（环境工程专业论文）膜生物法（mbr）处理垃圾渗滤液的研究.pdf

西安建筑科技大学博士学位论文 膜生物法( m b r ) 处理垃圾渗滤液的研究 专业：环境工程 博士生：中欢 指导教师：金奇庭教授 摘要 卫生填埋是目前国内外垃圾处理的主要方法。在垃圾填埋过程中会产生的一种难处理的高 浓度有机废水，其特点是水质水量波动大、成份复杂，有毒有害物质含量高。垃圾渗滤液污染 的控制和治理已经成为当前环境保护领域内的一项重大研究课题。膜生物反应器( m b r ) 是 近些年才出现的一种新型的污水处理与回用工艺，其在高浓度、难降解有机废水处理方面有着 独特的优势。本论文选择厌氧m 1 3 r 和水解酸化+ 好氧m b r 两种工艺对“非稳定填埋场”和“稳 定填埋场”两种类型垃圾渗滤液进行处理试验研究。通过本论文的研究可以全面考察m b r 对 垃圾渗滤液的处理效果和机理，为其在渗滤液处理中的应用提供有价值的理论依据和经验。 论文主要从m b r 对渗滤液污染物的净化特性、污泥微生物特l 生的变化规律、膜通量衰减规 律和恢复措施、处理过程中渗滤液有机物性质的变化规律和污泥的过滤性能等几方面进行了详 细的研究，主要研究结果如下： ( 1 ) 首次采用浸没式厌氧m b r 处理垃圾渗滤液，主要从污染物净化特性、膜通量衰减 规律和恢复措施、高浓度氨氮对厌氧m b r 处理渗滤液的影响等几方面对其进行了系统的研究。 对于“非稳定”填埋场渗滤液，厌氧m b r 对c o d 有较好的去除效果，去除率在7 5 以上( o l r 为1 3 5 7 k g c o d m 3 d ，h r t 二， 2 d ) ；膜的死端过滤运行方式和厌氧污泥沉淀性能差导致膜通 量衰减迅速，清洗频繁，但定期振动、闲置和反冲等措施对膜通量有较好的恢复效果：当氨氮 浓度小于3 6 0 0 m g l 时，不会对厌氧m b r 处理垃圾渗滤液的正常运行产生明显的不利影响。 本研究的结果充实了厌氧m b r 废水处理的理论，为其在高浓度难降解有机废水处理中的应用提 供理论依据和技术支持。 ( 2 ) 对于“非稳定”填埋场的垃圾渗滤液，“水解酸化+ 好氧m b r ”工艺对c o d 有较好的 去除效果，去除率在8 0 8 8 之间( 进水c o d 为4 0 0 7 6 0 0 r n g l ，h r t 为1 3 d ) ：在h r t 为1 3 d ，容积负荷为0 0 7 - - 0 5 0 k g n h 3 - n m 3 d ，回流比为3 0 0 的条件下，“水解+ 好氧m b r ” 西安建筑科技大学博士学位论文 对渗滤液中的n i - 1 4 + - n 的去除率基本保持在9 9 以上，t n 去除率在7 5 以上，说明该系统对 渗滤液中氨氮有良好的去除效果。 ( 3 ) 通过对厌氧m b r 和好氧m b r 系统多项污泥微生物特性变化规律的长期研究发现： 在试验过程中，厌氧污泥的最大比产甲烷活性、辅酶f 4 2 0 和v s s s s 蕊本上分别维持在o a l 0 4 7 9 c o d c i - , v g v s s d 、0 。4 3 0 5 5 娶m o b g v s s 蟊0 。弱转，5 7 之阙，来滋现臻显下辫戆褒蒙，说 明长期不排泥不会对厌氧微生物的活性造成不利影响；德好氧污泥的v s s s s 、脱氨酶活性和 污泥颗粒平均粒径等指标分别由0 7 6 、9 7 t t g t t c m g v s s h 和4 6 3 9 u m 下降到o 6 4 、1 8 u g t t c m g v s s h 蠢2 7 ，6 2 t - tm ，s v 、s v i 、腿夕 多聚物秘旗度等指标分嗣出3 3 。4 、6 4 6 m b g 、 1 6 1 a m g g v s s 和1 2 5 m p a s 增船囊1 0 0 、1 8 0 m l j g 、2 9 5 8 m g g v s s 稍2 4 7 m p a s ，说明长期不 排泥会使好氧污泥的活性明显变差，应泼采取定期排泥的措施使其维持在较高的水平。 ( 4 ) 通过对好氧m b r 硝化特性的研究发现，当容积负荷小于1 5 k g n h 4 + - n m 3 d 时，氨氮 去豫率基本上_ 绦撩在8 0 以上，该客积负稿是活往污溅法黼粪纯毅或普遵生物淤浚沫硝讫 段容积负荷的3 7 5 1 5 倍，表明好氧m b r 在氨氮硝化方面具有良好的性能。 ( 5 ) 经过m b r 处理葳，渗滤液的b o d j c o d 由o 5 4 下降到0 1 l ，e 2 5 4 厂r o c 由o 0 0 8 1 瀵鸯到o 。0 4 2 ，b o d j c o d 秘e 2 毋t o c 之阙 莩在如下夔线爨关系：b o d j c o d = - 1 1 。9 3 e z , r f o c + 0 , 6 1 ( r - 2 = 0 9 8 ) ，可以根据水样中9 2 s g t o c 的大，j 、方便地刿断水样可生物降解性的好坏；垃圾渗 滤液和m b r 出水中有机物分予量分布较为相似，即分予量小于3 0 0 0 d a 的有机物在总有机物 中所占斡 喇最大，但睫滚处理程度的增嬲，该 e 例鸯掰下降。 ( 6 ) 麓次觚微生物耱豢昀燕麦对i v l b r 污泥静过滤憋能进行了系统的研究，试验发现：涵r 污泥中细小的胶体和大分子粘性有机物魑造成膜污染的优势污染物：厌氧污泥、好氧污泥和硝 化污泥比阻都在1 0 h 1 0 1 6 m k g 之间，臌缩系数基本上大于0 7 5 ，说明m b r 污泥具有难以过 滤显易压缝豹l 毒缝；三耪浮漉毙阻匏太蠢、j l 蒺痔是：驽氧霭淀 稿纯污溅 厌氧污嚣；三 污嚣 过滤沉积层i l 隙率的大小顺序与比阻的顺序相反。 关键词：垃缎渗滤液；膜生物反应器；污泥活性；污泥过滤性糍；膜通量 论文类型：廒用基础 本谋越褥翻获嚣省教帮厅专顼科磷计矧顼磊( 编号：0 2 j k l 3 6 ) 巍谣安市工监科技攻关诗 划项目( 编号：g g 2 0 0 2 7 5 ) 的资助。 s t a a y 0 nt r e a t m e n to f l a n d f i l ll e a c h a t eb y t h em e m b r a n eb i o r t a c t o r s p e c i a l t y ：e n v i r o n m e n t a le n g i n e e r i n g n a m e ：s h e nh u a n i n s t r u c t o r ：q i t i n g j i n ( p r o f e s s o r ) t h e m 纛i m a t r n e n t t e c l m o l o g y o f m u n i c i p a l w a s t e i ss a n i t a r y l a n n t m m n t l y l a n d f i l l l e a c t l a t e , p r o d u c e d i n t h e p r o c e s s o f t a n d f i l l d i s p o s a l ，i s o n e k i n d o f o r g a n i c w a s t e w a t e r o f h i g h c o n c e n t r a t i o n ，i t s c h a r a c t e r i s t i c sa r ec o m p l e x c o m p o n e n t , d e l e t e r i o t t sa n d m u c hf l u c t u a t i o no f w a t e r q u a l i t ya n dq u a n t i t y p o l l u t i o nc e n t m lo f l a n d f i l ll e a c h a t eh a sb e e o m e da g r e a tr e s e a r c hp r o j e c ti ne n v o i m m e n t a tp r o t e c t i o n f i e t d i n t h e p r e s e n t 。m e m b r a n e b i o r e a c t o r , w h i c h a p p e a r e d r e c e n t l ) ；i s a n e w t e c l m o l o g y f o r w a s t e w a t e r t r e a t m e n ta n dt e l l s e i th a sp a r t i c u l a ra d v a n t a g ef o rt r e a l m e n to ft h eo r g a n i cw a s t e w a t e ro f1 1 i g h c o n c e n t r a t i o na n ds l o w - b i o d e g r a d a b l en a t u r e a n a e r o b i cm e m b r a n en o t e a c t o ra n db i o l o g i c a l h y d r o l y s n l a e r o b i cm e m b r a n e b i o r e a c t o rw e r et 毽e dt ot r e a tu n s t a b i l i z e da n ds t a b i l i z e dl a n d f i l ll e a c h a t e 如t h i sp a p e r t h ee f f i c i e n c ya n dm e c h a n m lo fl r e a t r n e r l to fl a n d f i l ll e a c h a t eb ym b rw e r e i n v e s t i g a t e d , w h i c hw o u l d o f f e rt h e o r e t i cb a s i sa n de x p e r i e n c ef o rt h ea p p l i c a t i o no f m b r 。 