（环境工程专业论文）老龄垃圾填埋场渗滤液的“氨吹脱sbr”处理技术研究.pdf

摘要 在系统分析了城市垃圾渗滤液的水质特征及国内外处理技术后，从预处理脱 氮，渗滤液的非生物处理、生物处理( 包括厌氧处理、好氧处理及二者的结合) 及回灌处理角度总结了近年来城市垃圾渗滤液处理工艺的最新成果，认识到渗滤 液的处理从以前的单方面要求去除重金属和c o d c r 发展到要求对c o d c r 和t n 的 去除。这也对处理工艺的选择提出了更高的要求。 鉴于单池s b r 工艺自身具有的在去除c o d 竹方面展示的优点和其灵活多变的 操作形式可用于系统除氮的特点，我们选用了按“吹我预处理+ s b r ”工艺处理 武汉市流芳垃圾填埋场的老龄化垃圾渗滤液，并将此士艺作为渗滤液回灌处理的 后续保障性工艺。 在预处理实验过程中，着重研究了p h 调节过程中石灰用量的确定以及吹脱 过程中氨氮、碱度、p h 随吹脱时间的变化规律。结果发现当石灰用量为l o g 1 时为最佳用量。在室温为2 5 时，控制气水比为3 0 0 0 时，氨氮的去除在前四小时 最充分，可获得8 5 左右氨氮去除率，使c n 比达8 左右，符合硝化与反硝化的 条件。 在s b r 处理实验过程中，从系统培菌、传统s b r 处理、单级a o 型s b r 处理 和双级s b r 处理研究了s b r 工艺在降c 0 1 ) c r 和氨氮方面的能力，并分析了一个周 期过程中氨氮、碱度、p h 、加、c o d c r 的变化规律。结果显示二级s b r 系统具有 明显的硝化和反硝化功能，其在降c o d c r 能力方面也较前几今王艺为强。结合实 验结果对生物处理系统的硝化与反硝化机理作了介绍。同时也通过镜检观察了较 提出了使得最终出水途标排放的深度处理技术和 凝沉淀”处理_ 1 ：艺。概括了其_ t 艺特点，并将该 分析v 关键词：渗滤液水处理，氨吹脱t s b r ，硝仪l 度硝弋生物相 上混济础一经基m 了的班行理一进处脱术。物吹技 相生氨理物在一处 生，灌规的后回常富最与辛心型术为新技 a b s t r a c t b a s e do nt h e s 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 n m ea n d a b r o a d ，f r o mt h ep o i n to f v i e wo nt h en i t r o g e nr e m o v a l b yp r e t r e a t m e n t ，n o n - b i o l o g i c a lt r e a t m e n t , b i o l o g i c a lt r e a t m e n t ( i ti n c l u d e sa n a e r o b i c t r e a t m e n t , a e r o b i ct r e a t m e n t ，a n a e r o b i c - a e r o b i ct r e a t m e n 0a n dt h er e c i r u l a t i o nt e c h n o l o g yo f l e a c h a t e ，t h ep s 【p e rs u m m a r i z e dt h er e s e a r c hr e s u l t so ft h en e wt r e a t m e n tp r o c e s s i ti s c o n v i n c e dt h a tt h el e a c h a t et r e a t m e n t p r o c e s sd e v e l o p e df r o mr e m o v i n gt h eh e a v ym a t a la n d c o d c ru n i l a t e r a lt o r e m o v i n gt h ec o d e r a n dt na tt h es a m et i m e i t p u tf o r w a r dh i g h e r r e q u i r e m e n t o nt h es e l e c t i o no f t h et r e a t m e n t p r o c e s s b e c a u s et h es i n g l ep o o ds b r t h e c h n i e sh a v et h ea d v a n t a g eo nt h er e m o v a lo f t h e o r g a n i cm a t t e r sa n d i t sf l e x i b l eo p e r a t ef o r mw h i c hc a nh ea d o p t e dt ot h e n i t r o g e nr e m o v a lo f t h es y s t e m ，t h ep a p e r p u tf o r w a r d t h ea m m o n i a s t r i p