（环境工程专业论文）催化型微电解baf工艺对垃圾渗滤液深度处理的研究.pdf

a d v a n c e dt r e a t m e n to fl a n d f i l ll e a c h a t eb yi n t e g r a t e dp r o c e s so f c a t a l y t i cm i c r o e l e c t r o l y s i sa n db a f b y x i e 、m l b e ( h u n a nu n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y ) 19 9 6 at h e s i ss u b m i t t e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no ft h e r e q u i r e m e n t sf o r t h ed e g r e eo f m a s t e ro fs c i e n c e e 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 i n t h e g r a d u a t es c h o o l o f h u n a nu n i v e r s i t y s u p e r v i s o r p r o f e s s o ry a n gc h u n p i n g m a y , 2 0 1 1 帅4咖删-m 3 唧6 叫洲舢y 湖南大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写的成果作品。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。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期：列f 年，月i e l 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。 本人授权湖南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。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密团。 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名： 导师签 e l 期：，年了月i 日 日期：加r 年f 月厂日 催化型微电解b a f1 二艺对垃圾渗滤液深度处理的研究 摘要 现有的垃圾处理设施如填埋场、焚烧场、垃圾中转站、堆放以及堆肥场等， 在垃圾处理过程中都将不可避免地产生大量的垃圾渗滤液。这种渗滤液污染强度 大，1 吨渗滤液约相当于1 0 0 吨城市污水所含污染物的浓度，因此如果对这种污 染物不能进行有效处理，那么作为环保设施的垃圾填埋场将直接变成污染源，势 必对环境造成二次污染。由于渗滤液水质水量的复杂多变性，我国目前尚无广泛 适用的高效低耗的处理工艺。所以，当前形势下，寻求一种适合我国国情、达到 高效、低耗处理标准的渗滤液处理工艺势在必行。 本文采用催化型微电解一b a f 联合工艺对垃圾渗滤液进行深度处理的研究。 通过对普通微电解工艺、催化型微电解工艺和b a ft 艺的静态、动态实验，研究 这些工艺的控制参数，探讨这些工艺对垃圾渗滤液深度处理的效果。结果表明， 催化型微电解一b a f 联合工艺，不仅适用于垃圾渗滤液的深度处理，也适用于高 浓度、难生化降解的有毒有害工业废水的处理。论文总体实验工作部分分为三个 部分： 第一部分，普通微电解工艺对渗滤液进行深度处理的研究。利用自制的普通 微电解静态试验装置，以废铁屑与焦炭用量比，调溶液酸、碱p h 值和反应时间4 个因素设计进行了一组静态试验。通过实验结果分析，确定该工艺对垃圾渗滤液 深度处理的最佳控制参数为：废铁屑和焦炭最佳投加体积比为l ：3 ；调溶液酸最 佳反应p h 值为3 。i 调出水碱最佳反应p h 值为7 5 ；微电解最佳反应时间为1 5 h ： 调碱后沉淀最佳反应时间为2 0h 。 第二部分，催化型微电解工艺对渗滤液进行深度处理的研究。普通微电解工 艺可以使垃圾渗滤液c o d 去除率达6 3 以上，色度去除率达9 0 以上。为了强 化普通微电解的处理效果，本试验在普通微电解反应后的出水中加入强氧化剂 h 2 0 2 ，并以h 2 0 2 ：c o d ( 质量比) 和催化型微电解反应时间h r t ( h y d r o l i c r e t e n t i o n t i m e ) 做了一组静态试验。