（环境工程专业论文）氧化吸附联合处理垃圾渗滤液的实验研究.pdf

- r l i f f s t u d i e so fc o m b i n e dt e c h n o l o g yo fo x i d a t i o na n d a d s o r p t i o ni nl a n d n l ll e a c h a t e m a jo r ：e n v i r o n m e n t a le n g i n e e r i n g d i r e c t i o no fs t u d y ：s o l i dw a s t et r e a t m e n t g r a d u a t es t u d e n t ： z h a n gm i n s u p e r v i s o r ： a s s o c i a t ep r o fy u x i a o c o l l e g eo fe n v i r o n m e n t a ls c i e n c ea n de n g i n e e r i n g g u i l i nu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y a p r i l ，2 0 0 8t oa p r i l ，2 0 1 0 56帆6叭7，mmmi 71洲y 研究生学位论文独创性声明和版权使用授权书 独创性声明 本人声明：所早交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。对论文的完成提供过帮助的有关人员已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 学位论文作者( 签字) ：盘垒 签字日期： 窭皇! 望：墨：垂生 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解桂林理工大学有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的印刷本和电子版本，允许论文被 查阅和借阅。本人授权桂林理工大学可以将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、缩印或扫描等复制于段保存、汇编学位论 文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全 文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。( 保密的学位论文在解密后 适用本授权书) 学位论文作者签名：耘孙 导师签字：尚珩 签字口期：a d ，d 年6 月夕日签字日期：a ，口年多月矽日 摘要 生活垃圾渗滤液是一种高浓度有机废水，能污染地表水、地下水、大气和土壤。目 前对生活垃圾渗滤液的治理已经受到了国内外的广泛关注。通常采用的方法有三种，即 物理、化学和生物法，国外物化处理已得到普及，在我国则仍然以生物处理为主。 本研究以桂林市冲口城市生活垃圾填埋场垃圾渗滤液为研究对象，采用了物化法预 处理垃圾渗滤液，选用了次氯酸钠高锰酸钾f e n t o n 试剂氧化和粉煤灰吸附联合工艺处 理垃圾渗滤液，降低水中的c o d c ，去除难降解的有机污染物。 本研究中，在用物化法处理垃圾渗滤液之前，先对垃圾渗滤液作了牛物毒性分析， 考察了不同强度的渗滤液对草本植物种予萌发的影响，研究发现：渗滤液对草本植物种 子萌发的抑制作用强于促进作用，说明渗滤液对植物具有生物毒性，如果不对渗滤液进 行处理，其对周边环境植物将产生难以忽视的危害。 在氧化实验中，对氧化实验的j i 要控制参数( 投加量、p h 、反应时间、反应温度) 作了探讨，确定其最佳值，并通过正交实验确定了最佳：i ：艺。实验结果表明：( 1 ) 次氯酸 钠氧化最佳的工艺条件是：投加量为8 0 m l l ，反应时间为4 5 m i n ，反应温度为4 0 。此 时，c o d c f 的去除率达4 3 2 3 ，氨氮去除率为4 7 5 2 。( 2 ) 高锰酸钾氧化最佳的工艺条 件是：投加量为6 0 0 m g l ，反应时间为3 0 m i n ，反应温度为4 5 。此时c o d c ，的去除率 达4 5 8 3 ，氨氮去除率达3 2 7 。( 3 ) f e n t o n 试剂氧化最佳的工艺条件是：反应时间为 4 5 m i n ，h 2 0 2 f e s 0 4 7 h 2 0 = 2 l ，f e s 0 4 7 h 2 0 投加量= 7 5 m m o l 。