（环境工程专业论文）城市生活垃圾填埋场渗滤液预处理研究.pdf

摘要 卫生填埋是我国目前处理垃圾的主要方法，其产生的垃圾渗滤液对环境危害很 大。垃圾渗滤液水质复杂，具有高c o d 浓度、高金属离子和高氨氮含量的特点，且污 染物浓度变化大。如果垃圾渗滤液进入环境，会对土壤和地下水带来严重污染。目前 国内外的垃圾渗滤液处理工艺，总体上采用以生物处理为主体工艺，物化法作为预处 理工艺，土地法作为后处理工艺的系统。 本试验主要模拟城市垃圾填埋过程，对居民区生活垃圾进行填埋，生成垃圾渗滤 液，并对其特性进行比较分析。同时选择适当的物理一化学预处理方法对渗滤液进行 试验研究。 通过对模拟垃圾渗滤液水质分析，发现模拟渗滤液基本具有水质复杂，高c o d 浓度、高氨氮含量、污染物浓度变化大等特点，基本可以模拟实际渗滤液。同时通过 试验过程发现，试验渗滤液污染物主要为粒径为i n m 以下的小分子物质。 论文考察了混凝、活性炭吸附过滤、化学沉淀法和f e n t o n 氧化法对渗滤液的预 处理效果。结果表明，混凝的适合条件为：凝聚剂为p a c ，p h 值7 5 8 0 ，用量为 4 0 0 8 0 0 m g l ，搅拌强度为1 5 0 r m i n ，搅拌时间沉降时间分别为2 0 m i n 和4 5 m i n 。 混凝试验结果c o d 。，的去除率为2 0 1 0 ，s s 和色度去除率为8 0 5 3 和9 3 7 5 ，对渗 滤液臭味去除不大，对n h ，一n 去除率不高。 活性炭吸附过滤在适当条件下对c o d 。，去除率较高，达7 0 左右；色度去除5 0 左右；n h 3 一n 几乎没有去除。 磷酸镁铵沉淀去除n h 3 一n 试验最佳条件为：p h 值9 0 ，n h + 、m 9 2 + 、p o , 3 一摩尔比为 1 0 ：1 0 ：1 0 1 0 ：1 5 ：1 5 之间，反应时间为1 5 m i n 。试验结果表明对渗滤液 n 3 一n 去除率可高达9 4 4 1 ，但对c o d 。，等指标几乎无去除。 f e n t o n 氧化反应最佳条件为：p h 值3 0 ，h 2 0 2 溶液投加量为一倍理论投加量， f e s o 。7 h 2 0 和h 。q 的摩尔比为l ：2 0 ，反应时间为1 8 0 m i n 。结果得最佳c o d 。，去除率 为7 1 左右，色度去除率达9 5 以上，对渗滤液的臭味有明显减轻，对氨氮去除不大。 根据试验结果，从试验可行性和经济可行性角度，推荐先混凝后磷酸镁铵沉淀联 合工艺对渗滤液进行预处理。预处理结果得c o d 。，去除率为2 0 5 7 ，n 心一n 去除率为 8 9 7 3 ，s s 去除8 7 3 9 ，色度去除率9 5 以上。基本上达到渗滤液预处理效果。 关键词：垃圾渗滤液 混凝 磷酸镁铵 f e n t o n 试剂 联合工艺 a b s t r a c t s a n i t a r yl a n d f i l l i st h em a i np r o c e s so ft h em u n i c i p a lr e f u s et r e a t m e n t ，a n di tw i l l p r o d u c e l a n d f i l ll e a c h a t et h a ti sv e r yh a r m f u lf o rt h ee n v i r o n m e n t t h el a n d f i l ll e a c h a t ei sa c o m p l e xw a s t e w a t e rw i t hc o n s i d e r a b l ev a r i a t i o n si nc o m p o s i t i o n ，a n dh i g hc o n c e n t r a t i o n o fc o d 、h e a v ym e t a li o na n da m m o n i a - n i t r o g e n p o l l u t a n tc o n c e n t r a t i o no ft h el a n d f i l l l e a c h a t eu s e dt oc h a n g el a r g e l y i ft h el a n d f i l ll e a c h a t ei sd i s c h a r g e di n t ot h ee n v i r o n m e n t ， t h es o i la n dg r o u n d w a t e re n v i r o n m e n tw i l lb ep o l l u t e ds e v e r e l y c u r r e n t l y ，a l lo ft h e p r o c e s s i n gc r a f ti nd o m e s t i ca n df o r e i g na r ed i v i d e di n t ot h r e es e g m e n t s ；t h eb i o l o g i c a l t r e a t m e n ti st a k e na st h em a i nb o d yc r a f t ，t h ep h y s i c a l c h e m i c a lt r e a t m e n ta n dl a n dm e t h o d a r et a k e na st h ep r e t r e a t m e n tc r a f ta n dt h ep o s t - p r o c e s s i n gc r a f t ，r e s p e c t i v e l y t h ee x p e r i m e n tm a i n l yi m i t a t e dt h ep r o c e s