（环境工程专业论文）二级混凝—沉淀强化垃圾渗滤液预处理研究.pdf

摘要 城市生活垃圾是一种潜在的资源。但若处理不当，它将是严重的环境污染源。目前， 处理城市生活垃圾的主要方法是卫生填埋。 此法的关键环节是处理渗滤液。渗滤液c o d c r 浓度高、氨氮浓度高；处理难度大； 处理效果不理想。处理工艺一般是物化法和生物法相结合。处理形式目前以预处理一合并 处理为主。 本实验的工作目的是：采用混凝沉淀二次混凝沉淀化学沉淀工艺，对渗 滤液迸行物化预处理。使浊度、c o d e r 、氨氮获得较好的去除效果，为后续处理奠定良好 基础。以此提供一种可行的渗滤液物化预处理方法及相关的工艺参数，也对其它高浓度有 机废水处理起到一定的参考作用。实验的研究内容包括：( 1 ) 实验方案选择。渗滤液的浊 度和c o d e r 浓度表现为大量胶体，根据胶体的性质，用混凝沉淀法进行处理。为加强混 凝沉淀的效果，采用二级串联的形式。即：对一次灌凝沉淀后的上清液进行混凝沉淀处 理。对于氨氮，在混凝沉淀中由于搅拌吹脱t d , 部分氨氨，继续用化学沉淀法使氨氮生成 磷酸铵镁( m g n h 4 p 0 4 6 i - 1 2 0 ) 化学沉淀得以进一步去除。( 2 ) 实验性能研究。考察了p h 值、药剂投量、温度、沉降时间对实验的影响，确定了实验的最佳条件。( 3 ) 实验机理分 析。对实验结果探讨相应的机理。实验结果表明：一次混凝沉淀以聚合硫酸铁f做 混凝剂，在p h 为5 左右， 为，水温为2 0 口，重力沉降时间为, p f 时s ，) p f s 3 5 0 m g l 5 0r a i n浊 度降低4 2 1 ，c o d c r 浓度降低3 5 4 ，氨氮浓度降低4 4 。- - & 混凝沉淀以p f s 做混 凝剂，以聚丙烯酰胺( p a m ) 作助凝剂，在p h 为5 左右，p f s 为2 5 0 m g l ，p a m 为4m g l ， 水温为2 0 口，沉降时间为3 0r a i n 时，浊度降低5 2 8 ，c o d e r 浓度降低4 5 2 ，氨氨浓度 降低5 1 。总去除率是：浊度7 2 7 ，c ( j d c r 6 4 6 ，- 氨氮9 2 7 如实验的主要影响因素是 p h 值和药剂投量。成本为1 6 8 元m 3 。因此，二级混凝沉淀法所需沉降时问短，处理设备 体积小，成本低，单位时间内可大幅肖g 减污染物浓度，是降低浊度、c o d e r 浓度的可行方 法。化学沉淀以m g s 0 4 7 h 2 0 、n a 2 1 - i p 0 4 1 2 h 2 0 为化学沉淀剂，在p | i 为7 左右，当 m g ”：n h 4 + ：p 0 4 3 昀投配比为l ：1 ：1 时，印：m g s 0 4 - 7 h 2 0 为1 1 2 7 5 m g l ，n a 2 h p 0 4 1 2 h 2 0 为4 1 4 0 m g l ，水温为2 0 d ，沉降时间为3 0r a i n 时，氨氮浓度降低1 8 4 。总的氨氮去除 率为2 5 9 6 。实验的主要影响因素是p h 值和药剂投量。处理成本较高。 糊：垃翰燃溜疑沉淀化黼 a b s t r a c t g a r b a g ei s ap o t e n t i a lr e s o u r c e b u ti fn o tb et r e a t e dp r o p e r l y , i tw i l lb ea s e r i o u sp o l l u t i o n n o w , t h em a i nm e t h o di sh y g i n e n e1 a n d f i l l t r e a t m e n to ft h el a n d f i l ll e a c h a t ei st h ek e y1 i n ko fh y g i n e n e1 a n d f i l l t h e c o n c e n t r a t i o no fc o l o r ，c o d c ra n da m m o n i a - n i t r o g e na r eh i g h ，s ot r e a t m e n to f t h e l a n d f i l ll e a c h a t ei sd i m c u l ta n dt h er e s u l ti sn o ti d e a l g e n e r a l l y , t h et r e a t m e n t s c h e d u l ei s p h y s i c a l c h e m i s t r y c o m b i n e d t o g e t h e r w i t h b i o t e c h n o l o g y t h e t r e a t m e n tf o r mi sp r e t r e a t m e n t - i n c o r p o r a t et r e a t m e n t t h ep u r p o s eo ft h i st h e s i si ss t u