r e m o v a lc h a r a c t e r i s t i c so fc o n t a m i n a t i o n , t h ec h a n g i l l gl a w so ft h e 鞋刮m 械s l u d g e m i c r o o r g a n i s m 。a t t e m m f i o nl a w so fm e m b r a n ef l u xa n d 戥= s em e t h o d so f f o u l e di i 搬 i l b r a r l e , t h e c h a n g i l l gl a w s o f t h ec h a r a c t e r i s t i c so f o r g a r f i cp o l l u t a n td u r i n gt r e a t m e n ta n df i l t r a t i o np e r f o r m a n c eo f s l u d g ew e r ei n v e s t i g a t e dt h r o u g ht r e a t m e n tt h el e a c h a t eb ym b r i nt h i sd i & 薄雠i o nr e s p e c t i v e l y e x p e r i m e n t a l r e s t f l t ss h o w ： f 1 ) s u b m e r g e da n a e r o b i cm b r w a su s e dt ot r e a tl a n f i l ll e a c h a t e 蝓t h ef i r s tt i m e 。r e m o v a l c h a r a c t e r i s t i c so fc o n t a m i n a t i o n ，a t t e n u a t i o nl a w so fm e m b r a n ef l u xa n dr e s u m em e t h o d so ff o u l e d m e m b r m l e , t h ee f f e c to f b i g ha m m o n i a - n o i lt r e a t m e n to f l a n d f i l ll e a c h a t eb ya n a e r o b i cm b rw e r e i n v e s t i g a t e d r e s p e c t i v e l y f o r t h e u n s t a b i l i z e d l a n d f i l l t e a c h a t e , c o dr e m o v a l e f f i c i e n c y w a s m o r e t h a n 7 0 w h e no l rw a sb e t w e e nl - 3k g c o d m ) da n d5 7k g c o d m 3 da n dh r t w a sm o r et h a n2 d d e c l i n i n g o f m e m b r a n ef l u x r a p i d l y a n d c l e a n i n g o f m e m b r a n f r e q u e n t l y w e r ec a u s e db yt h ed e a d - e n d f i l t r a t i o n a n d p o o r p r e c i p i t a t i o n o f a n a e r o b i c s l u d g e 。f o u i e d m e m b r a n e c o u l d b e r e s t a r t e d b y 删o d i c a i 一1 1 1 西安建筑科技大学博士学位论文 s h a k i n g 1 e a v i n g u n u s e da n d b a c k w a s h i n g w h e n & r a n o n i a - n c o n c e n t r a t i o nw a sl e s st h a n 3 6 0 0 m g l , t h ec o d r e m o v a le f f e c to fa n a e r o b i cm 匿rw a sn o ta f f e c t e do b v i o u s l y t h e s er e s u l t sm i c h e dt h e t h e o r yo f w a s t e w a t e rt r e a t m e n tb y a n a e r o b i cm b ka n do f f , r e dt h e o r e t i cb a s i sa n dt e c h n i c a ls u p p o r t f o rt