此时c o d c ，去除率为 6 0 1 3 ，氨氮去除率为3 3 9 。 将经过氧化处理后的废水继续进行吸附处理实验，对吸附实验的主要控制参数( p h 、 投加量、反应时间) 作了探讨，确定其最佳值。实验结果表明：( 1 ) 处理次氯酸钠氧化出 水时，最佳p h 为6 ，最佳投加量为1 0 9 l ，最佳反应时间为4 h 。次氯酸钠粉煤狄联合 处理丁艺最佳条件下残余c o d c r 为3 7 3 7 l m g l ，氨氮为4 7 1 3m g l 。( 2 ) 处理高锰酸钾氧 化出水时，最佳p h 为5 ，最佳投加量为1 0 9 l ，最佳反应时间为4 h 。高锰酸钾粉煤灰 联合处理工艺最佳条件下残余c o d c ，为3 5 6 6 m g l ，氨氮为5 4 0 5 2m g l 。( 3 ) 处理f e n t o n 试剂氧化出水时，最佳p h 为8 ，最佳投加量为1 0 9 l ，最佳反应时间为4 h 。f e n t o n 试剂 - 粉煤灰联合处理工艺最佳条件下残余c o d c r 为1 4 7 8 6 m g l ，氨氮为3 7 9 2 4m g l 。 关键词：垃圾渗滤液；氧化：吸附 a b s t r a c t d o m e s t i cl a n d f i l ll e a c h a t ei sak i n d o fo r g a n i cw a s t e w a t e r o fh i g hc o n c e n t r a t i o n w h i c h c o u l dp o l l u t et l l es u r f a c ew a t e r ，g r o u n d w a t e r ，a t m o s p h e r ea n ds o i l n o w a d a y st h e t r e a t m e n t so fd o m e s t i ci a n d 行i li e a c h a t eh a v er e c e i v e de x t e n s i v ea t t e n t i o na th o m ea n da b r o a d t h eu s u a lt r e a t m e n tt e c h n o l o g i e sa r e p h y s i c a i ， c h e m i c a l a n d b i o l o g i c a lt e c h n o i o g i e s p h y s i c o - c h e m i c a lt r e a t m e n tt e c h n o l o g y i s p o p u l a ri nf o r e i g n c o u n t r i e sw h i l e b i o l o g i c a l t r e a t m e n tt e c h n o l o g yi no u rc o u n t r yi ss t i l ip l a y i n gad o m i n a t er o i e i nt h i sr e s e a r c h ，b e f d r et ot r e a tt h ei a n d 行l ll e a c h a t eb yp h y s i c o - c h e m i c a lt e c h n o l o g y ，a b i o l o g i c a lt o x i c i 够a n a l y s i so fl e a c h a t ew a sc a r r i e do u t ，a n dt l l ee f to fl e a c h a t eo nh e r b s s e e d sw i t hd i f 亿r e n tc o n c e n t r a t i o n sw a si n w e s t i g a t e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ：t h ei n h i b i t i o n i n f l u e n c eo fl e a c h a t et oh e r b ss e e d sg e m i n a t i o nw a sw o r s et h a nt h ep r o m o t i n gi n f l u e n c e ，s o l e a c h a t eh a da na b