d y i n go nt h es t r e n g t h e n e dp r e t r e a t m e n to ft h e l a n d f i l ll e a c h a t eb ys e r i a l c o a g u l a t i o n p r e c i p i t a t i o na n dc h e m i c a lp r e c i p i t a t i o n e a g e r i n gt h a tt h ee f f e c t i v er e m o v a lo fc o l o r ，c o d e ra n da m m o n i a - n i t r o g e nc o u l d b eo b t a i n e d t h e nt h ef e a s i b l et r e a t m e n tm e t h o do fl a n d f i l ll e a c h a t ec a nb e i n t r o d u c e d ，a n di tc a l lb er e f e r e n c ef o rt h et r e a t m e n to fo t h e rh i g hc o n c e n t r a t i o n o r g a n i s mw a s t e w a t e r t h em a i nc o n t e n to fe x p e r i m e n ti sd e s c r i b e da sf o l l o w e s ： ( 1 ) s e l e c t i n gt h ep r o g r a m m e h i g hc o n c e n t r i t i o no fc o l o r ，c o d c ra c ta sc o l l i d s o t h e yc a nb e r e m o v e db yc o a g u l a d o n - p r e c i p i t a t i o n a c c o r d i n g t h e q u a l i t y o f c o l l i d t 0e n h a n c et h er e s u l t s e r i a l c o a g u l a t i o n - p r e c i p i t a t i o nw a sa d o p t e d n e w a t e ra f t e rc o a g u l a t i o n - p r e c i p i t a t i o nw a st r e a t e db y c o a g u l a t i o n - p r e c i p i t a t i o na g a i n f o ra m o n i a - n i t r o g e n ，s m a l lp a r to fi tc a nb ea b l u t e di nc o a g u l a t i o n - p r e c i p i t a t i o n ， a n dt h e ni tc a nb er e m o v e df l l r t h e ri nt h ec h e m i c a lp r e c i p i t a t i o nb ym a k i n gt h e p r e c i p i t a t e ( 2 ) s t u d y i n g o n t h e p e r f o r m a n c e p h ，d o s a g e ，t e m p e r a t u r e a n d p r e c i p i t a t i o n t i m ew e r eo b s e r v e d ，t h e nt h eb e s te f f e c tf a c t o r sw e r ed e f i n e d ( 3 ) a n a l y z i n g t h em e c h a n i s mo f t h e e x p e r i m e n t t h er e s u l to f t h et e s ts h o w e dt h a tt h er e m o v a lo f c o l o ra n dc o d c ri sh i g h f o r a m m o n i a - n i t r o g e n t h e r e m o v a li sl o w e r w i t ht h e o p t i m a lp h f o rf i r s t c o a g u l a t i o n - p r e c i p i t a t i o n a b o u t 5 ，b yu s i n gp f sa sc o a g u l a n t ，p f sd o s a g eo f 3 5 0 m g l 。