p i n gp r e t r e a t m e n tc o m b i n e ds b r b i o l o g i c a lt r e a t m e n tt e c h n i c st ot r e a tt h el a t e rp e r i o dl e a c h a t eo f t h ew u h a nl i u f a n g l a n d f i l l ，a n dt a k et h i st e c h n i c s8 st h ec o n t i n u eg r a r a n t e dt e c h n o l o g yo f t h er e c i r u l a t i o n t e c h n o l o g yo f l e a c h a t e i nt h e p 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 ri tw a s s t u d i e de m p h a s i z eo nt h ec o n f i r m a t i o no f t h ed o s a g eo fl i m ei nt h ep h a d j u s t e dc o u r s e a n ds t u d i e do n t h ec h a n g er u l e so f t l l en h 4 + 一 n p ha n da k l a l i n i t yf o l l o w e dt h es t r i p p i n gt i m e t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h eb e s td o s a g eo f l i m ew a s1 0 9 n ，a n dw h e nt h er o o m t e m p e r a t u r ew a s2 5 ，c o n t r o l l i n gt h er a t i oo f t h e g a s ：w a t e rt o3 0 0 0 ，t h eb e s tt i m eo f r e m o v a lo f t h en h 4 + 一ni sf o u rh o u r e s 。a b o u t8 5 o f a m m o n i ar e m o v a ic o u l db eo b t a l n e d i tc a nm a k et h er a t i oo f a n = 8a n da c c o r dt h e c o n d i t i o no f t h en i t r i f i c a t i o na n dd a n i t r i f l c a t i o n i nt h es b rt r e a t m e n tc o m s e , i tw s ss t u d i e dt h ea b i l i t yo f t h er e m o v a lo f t h ec o d c ra n d t h e n i t r o g e nf r o mf o u rs i d e ss u c h 船t h ec u l t i v a t i n gb a c t e r i u m ，t r a d i t i o ns b r t r e a t m e n t ， s i n g l eg r a d e a om o d e ls b rt r e a t m e n ta n dt h ed o u b l eg r a d e sa o i a om o d e ls b r t r e a t m e n t t h er e s e a r c ha n a l y s e dt h ec h a n g er u l e so f t h e n i l 4 + 一n ，a k l a l i n i t y , p h ，d oa n d c o d c ri na c y c l e t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h e d o u b l e g r a d e sa o a l em o d e ls b r t r e a t m e n t h a v et h ea p p a r e n tf u n c t i o no nn i t r i f i c a t i o na n dd e n i t r i f i c a t i o n ，a n dh a v eb e t t e rf u n c a t i o no n t h er e m o v a lo f c o d e rt h a nt h eo t h e rt r e a t m e n ts y s t e m a tt h es a m e t i m e ，t h ep a p e r i n t r o d u c e dt h en i t r i f i c a t