h et r e a l m e n to ft h eo r g a n i cw a s n e w a t e ro fh i 蜘c o n c e 删0 na n ds l o w - b i o d e g r a d a b l en a t u r eb y a n a e r o b i c 毋r ( 2 ) f o r t h eu n s t a b i l i z e dl a n d f i l l l e a c h a t e , c o d r e m o v a l e f f i d e n e yo f b i o l o g i c a l h y d r o l y s i s a e r o b i cm b r p r o c e s s w a sb e t w e e n8 0 a n d8 8 w h e ni n f l u e n tc o n t a i n e d 4 0 0 7 6 0 0 m g lc o d a n dh r tw a sl 3 d w h e nh r tw a sl 3 d a m m o n i a - nl o a d i n gr a t ew a s 0 0 7 曲5 0 k g n h s - n t m 。da n dt h er e t u l t la c t i v a t e d - s l u d g er a t i o w a s3 0 0 9 ；, a r n m o n i a - na n dt n r e m o v a le f f i c i e n e i e so f t h e p r o c e s s w e r em o r et h a n9 9 。；a n d7 5 r e s p e c t i v e l y ( 3 ) t h ec h a n g i n g l a w so f s e v e r a l m i c r o o r g a n i s m n a t u r e s o f a n a e r o b i cs l u d g ea n d a e r o b i cs l u d g e d u r i n gl o n g - t e m ao p e r a t i n go fm b r w e r ei n v e s t i g a t e d t h ec o e n z y m ef 4 孙t h em a xs p e c i f i c p r o d u c t i o n m e t h a n e a c t i v i t y a n dv s s s so fa n a e r o b i c s l u d g e m a i n t a i n e d0 4 1 0 4 7 9 c o d c h 4 g v s s d 0 4 3 o 5 5 “m o l g v s s a n d0 5 5 0 5 7 r e s p e c t i v e l y , i n d i c a t i n g t h a t l o n g - t e i mo p e r a t i n gw i t h o u td r a i n i n ge x c e s sa c t i v a t e ds l u d g ew o u l d n o td a m a g et h ea n a e r o b i c s l u d g e a c t i v i t y t h ev s s s s ，t h e m e a ns i z eo f s l u d g e p a r t i c u l a t e a n d d e h y d r o g e n a s ea c t i v i t yo f a e r o b i cs l u d g e d e c r e a s e df r o mo 7 6 4 6 3 9 肛ma n d9 7i l g t f c m g v s s h t o o 6 4 , 2 7 ，6 2uma n d1 8 肚 g t t c m g v s s h a n ds v , s v i ，e c pa n d v i s c o s i t yo f a e r o b i cs l u d g ei n c r e a s e df m m 3 3 4 ，6 4 6 m l g ， 1 6 1 4 m g g v s sa n d1 2 5 m p a st o1 0 0 , 1 8 0 m i j g , 2 9 5 8 m g g v s sa n d2 4 7 m p a s ，i n d i c a f m gt h a t l o n g - t e r mo p e r a t i o nw i t h o u td r a i n i n ge x c e s sa c t i v a t e ds l u d g ew o u l dd a m a g e t h ea n a e r o b i cs l u d g e a c t i v i t yo b v i o u s l y i no r d e rt om a i n t a i ns l u d g ea c t i v i t y , p e r i o d i c a ld r a i n i n ge x c e s sa c t i v a t e ds l u d g e s h o u l db ea d o p t e d 。 ( 4 ) w h e n a m m o n i a - n l o a d i n g r a t e v c a s l e s s t h a n1 5 k g n h s - n m j d , a m m o n i a - n r e m o v a lr a t e o f a e r o b i c m b r w a s m o r e t h a n 8 0 o n t h e w h o l e t h e l o a d i n g r a t e w a s m o r e 2 ，7 5 1 4 t i m e s t h a n t h a t o f t h en i t r a t i o ns e g m e n to f a c t i v a t e ds l u d g ea n dc o n l l l l o ub i o l o g i c a lf l u i d i z e db e d , 妣d j 谢曲gt h a ta e r o b i c m b r l 波b e t t e r n i t r i f y i n g c a p a c i t y ( 5 ) b o d j c o d o f l e a c h a t ed e c r e a s e df r o mo ，5 4t oo na n de z 毋o co f l e a c h a t ei n c r e a s e df r o m o 0 0 8 1t o0 0 4 2a f e ri tw a st r e a t e db ym b rt h e r ei sal i n e a rc o r r e l a t i o nb e t w e e nb o d d c o da n d e 2 r o cb yb o d d c o d = - 1 1 ，9 3 e z s v i o c + 0 6 1 ( r e = 0 9 8 ) f 4 _ s d r o cc o u l db eu s e dt oe s t i m a t et h e b i o d e g r a d a b i l i t yo f 融l d f i l ll e a c h a t e l a n d f i l ll e a & a t ea n dm b r e f f l u e n th a dt h es i m i l a rm o l e c u l a r w e i g h td i s t r i b u t i o no fo r g a n i cs u b s m a e e sw h i c h m e a n st h em a j o r i t yo fc o m p o u n d sa c c o u n t a b l et b r t o cw a s 姗dt ob eb e l o w3 0 0 0 m w t h eq u a n t i t yo ft o cb e l o w3 0 0 0 m wd e c r e a s e dw i t ht h e i n c r e a s i n gr e m o v a ld e g r e e o f c o d 一i v - 西安建筑科技大学博士学位论文 ( h l t r a f o np e r f o r m a n c e o f d i f f e r e n tk i 嬲s o f s l u d g eo f m b r w a ss m d i e df o rt h e f i r s t 呔嚣e 。t m y c o l l o i d sa n dh i 曲m o t e c t f l a r = w e i g h tv i s c o u so r g a n i cs u b s t a n c e so ft h es l u d g ew e r et h ep r e p o n d e r a n t c o n t a m i n a t i o n so fm e m b r a n ed u r i n gf i l t r a t i n g t h e s p e c i f i cc a k er e s i s t a n c eo fa n a e r o b i cs l u d g e ， a e r o b i cs l u d g ea n dh i 1 y i n gs l u d g ew a s1 0 ”l o ”r n k gm i d 畦1 ec a k e c o m p r e s s i b i l i t yo f t h et h r e e k i n & s l u d g ew a s m o r et