t e m p e r a t u r eo f2 0 口，p r e c i p i t a t i o nt i m eo f5 0m i n ，4 2 1 o fc o l o r , 3 5 4 o fc o d c ra n d4 j 4 o f a m m o n i a - n i t r o g e n w e f f ea c h i e v e d w i m t h eo p t i m a l p h f o rs c o n d c o a g u l a t i o n p r e c i p i t a t i o na b o u t5 ，b ya d d i n gp a m a sc o a g u l a n t ，p f s d o s a g eo f 2 5 0 m g l ，p a md o s a g eo f 4 m g l ，t e m p e r a t u r eo f 2 0 1 3 ，p r e c i p i t a t i o n t i m e o f3 0m i n 5 2 8 o fc o l o r , 4 5 2 o fc o d c ra n d5 1 o f a m m o n i a n i t r o g e n w e r ea c h i e v e d t h et o t a lr e m o v a li s7 2 7 o f c o l o r ，6 4 6 o f c o d c ra n d9 2 7 o f a m m o n i a - n i t r o g e n c o s t o fs e r i a lc o a g u l a t i o n - p r e e i p i t a t i o ni s1 6 8y u a n m s o f o r c o l o ra n dc o d o r , p r e c i p i t a t i o nt i m ei ss h o r t ，t h ev o l u m eo f t h ee q u i p m e n ti ss m a l l ， t h ec o s ti sc h e a p t h er e m o v a li se f f e c t i v e t h es e f i 【a lm e t h o di sf e a s i b t e w i t ht h e o p t i m a lp h f o rc h e m i c a lp r e c i p i t a t i o na b o u t7a n dt h er a t i o no f m g ”：n h ，：p 0 4 w a sc o n t r o l l e da t 1 ：l ：1 b yu s i n gm g s 0 4 7 h 2 0a n dn a 2 m 0 4 1 2 h 2 0a s c h e m i c a l s ，m g s 0 4 。7 h 2 0d o s a g e o f1 1 2 7 5 m e g l ，n a 2 h p 0 4 1 2 i - 1 2 0d o s a g e o f 4 1 4 0 m g l 。t e m p e r a t u r e o f2 0 口，p r e c i p i t a t i o nt i m eo f3 0r a i n ，1 8 4 o f a m m o n i a - n i t r o g e nw a sa c h i e v e d t h et o t a lr e m o v a li s2 5 9 6 硼舱e f f e c tf a c t o r s a r ep ha n dt h ed o s a g eo f t h ec h e m i c a l c o s to f c h e m i c a l p r e c i p i t a t i o n i se x p e n s i v e 昆明理工大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下( 或 我个人) 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内 容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中作了明确的 说明并表示了谢意。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 关j 虱舀i 日期：d 。d 牛年4 月8 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解昆明理工大学有关保留、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，学校可以公布 论文的全部或部分内容，可以采用影印或其他复制手段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守) 导师签名：盗1盘羔论文作者签名： 去! 型堕 、w ，1口 日期： d p 哗年4月驴日 第一章综述 第一章综述 1 1 缝圾的危害及可利用性1 吲 定性静鬣，有人就会有娥圾。