通过试验结果分析，确定该工艺对垃圾渗滤液处理的最 佳控制参数为：氧化剂h 2 0 2 和c o d 的最佳质量比1 5 ：1 ；调氧化剂h 2 0 2 后沉 淀最佳反应时间为1 5h 。 第三部分，催化型微电解b a f 工艺对垃圾渗滤液深度处理动态试验研究。 根据静态试验确定的最佳运行控制参数，利用自制的酸碱混合器、微电解反应器、 氧化剂混合器、沉淀池l 、沉淀池2 和b a f 池等动态试验装置，按动态试验流程 硕士学位论文 进行了一个月的动态试验调试与运行。通过实验结果分析，催化型微电解工艺可 以改善垃圾渗滤液的可生化性，为后续生化处理创造良好的条件。垃圾渗滤液利 用催化型微电解工艺处理后，再使用b a f 生物法处理，处理后的垃圾渗滤液水质 可以达到国家规定的排放标准。 关键词：焦炭；废铁屑；微电解；双氧水( h 2 0 2 ) ；b a f ；垃圾渗滤液 i l l a b s t r a c t l o t so fl e a c h a t ew o u l db ei n e v i t a b l y g e n e r a t e d i nt h ep r o c e s so fm s w ( m u n i c i p a ls o l i dw a s t e ) t r e a t m e n tt h r o u g hp r e s e n tw a s t et r e a t m e n tf a c i l i t i e s ，s u c ha s l a n d f i l lp l a n t s ，i n c i n e r a t i o np l a n t s ，w a s t et r a n s f e rs t a t i o n ，d u m p i n gs i t e sa n dr e f u s e c o m p o s t i n gf i e l d se t c t h i sk i n do ft h el e a c h a t eh a ss t r o n gp o l l u t i o nc h a r a c t e r i s t i c s ，1 t o no ft h el e a c h a t ei se q u i v a l e n tt o10 0t o n so fm u n i c i p a lw a s t e w a t e rp o l l u t a n t c o n c e n t r a t i o n s ，s oi ft h i sb y - p r o d u c tc a nn o tb ee f f e c t i v e l yt r e a t e d ，t h e nl a n d f i l lp l a n t s ， a st h ee n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o nf a c i l i t i e s ，w i l lb ed i r e c t l yc h a n g e di n t op o l l u t i o n r e s o u r c e i ti sb o u n dt oc a u s es e c o n d a r yp o l l u t i o nt ot h ee n v i r o n m e n t t h e r ei sn o ta s u i t a b l et r e a t m e n tp r o c e s sa tp r e s e n ti nc h i n a b e c a u s e o ft h ec o m p l e x i t ya n d v a r i a b i l i t yo ft h eq u a l i t ya n dq u a n t i t yo ft h el e a c h a t ew a s t e w a t e r t h e r e f o r e ，a t p r e s e n ti t i si m p e r a t i v et of i n dal e a c h a t et r e a t m e n tp r o c e s sw h i c hi ss u i t a b l et oo u r n a t i o n a ls p e c i a ls i t u a t i o na n dw i t hh i g he f f i c