i l i t yo fb i o l o g i c a lt o x i c i t y ，i fi tn o th a dt ob et r e a t ，t h eh a mt ot h e s u r r o u n d i n gp l a n t sw a st o on u m e r o u st oi g n o r e w et o o kt h ef r e s hi a n d 行l ll e a c h a t es a m p l e sf r o mt h ec h o n g k o um u n i c i p a ls o i i dw a s t e l a n d n l li ng u i l i n p h y s i c a l c h e m i c a lt r e a t m e n tt e c h n o l o g yw a sa p p l i e dt ot r e a tt h el a n d 行l l l e a c h a t e i no r d e rt or e d u c et h ec o d c ra n dd i s l o d g et h ep e r s i s t e n t o r g a n i c p o i i u t a n t s ( p o p s ) c o n c e n t r a t i o no ft h ei a n d f i l ll e a c h a t e ，t h es o d i u mh y p o c h l o r i t e ，p o t a s s i u mp e r m a n g a n a t e ， f e n t o nr e a g e n tw e r eu s e da so x i d a n ta n dn ya s hw a su s e da sa d s o r b e n ti nt h ec o m b i n e d t r e a t m e n tt e c h n o i o g yo fo x i d a t i o na n da d s o r p t i o n ， i nt h eo x i d a t i o ne x p e r i m e n t s ，t h em a i np a r a m e t e r so fo x i d a t i o n ( d o s e ，p h ，r e a c t i o nt i m e a n dr e a c t i o nt e m p e r a t u r e ) w e r es t u d i e d a m o n gt h e n ，t h eb e s tp a r a m e t e rv a l u ea n dt h eb e s t t e c h n o l o g yw e r ed e t e n n i n e d t h ee f f l u e n to fo x i d a t i o ne x p e r i m e n tw a sc o n t i n u e dt r e a t e db y o r t h o g o n a le x p e r i m e n t s t h eo x i d a t i o nt r e a t m e n te x p e r i m e n t ss h o w e dt h a t ：( 1 ) t or e a c h 4 3 2 3 r e m o v a l i t yo fc o d c fa n d4 7 5 2 r e m o v a l i t ) ，o fa m m o n i an i t r o g e n ，t h eo p t i m u m o x i d a t i o np a r a m e t e r so fs o d i u mh y p o c h l o r i t ee x p e r i m e n t sw e r e ：d o s ef o r8 0 m l l ，r e a c t i o n t i m ef o r4 5 m i n ，a n dr e a c t i o nt e m p e r a t l l r ef o r4 0 ( 2 ) t or e a c h4 5 8 3 r e m o v a l i t yo fc o d c r a n d3 2 7 r e m o v a l i 哆 o fa m m o n i an i t r o g e n 。