i o na n dd e n i t r i f i c a t i o nm e c h a n i s mo f t h em i c r o b et r e a t m e n ts y s t e m c o m b i n e dt h ee x p e r i m e n tr e s u l t s a tt h es a m et i m e ，t h ea u t h o rs c r u t i n i z e dt h ea b u n d a n t m i c r o b e p h a s eb ym i c r o s c o p e f i n a l l y , b a s e d o nt h e b i o l o g i c a lt r e a t m e n t ，t h ea u t h o rp u tf o r w a r dad e e pt r e a t m e n t t e c h n o l o g ya n ds u g g e s t e d an e wt r e a t m e n tt e c h n o l o g yw h i c hi sc o m p o s e do f r e c i r u l a t i o n ， a m m o n i a s t r i p p i n gp r e t r e a t m e n t ，s b r ，f l o c c u l a t i o n t h ep a p e r a l s oa n a l y s e sc h a r a c t e r i s t i c s ， i n v e s t m e n ta n do p e r a t i o nc o s to f t h en e wp r o c e s s k e yw o r d s ：l e a c h a t e ，w a s t e w a t e rt r e a t m e n t , a m m o n i as t r i p p i n g ，s b r ， n i t r i f i c a t i o n ，d a n i t r i f i c a t i o n ，m i c r o b ep h a s e l i 武汉理工大学硕士学位论文 第一章前言 1 1 研究背景 在城市垃圾卫生填埋过程中，由于垃圾的分解以及降水、地表水、液体废弃 物等综合因素的作用，产生了垃圾渗沥液。为防止垃圾渗沥液对环境造成二次污 染，需对其进行处理方可排放。由于渗沥液的水质水量具有复杂多变的特点，因 此，针对具体情况寻求技术经济合理的处理方式与工艺、技术，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，显得尤为重要。 垃圾渗滤液的处理包括常规物理化学法、回灌处理、生物处理法和一些高级 处理技术如电解氧化、光化学、离子交换，膜渗析，及湿式催化氧化法等多种方 法。困处理费用、一次性投资、处理技术工业化应用的成熟程度等多方面的因素 影响，国内大多采用物化处理加生物处理工艺处理渗滤液”1 。在国内，由于科 技工作者早期对垃圾渗滤液的水质特征了解不够，早期的垃圾渗滤液处理：l 艺主 要以去除有机物和重金属为目的，随着水质的变化，特别是氨氮浓度的提高，造 成水处理工艺失效的现象在国内垃圾渗滤液处理厂已屡见不鲜。另外，由于环保 法规的要求日益严格，对污水处理厂的处理效率与处理层次也相对提高，往日仅 要求去除污水中的碳源已无法满足环境保护的要求。所有这些均对垃圾渗滤液的 氨氮的去除提出了新的要求。由于生物处理兼具经济、可靠与效率的优点，垃圾 渗滤液中n 的生物法去除同时也成为垃圾渗滤液处理工艺研究的重点。 渗滤液的回灌处理技术是研究的一个方向，属于生物处理的一种。从国内实 际情况出发，渗滤液回灌技术无疑具有较大的经济优势，不需要投加药剂，及人 规模的生化处理单元等，且具有大幅度削减污染物负荷、减少渗滤液重金属浓 度、大幅度削减渗滤液水量。但回灌技术不能完全消除渗滤液。尤其值得注意的 是，由于渗滤液在垃圾层中循环，导致其氨氮不断积累，甚至最终使其浓度远高 于其在非循环中的浓度。说明回灌技术本身不能保证污水达标，通过回灌处理后 的排山的中低浓度的渗滤液仍需进行进一步处理后才能排放。 鉴丁：氨吹脱工艺具有除氮明显，操作简单等优点，与折点加氯等脱氮l ：艺相 比，氨吹脱也是最经济的。且通过石灰调节p h 值时，可同时起到混凝作用和去 除重金属离子的作用，大大改善后续生物处理的水质与降低处理负荷。同时因 s b r 反应器已广泛应用于多种难降解有机物处理的试验研究与应用，并取得较好 的处理效果。且相比丁两槽或多槽s b r 系统，单槽s b r 除有好的除氮效果外，且 有低的建造成本( p a l i s 等人，1 9 8 5 ) 。且可以以时间为控制方式，将操作循环 区分为厌氧相、好氧相、缺氧相、再曝气相、沉淀相及排水相以达到同时实现降 c o d 与脱氮的双重目的”1 。故本研究拟采用“氨吹脱+ s b r ”工艺处理老龄填 埋场的垃圾渗滤液，探讨单池s b r 系统在无外加碳源时的脱氮及降c o d 方面的能 武汉理 大学硕士学位论文 力，为垃圾渗滤液的s b r 处理技术提供一定的技术参数与设计依据。