觚藿上说，城市生活垃圾静产量( m s w ) 隧g d p 和入 口的增加而增加，见躅1 1 ，闼1 2 。从图上可分析出垃圾增长近乎直线上升。随着工、业化、 城市化的推邋和经济的发展，预计这一趋势述会持续很长时间。 圈l 。l 楚敷产量与g d p 豹关系图1 2 垃圾产爨与久弱关系 大量垃圾使人们已深受其害： ( 1 ) 全莺有2 0 0 多个城露已貉入泣毅龟嚣之串，并存逐渐岛农褥菱延静趋势。耀拨垃 圾占用大量的土地。到1 9 9 7 年，城市垃圾的累积堆存量已选6 0 亿吨，占地7 5 万商。而 中嚣豹天均耩遮瑟获滏不是2 室( 邀器久缘4 5 7 砉) 。 ( 2 ) 对水环境的污染。中国是世界上1 3 个贫水国之一，仝国6 6 8 个城市中有4 0 0 多个 袋承。蠢中灏历年鼙羧戆垃圾中戆羹金藩殴疑在瘸败过程中产生黪瘸愿微生秘等使一些羲 市的地下水源遭到污染。 ( 3 ) 对大气熬污势。填淫甥中会产生大量淫气，惫疆甲浚攀羹c 0 2 。嚣者都会产生湛室效 应。甲烷还舆有易燃、易爆的特性。另外，逐有二e 聪英气体，它是目前发现的无意识合 藏款澍产瑟中毒蛙最强毂化食物。它是一魏致瘗耪蒺，裂毒，也是一秘哥疑鳃嚣境激素， 影响生殖和免疫功能。但同时垃圾又是一种资源。研究表明：如果将中国每年产生的i 匠t 4 亿嚏垃圾弱卷雄驱，烟入莹耱，每年可产生l 。5 乙噫蠢楹怒；这些垃圾中豹纛熙物囊麴巢 再充分利用，每年可削造2 5 0 0 亿元，可见士立圾是多么巨大的汝源。 1 2 垃圾静处理瑗状 1 - 8 l 港兹，孛藿蠛象垃圾处蘧阉题委嚣浚懿形势是； 第一章综述 ( 1 ) 产量大。目前，中国每人日产垃圾1 k g 左右，年生产垃圾己达1 3 亿多吨，占世界 总量的四分之一以上。 ( 2 ) 处理能力低。据统计，到1 9 9 9 年底，中国6 6 8 个大、中城市生活垃圾清运量达到 1 1 4 4 亿吨。已建起各类生活垃圾处理厂6 9 5 座，全年生活垃圾处理量为7 2 4 1 1 万吨，处 理率为6 3 左右。根据目前已建成的垃圾处理设施数量和处理能力测算，真正达到无害化 处理的比率约为1 5 。从垃圾处理的投资分析或者说按照实际投入的估算上又可看出，目 前达标的垃圾处理率低于1 0 。投资分析如下：城市生活垃圾处理能力1 9 9 7 年比1 9 9 0 年 增加约2 2 万们，而其间的垃圾处理投资约为2 0 亿元，相当于0 9 万元t d 。如按照标准 5 0 万元t d 为基础对比计算，实际用于城市生活垃圾处理的投资低于要求的1 8 。 ( 3 ) 处理技术不发达。目前，国内外采用的城市垃圾处理方式主要有焚烧、堆肥、卫 生填埋、综合利用( 再生循环利用) 四种处理方式。以综合利用为最佳。大多数国家以填 埋为主，少部分国家实行焚烧、堆肥，如日本、丹麦。 受经济发展水平限制和认识的局限，中国城市生活垃圾处理起步于2 0 世纪8 0 年代， 起步晚，起点低。在1 9 9 0 年前，全国城市垃圾处理率不到2 。第一批垃圾处理设施始建 于8 0 年代中后期，处理技术以堆肥为主。8 0 年代末期，针对中国垃圾处理的实际情况， 垃圾填埋技术改为以卫生填埋为主。进入2 0 世纪9 0 年代以来，卫生填埋处理技术水平和 建设标准不断提高。全国各主要城市如深圳、杭州、北京、中山等城市都建成了较为完善 的垃圾卫生填埋场。这些填埋场为各城市的垃圾处理发挥了有效的作用。北京市4 个垃圾 卫生填埋场总处理能力5 5 0 0 t d ，加上处理其他项目，使北京市垃圾无害化处理率由2 提 高到8 0 以上。随着国民经济和城市建设的发展，垃圾焚烧处理技术也开始受到重视。如 已建成了深圳清水河垃圾焚烧厂和龙岗垃圾焚烧厂。堆肥技术在9 0 年代初停止一段时间 后，近年来由于国家加大投资力度和民营企业的参与，以及垃圾中有机物含量的增加等原 因摊肥技术有了新的发展和应用。垃圾的资源化综合利用也在逐渐受到重视。杭州天子岭 垃圾填埋场建成了国内第一个填埋气体发电厂。北京市造纸七厂成为再生纸定点生产企 业。2 0 世纪9 0 年代后期，由于国家实行基础设施投资倾斜政策，中国城市生活垃圾处理 事业得到了迅速发展。改革开放以来，中国政府陆续出台了一系列法规、规章和配套的技 术政策、标准。长期以来，尤其在“七五”、“八五”、“九五”期间持续开展了城市生活垃圾 处理关键技术的研究和应用，取得了显著的成绩。中国城市垃圾清运量情况见表1 1 。垃 圾清运量及处理率也在逐年上升，见图1 3 。 但中国的城市生活垃圾处理技术总体水平仍然较低，无害化、减量化和资源化水平与 先进国家水平相比还有较大差距。国外发达国家的城市生活垃圾处理起步早，从收集、运 输到处理与管理技术已很成熟，并积累了许多经验。 第一章综述 表1 1中国城市垃圾清运量增长状况 年份 1 9 8 6 1 9 9 01 9 9 1 1 9 9 51 9 9 6 1 9 9 91 9 8 6 1 9 9 9 城市非农业人口 615 52 74 3 年平均增长率 垃圾清运量年平 7 88 92 865 均增长率 q r e1 q q n1 q q 51c n 71q q r1 日q q 图1 3垃圾清运量及处理率 近1 5 年来，欧美发达国家在城市生活垃圾问题上经历了一场革命，其核心内容是生 活垃圾的综合管理思想的形成和实施，这思想就是可持续发展的原则。