h a n0 7 5o nt h ew h o l e ，i n d i 蘸n gt h a tt h es l u d g eo fm b r 嚣sf i l t r a t e d d i f f i c u l t l yb u tc o m p r e s s e de a s i l y s e q u e n c eo f t h es p e c i f i cc a k e r e s i s t a n c eo f t h et h r e ek i n d s o f s l u d g e w a s ：a e r o b i cs l u d g e n i l r i f y i n gs l u d g e a n a e r o b i c s l u d g e s e q u e n c eo f t h ep o r o s i t yo f t h et h m ek i n d s o f s l u g e c a k ew a s ：a n a e r o b i c s l u d g e n i t r i f y i n gs l u d g e a e r o b i cs l u d g e ， k e yw o r d ：l a l l d 矗l ll e a c h a t e ；m e m b r a n eb i o r e a c t o r ；s l u d g ea c t i v i t y ；f i l t r a t i o np 础o r m a n c eo f s l u d g e ；m e m b r a n e f l u x p a p e r t y p e ：a p p l i e d b a s er e s e a r c h t h i ss t u d yi ss u p p o r t e d 姆t h et h es h a n x ip r o v i n c ee d u c a t i o n a lh a i lt os p e c i a lr e s e a r c h 掰秘嗣 p r o j e c t ( p r o j e c tn u m b e r ：0 2j k l 3 6 ) a n d t h ex i a nc i t yt oi n d u s t r ya n d t e c h n o l o g ys t r a t e g i cp l a n n e d p r o j e c t ( p r o j e c tn u m b e r ：g g 2 0 0 2 7 5 ) v 声明 本人郑重声明我所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工 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， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或其他 人在其它单位已申请学位或为其它用途使用过的成果。与我一同工作的同 志对本研究所做的所有贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名：书欢日期：2 乒gi6 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布 论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。 ( 保密的沧文在沦文解密后应遵守此规定) 论文储硌冲砍翩签名仍挺日期如心 注：请将此页附在论文首页。 西安建筑科技大学博士举位论文 。1 ；| ；言 1 绪论 随着我圈城市数量的增加、规模的扩大和人口的增多，城市垃圾也相应地迅速增长。自 1 9 7 9 年良来，我国兹城市缓毅豹年乎筠鬻长率达篱，盘1 9 8 0 年戆3 1 3 2 万缱疆臻至1 9 9 5 年的1 0 7 4 8 万吨，增加了2 4 3 2 “。近年来，我国城市生活垃圾业已对城市及城市周围的生 态环境构成日趋严重的威胁。对全国2 9 8 个城市的调查结果表明，不邋当地处理和盘b 鼹城市垃 圾，不仅造成了严重的嚣壤里生的恶化，艇要占用大量鹣逮。匿姥，我国政瘀部f 1 及荟遗环 境卫生和环境保护专家稠继进行了城市娩圾韵处理( 登) 和污染控制技术的研究与开发。 城市垃圾处置的方法相当多，主要有：堆肥处置法、焚烧处置法和卫生填埋法。在这三种 方法中，卫生填埋处置法以篡投资省、运行费甩低、适用范围广、环保效果显著和处鼹 魄底等 特点，褥弱了 鏊赛各国豹普涟采羽。我爱怒发震中謇家，经济基磷薄弱，这决定了我瀚静垃缓 处置要以成本低廉的卫生填埋法为主，因此卫生填埋法被认为是最适台我国国情的娥嚣方法。 国家科技部和建设部已把此工艺定为我国垃圾处置与她理的首选推广方法印。自上世纪八十年 代鼓寒，曩内谗多大孛城枣翔：嚣素、上海、蕊髑、沈鞠、广媸、深弱、嚣安等霉楗继建立了 垃圾卫生填城场。目前，全阑已有垃圾卫生填埋场几十个，另外还有大批中小城市的垃圾卫 生填埋场正在规划建设中。 