希望本工艺 研究成果可弥补渗滤液回灌处理的不足，并作为回灌处理的最佳后续处理工艺。 同时结合渗滤液回灌技术的“浓缩”、“减量”功能，使本工艺组合能更加经 济、有效处理不同年龄段的渗滤液。 1 2 研究方法及内容 本研究拟以武汉市流芳垃圾填埋场( 属老龄填埋场) 的垃圾渗滤液作为实验 对象，先通过石灰混凝沉淀降一定c o d 、色度、重金属，再采用氨吹脱技术调整 渗滤液的c n 比，最后通过单池s b r 系统研究在无外加碳源时的脱氮及降c o d 方 面的能力。研究内容主要包括如下几点： 1 探讨利用石灰调节渗滤液p h 值的过程中，石灰用量的确定。 2 探讨氨吹脱过程中渗滤液的p h 、氨氪、碱度、c o d e r 的变化规律。 3 在预处理调整了c n 的比例后，寻求s b r 运用硝化和反硝化机理脱除垃圾渗 滤液中的氨氨的较佳处理工艺。 4 研究s b r 技术在氨氮脱除过程中协同处理难降解性的有机物的深度。 5 研究具有最佳处理效果的s b r 工艺一个反应周期中的p h 、碱度、氨氮、 c o d c r 、d o 等值的变化规律，以利于最佳工艺参数的确定。 6 探讨、分析“氨吹脱+ s b r ”工艺与回灌工艺相结合处理渗滤液的可能性。 1 3 研究构架 本研究的系统研究框架如。卜图所示： 渗滤液的处理实验 氨吹脱实验 主要参数的提出 传统s b r 模式实验 s b r 处理实验 渗滤液的培菌 s b r 单级加运行模式 s b r 双级运行实验a o a o 模式 各指标变化规律及机理分析 新工艺的提出及技术经济分析 2 武汉理c 入学硕士学位论文 第二章渗滤液处理技术研究进展 2 1 垃圾渗滤液的产生、水量及水质特点 随着经济的快速发展，城市垃圾产量日益加人处理难度较高，造成污染严 重己成为我国可持续发展战略的一大绊脚石0 1 。目前，垃圾处理的方法主要 有三种：焚烧、堆肥和填埋。垃圾卫生填埋作为一种成本较低、技术相对简单、 能迅速处理垃圾的方式比较适合我国国情，成为耳前主要的垃圾处理形式。 垃圾渗滤液是指垃圾在堆放和填埋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，它是垃圾填埋程中产生二次污染的主 要因素之一，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 乖i b o d 使地面水体缺氧，水质恶化，氮、磷等营养物质则是水体富营养化的诱 因，还可能严重威胁饮用水和工农业用水水源 如果缺乏必要的防渗措施而使垃 圾渗滤液渗入地下水富集区。则使地下水丧失利用价值，造成严重的水资源浪 费；众多有机污染物，尤其是列入优先控制污染物范围的有机污染物进入食物 链后将直接威胁人类的身体健康，严重的还会引起流行性疾病的爆发。 f 面对垃圾卫生填埋场渗滤水的来源、产生量及其水质特征，渗滤水的影响 囡索与处理：艺等进行简要地介蜊。 2 1 1 垃圾渗滤液的产生 垃圾渗滤水产生的主要来源有： ( 1 ) 降水的渗入降水包括降雨和降雪，它是渗滤水产生的主要来源； ( 2 ) 外部地表水的流入这包括地表径流和地表灌溉； ( 3 ) 地下水的渗入当填埋场内渗滤水水位低于场外地下水水位，并没有 设置防渗系统时，地下水就有可能渗入填埋场内； ( 4 ) 垃圾本身含有的水分这包括垃圾本身携带的水分以及从大气和雨水 中的吸附幂： ( 5 ) 垃圾在降解过程中产生的水分垃圾中的有机组分在填埋场内分解时 会产生水分； 这些含有高浓度污染物质的渗滤水是垃圾填埋处理中最主要的污染源，如果 不采取有效措施加以控制，则会污染地表水或地下水。 2 1 - 2 垃圾渗滤液的产生量 渗滤水的产生量是受多种因素的影响，如降雨量、蒸发量、地面流失、地下 水渗入、垃圾的特性、地下层结构、袭层覆十和下层排水设施的设置情况等。 ( 1 ) 降雨餐和蒸发量是影响渗滤水产生的重要因索，这可以从当地的气象 资料来获得。 ( 2 ) 填埋场表面的斜坡很重要，在平缓的斜坡上，水易于集结，因而大量 渗滤，而在较陡的斜坡上，水容易流掉，从而减少了到达垃圾中的水量。垃圾填 武汉理工大学硕士学位论文 埋场的最终覆土层一般做成中心高、四周低的拱型，保持1 2 的坡度，这样可 使部分降雨沿地表流走。但当表面斜坡大于8 左右时，表面径流就有可能侵蚀垃 圾堆的顶部覆盖物，使填埋场暴露，因此，表面斜坡应小得足以预防表面侵蚀。 ( 3 ) 填埋最终覆土后，表面上跃有植物，可以通过根系吸收水分，并通过 叶面蒸发作用减少渗滤水发生量。 ( 4 ) 地下水的渗透，要根据场内渗滤水水位和场外地下水来定，对于防渗 情况良好的填埋场，可以不考虑渗滤水的渗出和外部地下水的渗入。 渗滤水产生量波动较大，但对于同一地区填埋场，其单位面积的年平均产生 量是在一定范围内变化的。 zl 3 垃圾渗滤液的水质特征 垃圾的稳定化过程一般分为i ：初期调节阶段、】i ：转化阶段、1 i i ：产酸阶 段、：产甲烷阶段、v ：成熟阶段五个阶段 4 1 。由于垃圾性质的不同，稳定 化过程所需的时间以及渗滤液的特征也会有所不同。 