体现在一系列的 政策和管理体系上，最直接的表现就是分类收集的广泛推行和垃圾排放收费的普遍实行。 2 0 世纪9 0 年代，许多发达国家治理垃圾的战略目标是：通过选择较高层次的管理目标， 达到垃圾处理的可持续发展目的。首先，最优先方案是避免产生垃圾，如果必须产生，产 出量要最小。其次是按实际情况最大可能进行回用或回收。然后，处理的目标应当是能够 回收和减少最终处置量。 在未来1 0 - 2 0 年内，是中国城市化加速发展的重要时期，也是加强城市环境建设的关 键时期。我国也应该以可持续发展为原则开展垃圾处理处置工作。据资料表明： 我国在“十五”期间要加大力度开展的工作如下： 1 、垃圾处理技术的系统性、配套性的工程开发能力； 2 、增强国际间的交流与合作，引进技术和经验，消化、吸收、并争取实现国产化； 3 、通过国家重点技术创新项目计划和重大技术装备研制项目的实施，以科技新成果 推动垃圾处理事业的发展。 通过努力，使中国各项垃圾处理技术的目标是： 1 、2 0 1 0 年达到和接近国际先进水平； 第一章综述 2 、“十五”期间新建日处理垃圾1 4 万吨的各类垃圾处理设施，使垃圾达标处理率大于 6 5 ： 3 、2 0 0 6 , - , 2 0 1 0 年再新建日处理垃圾1 1 万吨各类垃圾处理设施，使垃圾达标处理率大 于8 5 ； 中国城市废物的处理目标见表1 - 2 。 表1 2中国城市废物的处理目标 垃圾产量粪便产量机械化清无害化无害化 年份 亿吨亿吨运量，亿吨处理量亿吨处理率 2 0 1 01 8 21 3 33 1 50 7 92 5 2 0 2 02 21 6 13 8 11 7 14 5 1 3 垃圾处理的技术1 9 1 4 中国生活垃圾处理技术有卫生填埋、焚烧、 处理方式。但根据目前的国情，采用得并不多。 生填埋、焚烧、堆肥技术的比较见表1 3 。 堆肥、综合利用四种，综合利用是最好的 目前的使用比重是以卫生填埋为主。对卫 表1 3中国卫生填埋、焚烧、堆肥技术比较表 比较项目卫生填埋焚烧堆肥 垃圾含水率小于进炉垃圾平均低位热值可生物降解的有机物含 3 0 ，无机成分高于4 1 8 0 k j g 、含水量大于4 0 的垃圾 适用条件 大于6 0 率小于5 0 ，灰份低于 3 0 技术可靠性较可靠，国外属成熟技较可靠，我国有实践经 可靠 术验 应有完善的渗滤填埋炉渣与垃圾填埋方不可堆肥物需处理，约 地表水污染液处理措施，但法相仿，但水量小占进场垃圾的4 0 不易达标 场底需有防渗措可能性较小可能性较小 施，但仍可能渗 地下水污染 漏。人工衬底投 资较大 污染轻微，可用加强对酸性气体、重金有轻微气味，应设除臭 大气污染 导气、覆盖、隔属和二 恶英的控制装置和隔离带 第一章综谶 寓券等控潮 限于填埋场区域灰渣不能随意堆放需控制堆肥中的重金属 土壤污染 秘罐壤 处理成本3 5 5 5 元t9 0 2 0 0 元t5 0 8 0 元t ( 诗薪l 嚣不 计运费) 授资费雳 8 1 02 0 2 8 ( 蘑内技术)1 2 1 8 ( 万元吨)6 0 7 0 ( 引进技术) 搽作简单，适应占遣萄积小，运行管理技术戚熟，减麓化和瓷 技术特点性好。投资和运可靠，减量化效果好源化效果好 行成本较低 溜气聚集尊| 起爆垃圾燃烧不稳定，烟气生产戏本过离或堆肥质 主要风险炸，渗滤液处理治理不迭标量不健影响堆肥产品销 不达标售 是必不可少的最是处理可燃城市垃圾的是处理垃圾中可生物降 终处理手羧，瞧骞效方斌。楚毅中霹燃瓣熬蠢瓿魏瓣毒效隽 悬现阶段我国垃物较多、卫生填埋场地式，在垃圾分类收集的 浚筵理豹主要方缺乏积经济发达逶嚣。基礁上避行寒滋堆疆处 技术政策 式。其渗滤液鼓理。农堆肥产品有市场 励经过适恣的签的遣嚣推广 理后排入城市污 承处理系统 注：技术政策是根据中华人民共和国阉体污染废物污染环境防治法和国家相关法 律、法规制定的城市生活淀圾处理及污染防治技术对策。 现分别对各种技术进彳亍叙述： 卫生填埋，以往垃圾简单填埋处理由于来控制其对环境的污染，造成了严重的厨粜。 壹戮2 0 - 匿爨3 0 年我，在美鬻热毽舔愿妥方善次提惑“至生壤蠼”豹嘏念。载楚穆已舔簿垃 圾的坑中盖上、压实，使其发生生物、化学、物理变化。是能对渗滤液和填埋气体进行控 制的填埋方式。它与垃圾露天堆放的根本区别是在场底铺设防渗衬底，并用覆盖材料进行 中瓣覆盖弱璇终覆盏，避免楚圾与骂境豹直接接触，并为檀被生长掇供壤。l 逛法还缝回 收甲烷。真正意义上的卫生立圾填埋场在我国很少，深圳下坪固体废弃物填蠼场是其代表， 第一章综述 该填埋场1 9 9 7 年1 0 月建成投产，每日填埋生活垃圾1 8 0 0 2 0 0 0 t ，是目前国内少数几个铺 设了人工合成防渗衬底的填埋场之一。但卫生填埋法有四大问题：一是由于垃圾产量大大 增加，占用了宝贵的土地资源。目前靠近城市适合填埋的场地减少。二是垃圾含有毒有害 物质，填埋场二次污染严重。渗滤液污染地下水系统的问题至今没有妥善解决，尤其在用 水紧张，地下水位较高的南方城市，更需要做相应的防范。三是垃圾中的可燃物和有机物 得不到利用。