t h e o p t i m u mp a r a m e t e r s o fp o t a s s i u m p e r m a n g a n a t ew e r e ：d o s ef o r6 0 0 m g l ，r e a c t i o nt i m ef o r3 0 m i n ，r e a c t i o nt e m p e r a t u r ef o r 4 5 ( 3 ) t or e a c h6 0 1 3 r e m o v a l i t ) ro f c o d c fa n d3 3 9 r e m o v a i i t yo fa m m o n i an i t r o g e n 。 t h eo p t i m u mp a r a m e t e r so ff e n t o nr e a g e n tw e r e ：t h er e a c t i o nt i m ef o r4 5 m i n ，t h er a t i oo f h 2 0 2 f e s 0 4 7 h 2 0w a s2 l ，t h ed o s ef b rf e s 0 4 7 h 2 0w a s7 5m m 0 1 2 ， i i nt h ea d s o r p t i o ne x p e r i m e n t s ，t h em a i np a r a m e t e r so fa d s o r p t i o n ( p h ，d o s e ，t h er e a c t i o n t i m e ) w e r es t i l d i e d a m o n gt h e n ，t h eb e s tp a r a m e t e rv a i u ea n dt h eb e s tt e c h n o l o g yw e r e d e t e m i n e d t h ec o m b i n e dt r e a t m e n te x p e r i m e n t ss h o w e dt h a t ： ( 1 )o nt h eo p t i m u m p a r a m e t e r s o fs o d i u m h y p o c h l o r i t e f l y a s he x p e r i m e n t s ， t h e r c s i d u a l c o d c r w a s 3 7 3 7lm g l ，a n dt h er e s i d u a ia m m o n i an i t r o g e nw a s4 71 3 m g l ( 2 )o nt h eo p t i m u m p a r a m e t e r so fp o t a s s i u mp e 珊a n g a n a t e - n y a s he x p e r i m e n t s ，t h er e s i d u a io o d c fw a s3 5 6 6 m g ，l ，a n dt h er e s i d u a la m m o n i an i t r o g e nw a s5 4 0 5 2 m g l ( 3 ) o nt h eo p t i m u mp a r a m e t e r so f f e n t o nr e a g e n t n y a s he x p e r i m e n t s ，t h er e s i d u a ic o d c rw a sl4 7 8 6m g 】l ，a n dt h er e s i d u a l a m m o n i an i t r o g e nw a s3 7 9 2 4 m g l a b s t r a c t ：l a n d f i l li e a c h a t e ；o x i d a t i o n ；a d s o r p t i o n 3 桂林理工大堂硕士堂位论文 目录 摘要i a b s t r a c t 2 引言7 第l 章概述一8 1 1 垃圾渗滤液的产生、成分和特性一8 1 1 1 垃圾渗滤液的产生一8 1 1 2 垃圾渗滤液的组成成分一8 1 1 3 垃圾渗滤液的特性9 1 2 垃圾渗滤液的处理现状l l 1 2 1 合并处理l l 1 2 2 单独处理1 2 1 3 对我国垃圾渗滤液处理方法的评价1 6 1 4 本课题研究的来源、目的、内容与方法1 6 1 4 1 本课题研究的来源1 6 1 4 