图2 1 反映了在垃圾稳定化过程中，各污染物的溶山利有关指标的转化规 律。 t 譬 窜 骰 擘 糠 贮 丑 砖 iiilw v 、 、；：吵一= 乏 - 一 严， n l 。 凑善 ， 0 0 d ：鼍c h “魂 应2 对棚( i ) 图2 1 ：垃圾稳定化过程水质的变化 由于渗滤液的来源使得渗滤水的水质具有与城市污水所不同的特点： ( 1 ) 有机物浓度高渗滤水中的b o d s 和c o d 浓度最高可达几万m g l ，主要 是任酸性发酵阶段产生，p h 达到或略低于7 ，b o b s 与c o d 比值为0 5 0 6 。 ( 2 ) 金属含量商渗滤水中含有十多种金属离子，其中铁和锌在酸性发酵 阶段较高，铁的浓度可达2 0 0 0 m g l 左右，锌的浓度可达1 3 0 m g l 左右。 ( 3 ) 水质变化大渗滤水的水质取决于填埋场的构造方式，垃圾的种类、 质量、数量以及填埋年数的长短，其中构造方式是最主要的。 i 武汉理 ：大学硕士学位论文 ( 4 ) 氨氮含量高渗滤液中n h 3 - n 的主要来源是填埋垃圾中蛋白质等含氮 类物质的生物降解。渗滤液n h 3 - n 具有浓度高( 可达几千m g l ) 、浓度变化范围 犬( 在整个填埋期内可以从低于1 0 0 m g l 到几千m g l ) 等特点。过高的n h ，n 浓 度不仅增加了渗滤液生化处理系统的负荷，并且随着填埋时间的延长渗滤液中 c o d 浓度呈下降趋势，c n 呈下降趋势，一定填埋时间后会出现c n 3 的情 况，造成营养比例的严重失调，影响生化处理系统稳定有效的运行“1 。高浓度 游离氨也降低了微生物活性。赵庆良 1 等对n h 3 n 对微生物活性指标一脱氢 酶活性的研究表明， n l - 1 3 - n 的浓度从5 0m g l 升高到8 0 0m g l ，脱氢酶的活性从 1 1 0 4 9 9 t f mg m l s s 降至4 2 2g g t f m g m l s s ，相应的c o d 的平均去除率从9 5 1 降 至7 9 1 。 ( 5 ) 营养元素比例失调 剥于生化处理，污水中适宜的营养元素比例是 b o d n ：n ：p = 1 0 0 ：5 ：1 ，而一般的垃圾渗滤水中b o d s p 人都人r3 0 0 ，与微生物生长 所需的磷元素相差较大。 ( 6 ) 其他特点渗滤水在进行生化处理时会产生大量泡沫，不利于处理系 统正常运行。由于渗滤水中含有较多难降解有机物，一般在生化处理后，c o d 浓 度仍在5 0 0 2 0 0 0 m g l 范围内。 2 2 垃圾渗滤液的处理技术 渗滤液的处理作为一个世界性的难题，在世界范围内引起了广泛的重视与研 究。其处理技术一般分为场内处理和场外处理。场内单独处理技术处理包括如物 化、生物及各种： 艺的结合处理一类和渗滤液的回灌处理( 这将在后面作详细表 述) 等，场外处理研究重点一般在于渗滤液与城市污水的合并处理上。 垃圾填埋初期，其渗滤液中含有高浓度的易于生物降解的挥发性有机酸， b c 比值约0 6 以上，宜采用生物处理工艺；随着场龄的增加，填埋层曰趋稳 定，渗沥液中的有机物浓度降低，难于生物降解的物质增加，生物可降解性降 低，b o d c o d 比值约o 3 以下，渗沥液处理宜采用“物化预处理+ 生物处理” 方法。 多年来国内外专家对垃圾渗沥液处理技术进行了深入研究，研究重点仍以去 除有机物及重金属为主，但随着环保法规的日益严格，仅仅去除渗滤液中的c o d 是达不到排放要求的，因为氨氮对环境的危害特别是富营养化要 ：l 二c o d 更甚，矛 盾的是常规生物脱氮与物理化学脱氮可以使出水n h 3 - n 达到标准要求，但山水 c o d 不达标。渗滤液脱氮虑与c o d 去除作为整体进行考虑，探索的一f ：艺或技术麻 能同时解决氨氮与c o d 问题，同时使出水n h 3 - n 和c o d 达标并适应渗滤液水质变 化的处理工艺和运行方式是研究的重点。鉴于渗滤液水质、水量变化的复杂性， 渗滤液处理系统应为多种处理方法组合的具有抗冲击负荷能力强的工艺系统。 根据不同的渗滤液水质及对处理程度的要求，垃圾渗滤液处理系统般为如 图2 2 所示： 艺单元的不同组合。 武汉理工大学硕士学位论文 图2 2 渗滤液处理工艺单元的组合 主处理前需预处理时，一般采用混凝沉淀等物理化学方法，主处理采用厌 氧、好氧等生物处理方法，后处理可采用混凝沉淀、过滤、吸附等物理化学方 法。表2 1 中列出了不同的生化处理和物化处理技术对渗滤水中不同目标污染 物的去除能力”1 。 本章节将从非生物处理技术、生物处理技术、预处理脱氮及渗滤液的同滞处 理儿个方面作全面介绍。 表2 1 垃圾渗滤水处理技术及其处理效果 目标污染物 处理技术 t 色重金 说明 b o d c o ds s n 度属 接触氧化 gfpppp 应用于相对较低的污染浓度 生物转盘 gfpppp 应用于相对较低的污染浓度 c o d 的去除率在1 0 8 0 。氮氮可 活性污泥 gfpppp 能转化成硝酸盐氮。 当原污水中的b o d 浓度较高时，工 氧化塘 ffpfpp艺的去除效率降低，但工艺的运行 费用较低。 生物填料 gfgppp 由于b o d 负荷可达3 - 5 k g m 2 d ， 过滤渗滤水处理厂的占地面积较小。 