四是填埋场气体有爆炸隐患。所以人们对垃圾填埋场的环境影响越来越重视， 垃圾填埋场的操作也越来越严格。 垃圾焚烧处理有1 0 0 多年的历史，但出现有控制的焚烧是近几十年的事。与填埋处理 相比，占地小、场地易选择、减量化显著、无害化较彻底，可回收垃圾焚烧余热，在发达 国家被越来越广泛应用。但它一般处理可燃热值较高的垃圾。中国的垃圾水分含量较高， 给焚烧带来一定困难。另外，垃圾焚烧产生二百繇英的危害越来越明显。 现代堆肥技术是从2 0 世界3 0 年代开始发展的，已经形成了各种完善的工艺系统和成 套设备。进入2 0 世纪9 0 年代以后，由于焚烧和填埋技术的处理成本增加和垃圾分类收集 的推行，此技术有上升的发展趋势。但是，单一的堆肥技术只能处理垃圾中易腐有机物， 其他垃圾得不到处理。另外，堆肥技术用量大，在销售和运输方面有较大困难，导致费用 很高。 垃圾的综合处理就是将填埋、焚烧、堆肥技术结合起来，集中了三者的优点，同时解 决了单一处理的缺点。这是国内外垃圾处理技术的发展趋势。 在城市垃圾逐年增长，而垃圾减量化、无害化、资源化的要求在短时间内尚难实现之 前，卫生填埋技术仍是一种处理垃圾的好方法。我国主要城市垃圾卫生填埋场设置情况见 表1 4 。 表1 4我国主要城市垃圾卫生填埋场设置情况 填埋库容处置能力建设费用 填埋场使用年限 ( 1 0 4 m 3 )( f f d )百万元 杭州天子岭 6 0 01 0 0 01 9 9 1 2 0 1 42 7 0 0 上海老港 1 2 0 03 0 0 01 9 8 9 -1 0 4 广州李村 1 8 01 2 0 01 9 9 0 1 9 9 71 6 深圳下坪1 4 0 0 ( 5 0 0 0 ) 1 8 0 01 9 9 7 -3 0 0 ( 1 0 0 0 ) 注：( ) 内为二期工程 我国提出：“十五”期间重点抓好5 个方面的工作之一就是垃圾卫生填埋技术和设备的 第一章综述 研究和开发。以采用卫生填埋技术为主在西方豳家也是一样的：伦敦市2 0 0 0 年的垃圾排 放总量为4 0 0 万吨，各声申娥理方式中，卫生填埋率毫达7 1 ，美国1 9 9 8 年的卫生填蠼的 e 倒占所膏处臻方式虢9 3 ，1 9 9 0 年怒6 7 。据不完全统访，中嚣各耱垃毂处理方式中， 填埋处理为主，约占7 0 以上；其次为难肥处理；焚烧处理和综合处瑗才剐雕起步。 l ，4 垃圾渗滤液的特征1 5 ”1 7 】 l a l 形成 以卫生填蜓法处理垃圾的最主疆环节就是对渗滤波的处理。垃圾渗滤液是填埋过穰中 从填埋场渗出的丈基颜色涤、气味难闻的波体。其彤成原因见裴l ，5 。 表l 。5垃圾渗滤泼形成原因 i l垃圾皂赛原鞠强赛愿因 l 垃圾内含水、垃圾成分的化学 i 反戍、垃圾自身发酵 降永，缝下尔、遣裘永浸泡 1 4 2 渗滤液的水质水量特征 1 4 + 2 ，t 水量特征 渗滤液受拳节、瀑度等许多因豢影嚷，水誊变化系数缀大。影臻因素燕表1 6 。戳昆 瞒东郊垃圾壤壤垢为铡，渗滤滚永餐在1 3 0 到上万m 3 格交纯。这给蝼壤场静设计帮长麓运 行带来了徭多闯题。 7 表1 6影响缎圾渗滤液产量的因素 主要因素子因素 降水降雨量、强度、频率、降雪的嚣堆特点和场地条件等 地下 地下水熬沆向、滚遽、位鬟、填埋场工程域质状况，填埋场底郝戆 瘩侵入 防渗系统 施袭径施表遗形、预蓬裙籽、覆裙料、凌及壤埋垃圾 流和蒸发裙始的求分情况、溢度、潆度、风、穗被、太阳辐射等 垃圾成分初始水分含量、层的高度及均性、压实度 1 4 2 2 零袋特经 垃圾不但含有病藤微生物，在堆放腐败过程中还会产生大量的酸佳和碱性有机污染 物，渗入水会溶解可溶性有机污染物和盐粪，如废物分解出来的氯化物和盐类，并会将垃 圾中的重金属溶解出柬，形成有机物质、营养性物质、重金属和病原微生物四位一体的污 染源。所以渗滤液是一种成分相当复杂的高浓度有机废水。由于液体在流动过程中有许多 第一章综述 因素可能影响到渗滤液的性质，包括物理因素、化学因素以及生物因素等，所以渗滤液的 性质在一个相当大的范围内变动。见表1 7 。 表1 7渗滤液的一般水质( m 虮) 指标浓度指标浓度 c o d c r2 0 0 0 6 2 0 0 0s s3 0 2 0 0 0 b o d s6 0 4 5 0 0 0t n1 0 0 2 0 0 0 b o d s c o d c r 0 1 以下0 5重金属离子0 0 5 - 0 3 氨氮 5 0 1 8 0 0 p h 4 - 9 1 4 3 渗滤液的阶段特征 垃圾卫生填埋场的稳定化时间一般是1 0 1 5 年。以填埋年限来分，5 年以下的填埋场 的渗滤液称为“年轻”的渗滤液，5 年以上的称为“年老”的渗滤液。分别具有不同的水质特 征，见表1 8 。 表1 8以年份区分的垃圾渗滤液的水质特性 渗滤液特征 1 0 a p h 7 5 c o d e r ( r a g 1 ) 1 0 0 0 0 ，高 1 0 0 0 0 ，较低 5 0 0 0 ，低 b o d s c o d c r 0 50 1 0 50 1 垃圾在填埋场内的分解主要经历5 个阶段，渗滤液也就随之形成明显的阶段特征。这 有助于我们了解和研究对渗滤液的处理。 第一阶段：好氧阶段。