i e n c ya n dl o wc o n s u m p t i o n t h i sa r t i c l ei sar e s e a r c ho fa d v a n c e dt r e a t m e n tm e t h o dt ot h el e a c h a t ea p p l y i n g c a t a l y t i cm i c r o e l e c t r o l y s i sa n db a f c o m b i n e dt e c h n o l o g y b yt h es t a t i ca n dd y n a m i c e x p e r i m e n t o fc o m m o n m i c r o e l e c t r o l y s i sp r o c e s s ，c a t a l y t i cm i c r o e l e c t r o l y s i s p r o c e s sa n d b a ft e c h n o l o g y ，r e s e a r c hf o rt h ec o n t r o l l i n gp a r a m e t e r so ft h e s e p r o c e s s e s ，a n de x p l o r et h ee f f e c to fa d v a n c e dt r e a t m e n tf o rt h e s et e c h n o l o g i e st ot h e l e a c h a t e t h ec a t a l y z e dm i c r o - e l e c t r o l y s i sa n db a fc o m b i n e dt e c h n o l o g yi sn o to n l y s u i t a b l ef o rt h ea d v a n c e dt r e a t m e n to ft h el e a c h a t e ，b u ta l s os u i t a b l ef o rt h et r e a t m e n t o ft h ei n d u s t r i a lw a s t e w a t e rw i t hh i g hc o n c e n t r a t i o n ，l o wb i o - d e g r a d a b i l i t y ，t o x i ca n d h a z a r d o u sc o m p o u n d s t h eo v e r a l le x p e r i m e n t a lw o r ki nt h i sa r t i c l ei sd i v i d e di n t o t h ef o l l o w i n gt h r e ep a r t s ： t h ef i r s t p a r t ：r e s e a r c h f o rt h ea d v a n c e dt r e a t m e n to fc o m m o nm i c r o - e l e c t r o l y s i s p r o c e s st ot h el e a c h a t e b ys e l f - m a d es t a t i ct e s t i n gd e v i c eo fc o m m o n m i c r o e l e c t r o l y s i s ，ag r o u po fs t a t i ce x p e r i m e n t sw e r ed e s i g n e da n df u l f i l l e db a s e do n t h ef o u rf a c t o r s ：v o l u m er a t i oo fi r o ns l a ga n dc o k e ，o p t i m u mp hv a l u es e t t i n gu n d e r t h ea c i da n da l k a l i n ec o n d i t i o n s ，a n do p t i m u mr e a c t i o np e r i o d v i aa n a l y s i so ft h e e x p e r i m e n tr e s u l t s ，i t sc o n f i r m e dt h a tt h eb e s to p