生物反硝 gfpgpp氨氮可能转化成氮气。 化 混凝沉淀 fggpgp能够有效地去除s s 、c o d 币i 色度。 砂过滤 ppgppp 作为活性炭吸附方法的预处理。 活性炭吸 ggfpgf 可以有效地去除c o d 和色度，井能 附 去除水中有毒物质和有机氮。 臭氧氧化 pfppgp 在去除色度方面具有特殊的效果。 螯合树脂 pppppg能够有效地去除重金属。 注：去除效率- g ：优，f ：一般，p ：差 6 武汉理： 大学硕士学位论文 2 2 1 非生物处理技术 非生物处理技术主要有活性炭吸附，化学沉淀，密度分离，化学氧化，化学 还原，离子交换，膜渗析，电解氧化膜分离、汽提及湿式氧化法、蒸干法等多种 方法。当c o d 浓度为2 0 0 0 4 0 0 m g l 时，物理化学法的c o d 去除率一般可达到 5 0 8 0 。1 。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，尤其对则b c 比值较低( 0 0 7 0 2 ) 难以生物处理的垃圾渗滤液，有较好 的处理效果。但其成本高，不适于大量渗滤液的处理。 祝万鹏“”等报导了用石灰一硫酸亚铁一一漂粉精工艺处理垃圾渗浊液， 其结果对砷、无机磷和亚硝酸盐处理效果良好，张兰英m ，等人用铝土矿混疑及 吸附方法对垃圾渗滤液进行了处理，结果表明4 8 9 3 的有机物能去除。 a k o e n i n g 进行了用硫自氧脱氨处理渗滤液的研究。王琳等报导了深度氧化法和 复合式a o p l 工艺在处理渗滤液污水中的应用。国外对物化法的研究和运行较多， k c c h e u n g 进行了用空气吹脱和加石灰自由吹脱预处理渗滤波的研究，并对 两者进行了比较，结果认为：加石灰自由吹脱是简单和经济的物化处理方法。 j f e t t i n g 等人则对活性炭吸附预处理渗滤液作了研究。日本a i m a l 等专 家应用生物活性炭流化床1 ：艺处理”老龄”填埋场渗沥液，充分利用其生物降解 和吸附功能。当h r t 自2 4 h 提高到9 6 h 时，溶解性有机碳( d o c ) 的去除率为 4 2 至5 8 。去除机理主要由诱方面组成，一是生物对渗沥液低分子量物质的降 解，因为大分子量物质难于降解；二是活性炭优先吸附低分子量的有机物。该工 艺去除d o c 的同时，还可去除部分腐殖质。当h r t 为2 4 h 时，腐殖质的去除率达 7 0 【1 2 】 国外些专家致力于膜工艺技术处理渗滤液的研究，并取得了成功“”。美 国m a s s o u d p i r b a z a r i 等专家采用混合膜过滤技术处理垃圾渗沥液，t o c 去除 率达到9 5 以上。g b a c c m g a r t e na n dc f s e r f r i e d 以纤维过滤膜取代反渗 透膜对渗浊液后处理进行了研究，结果认为前者更经济。s o o m k i m 等则以经典 的f e ( i i ) 十h 2 0 2 反应与紫外光结合，进行渗滤液处理的研究，其c o d 去除率不 低丁7 0 “”。 另外两个相对运用较“的处理技术是蒸发与焚烧。蒸发的目的是使污染物有 同相浓缩。并同时在冷凝后获得一个可以排放的液相流，到目前为j r 的国外实验 室和中试规模的研究表明，获得一个严格的同相和一个没有污染物的液相1 r 常困 难。意火利入a n d r e t t a 等对利用蒸发处理将渗滤液分离为两个相同的液流进行了 研究，浓缩液回流到填埋场，萎缩液流进行进一步处理( 包括硝化反硝化、消毒 和吸附处理单元) 。蒸发还有许多问题需要解决，如高有机物引起的泡沫问题、 结垢与腐蚀问题、蒸发表面分层问题、氨和有机氯化物需进一步去除问题、原渗 滤液蒸发处理的高能消耗问题等“”。美国一些公司开发填埋场沼气滤液蒸发一 一焚烧系统，在引起系统还可以产生电力。其核心就是利用过去填埋场的沼气作 为燃料对渗滤液进行蒸发，蒸发出的蒸气注入到一个以剩余填埋沼气为燃料的火 7 武汉理： 大学硕士学位论文 焰燃烧器中，在7 6 0 9 8 5 的温度下将v o c s 破坏掉。 z z 2 生物处理法 生物处理包括好氧处理、厌氧处理及两者的结合。 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，厌氧 法包括上向流厌氧污泥床，厌氧淹没式生物滤池，混合反应器及厌氧塘。 在处理方法中，将渗滤液与城市污水合并处理是最经济、简单的方法“， 据b o y l e 和h a m 报导：c o d = 2 4 0 0 0 m g l 的渗滤水与城市污水混合，其中渗滤水 占总体积的2 时，城市污水厂的处理效果不受影响，当渗滤水体积增至4 一 5 时，污水厂的正常运行受到妨碍，对c o d = 3 5 0 0 m g l 的渗滤水，当其体积一1 总体积的4 0 ，泥龄为l o 天时处理效果也不受影响。因此，将渗滤液接入污水厂 共同处理是可行的，并且与此同时污水处理厂中的剩余污泥又可作为垃圾回填至 垃圾填埋场，由于剩余污泥中的微生物含量较高，可加速垃圾中有机物的分解。 