废物一进入填埋场，就开始好氧反应，复杂的有机物通过微生 物胞外酶分解成简单有机物，简单有机物通过好氧分解成小分子物质c 0 2 。好氧阶段一般 在较短的时间内就能完成。这时填埋场中的氧气己几乎被耗尽。好氧阶段微生物进行好氧 呼吸释放出的能量较大。 该阶段的特征是： 1 、开始产生c 0 2 ，0 2 量明显降低。 2 、产生大量的热，可使温度升高1 0 1 5 。 第二阶段：过渡阶段( 由于水解作用在整个阶段中占主导地位，也将此阶段称为液化 阶段) 。氧气被完全耗尽，厌氧环境开始建立。复杂有机物如多糖、蛋白质等在微生物作 用或化学作用下水解、发酵、由不溶性物质变为可溶性物质，并迅速生成挥发性脂肪酸 ( v f a ) 、c 0 2 和少量h 2 。 该阶段的特征是： 1 、水解产物使填埋场气体组成较好氧阶段复杂，但气体成分仍以c 0 2 为主，另外会 第一章综述 有少量h 2 、n 2 和高分子有机气体，但基本上不含c h 4 。 2 、渗滤液p h 呈下降趋势。c o d e r 浓度呈升高趋势。原因是生成简单有机物溶于水， 使c o d e r 升高，其中有机酸的产生使p h 值降低。 3 、由于蛋白质物质的水解和发酵，渗滤液含较高浓度的脂肪酸、钙、铁等重金属和 氨。 第三阶段：产酸阶段( 发酵阶段) 。微生物将第二阶段积累的溶于水的产物转化成含 1 5 个碳原子的酸( 多为乙酸) 和醇及c 0 2 、h 2 ，可作为甲烷细菌的底物而转化成c h 4 、 c 0 2 。 该阶段的特征是： 1 、c 0 2 是这一阶段产生的主要气体，前半段是上升趋势，后半段上升趋势变慢或减少。 也会产生少量h 2 。 2 、由于大量有机酸的积累，渗滤液的p h 值很低，可能到5 以下。同时，c o d e r 、b o d 浓度急剧升高。 3 、渗滤液的酸性使无机物质，特别是重金属溶解，以离子形式存在于渗滤液中。 4 、渗滤液中含大量可产气的有机物和营养物质，如果此时渗滤液不回喷，大量有机 物会损失。 第四阶段：产甲烷阶段。前几个阶段的产物如乙酸、氢气在产甲烷菌的作用下，转化 为c h 4 和c 0 2 。该阶段是能源回用的黄金时期。 该阶段的特征是： l 、甲烷产率稳定，浓度保持在5 0 8 0 。 2 、随着有机物被发酵分解，脂肪酸浓度降低，渗滤液c o d c r ，b o d 逐渐降低，d h 值逐渐升高。保持在6 8 8 之间。 3 、由于渗滤液不再呈酸性，重金属离子浓度降低。 第五阶段：稳定阶段。当第四阶段中的大部分可降解的有机物被转化为c h 4 、c 0 2 后， 填埋场释放气体的产生速率明显减少，填埋场处于相对稳定阶段。 该阶段的特征是： 1 、几乎无气体产生。 2 、渗滤液及废物的性质稳定。 3 、填埋场中的微生物量很少。 1 渗滤液的阶段特征见表1 9 。 上述5 个阶段并不是绝对孤立的，它们相互作用互为依托，有时会发生一些交叉。各 个阶段的持续时间，则根据不同的废物、填埋条件而有所不同。因为填埋场中的垃圾是在 不同时期进行填埋的，所以在填埋场的不同部位，各个阶段的反应都在同时进行。 第一激综述 衰1 9渗滚液豹除簸特征 第一阶段第二阶段第三阶段第四阶段第五阶段 复杂的有机物通过 蝉呈下降p h 俊可能p h 值保持在 渗 渗微生物胞外酶分解趋势。到5 以下，6 8 8 ，滤 滤成简单肖枫物，篱c o d c r 浓c o d c r、c o d e r 、b o d滚 液单有机物通过好氧度呈升商b o d 急剧浓度逐渐降的 特分解成小分予物质憝势。食较舟蠢。奏重低，受予渗滤缝 征 c 0 2 。高浓度的金属溶解液不褥呈酸质 艨膀酸、襄予，含大牲；羹金霪离稳 钙、铁等煎量可产气子浓度降低。定 佥满窝氨。豹蠢辊镌 和营养物 霞。 综上所述，垃圾渗滤液具有不同于一般城市污水的特点： 1 、b o d s 和c o d c r 浓发商。 2 、金属含量较高。 3 、水质水量变化。 4 、氨氮含量较高。 5 、磷的浓度较低，这是由于磷的主鬻存在方式磷酸盐很易被植物所利用，并有光合 作用转化为蛋白。 6 、微生物营养元素比例失调。 总之，垃圾渗滤滚是一秘成分复杂、水凄拳量变纯大豹蹇浓发套壤废零。 1 4 4 垃圾渗滤液的危害及可利用性t 1 。1 5 , 1 8 1 4 4 1 危鬻 如暴填埋区设器在江河附近，刚渗滤液会直接渗入江溺，或最终渗入羹煞下求鬃。根撼 表土的透水性而定，距离填埋场一百多米的家用水井极可能受到污染。若任其排放还将严 重污染周爨款农田及东系，特别是鑫造成缝下拳的污染，矮果雯炎严重。i 廷年亲跫舂在渗 滤液中发现二日繇英的报道。中国某市对其填埋场地下水进行检测，结果表明，其浊度、金 属含量、微生物撂撂罄超避铰爱承标灌。镶瑟糕掇莲，中瓣环凌蕊溅芯菇2 0 0 1 年对全国 3 2 9 个生活垃圾处理场进行了监测，结果表明基本达到无害化处理要求的填埋处理能力仅 占憨壤堙蘩麴1 5 6 ，各壤堙场二次污染警遍，渗滤液谴遗下隶中豹氨氮怒标现象突击， 第一章综述 国内糍无一家生活垃圾填埋场排放的污染物全部达到国家标准。生活垃圾渗滤液排放暇值 见表1 1 0 。 表1 1 0 生活垃圾渗滤渡排放限值表( m 1 ) ( g b l 6 8 8 9 - - 1 9 9 7 ) i 级别 ! 