2 本课题研究的目的1 6 1 4 3 本课题研究的内容1 6 1 4 4 本课题研究方法1 7 第2 章垃圾渗滤液生物毒性分析1 9 2 1 实验材料1 9 2 1 1 实验用垃圾渗滤液的来源1 9 2 1 2 实验用垃圾渗滤液的水质1 9 2 1 3 植物种子1 9 2 2 实验所需仪器及试剂2 l 2 3 实验方法2 l 2 3 1 实验设计2 l 2 3 2 测定方法2 2 2 4 结果与分析2 3 2 4 1 同种渗滤液对不同种子萌发影响的比较2 3 2 4 2 不同渗滤液对同种种子萌发影响的比较2 4 2 5 小结2 6 第3 章物化法的机理研究2 7 3 1 化学氧化机理一2 7 4 桂林理工大堂硕士堂位论文 3 1 1 次氯酸钠的氧化机理2 7 3 1 2 高锰酸钾的氧化机理2 8 3 1 3f e n t o n 试剂的氧化机理2 9 3 2 粉煤灰的吸附机理3 0 3 2 1 粉煤灰吸附类型与影响因素3 0 3 2 2 粉煤灰吸附影响因素3 0 3 2 3l a n g m u i r 等温吸附模式3l 第4 章氧化法处理垃圾渗滤液一：3 2 4 1 实验水质、试剂及仪器3 2 4 1 1 实验用垃圾渗滤液的水质3 2 4 1 2 实验所需的主要仪器及试剂一3 2 4 2 次氯酸钠氧化实验影响凶素分析3 3 4 2 1 投加量的影响3 3 4 2 2p h 值的影响3 4 4 2 3 反应时间的影响3 5 4 2 4 反应温度的影响3 6 4 2 5 正交实验3 6 4 3 高锰酸钾氧化实验影响因素分析3 8 4 3 1 投加量的影响3 8 4 3 2p h 值的影响3 9 4 3 3 反应时间的影响4 0 4 3 4 反应温度的影响4 0 4 3 5 正交实验4 1 4 4f e n t o n 试剂氧化实验影响因素分析4 3 4 4 1f e s 0 4 7 h 2 0 投加量的影响一4 3 4 4 2h 2 0 2 投加量的影响4 3 4 4 3 初始p h 值的影响4 4 4 4 4 反应时间的影响4 5 4 4 5 正交实验4 6 4 5 小结4 7 第5 章粉煤灰吸附处理垃圾渗滤液4 9 5 1 实验材料、试剂及仪器4 9 5 1 1 实验用垃圾渗滤液的水质4 9 5 一 桂林理工大堂硕士堂位论文 5 1 2 实验所需的主要仪器及试剂4 9 5 1 3 实验用粉煤灰性质5 0 5 2 粉煤灰吸附处理次氯酸钠氧化出水5 0 5 2 1p h 值的影响5 0 5 2 2 投加量的影响5l 5 2 3 吸附时间的影响5 2 5 2 4 吸附模式5 2 5 2 5 次氯酸钠粉煤灰联合处理垃圾渗滤液一j 5 3 5 3 粉煤灰吸附处理高锰酸钾氧化出水5 3 5 3 1p h 值的影晌5 3 5 3 2 投加量的影响5 4 5 3 3 吸附时间的影响一5 4 5 3 4 吸附模式5 5 5 3 5 高锰酸钾粉煤灰联合处理垃圾渗滤液5 6 5 4 粉煤灰吸附处理f e n t o n 试剂氧化出水5 6 5 4 1p h 值的影响5 6 5 4 2 投加量的影响5 7 5 4 3 吸附时间的影响5 7 5 4 4 吸附模式5 8 5 4 5f e n t o n 试剂一粉煤灰联合处理垃圾渗滤液5 9 5 5 小结一5 9 第6 章效益分析6 0 6 1 环境效益6 0 6 2 社会效益一6 0 6 3 经济效益6 0 第7 章结论与建议6 l 7 1 实验结论6 l 7 2 建议一6 2 刭ej 射6 3 参考文献6 4 作者 简介6 7 6 桂林理工大堂硕士茔位论文 引言 随着国民经济的发展，人们在享受高水平生活的同时，城市生活垃圾也在 异常迅速的增加，人们普遍关注着其处理处置问题。我国城市垃圾以每年1 0 的速度增长着【1 ，2 1 。目前，我国城市生活垃圾历年积存量已达6 0 多亿吨，居世 界前列【引，对环境将会造成严重的污染。而且随着我国城市化进程的加快，乡 镇经济较发达的地区的村镇生活垃圾也日益成为一个重要的污染源。因此，科 学、经济、合理的处理城市生活垃圾已成为现代环保工作中一个刻不容缓的问 题。 城市生活垃圾的处理方法有很多种，主要有填埋、焚烧和堆肥三种，其中 生活垃圾卫生填埋在整个固体废弃物处理和处置体系中占有重要的地位，具有 低成本、技术相对简单、处理迅速、可回收沼气、对垃圾热值无特殊要求、土 地可恢复、综合效益好等特点，是目前世界范围内城市垃圾处理的主要方式【4 】。 我国有7 0 以上的城市垃圾是采用卫生填埋的方法进行处理的【5 j 。卫生填埋的 主要环境问题是垃圾渗滤液造成的污染。