沉淀t = 兰处理城i 盯坊圾滹滤液的研究 2 2 4 5 水温对氨氮吹脱去除率的影响 试验条件：p h 值在1 1 o 左右，q 【= l i3 8 l h ，瓯在4 8 m 3 h ，即g l 控制在3 4 7 8 m m 3 ，水温在7 2 5 c 之间变化。得到以下试验数据： 表2 7 水温对氨氮去除率的影响 气温( )水温( ) 原水氨氮浓度( 皿g l )出水氦氯浓度( m g l )去除率( ) 9 07 01 2 2 8 75 9 1 55 l t9 1 2 09 01 2 3 4 45 8 8 85 2 3 1 4 01 1 01 2 6 4 05 8 5 75 3 7 1 8 o1 4 01 2 7 6 85 0 5 46 0 4 2 4 0 1 9 o1 3 5 6 9 3 1 4 77 6 8 2 7 02 2 o1 4 3 2 42 6 3 68 i 6 3 1 02 5 01 4 4 8 62 2 4 58 4 5 1 要 芭8 0 萋7 0 悄6 0 躲 3 0 51 01 52 02 5 水温( ) 图2 一1 2 水温对吹脱效率的影响 从表2 7 和图2 一1 2 中可以 看出，水温对氨氮吹脱影响较大。 当水温在7 2 5 。c 之间变化，氨氮 去除率在5 l - 9 8 4 5 范围内 变化，且在1 1 2 2 。c 之间变化较 大。因为( 氨的电离平衡常数) 丘及( 水的溶度积) 均为温度的 函数，当温度变化时，厄受温度 的影响更大，它随温度的升高而 减小，水中n 托所占比例有所提 高。当水温升高时，水中氨的溶解度减小，氨吹脱推动力也随之增加， 吹脱效率有所提高。低温时对去除率的影响不大这可能是吹脱柱本身构 造所决定的，与文献所述的实际工程情况有所偏离1 。 因此，较高的水温有利于氨的吹脱，吹脱过程中要保持8 5 的去除率，应 尽量保持水温在2 5 左右。 2 2 5 氨吹脱有关问题分析 ( 1 ) 在氨吹脱过程中，吹脱| j 后c o d 有一些变化。这是由于原水中存在某些挥 发性物质，在吹脱过程中随氨气一起逸出，同时由于在加石灰调p h 值后一部分 胶体物质混凝沉淀下来，导致c o d 降低。在本试验中得到以下数据： 第1 9 页 东南人学硕卜学位论文 氨吹脱一粉末活陛炭s b r 一混凝沉淀t 岂处删城市垃版渗滤液的研| 宄 表2 8 原水加碱吹脱后c o d 变化表 原水c o d ( m g l )3 3 4 5 6去除率( ) 加碱后c o d ( m g l ) 2 9 7 6 81 1 0 畎脱后c o d ( m g l ) 2 8 0 2 45 2 由表2 8 和图2 1 3 可以看出，垃圾 渗滤液在加石灰沉淀后c o d 降低il 左 右，而吹脱降低的c o d 值只有5 2 左右。 这表明在渗滤液加入石灰后产生了混凝 作用，使c o d 值降低；同时渗滤液中也含 3 5 0 0 3 0 0 0 2 5 0 0 2 0 0 0 1 5 0 0 1 0 0 0 一原水c o d 数 图2 一1 3 原水加碱吹, 脱c o d 变化 图 有部分挥发性物质，在吹脱过程中大量气体的作用下以气态形式脱离渗滤液母 体。实际上c o d 降低可能更多，因为渗滤液在吹脱过程中由于蒸发被浓缩，体积 大约减少4 6 导致c o d 升高。 ( z ) 用石灰调节p h 值过高，在吹脱柱内容易结垢。在吹脱过程中应适当保持 水力负荷，当水力负荷过小，填料湿润程度不够，也易生成水垢，影响运行效果。 因此，吹脱时应保持适当的水力负荷。 第2 0 - 贞 尔南 学倾卜学位沦文氯吹脱一粉末活摊炭s b r 一混凝沉淀工艺处理城市土奇：圾渗滤液的研究 2 3 小结 1 采用石灰作为碱剂调节p h 值比较适宜，需要投加石灰质量比为0 6 9 ， 产渣量为9 1 0 。若石灰纯度为6 0 ，则石灰投加量约为1 1 5k g m 3 。 2 从提高吹脱效率和碱剂用量等考虑，在实际吹脱工艺中，应将p h 值控制 在l i 0 左右。垃圾渗滤液吹脱前后的p h 值变化在0 8 5 1 4 0 之间。 3 在t = 2 5 。c 、p i t 值在1 1 0 左右、q g = 4 8 m 3 h 时，当水力负荷f 在0 3 0 7m 3 m h 之间，氨氮去除率可保持在8 4 以上；当f 大于0 7 d m h 时，氨 氮去除率下降较大。在本试验中，f 取0 7 m y 吖h 比较适宜。 4 当g l 为5 2 1 7 d 一时，气体速度过大，原水汽化现象加剧，出现了液泛 现象。 实际设计和操作的孚应满足以下条件：( 1 2 2 0 ) ( u - - ) 。 ( 孚) s v l 面m l s s 即a l 一s v i m l s s 1 0 ” 另外，由于充水比一般介于0 2 0 5 之间，则 0 2 五k 其中，五。= l l l i n ( 。5 ，1 一s v i 而m l s s ) 污泥负荷n ，与充水比是紧紧联系在一起的，增加充水比必然增大污泥负荷。 第3 0 嗅 东南人学硕仁学位论史 氨吹脱一粉末活 圭炭一s b r 一混凝沉淀1 = 岂处理城市垃圾渗滤液的研究 污泥负荷n ：在生化处理中占据着极为重要的位置，是描述生化处理过程的重要指 标，是影响有机物降解、活性污泥增长的重要因素。在粉术活性炭一s b r 系统中， n 。依然是一个重要的参数。 污泥负荷n ；为反应期内单位污泥量所承受的有机物的量，用公式表示为： 虬= 芳焉格z 4 k gb o d s k gm l s s a 或】( gc o o 培m 。s s a 式中： q 一进水流量( m 3 h ) t 广进水时间( h ) s 一进水有机物浓度b o d 。或c o o ( m g l ) v 一反应器内混合液的体积( 一) x 一混合液活性污泥浓度( m g l