指拣 级二级三级 lc o d c r1 0 03 0 01 0 0 0 |氨氮 | 52 5 1 4 4 2 可利用性 嚣蓠，渗滤渡懿哥零l 麓程霹表臻在渗滤液疆囔壤壤场露，渗滤滚中静营养元素麓增强 填埋垃圾中的微生物的活性，从而增强闼喷的处理效果。因此，渗滤液可利用性还很有限。 1 5 渗滤液中主要溜染物的分析f 1 8 2 2 1 5 1 鸯橇污染物 商浓度的翁机污染物，大多来源予生物合成。生物合成的巍机物大部分包摭碳水化合 物、氨藻酸及冀衍生物，以及脂肪酸、醇等化台物。有机污染物会对水体产生两方面的影 响：一是消耗水中的溶解氧，二是当水中的溶瓣氧耗尽对，进符厌氧代谢。最终馕水溪腐 败。夏立江指出渗滤液含主要有机物7 7 种，其中芳烃豢2 9 种，烯烃类1 8 种，酸类8 种。 骥类8 葶孛，醇鹣类6 秘，嚣醛类4 秘，联渡类2 瓣，其它5 秘。这7 7 秘仪占c o d e r 鲍1 0 左右。张兰英撩定出渗滤液中的9 3 种肖机化合物，其中2 2 种被列入我国和e p a 的环境优 先控豢l 污染魏黪“黑名攀”孛。缀熬类、丹宁、露溶牲爨膝酸，滚潋生物洚解豹茨、菲等菲 氯化芳香族化合物，苯胺类化合物都悬渗滤液中常见的有机污染物。 l 。5 。2 氦氮 高浓度的氮氮，来源于细麓对动植物蛋白的分解、渤植物废物的分解以及溉硝酸盐细 菌的逐艨。适当的氨氮可作为徽生物的营养源，但高浓度的游离氨降低了微生物的活性， 过嘉的氨氮不仅增加渗滤波生物处理系统豹负麓，严重季申制、破坏其氧纯 乍用，并且随着 填埋时间的延妖，渗滤液中的c o d c r 浓度呈下降趋势，一定时间后，会出现c n 小于3 的壤嚣，造成微生物蘩舞毖捌黔严重失溪，影嫡生物处理熬效襞。 1 5 3 衾属或运金属离子 渗滤液中不仅含膏多释金满葳重金属离子，蔼置它们静含爨可达到较高的数值。陈长 太测定：铁2 0 5 0 ，铅1 2 3 ，锌1 3 0 ，钙4 3 0 0 ，单位为( m g l ) 。高浓度的重金属离子可使 微生物簧自质凝结，使菌种中毒，代谢停止。 第一章综述 _-_-_h-_-_-_w_m一 1 6 垃圾渗滤滚处理现状2 3 谢】 1 6 1 处理步骤 渗滤液的处理及渗滤液的二次污染问题是城市生活垃圾卫生填埋场设计、运行和管理 中最棘手豹襄毖须簿决阉题之一。 对渗滤液进行处理，分三步。 蓄隽霆疆少渗滤液豹产生量。帮是辩垃毂产爨送季亍滚头控制。懿限潮过分售；推行冷 浆进城；实习垃圾分类收集和加强废旧物质的回收利用。力求将垃圾产生量降到最低。塌 步 在填堙场内实行雨水与污汞分流，减多运行过疆中豹渗滤液产生量。 其次是对填埋场底进行防渗处理，这是建设城市生活垃圾卫生填埋场时要考虑的重要 戮素之一。图1 4 是中国生活垃辍填堙：翰基底防渗系统箍荐结聿旮。在填理场自然条件达不 到城市生活垃圾卫生填埋技术规范( c j j l 7 ) 的要求时，应采取工程措施，如铺设离密 度聚乙烯防渗膜等人工防渗材料等，以骆庇渗滤液对周懿环境的影响。填埋场的防渗处璎 农水平和囊直防渗两种。水平防渗是指防渗层水平方良穆暨，防止垃圾渗滤滚向下渗透污 染地下水；垂直防渗是指防渗层骚向布置，防止垃圾渗滤液向周嘲渗透污染地下水。水平 防渗已成为发达隧家普遍溪用鲍壤埋防渗方式。也是我嚣的发震趋势。 圈1 4 中国生涌垃圾填埋场基底防渗系统推荐结构 最后是设置渗滤液收集系统，并对其进行处瑷。 1 6 。2 处理方法【l s 2 5 3 2 】 国内外学者对垃圾渗滤滚的处理进行了深入研究，取得了一定的成效。但由于渗滤液 的特豫永簇承囊将征和复杂的污染成分，篌得技术土和成效上都缎难有所突破。综合国内 外文献及工程实际，一般是采用物化法和生化法缀合工艺加以处溅。具体的方法及效果见 表i n ，裘1 ，托。 第一章综述 表1 1 2渗滤液处理方法的效果 工艺处理效果 生物处理好中差 化学氧化中差中 中 化学沉淀中差 中差 活性炭中差好中好 混凝中差好中好 反渗透最好最好最好 表1 1 2 所列的处理方法的效果，还应明确是分别对应何种污染物。 刘东等用曝气絮凝对渗滤液处理后，其色度、c o d e r 、总磷去除率达8 0 以上， 氨氮去除率达6 0 以上。韩丽荣等以溴化十六烷基三甲铵为改性剂制备有机膨润土，对渗 滤液中的苯酚有9 0 以上的吸附效果。张春晖等采用自制的新型高效复合型无机高分子混 凝剂聚硫氯化铁铝( p a f c s ) 用于亚滤装置，比p a c 有更好的除浊、脱色能力，浊度 去除率可达9 0 ，c o d e r 可达4 0 左右。张跃升等在渗滤液经过絮凝预处理后，用活性碳 作催化剂使c o d e r 和色度有更高的去除率。! 陈卫国等用电催化组合电生物炭接触氧化床处 理渗滤。发现渗滤液中的6 4 种有毒有机污染物大部分已被矿化为c 0 2 、1 - 1 2 或降解为小分 子有机物，c o d e r 和氨氮的去除率均可超过9 0 0 。赵宗升等用a 2 d 一混凝沉淀工艺处 理渗滤液，结果表明生物处理系统的t n 去除率仅为2 0 - - 3 0 ，但对c o d e r 、氨氮有好 的去除效果，达8 0 0 0 - - 9 0 。袁居新采用将渗滤液在