垃圾渗滤液是一种有害的高浓度难处 理有机废水【6 】，其难处理的主要原凶在于它往往含有高浓度的c o d 、氨氮和 重金属离子等，且含有一些具有生物毒性的大分子环状、芳香族化合物等，如 不加以收集处理，将对环境产生严重的污染。日前还没有比较好的垃圾渗滤液 处理方法。 垃圾渗滤液的处理方法有很多种，物理法、化学法、生物法等各方面均有 采用。垃圾渗滤液中含有的某些有机物( 如芳香族类化合物) 在环境中难以被 降解，具有相当的稳定性，对环境造成的危害十分严重，主要是污染地下水。 更值得一提的是，垃圾渗滤液中高浓度的氨氮和金属离子等也会对填埋场周边 环境中的微生物造成巨大的伤害。普通的物理化学和生物方法对垃圾渗滤液的 处理程度难以满足需求，因此，垃圾渗滤液的处理已成为填埋场运行管理和污 染防治中非常棘手的问题。 本研究旨在以广西桂林市临棒县冲口城市生活垃圾卫生填埋场的新鲜垃 圾渗滤液作为研究对象，预采用化学氧化+ 物理吸附的联合工艺降解处理垃圾 渗滤液中的有机污染物质，探讨了化学氧化影响因素和物理吸附影响因素，尝 试去探索一种新的组合工艺应用于处理垃圾渗滤液。 7 桂林理工大堂硕士茔位论文 第1 章概述 随着国民经济的发展，人们在享受高水平生活的同时，城市生活垃圾也在 异常迅速的增加，人们普遍关注着其处理处置问题。我国城市垃圾以每年1 0 的速度增长着【l 2 l 。我国城市垃圾以每年1 0 的速度增长着【1 2 j 。世界上城市生 活垃圾的处理方法有很多种，主要有填埋、焚烧和堆肥三种，其中卫生填埋是 目前世界范围内城市垃圾处理的主要方式【4 】。我国有7 0 以上的城市垃圾是采 用卫生填埋的方法进行处理的【5 1 。卫生填埋的主要环境问题是垃圾渗滤液造成 的污染。卫生填埋场运行管理和污染防治过程中主要工作之一就是对垃圾渗滤 液进行适当的处理，避免对周边环境造成二次污染。 1 1 垃圾渗滤液的产生、成分和特性 1 1 1 垃圾渗滤液的产生 垃圾渗滤液的产生受许多方面因素影响，其水量不仅变化大而且无规律 性。垃圾渗滤液的产生主要有以下五个方面【_ 7 。9 】： 降水入渗。降水包括降雨和降雪，它是垃圾渗滤液产生的主要来源。 外部地表水入渗。这包括地表径流和地表灌溉。 地下水入渗。当填埋场内垃圾渗滤液水位低于场外地下水水位，在没有 设置防渗系统时，地下水就有可能渗入填埋场内。如果在设计施工中采取防渗 措施，可以大量减少地下水的渗入量。 垃圾自身的水分。随垃圾进入填埋场中的水分，包括垃圾本身携带的水 分以及从大气和雨水中的吸附量。垃圾自身的水分有时候是垃圾渗滤液的主要 来源之一。当垃圾含水为4 7 时，每吨( t ) 垃圾可产生o 0 7 2 2 t 垃圾渗滤液【1 0 】。 垃圾填埋后，微生物经好养、厌氧分解产生的水分】，其产生量与垃圾 的组成、p h 值、温度和菌种等因素有关。 1 1 2 垃圾渗滤液的组成成分 垃圾渗滤液的组成成分十分复杂，影响其组成成分以及污染物浓度的冈素 很多，主要有【1 2 ，1 3 1 ：垃圾的组成、填埋的年限、填埋操作、气候变化、填埋地 点的水文地质条件、微生物环境等。由于影响因素很多，造成了彳i 同地区不同 的填埋场、不同填埋时期的垃圾渗滤液水质水量的变化幅度很大。 桂林理工大堂硕士堂位论文 1 1 3 垃圾渗滤液的特性 垃圾渗滤液外观呈深褐色乃至黑色，色度深且有恶臭。总体来说，垃圾渗 滤液的特性如下： ( 1 ) 有机污染物浓度高 实验研究表明，垃圾渗滤液中有机污染物大部分都是有毒的，其中许多还 是e p a 优先控制的污染物1 4 】。杨志泉等【1 5 1 在对广州大田山垃圾填埋场垃圾渗 滤液进行g c m s 分析研究表明，主要有机污染物有8 7 种( 可信度超过6 0 的 有7 3 种) ，其中烷烃、烯烃类17 种，芳烃类2 8 种，酸类6 种，酯类4 种，醇、 酚类l7 种，醛、酮类7 种，酰胺类4 种，其他4 种。在所监测出的8 7 种有机 污染物中有1 6 种所检测出来的有机物被列入优先控制的黑名单。张兰英等【l 6 】 采用g c m s d s 联用技术测定出垃圾渗滤液中含有9 3 种有机污染物，其中2 2 种被列为我国和美国e p a 环境优先控制污染物的黑名单。c e c i l l i aom a n 等【1 7 】 采用g c m s 分析测定了垃圾渗滤液中的含碳有机物，共检测出有机污染物4 5 种。p i r b a z a r i 等 埔】对美国b k k 公司运作的w e s tc o v i n a 垃圾填埋场垃圾渗滤 液的研究，也检测出了1 8 种特殊有机物。 一般而言，垃圾渗滤液中的有机物可分为三类【l 引，即：低分子量的脂肪 酸类；腐殖质类高分子碳水化合物：中等分子量的黄霉酸类物质。 