s e t p h e n d j b o o t h 等对加拿大w a t e r l 0 0 污水处理厂进行了评估，得出了同样 结论，认为平均b o d 5 和氨氮浓度不超过全部污水负荷的l 2 时，渗滤液 相反有利于污水的处理。d e b r a r r e i n h a r t 等并对渗滤液与污水合并处理的 n 、p 去除作了深入研究。尽管渗滤液与污水合并处理技术上有时可行，但通常 填埋场远离城区，其渗滤水与城市污水合并有一定因难，往往不得不单独处理。 2 z2 1 好氧处理法 活性污泥法，氧化沟，氧化塘，生物转盘等好氧法处理渗滤水都有成功的经 验，好氧处理法可有效地降低b o d 5 、c o d 和氨氮，还可去除铁、锰等金属，在 好氧处理中又以延时曝气法用得最多，还有曝气塘和生物转盘，活性污泥法因其 费用低、效率高而得到最广泛的应用，美国和德国的几个活性污泥法处理厂的运 行结果表明，通过提高污泥浓度来降低污泥的有机负荷，活性污泥法可获得令人 满意的垃圾渗滤液处理效果。k a e n a n ( 1 9 8 3 ) 报导活性污泥法能去除渗滤水中9 9 的则b o d 5 ，v 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 ) 报导，对于c o d4 0 0 0 1 3 0 0 0 r a g 1 、b o d 。1 6 0 0 1 1 0 0 0 m g i 、 n h 3 - n 为8 7 5 9 0 m g l 的渗滤水，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。p i r b a z a r i 等人对众多实际运行的垃圾渗滤液处理系统调查后指出， 活性污泥法比其它好氧法处理效果更佳1 。1 9 9 8 年瑞典u w e l a n d e r 等专家采用 悬浮载体生物膜工艺( s c b p ) ，取得了理想的实验室规模的渗滤液生物脱氮效 果。实验装置是容积为5 m 3 的塑料池，内装填料( n a t r i x6 6 c ) ，其容积l 池容 积的6 0 ，渗沥液温度范围为1 0 2 6 时，硝化效果良好，硝化容积负荷率为 2 4 9 n m 3 h ，反硝化容积负荷率为5 5 9 n m 3 h 。当工艺运行稳定后，无机氮儿乎全 部去除，总氮去除率达到9 0 。 低氧、好氧活性污泥法及s b r 法等改进型活性污泥流程比常规活性污泥法更 有效，因其能维持较高运转负荷，耗时短。徐迪民等用低氧好氧两段活性污泥 法在水温1 6 2 3 5 时试验处理垃圾填埋场渗滤液，并探讨了有关运行参数的 i 武汉理工大学硕士学位论文 确定，其磷的平均去除率达9 0 5 ，凯氏氨的平均去除率为6 7 5 “。杭州 天子岭填埋场采用低氧一好氧两段活性污染法处渗滤液但效果不甚稳定。 与活性污泥法相比，曝气氧化塘体积大，有机负荷低，尽管降解速度慢，但 由于其工程简单，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。美国、加拿大、英国、澳大利亚和国德的小试与中试生产规模的研究都表 明，采用曝气氧化塘能获得较好的垃圾渗滤液处理效果“”。水生植物系处理垃 圾渗滤液在国内已有使用。广东中山市狗仔坑垃圾填埋场采用水葫芦氧化塘系统 处理渗滤液，但有机负荷一般不高，故多用于渗滤浓最后处理j j 二序，以保证出水 满足环境目标。在建的深圳下坪垃圾填埋场和福州红庙岭垃圾卫生填埋场，设计 均采用生物塘作为渗滤液处理工艺流程的最后一环。目前华东摄大的上海老港废 物处理场亦采用氧化塘处理垃圾渗滤液。陶涛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了分析和讨论，并提出了有关的推荐参数。 与活性污泥法相比，生物膜法具有抗水量、水质冲击负荷的优点，而且生物 膜上能生长世代较长的微生物，如硝化菌之类，c p e d d i e 等用直径0 9 m 的生物转 盘处理c o d 1 0 0 0 m g l 、n h 3 一n 5 0 m g 九的弱性”渗滤液，其出水b o d s 2 5 r a g l 、n 一n o 1 0 m g ，l ，温度回升，微生物的硝化能力即恢复。但应指 出，这种渗滤水的性质与城市污水相近，对于较强的渗滤液，此方法还有持研究 2 0 1 z 2 幺2 厌氧处理 厌氧生物处理的运用已有近百年历史，但直到近2 0 年来，随着微生物等生物 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时间长、有机负荷低等特点，使之在理论和实践上有了很大 进步，使它在处理高浓度有机废水方面取得了良好的效果，厌氧处理有许多优 点，最主要的是能耗少，操作简单，因此，投资及运行费用低廉，而且，由于产 生的剩余污泥量少，故所需的营养物质也少，厌氧生物处理法最早的构筑物是化 粪池，在我国某些城市仍在使用。近年来、开发的厌氧生物处理法有：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。据报导，加拿人 h a l i f l a x h i g h w a y l 0 1 填埋场采用厌氧生物滤池。