so ft h es a n i t a r yl a n d f i l lo ft h em u n i c i p a l r e f u s ec o l l e c t e dt h er e f u s ef r o mr e s i d e n t i a la r e a s ，s e l e c t e da n df i l l e d ，a n dt h e nl a n d f i l l l e a c h a t ew a sb ep r o d u c e d a n a l y z e da n dc o n t r a s t e dt h ec h a r a c t e r i s t i co ft h es i m u l a n t l e a c h a t ea n ds o m eo ft h ep h y s i c a l c h e m i c a lp r e t r e a t m e n t st h a tw e r ec h o s e nt od e a lw i t h t h i s1 e a c h a t ew e r et ob es t u d i e d b ya n a l y z e dt h ew a t e rq u a l i t yo f t h es i m u l a n tl e a c h a t e ，t h ec h a r a c t e r i s t i co f v a r i a t i o n si n c o m p o s i t i o n 、h i g hc o n c e n t r a t i o no fc o da n da m m o n i a - n i t r o g e nw a sf o u n df r o mt h e s i m u l a n tl e a c h a t e ，s ow et h o u g h tt h a tt h i sl e a c h a t ew o u l dr e p l a c et h ep r a c t i c a ll e a c h a t e a n dt h r o u g ht h ew h o l ep r o c e s so fp h y s i c a l - c h e m i c a lp r e t r e a t m e n t ，w ef o u n dt h a tt h e p a r t i c l ed i a m e t e r so fm a i nc o n t a m i n a n t sw e r el e s st h a nln mi nt h i sl e a c h a t e t h ep a p e rs t u d i e df o u rk i n d so fp r e t r e a t m e n tm e t h o d s ，w h i c hw e r ec o a g u l a t i o n ， a d s o r p t i o nf i l t r a t i o nb y a c t i v a t e dc a r b o n ，c h e m i c a l p r e c i p i t a t i o nm e t h o d a n df e n t o n o x i d a t i o np r o c e s s t h ee x p e r i m e n tr e s u l t ss h o w e dt h a tt h eo p t i m u mc o n d i t i o n so ft h e c o a g u l a t i o nw e r ec o a g u l a n tp a c ，t h ep h v a l u e7 5 80 ，d o s e s4 0 0 8 0 0 m g l ，s t i r r i n gr a t e i5 0 r p m ，m i x i n gt i m e2 0 m i n ，s e d i m e n t a t i o nt i m e4 5 m i nu n d e rt h eo p t i m u mc o n d i t i o n s ， t h er e m o v a ir a t eo fc o d c rw a s2 01 0 ，t h er e m o v a lr a t e so fs sa n dc h r o m i n a n c ew e r e 8 0 5 3 a n d9 37 5 ，r e s p e c t i v e l y b u to d o r sa n da m m o n i a n i t r o g e no ft h el e a c h a t ew e r e n o tn e a r l yr e m o v e d u n d e rt h ep r o p e r l yc o n d i t i o n so fa d s o r p t i o nf i l t r a t i o nb ya c t i v a t e dc a r b o n ，t h ec o d c r w a sr e m o v e dh i g h l y , r e a c h e da b o u t7 0 0 , 4 ，t h er e m o v a lr a t eo fc h r o m i n a n c ew a s5 0 ，t h e a m m o n i a - n i t r o g e nw a sn o tn e a r l yr e m o v e d u s i n gt h ef u n c t i o n o fm a g n e s i u ma m m o n i u mp h o s p h a t et or e m o v et h ea m m o n i a n i t r o g e nf r o ml a n d f i l l l e a c h a t e t h eo p t i m u mp hw a sc o n t r o l l e da b o u t9 0 ，t h er a t i oo f n l - h + ：m 9 2 + ：p 0 4 3 。