垃圾渗滤液中的有机成分随填埋时间而变化。填埋初期，渗滤液中的有机 物主要以可挥发性脂肪酸尤其是乙酸、丙酸和丁酸为主；其次则是羟基和芳香 族羟基的黄霉酸；随着填埋时间的增加，填埋场逐步相对稳定，此时，垃圾渗 滤液中挥发性脂肪酸含量减少，而黄霉酸物质的比重则增加。 ( 2 ) 氨氮含量高，c 小比例失调。 “中老年”填埋场垃圾渗滤液中较高的氨氮含量是导致其难处理的一个重 要原凶。垃圾渗滤液中氨氮浓度最高可达5 0 0 0 m g l 以上，一般在5 0 0 m g l 2 0 0 0 m g l 之间居多【2 0 1 。而高浓度氨氮又是导致c 小比例失调的最主要的原因。 垃圾渗滤液中氨氮严重超标，生物脱氮所需要的碳源又严重彳足，c n 过低则 对常规的生物处理过程有较强的抑制作用，且因有机碳缺乏，难以进行有效的 反硝化。有资料显示2 1 ，2 2 】：在好氧情况下，温度为1 5 、p h = 8 的条件下，当 总氮浓度超过2 0 0 m g l 时，其中有6 的氨氮转化为n h 3 形式，会破坏微生物 的氧化作用，氨氮浓度越高，抑制性越强。s h i s k o w s k i 等人【2 3 】对加拿大的b u r n s b o g 垃圾填埋场渗滤液1 6 0 天的研究表明，氨氮浓度由2 0 0 m g l 迅速增至 1 2 0 0 m g l ，最高达1 5 0 0 m g l 。通常渗滤液中的氨氮的含量通常有t n 的8 5 8 9 【2 4 1 。 9 挂林理工大堂硕士堂位论文 ( 3 ) 金属含量高 垃圾渗滤液中金属离子主要指镉、铅、砷、铬、锡、钿、汞、铜、钴、锌 等，浓度与所填埋的垃圾类型、组分及时间密切相关。重金属离子达到一定浓 度时会对微生物产生毒害作用【2 5 1 ，它们能够和细胞的蛋白质相结合，而使其 变性或沉淀。只接收生活垃圾的填埋场渗出的液体中重金属离子含量很少，在 好氧和厌氧填埋中影响不大【2 6 1 。由于国内垃圾不像国外那样经过严格的分类 和筛选，所以国内垃圾渗滤液的金属离子浓度与国外有差异。其中铁浓度可高 达2 0 5 0 m g l ，铅的浓度可达1 2 3 m g 几，锌的浓度可达1 3 0 m g l ，钙的浓度可 达4 3 0 0 m g l 【2 7 1 。j o a r 等2 8 1 对挪威4 个填埋场重金属离子的渗滤情况进行了调 研，表明垃圾渗滤液中待测重金属的含量很低。除f e 之外，国内垃圾渗滤液 中n i 、p b 、z n 、c u 重金属含量较高，c d 和a s 重金属含量最低，同外垃圾渗 滤液重金属含量除了f e 最高外，z n 、m n 含量也较高，而n i 、c r 、a s 、c u 同处一个数量级，c d 、h g 含量最低，垃圾渗滤液巾重金属离子浓度呈数量级 递减可能与工业上使用晕多少有关【2 9 1 。一般地，垃圾渗滤液中大多数重金属 元素因在垃圾堆体内的吸附、沉淀等衰减过程而浓度相当低，典型值约在 0 0 0 2 m g l 0 5 m g l 之间，不需要专门处理即可达标，但偏高的浓度也会偶 尔发生。总的说来，在垃圾渗滤液处理方面，大多时候重金属离子不是主要关 注点。 ( 4 ) 磷含量偏低 垃圾渗滤液中的磷磷含量通常较低，尤其是溶解性的含磷量更低。一般的 垃圾渗滤液中由于磷元素的缺乏而导致b o d 5 p 大都大于3 0 0 ，因此垃圾渗滤 液都不适宜生物法处理尤其好氧生物处理。 ( 5 ) 溶解性固体浓度高 垃圾渗滤液中溶解性固体的浓度通常随着填埋时间的延长而变化。国内垃 圾渗滤液的总固体含量( t s ) 可达到上万m g l ，但是其不可溶同体浓度( s s ) 只有几百m g l ，溶解性固体占总固体含量的绝大部分。一般在填埋0 5 2 5 年间达到高峰值，同时含有高含量的n a 、k 、c l 、s 0 4 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，直至达到最终稳定。 ( 6 ) 色度较高 垃圾渗滤液一般都具有较高的色度，其外观多呈淡茶色、深褐色或者黑色， 有极重的垃圾腐败臭味。 ( 7 ) 水质水量变化大 由于垃圾填埋场是一个完全敞开的作业系统，所以填埋场内的自然降水是 垃圾渗滤液主要的来源部分，因而垃圾渗滤液的水量波动很大，雨季明显大于 l o 桂林理工大堂硕士堂位论文 旱季。垃圾渗滤液的水质主要取决于填埋场的构造方式【3 0 1 ，同一填埋场中不 同的采样地点、不同的采样深度，垃圾渗滤液的特征也不尽相同。垃圾渗滤液 的水质还跟垃圾的种类、质量、数量等有关。