t i m a lc o n t r o l l i n gp a r a m e t e r so ft h i s p r o c e s sa r es h o w n ：o p t i m a lv o l u m er a t i oo fi r o ns l a ga n dc o k ei s1 ：3 o p t i m u mp h v a l u eu n d e rt h ea c i dc o n d i t i o ni s3 0 ，o p t i m u mp hv a l u eu n d e rt h ea l k a l i n ec o n d i t i o n 硕l 二学位论文 i s7 5 ，o p t i m u mr e a c t i o np e r i o do ft h em i c r o e l e c t r o l y s i si s1 5 h ，o p t i m u md e p o s i t i n g p e r i o da f t e rr e g u l a t i n gt h ew a s t e w a t e ri n t ot h ea l k a l i n ec o n d i t i o ni s2 o h t h es e c o n dp a r t ：r e s e a r c hf o rt h ea d v a n c e dt r e a t m e n to fc a t a l y t i cm i c r o - e l e c t r o l y s i sp r o c e s st ot h el e a c h a t e b yt h ec o m m o nm i c r o e l e c t r o l y s i sp r o c e s s ，t h e r e m o v a lr a t eo fc o da n dc h r o m ai nt h el e a t h a t ec a nr e a c ha b o v e6 3 a n d9 0 r e s p e c t i v e l y i n o r d e rt of u r t h e ri m p r o v et r e a t m e n te f f e c to ft h ec o m m o n m i c r o - e l e c t r o l y s i sp r o c e s s ，i nt h i se x p e r i m e n tp o w e r f u lo x i d a n th 2 0 2w a sa d d e di n t o t h el i q u i dw h i c hh a db e e nt r e a t e db yt h ec o m m o nm i c r o - e l e c t r o l y s i sp r o c e s s ag r o u p o fs t a t i ce x p e r i m e n t sw e r ed e s i g n e da n df u l f i l l e db a s e do nw e i g h tr a t i oo fh 2 0 2a n d c o da n dt h er e a c t i o np e r i o do fc a t a l y t i cm i c r o e l e c t r o l y s i sp r o c e s s v i aa n a l y s i so f t h ee x p e r i m e n tr e s u l t s ，i t sc o n f i r m e dt h a tt h eb e s to p t i m a lc o n t r o l l i n gp a r a m e t e r so f t h i sp r o c e s sa r es h o w n ：o p t i m a lw e i g h tr a t i oo fh 2 0 2a n dc o di s1 5 ：1 ，t h eo p t i m u m r e a c t i o np e r i o da f t e ra d d i n g p o w e r f u lo x i d a n th 2 0 2i s1 5 h t h et h i r dp a r t ：r e s e a r c hf o rt h ea d v a n c e dt r e a t m e n to fc a t a