城市垃圾翌生填埋处嚣汝莓在的一个簿以避免的阔题，即垃圾填蠼稳定过程中辨产生的渗 滤液对周匿静承环境透成静污染。垃圾渗滤液主要有三个来源翻：怒多 来承分，彀籀大气降 水、地表水和渗入的地下水；二是垃圾受到挤压后部分初始含水的释放；三是垃圾降解过程中 大量的有机物在厌氧及兼氧微生物作用下转化为水、二氯化碳和甲烷等所释放的内含水。垃圾 渗器斡麦是 孛袋傍复杂瓣高滚瘦毒爨废承，含有大量鸯撬秘、悬浮兹、氮氮、重金嚣离子噬及 致病菌等，鼠 扫于物理、化学、生物等诸多因素影响，水质水量变化幅度很大。据有关文献报 道，垃圾渗滤液中c o d 浓度可达2 0 0 0 5 0 0 0 0 m g l ，氨氮浓度可达1 0 0 0 m g l 以上，含有机物 近鞠静，其争篷挺痣原微黛辫鞋及某些数瘗、促癌毒l 辘艇致寝锈爰3 】4 。童此可冕，缝圾渗滤 液是一种高强度的环境污染源，如不加处瑷而直接扫 放，将对周围环境及地下水源造成严重污 染，更会限制垃圾卫生填埋处理技术在我网的应用及发展。 目前，国晦各垃圾卫生填埋场经过l o 多年的运行，已先后进入了垃圾渗滤液的窝峰产出 鞠。毽鑫于泣毂渗滤滚残论复杂多交，青毒有害耪囊含豢离，饺褥其娥疆难度菲常大。据不完 西安建筑科技大学博士举位论文 全调查，国内尼乎所有卫生填埋场产生的渗滤波均未实现达标摊放；s 使在发达晷浆，对垃圾 渗滤滚的控臻l 帮治理氇缺乏成熬、可芎亍躺技术工艺。戮此，发震垃掇渗滤液豹控制翻治理技术 已经成为当前一项迫切的研究课题。 2 遘圾渗滤滚酌危害、特征淡凝处理技零综述 1 2 1 垃圾渗滤液污染的筑害 垃圾渗滤液是种成份复杂的高浓度有机废水，对环境的污染主鼹表现在地下水体和地表 水体的污染，并且其对地下水体的污染逐具有不易觉察和持久的特点。 自扶鹨擞鳃6 0 年弋以来，世暴各翳溪濒意识至渗滤液对逑面承狃逸下承麴污染莠震西了 研究l s - - 9 。渗滤液可对自然水体产生严重的污染，根器1 9 7 7 年资样潮，美国共有1 8 5 0 0 个垃圾 填埋场，几乎有一半对水体产生了污染；我国兰卅陈盆地雁滩水源地因垃圾渗滤液污染而废弃， 甄盆地马潍水源地部分水井也因此丽报废；澳门与珠海市交赛处因澳门垃圾渗滤液污染，当地 河流鱼舔绝滚，农疆失浚；在上海黄清泼上游翡港盈羧，迓十多年来，由于在离该段不足2 0 0 m 处建设了上海最大的垃圾填埋场之一的三林塘垃圾场，渗滤液流入江中，对该段江水造成了极 大的污染；又如哈尔滨市韩家洼子垃圾填墁场，由于嚣天不卫生堆放，妲已监钡4 表明对地下水 造成严重污染，其注裹、魏度、各秘重垒撼及缨蘧等蠢涎超过逮下承窳滚及绞溺承承覆蠡准， 其中汞含量怒标达2 9 倍，大肠杆菌超标4 0 倍。 i 2 2 渗滤滚的特：珏 垃圾渗滤液是种特殊的废水，它的性质与垃圾的种类、填埋时的操作条件、垃圾的降解 速度、垃圾的稳定化程度以及当地的自然条件和社会条件等因素有关。不同城市的士立圾填埋场 豹渗滤滚懿穗蒺差勇l 缳大。在广泛浚集资瓣稻谲礤熬蘩麓土，总结窭垃圾渗滤滚静褥铤有瑷下 四点： ( 一) 污染物浓度高 垃圾壤壤蜃，在微生甥 蕈用下，垃圾中套规凌经过好氧反应魏获氧反应产生爨解，萁反 应可分剐用下式简单表示： 有机物型堕马0 + c 0 2 + n h 3 十n 0 3 十觋2 一十p d 4 3 “+ 有机物星墨堕_ 致o + c o ：4 - n i l ，十c 昆。+ 甄s + 低分子有机物 在垃圾隧解过程中，激圾中乐有嚣以及垃圾簿簿瑶产生麓大量污聚物进入垃敷渗滤液中， 西安建筑科技大学博士学位论文 以致垃圾渗滤波中的污染物浓度极高。再之蠢于垃圾降孵产生懿c 0 2 溶予垃圾渗滤滚以螽使垃 圾渗蠢滚稿骏陡，兢焉热这了装圾中金耩覆其金属氧纯物靛溶簿，造藏渗滤滚中还富有较高浓 度的金属离子。 ( 二) 持续时间长 垃圾中有梳溉溪缝簿鼹，渗滤滚迄客不鞋委产生，其有撬麴瓣醛簿露爱一豢反惑动力学 方程式表示嘲；c ，= t o e “。式中，t 为反应时间，k 为祷机物降解速度常数，c o 为带o 时垃圾 中的有机物的浓度，c t 为柴时刻垃圾中的诮机物的浓度。簸中k 是各种有机物降解威成速度的 综合反映，与及痘i 鑫凌、垃圾或分等霹素誊关。表l ，l 汇藤了见整磁究蒋蕊获霉的垃圾商裁磐 洚解浆速率常激k 值季疆稿艨的半衰弱t 鼢 表1 1 垃圾中有机物降解的速率常数k 和半衰期t i t 2 1 注：半衰期按t l r z = o 6 9 3 k 米计算 圭表i i 哥舞：垃圾中骞褪物降嚣投其缓稷，产垒凌圾渗滤波煞辩嚣持久，般持续 2 0 - 3 0 a 。 ( 三) 流量不均匀 渗滤波流黢与垃圾襁溅土的含7 k - * 、垃圾压密程度、她表求和地下承跌及降雨鲶渗透萎有 关。对于采取t 疆系鞲藏戆卫生壤堙蓊，虢毂渗滤液主要受降露霹影镌，葵莲逛骚之两交证。 卫生填埋场渗滤液的流量可根据下列公式储算【1 2 】： o * g l x 4 1 0 3 ( 1 1 ) 式申：妥为鳇圾渗漶滚乎垮瀛蠢，c 为渗盘系数，一般敬0 3 - - 0 8 ，f 必平均酶藩强囊，名为 卫生填埋场鬃街面积。 垃圾渗滤液在垃圾中流动或渗透速度很慢，一般在降雨后7 天左右才出现渗滤液高峰期， 渗滤波流量大小主要随降蘸茧大小露变纯，霹越垃圾渗滤滚雾塞量不均匀。 ( 嚣) 瘩疆燹 芑 垃圾渗滤液水质与垃圾贼份、垃圾降解速度、垃圾的稳定化程度、降水渗透量以敝当地的 社会发展程度和人民的生活状提等因素有关。垃圾降缝遮度主要受温度澎响，年四攀气温不 黼变诧会影响壤淫囊鑫垃敷障簿反盎、疆瘦，觚露捷垃薮渗滤滚末曩不鞭变踅，这一点在鸵方寒 西安建筑科控大学博士学位论文 i l l l l 冷她区尤为明最。韭眵 不同稳定程度的垃圾形成鹣垃圾渗滤滚水质也鸯巨太弱差别。另一方垂， 隆k 的大量渗入对垃圾渗滤液有稀释 乍嗣，可能会造成缒圾渗滤滚水袋在短期内出现蔑大的波 动。表1 2 给出了城市垃圾卫生填埋场渗滤液主要污染物的浓度范围。 表1 2 城市土立圾渗滤液水质情况汇总【1 3 】 矮疆浓度壤强浓度 p h 值 5 0 - 8 6c 矿2 3 - - ，7 2 0 0 c o d1 0 0 叫0 0 0n矿m0700 b o d 5 4 0 - - 7 3 0 0 0cr孓每420 t o c2 6 5 8 2 8 0k t2 粥7 7 0 s s1 0 7 0 0 0m n0 0 7 1 2 5 n h 4 + - n 6 - - 1 0 0 0 0f eo 1 0 5 2 s 2 0 n o - n 0 2 1 2 4 m g 1 7 - 1 5 6 0 n o - n z no 2 3 7 0 t p0 1 2 5c um 母9 慧骧痊( c a c 0 3 ) 0 2 5 0 0 0 c d0 。3 1 7 蹴41 0 7 0 2t c r0 0 1 - 8 _ 7 s 0 4 # 1 1 , - 6 0 0n i0 1 埘8 e c a l i 2 3 0 0 0 2 3 xl 萨p b0 , 0 0 2 2 注：* p h 随无单位，e c a l i 的单位为c f w l ，其余的单位为m g l 。 大多数研究者按照垃圾填埋场使用时间的长短将渗滤液分为两类，即“年轻”垃圾填埋场 产生的渗滤渡和“老年”缝圾填埋场产生的渗滤液。对“年轻”的填埋场( 3 - 5 年以下) ，其 渗滤滚的褥杰是呈黑色、露恶臭、s s 意、p h 篷较诋、b o d 5 帮c o d 浓度高、b o d j c o d 值 大( 一般在o 3 加5 之间) 、且由于p h 慎低而金属离子浓度较高。其有机化合物一般可分为3 必1 4 1 ： 鬣分予蓦髓酸 腐麓质类，高分子碳水化合物 中等分子量的灰黄霉酸等 渗滤液申约9 0 霹溶鸯枧物是短疆的挥发往目毫蠹酸，跌乙、秀、丁酸为多，其次怒粢有较 多羟基、羧蕊、芳香基团豹灰黄霉酸。 对“老年”填埋场( 5 年以上) ，其渗滤液的b o d 5 和c o d 浓度者r 铰低，且b o d j c o d 值也较低( 一般在o 。0 5 , - 0 2 之闻) ，p h 值大于7 ，n f h + - n 浓度舟高，金属离子浓度降低。其有 捷魏中含有大量难驭生秘辩解的瘸殪莛瓣# 寓量酸# 趣。一般采讲囊垃圾渗滤渡较曩采溺生物法来 一4 一 西安建筑科披大学博士学位论文 处理，丽老垃圾渗滤液不易累眉生物法处理。典型的瑟、老垃圾填煺场渗滤波东艨撼拣翔表 i 3 所示。 表1 3 新、老垃圾填埋场渗滤液水质比较 注：豫掰馕终摹疰均势磺乒 由此可见，随着垃圾填埋场年限的增加，在垃圾稳定化过程的不司阶段，渗滤液水质呈现 出一定的变化规律【1 月。在稳慰化过程的第一阶段，渗滤液中有机物含量较低，p h 值按近于7 0 ； 在第二除段，渗滤波中c o d 含量迅速增大，v f a 窝金鼹蹇予含量逐澎上_ 野，嚣露潮毽逐海 下降；在第三阶段，渗毒徽中c o d 、v f a 和金属离子含爨继续上升慧中期达到最大值，此后 逐渐下降，同时p h 值继续下降至中期达到晟低值( 5 0 旗至更低) ，此后慢慢上升；在第四阶 段，渗滤波中c o d 、v f a 秘金属离子含爨继续下降虽下降蝠度越来越小，同时蛾馕继续上 秀最嚣基本稳定在7 ，扣8 5 ；在第五酚段，渗滤液中c o d 、v f a 和金藏离子含量狠低，虽常含 大量的难以生物降解的腐殖酸和富里酸，同时p h 值依然稳定在7 5 8 5 。在填埋场的实际使用 过程中，整体蠛埋场的渗滤液水质是不同阶段的渗滤波综合的结果。 i 2 3 渗滤液处理工艺简介疑存在的问题 如蘸掰述，由于垃圾渗滤滚是秘藏徐复杂静毫浓度有斑废承，不鼹麴壤理场、霜一填理 场的不同时间段之闯，垃敷渗滤液的水量水质都有着不潲的特点，处理难度较大。目前垃圾渗 滤液的处理方案可以分为场内和场外处理两大类【。 场外处理是指把垃圾渗滤液童接排入城市污水处理厂与城市污水含著处理。这萃申方法不仅 可以节省蕈猿建设渗滤液照溪系统静丈颟爨瘸，还可懿辫低处理成本，琴j 蘑污永处理厂对渗滤 西安建筑科技大学博士学位论文 滚瓣缓冲、稀释传瓣秘城。觎零承中的营莠物矮襄现渗滤滚零黪审污水矧司时处理。毽癞予垃圾 蕊矮场一般遥蠢藏裁亏承鲶疆厂，渗滤渡兹输遴褥造藏较大嚣经滚受撵；另羚渗滤磷麟有涎 水质及箕变化特点荔造成对城市污承处理厂的冲击负荷，影响麓至破坏城市污承处联厂晌正常 运行。 场蠹蹙遐是豢将渗滤液怒壤瀵殛溪繇骧溺藏在凄蠖场建设污承楚溪辩遵 予猿立处璎。渗漶 液豹循环喷涟不仅可以降糕污絷彩浓