同时随着填埋年限的增加，垃圾 渗滤液污染物的组成及浓度也发生相应的变化。n a n c yr a g l e 等【3 1 l 曾对美国西 雅图的一座城市垃圾填埋场作过调查，结果显示，垃圾渗滤液水质的时变化系 数、日变化系数竟高达2 0 0 和3 0 0 ，并且老龄填埋场的水质日变化更大。 气候季节的变化对垃圾渗滤液的影响也是很大的，在低温少雨的季节，垃圾渗 滤液产量小、浓度高；高温多雨的季节，垃圾渗滤液产量大、浓度低。总的来 说，填埋场中的垃圾渗滤液污染物的组成和浓度与填埋时间、季节、气温等有 密切的关系。 ( 8 ) 其他特点 进行生物处理时垃圾渗滤液通常会产生大量泡沫，不利于处理系统正常运 行。 1 2 垃圾渗滤液的处理现状 垃圾渗滤液根据是否可以就近接入城市生活污水处理厂处理，相应的分为 两类即合并处理与单独处理。 1 2 1 合并处理 合并处理就是将垃圾填埋场渗滤液引入附近的城市污水处理厂进行处理， 这也可能包括在填埋场内进行必要的预处理。垃圾渗滤液中的c o d 、b o d 5 都很高，并且含有很多难降解有机污染物，与城市污水共同处理时，可将其稀 释而并不会造成对城市污水处理系统的正常运转的影响。通常认为，加入垃圾 渗滤液的体积不超过生活污水体积的0 5 时都是安全的，而根据不同的垃圾 渗滤液浓度，国外研究证明这个比例可以提高到4 1 0 。据加拿大科研机 构分析【3 2 】，当垃圾渗滤液c o d = 2 4 0 0 m g ，l ，流量占城市污水处理厂总流量约 2 左右时，污水厂的运行管理和处理效果不受影响。虽然合并处理可以略微 提高垃圾渗滤液的可生化性，但由于垃圾渗滤液的加入而产生的问题却不容忽 视，主要包括污染物质如重金属在生物污泥中的积累影响污泥在农业上的利 用，以及大部分有毒有害难降解污染物质并没有得到有效去除而仅仅是稀释后 重新转移到排放的水体中，进一步对环境造成威胁。再加上垃圾填埋场往往远 离城市、垃圾渗滤液与城市污水的合并运行管理操作复杂等的原因，合并处理 往往难以实现。 桂林理工大堂硕士堂位论文 1 2 2 单独处理 渗滤液单独处理方案按照工艺特征又可分为：生物法、物化法、土地法以 及不同类别方法的综合。 1 生物法 生物法是垃圾渗滤液处理中最常用的一种方法，由于它的运行费用相对较 低，有机物被微生物降解主要生成二氧化碳、水、甲烷研究微生物的生物体等 对环境影响较低的物质( 甲烷气体可作为能量回收) ，不会出现化学污泥等造 成的二次污染问题，所以被世界各国广泛采用。生物法处理垃圾渗滤液的难点 是氨氮的去除。处理垃圾渗滤液的牛物法可以分为好氧生物处理与厌氧生物处 理以及厌氧好氧生物结合法三种。 ( 1 ) 好氧生物处理 好氧生物处理工艺包括：活性污泥法、耗氧稳定塘、序批式反应器( s b r ) 、 生物转盘、生物膜以及滴滤池等。好氧生物处理工艺常用来处理年龄较短和可 生物降解的垃圾渗滤液，运行效能良好，可有效去除c o d 、b o d 5 和重金属。 垃圾填埋场初期的垃圾渗滤液的b o d 5 c o d 较高，可生化性较好，此时运用好 氧生物处理工艺处理垃圾渗滤液能够取得较好的去除效果，并且在国内外均有 成功的经验。但在好氧生物处理中，垃圾渗滤液较长的水力停留时问，营养物 质( 磷) 的缺乏，并含有抑制生物活性的物质，而且其氨氮浓度随填埋时间的 延长而增加，因而需进一步增加曝气量，相应地提高了处理能耗，从而使好氧 处理法的实际运行受到限制【3 3 1 。 活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水的一类好氧生物 处理方法。这种方法运行费用低、效率高。但是微生物的生长和繁殖受温度和 p h 影响大、条件控制复杂、耐冲击负荷能力差，运行过程中消耗能量大，因 此它的应用受到了一定的限制。而运用a b 复合系统，c o d 、氨氮和总氮去 除率都会有很人程度的提高。 膜生物反应器组合工艺是一种新型污水处理技术，它是将污水的生物处理 和膜过滤技术相结合的高效废水生物处理工艺，不仅能去除s s 、有机物和氨， 而且能有效去除盐类与重金属3 4 1 。董春松等3 5 1 采用动态膜生物反应器对垃圾 渗滤液经水解酸化预处理的出水进行了降解试验，结果表明：对c o d 、b o d 5 和氨氮的平均去除率分别为7 1 、9 6 和9 8 。 ( 2 ) 厌氧生物处理 厌氧生物处理工艺可提高污水可生化性，有机负荷高、能耗少、还有剩余 能量产出，非常适合高浓度的垃圾渗滤液的预处理。厌氧生物处理工艺有厌氧 1 2 桂林理工大堂硕士堂位论文 生物滤池，厌氧接触池，上流式厌氧污泥床反应器及分段厌氧硝化等。 陈石等【3