l y t i cm i c r o e l e c t r o l y s i sa n db a fp r o c e s st ot h el e a c h a t ev i ad y n a m i ce x p e r i m e n t a c c o r d i n gt o t h eb e s to p t i m u mc o n t r o l l i n gp a r a m e t e r so b t a i n e df r o mt h es t a t i ce x p e r i m e n t ，u t i l i z i n g d y n a m i ce x p e r i m e n td e v i c e ss u c ha ss e l f - m a d ea c i da n da l k a l i n eb l e n d e r ，r e a c t o ro f m i c r o - e l e c t r o l y s i s ，o x i d a n tm i x e r ，s e d i m e n t a t i o nt a n kn o 1a n d2 ，a n db a fr e a c t i n g b i o l o g i c a lp o o le t c ，o n e - m o n t hd y n a m i ce x p e r i m e n tc o m m i s s i o n i n ga n do p e r a t i o nh a s e x e c u t e di nl i n ew i t hd y n a m i ce x p e r i m e n tp r o c e s s v i aa n a l y s i so ft h ee x p e r i m e n t r e s u l t s ，t h ec a t a l y t i ce l e c t r o l y s i sp r o c e s sc a ni m p r o v et h eb i o d e g r a d a b i l i t yo ft h e l e a c h a t e ，a n dc r e a t eag o o dc o n d i t i o nf o rt h ef o l l o w u pb i o c h e m i c a lt r e a t m e n t t h e l e a c h a t ei sf i r s t l yt r e a t e db yt h ec a t a l y z e dm i c r o e l e c t r o l y s i sp r o c e s s ，t r e a t e db yb a f b i o l o g i c a lp r o c e s st h e n ，w a t e rq u a l i t yo f t h el e a c h a t ec a ns a t i s f yt h en a t i o n a le m i s s i o n s t a n d a r ds t i p u l a t e d k e yw o r d s ：c o k e ；i r o ns l a g ；m i c r o - e l e c t r o l y s i s ；h y d r o g e np e r o x i d e ( h 2 0 2 ) ；b i o l o g i c a l a e r a t e df i l t e r ；l a n d f i l ll e a c h a t e v 催化型微电解b a f1 = 艺对声圾渗滤液深度处理的研究 目录 学位论文原创性声明和学位论文版权使用授权书i 摘要i i a b s t r a c t i v 插图索引i x 附表索引x 第l 章绪论1 1 1 课题背景1 1 1 1 渗滤液组成1 1 1 2 渗滤液性质影响因素2 1 1 3 渗滤液处理现状一4 1 2 垃圾渗滤液性质的表征4 1 2 1 宏观性质：一5 1 2 2 渗滤液中观性质6 1 2 3 渗滤液微观性质研究8 1 3 垃圾渗滤液的危害性9 1 4 渗滤液处理工艺国内外的研究现状9 1 4 1 生物法9 1 4 2 物化法1 0 1 4 3 土地法1 0 1 5 本文构想1 l 第2 章试验装置和试验方法1 2 2 1 试验水质：12 2 2 试验装置的设计：1 4 2 2 1 装置的原理14 2 2 2 装置的设计15 2 3 试验材料17 