英国水研究中心报道了_ l j 上流式厌 氧污泥床( u a s b ) 处理垃圾渗滤水”。m o o n s u n g s u n g 等对厌氧法处理工业废 垃圾填埋场渗滤液中温度和水力停留时间进行调查研究。对厌氧接触池方面， h s i e g r i s t 等人有研究。r z a l o n m 等、张国政等对垃圾浸出液的厌氧处理也有 报导。 以h t i m u r 为主的专家组研究采用厌氧s b r ( a s b r ) 2 1 2 艺处理垃圾渗滤 液。研究表明，a s b r 处理渗滤液是可行的。当c o d 容积负荷和污泥负荷分别为 0 4 9 4 9 c o d 1 d 和0 1 7 1 8 5 9 c o d g v s s d 时，c o d 去除率为6 4 8 5 ：去除 的c o d 中约8 3 转化为甲烷，其余转化为微生物，甲烷转换率按c o d 投配浓度计 为0 2 l c h 4 g c o d ，按去除量计为o 2 9 l c h 4 g c o d ；污泥产率系数为0 1g 9 武汉理工大学硕士学位论文 v s s g c o d 去除，污泥自身氧化率为0 0 l d 。 2 2 2 3 厌氧与好氧结合方式 虽然实践证明了厌氧生物处理对高浓度有机废水的有效性，但单独采h j 厌氧 法处理渗滤液也很少见。北京市政设计研究院自1 9 8 8 年进行了城市垃圾卫生填埋 场渗滤液处理技术的研究，经各种工艺组合的试验研究得出如下结论：对高浓度 的垃圾渗滤液采用生化法处理是有效的。采用厌氧一好氧处理工艺既经济合理， 处理效率又高，c o d 和b o d 的去除率分别达8 6 8 和9 7 2 。 邹莲花”等人报导了采用厌氧一吹脱一缺氧一好氧一混凝沉淀流程处理深 圳市王龙坑生活垃填埋埋场渗滤液，当渗滤液c o d = 2 5 0 0 0 m g 1 、 b o d s = 1 5 0 0 0 m g l 、n h 3 一n = 1 0 0 0 m g l 时，出水各项指标低于排放标准。对此， 千琳等人也有报导。张望军等结合广州市李坑垃圾填埋场具体情况提山了可行的 a o 法。 为有效去除有机物和悬浮固体，广州大田山填埋场采用厌氧一生物接触氧化 一混凝沉淀一氧化塘工艺处理渗滤液。当进水b o d 5 = 5 0 0 0 m g i ，c o d = 8 0 0 0 r r l g i ， s s = 7 0 0 m g 1 ，p h = 7 4 时，出水满足原工业废水排放标准g b 7 4 7 3 ，即b o d 5 6 0 m g ，l ，c o d l o o m g l ，s s 5 0 0 m g i ，p h = 6 9 ，取得了成效。 浙江省某城市垃圾填埋场渗沥液处理工程采用厌氧一两段好氧处理i ：艺。为 提高厌氧处理效果，该1 程在厌氧池中投放悬浮填料，池底设搅拌器，厌氧池的 设计负荷为1 5 k g c o d c r m 3 d ，填料投加量为池容的2 5 ，处理效果较好。 国内福州市1 9 9 5 年建成了全国最现代化的垃圾渗滤波处理厂，其工艺流程为 上流式厌氧污泥床( u a s b ) 一氧化沟活性污泥法一生物稳定塘，1 9 9 8 年建成的广 东中山市垃圾渗滤波处理厂与其流程相似，试运行效果良好。 哈尔滨建筑大学采用a ( 缺氧活性污泥法) 一b ( 淹没式生物膜法：a 缺氧 段，o 好氧段) 复合系统处理垃圾渗沥液。结果表明，对于c o d = 1 6 9 3 9 m g l ， n h 3 - n = 1 7 0 0 m e , l 和t n = 1 9 0 0 m e , l 的填埋场渗沥液，经该复合系统处理后，出水 c o d 、n h 3 - n 和t n 分别降至9 7 9 m g l 、8 3 m g ，l 和4 9 5 m g ，l ，相应的去除率分别 为9 4 2 、9 5 1 和7 3 9 ，达到了良好的去除有机物和脱氮的效果。“” 2 2 3 预处理脱氮 在系统脱氮方面，由于渗滤液自身具有高浓度氨氮的特性，且高浓度的氨氮 对后续的生物处理的微生物的活性有抑制作用，所以生物处理前的氨氮去除预处 理在整个处理：f 艺中具有举足轻重的作用。 在渗滤液氨氨的处理中，吹脱预处理能够达到调节c n 比，降低后续生化处 理负荷的作用，曝气吹脱相对于吹脱塔吹脱更具有经济与技术优势，需要解决的 是二次污染问题，以下是氨氮预处理常见的两种方法： 2 2 3 1 曝气吹脱脱氮 曝气吹脱是直接或调摧p h 后在调节池或专门吹脱池中曝气，达到脱氨和改 善营养比例的作用。沈耀良“”，胡勤海。“，王小虎“”，王宗平1 等对曝 l o 武汉理 ：大学硕士学位论文 气吹脱用于渗滤液脱氨预处理进行了研究。沈耀良等在对苏州七子山垃圾填埋场 渗滤液吹脱预处理试验中发现，在温度为2 5 5 ，p h 为1 1 左右，吹脱时间5h ， 吹脱效率超过8 2 5 ，但文献中未明确气水比。王宗平等在对武汉青山垃圾填埋 场渗滤液小试和中山市垃圾填埋场渗滤液中试研究表明：曝气吹脱预处理是经济 有效的，不仅可以去除氨氮，c o d 也大幅度下降，氨氮去除率可达6 8 ，c o d 去除率达到7 6 ，而在不曝气