2 3 1 试验材料的来源：1 7 2 3 2 铁屑和焦炭的预处理1 7 2 4 试验安排18 硕j j 学位论文 2 5 试验分析方法18 2 5 1b o d 5 ：稀释接种法1 8 2 5 2c o d ：重铬酸钾法，利用快速测定仪1 8 2 5 3 色度：稀释倍数法21 2 5 4p h 值：p h s 9 v 酸度计2 1 2 5 5n h 4 + - n ：纳氏试剂光度法一2 1 第3 章微电解工艺对渗滤液进行深度处理的研究2 3 3 1 微电解基本原理2 3 3 2 实验材料与方法2 4 3 2 1 废水水质一2 4 3 2 2 分析方法一2 4 3 3 结果与讨论2 4 3 3 1 溶液p h 值的影响2 5 3 3 2 调废铁屑与焦炭用量比一2 6 3 3 3 调微电解反应时间：2 7 3 4 小结：2 8 第4 章催化型微电解工艺对渗滤液进行深度处理的研究2 9 4 1 催化型微电解原理一2 9 4 2 实验材料与方法2 9 4 2 1 废水水质2 9 4 2 2 分析方法一3 0 4 3 结果与讨论3 0 4 3 1 双氧水投加量的影响3 0 4 3 2 反应时间的影响3 1 4 4 小结3 2 第5 章催化型微电解b a f 工艺对垃圾渗滤液深度处理动态试验研究一3 3 5 1b a f 原理3 3 5 2 实验材料与方法一3 3 5 2 1 废水水质3 3 5 2 2 分析方法一3 4 5 3b a f 池快速启动3 4 5 3 1 挂膜启动3 4 5 3 2 挂膜启动过程应该注意的问题3 4 v i l 催化型微电解b a f 工艺对垃圾渗滤液深度处理的研究 5 4 结果与讨论一3 5 第6 章研究结论、创新点与展望3 7 6 1 研究结论3 7 6 2 创新点：3 7 6 3 展望3 8 参考文献3 9 封【 谢4 4 附录a 攻读学位期间所发表的学术论文4 5 附录b 攻读学位期间所申请的发明专利4 6 附录c 攻读学位期间所参与的研究课题一4 7 v i l l 硕十学位论文 插图索引 图2 1 工艺流程图1 4 图2 2 铁碳微电解反应器示意图1 5 图2 3b a f 反应器示意图16 图2 4 混合器反应器示意图1 6 图2 5 沉淀池的示意图1 7 图3 1 调酸p h 值对c o d 的影响2 5 图3 2 调碱p h 值对c o d 的影响2 6 图3 3 反应时间对c o d 的影响2 8 图4 1 反应时间对c o d 的影响31 催化型微电解b a f 工艺对坊圾渗滤液深度处理的研究 附表索引 表2 1 垃圾渗滤液水质1 3 表2 2 二沉池垃圾渗滤液水质1 3 表2 3 生活垃圾填埋场水污染物排放质量浓度限值1 3 表3 1 废铁屑与焦炭用量比对c o d 的影响2 7 表4 1 微电解出水水质一3 0 表4 2h 2 0 2 与二沉池c o d 的质量比对c o d 的影响3 1 表5 1 微电解出水水质3 3 表5 2 动态试验结果3 6 x 硕 ：学位论文 1 1 课题背景 第1 章绪论 随着我国城市化进程的加快，城镇数目不断增加，城市规模日益扩大，人口 也急剧增长，直接导致城镇生活垃圾大幅度增长，而垃圾处理设施、处理资金却 面临很大的缺口，呈现垃圾包围城市的局面【1 1 。 如果垃圾处理过程中的副产品渗滤液不能得到有效处理，作为环境设施的垃 圾填埋场也就变成了污染源【2 】。现有的垃圾处理设施中，包括填埋场、焚烧场、 垃圾中转站、堆放以及堆肥场都将产生大量的渗滤液。而1 吨渗滤液约相当于1 0 0 吨城市污水所含污染物的浓度1 3 】。由于渗滤液水质水量的复杂多变性，目前尚无 适合我国国情、符合“高效、低耗”处理标准的渗滤液处理工艺。所以当前形势下， 寻求一种适合我国国情、达到高效、低耗处理标准的渗滤液处理工艺是非常必要 的。 1 1 1 渗滤液组成 垃圾渗滤液主要来源于垃圾本身含有的水分以及进入填埋场的雨雪水和其他 水分，当这些水分扣除垃圾、覆土层的饱和水以及填埋场的表面蒸发量，并历经 垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度有机废水【4 】。垃圾在填埋场产生的渗滤液与 时间的关系可分为以下几个阶段【5 j ： ( 1 ) 调整期：在填埋初期，垃圾体中水分逐渐积累且有氧气存在，厌氧发酵 作用及微生物作用缓慢，此阶段渗滤液量较少。 ( 2 ) 过渡期：本阶段滤液中的微生物由好氧性逐渐转变为兼性或厌氧性，开 始形成渗滤液，可测到挥发性有机酸的存在。 ( 3 ) 酸形成期：滤液中挥发性有机酸占大多数，p h 值下降，c o d 浓度极高， b o d 5 c o d 为0 4 0 6 ，可生化性好，颜色很深，属于初期的渗滤液。 ( 4 ) 甲烷形成期：此阶段有机物经甲烷菌转化为c h 4 和c 0 2 ，p h 值上升， b o d 浓度急剧降低，b o d 5 c o d 为0 1 o 0 1 ，可生化性较差，属于后期渗滤液。 ( 5 ) 成熟期：此时渗滤液中的可利用成分大大减少，细菌的生物稳定作用趋 于停止，并停止产生气体，系统由无氧转为有氧态，自然环境得到恢复。 渗滤液作为一种水溶性的组分，其污染物组成按不同标准可分为不同形式。 催化型微电解b a ft 艺对坤圾渗滤液深度处理的研究 一般渗滤液可看作一种有垃圾产生的，包含以下4 中污染物的水基溶液【6 1 。 ( 1 ) 溶解性有机物，可表示为c o d c r 或t o c ，包括烃类、挥发性脂肪酸和 一些难降解有机物，像富敏酸类和腐殖酸类化合物1 7j 。填埋初始阶段的渗滤液， 大约9 0 的可溶性有机碳由短链的可挥发性脂肪酸组成，其主要成分为：乙酸、 丙酸和丁酸，其次是带多羧基和芳香族羧基的灰黄酶酸。而当填埋场达到相对稳 定时，挥发性脂肪酸组分减少，而灰黄酶酸物质相对密度增加，表现在b c 降低， 可生化性降低【8 1 。 ( 2 ) 无机常量成分：c a 、m g 、n a 、k 、n h 4 + 、f e 、m n 、c 1 、s 0 4 2 。、h c 0 3 。 等常见的一些无机元素。 ( 3 ) 重金属：c d 、c r 、c u p b 、n i 、z n 以及h g 和类金属a s 等8 种常见 的有毒重金属。 ( 4 ) 异型生物质的有机物( x o c s ) 主要来源于家庭和工业化学制品，但渗 滤液中的含量较低。同时，渗滤液中可能还含有其它的一些微量物质，像b 、a s 、 s e 、b a 、l i 、c o 等，一般总量很低，对自然界的作用也较小。当然作为一种复杂 水体，特别是经过长期稳定化后的出水，渗滤液中微生物含量较多，成为渗滤液 中另外一种不能忽略的物质9 1 。 1 1 2 渗滤液性质影响因素 渗滤液水质取决于填埋场构造方式、垃圾的种类、质量、数量以及填埋时间【l0 1 。 ( 1 ) 垃圾填埋场的结构与垃圾填埋技术直接影响到渗滤水的降解和稳定。好 氧垃圾填埋场能够使垃圾渗滤液中污染物快速降解，并能使垃圾渗滤液水质很快 达到稳定。但是，好氧垃圾填埋场的建设和维护费用是相当高的，而且对运行操 作要求十分严格【1 1 1 。准好氧填埋场利用填埋场底部的渗滤液收集系统导入空气， 靠垃圾分解产生的发酵热造成内外温差使空气流自然通过填埋体，不需强制通风， 节省能量【l2 1 。与垃圾好氧填埋相比，准好氧垃圾填埋场较容易建设，维护费用也 低，并且也能使垃圾渗滤液中污染物质快速降解，从而使垃圾渗滤液水质稳定化 期间明显缩短【l 引。由于准好氧垃圾填埋场在费用上与厌氧性填埋没有大的差别， 而在填埋场垃圾稳定速率上又与垃圾的好氧填埋相近，因此，得到越来越广泛地 应用。 ( 2 ) 气候。填埋场渗滤液的产量、特征与当地气候关系很大。这里涉及到气 候主要是降雨量和当地的气温。雨水促使渗滤液的流动和污染物迁移，同时为沼 气产生和微生物分解提供了所需的水分，而气温则对填埋场内部的微生物活性具 硕十学位论文 有重要的作用【l4 1 。一般而言，在低温少雨季节，渗滤液产量小，浓度高；高温多 雨季节，渗滤液产量大、浓度低【l5 | 。 ( 3 ) 垃圾的组成。垃圾的组成成分直接影响到填埋场渗滤液的化学特性。渗 。 滤液中有机成分主要来自厨余垃圾、庭院垃圾、农作物和动植物残体等，无机成 分则来自焚烧灰渣、建筑垃圾等【1 6 】。瑞典c e c i l i ao m a n 等人研究发现渗滤液中存 在6 2 中主要污染物，有的可能来自填埋场垃圾本身所含成分，有的也可能是垃圾 生物降解和非生物降解的产物【1 。7 1 。 ( 4 ) 填埋深度。在降雨量和地形条件相似的情况下，当垃圾的透水性能相同 时，处于填埋场内越深位置的渗滤液中污染物组分的浓度越高。水分进入场内后， 通过垃圾之间存在的空隙向下流动，在此过程中与垃圾接触，使得垃圾的化学物 质随之渗沥出来l l 引。随着填埋深度的增加，渗滤液和垃圾之间不断接触，污染物 不断积累，从而使得渗滤液的浓度逐渐提高。当垃圾的透水性能相同时，填埋层 越厚，渗滤液在垃圾中停留的时间越长，垃圾与渗滤液的作用时间越长，渗滤液 中污染物组分的浓度越高【l9 。 ( 5 ) 垃圾的预加工。填埋前将垃圾破碎能增大垃圾的表面积，增加填埋场的 密度，降低垃圾对水的渗透性，增大垃圾的持水能力，从而增长了垃圾与水的接 触时间，加速垃圾的降解，使渗滤液中污染物的浓度增加【l0 1 。 ( 6 ) 填埋时间。垃圾填埋后，其填埋年龄不同，降解速率及持水能力和水的 渗透性能均不相同，所以，产生的渗滤液的组成及其各组成的浓度均不相同。通 常新建填埋场的渗滤液b o d 5 和c o d c r 浓度高，然后持续降低，十年以后基本保 持不变【2 0 1 。但是，各种污染物的浓度高峰并不是同时出现。填埋初期，大部分垃 圾易生物降解，随着填埋时间的增加，有机化合物的降解速度比无机化合物快， 无机物的去除主要通过雨水的冲刷进入渗滤液，有机化合物同时经历降解过程和 冲刷过程，所以其浓度降低更快。随着填埋时间的增加，部分挥发性脂肪酸浓度 降低，p h 值上升【2 1 j 。 ( 7 ) 填埋场的供水。填埋场的供水速率的大小直接决定了填埋场内垃圾的湿 度。当供水率很小时，填埋场内垃圾的湿度小于6 0 ，垃圾的降解速率不能达到 最大值。当供水率很大时，填埋场的渗滤液就会被供水所稀释【l0 1 。 ( 8 ) 氧含量。根据填埋场中的氧含量多少，可以把填埋场稳定化过程分为好 氧阶段和厌氧阶段。好氧降解发生在垃圾填入初期，此时场内有足够的氧气可以 加以利用。好氧降解主要发生在填埋场表面或是较深一点位置。在好氧降解过程 中，微生物把有机物分解为二氧化碳和水，以及经部分基金的残留有机物，并产 催化型微电解b a f 工艺对垃圾渗滤液深度处理的研究 生大量热量。随着稳定化过程持续进行，填埋场内可利用的氧含量逐渐减少，填 埋垃圾由好氧分解转变到厌氧降解【2 2 1 。在厌氧降解过程中，产生高浓度的有机酸、 氨、氢气、二氧化碳、甲烷和水。一般来说，氧含量越多，垃圾降解越快，渗滤 液浓度相对也越低，但如果采用强制通风的形式，则经济上可能代价较高【2 引。 ( 9 ) 温度。填埋场的温度，是影响渗滤液性质的一个不可控制因素，它随着季节 环境温度的变化而变化。温度将直接影响填埋场中微生物的生长情况和所发生的 化学反应。每一种微生物都有其最适宜生长温度，高于或低于该温度都会降低其 生长速度，原因在于酶失去活性以及细胞壁的破裂。有研究表明，当垃圾处于4 1 环境中时，其降解速度最大，填埋气的产量也达到了最大。温度高于或低于4 1 ，垃圾降解速度对会变慢。当温度高于7 0 或低于5 时，微生物将停止活动， 垃圾也将不再降解，这样渗滤液的性质在不同温度条件下，也会发生变化【23 1 。 1 1 3 渗滤液处理现状 随着我国城市人口的增加、城市规模的扩大和居民生活水平的提高，我国 城市生活垃圾的产量在急剧增加。到2 0 0 3 年，我国的城市生活垃圾年产量己达到 1 5 亿吨，并且以每年8 1o 的速度递增，人均日产垃圾已超过1k g ，接近 工业发达国家水平1 2 引。 受到经济发展水平的限制，我国卫生填埋起步较晚，真正意义上的卫生填埋 场从2 0 世纪8 0 年代末才开始建设。渗滤液处理厂的建设就更晚，从时间上看， 渗滤液的处理经历了三个阶段1 2 4 1 。第一阶段，此阶段在9 0 年代初期，处理工艺 主要参照城市污水的处理方法，代表性的工程实例有杭州天子岭、北京阿苏卫等。 第二阶段，此阶段在9 0 年代中后期，研究人员考虑到渗滤液的水质独特性，如高 浓度的氨氮、高浓度的有机物等，采取了脱氨措施，采取的处理工艺一般为氨吹 脱+ 厌氧处理+ 好氧处理，代表性的工程实例有深圳下坪、香港新界西等。第三 阶段，2 0 0 0 年以后，由于经济的飞速发展，新建的渗滤液处理厂一般远离城区， 渗滤液没有条件排入城市污水管网，因此处理要求也相应提高，一般需要处理到 二级甚至一级排放标准。此时的渗滤液若仅靠生物处理无法达到处理要求，一般 采取生物处理+ 深度处理的方法。代表性的工程实例有广州新丰、重庆长胜桥等。 1 2 垃圾渗滤液性质的表征 作为一种性质多变、组分复杂的有机废水，渗滤液的有效处理已成为一个世 界性的难题。了解渗滤液的性质，特别是它所包含的一些共同性质，对于处理工 4 硕 j 学位论文 艺的开发具有重要的指导意义。到目前为止，已有不少研究者对其性质进行了针 对性的探索，特别是近2 0 年来，随着其它学科的发展，使得渗滤液表征从宏观的 指标测定进入了一个微观表征阶段。表征手段总的说来，主要从宏观、中观、微 观三个尺度进行了渗滤液性质的相应研究。 1 2 1 宏观性质 1 2 1 1 营养元素比例失衡 相对于生物处理，渗滤液c ：n ：p 的比例不合适。上海废弃物老港处置场 2 0 0 3 年3 月份和6 月份调节池渗滤液的c ：n ：p 测定的结果分别为1 1 6 8 ：2 3 2 ： 1 和1 0 0 3 ：3 7 7 ：l 【2 5 】；渗滤液中n h 3 - n 偏高，新鲜渗滤液的n h 3 - n 甚至达到 4 6 0 0