w a sc o n t r o l l e d f r o m1o ：1 o ：1 o t olo ：15 ：1 5 t h er e a c t i o n t i m e w a sc o n t r o l l e d 15 r a i n t h ee x p e r i m e n tr e s u l t ss h o w e dt h a tt h er e m o v a lr a t eo f a m m o n i a n i t r o g e nr e a c h e d9 4 4 1 ，b u tt h ec o d c rw a sn o tn e a r l yr e m o v e d t h eo p t i m u mc o n d i t i o n so ft h ef e n t o no x i d a t i o np r o c e s sw e r et h a tp hw a sc o n t r o l l e d a b o u t3 0 ，t h ed o s a g eo fh 2 0 2w a sc o n t r o l l e do n et h e o r e t i c a lq u a n t i t y , t h er a t i oo f f e s 0 4 7 h 2 0 ：h 2 0 2w a sc o n t r o l l e da b o u t1 ：2 0 ，a n dt h er e a c t i o nt i m ew e r ec o n t r o l l e d 1 8 0 m i n t h ee x p e r i m e n tr e s u a ss h o w e dt h a t ，t h er e m o v a lr a t eo fc o d c rr e a c h e da b o u t 7 1 ，t h er e m o v a lr a t eo fc h r o m i n a n c er e a c h e da b o v e9 5 ，a n dt h eo d o r so fl a n d f i l l l e a c h a t ew e r el a r g e l ya l l e v i a t e d ，t o o b u tt h er e m o v a lr a t eo f a m m o n i a - n i t r o g e nw a sl o w a c c o r d i n gt ot h er e s u l t so ft h et r e a t m e n t s ，a n a l y z e dt h et e c h n i c a l i t ya n de c o n o m yo fa l l o ff o u rp r e t r e a t m e n t s c o a g u l a t i o n - c h e m i c a lp r e c i p i t a t i o nm e t h o d ( m a g n e s i u ma m m o n i u m p h o s p h a t e ) w a sp r o p o s e da st h ea s s o c i a t e dp r o c e s s a n df i r s t ，t h ec o a g u l a t i o ns h o u l db e u s e d ，t h e nc h e m i c a lp r e c i p i t a t i o nm e t h o d t h ef i n a lr e s u ko f t h ep r e t r e a t m e n ts h o w e dt h a t ： t h er e m o v a lr a t eo fc o d “w a s2 0 5 7 ，t h er e m o v a lr a t e sa m m o n i a n i t r o g e n 、s sa n d c h r o m i n a n c er e a c h e d8 97 3 、8 7 3 9 a n d9 5 ，r e s p e c t i v e l y a c c o r d i n gt ot h er e s u l t s w et h o u g h ti tr e a c h e dt h ee x p e c t a b l ep u r p o s e k e y w o r d s ：l a n d f i l ll e a c h a t e c o a g u l a t i o nm a g n e s i u ma m m o n i u mp h o s p h a t e f e n t o nr e a g e n ta s s o c i a t e dp r o c e s s 论殳蚀钏住声日月 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包 含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：卢槲浔、汐占年石月甲日 论支知识产权仅属声日月 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属 学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利 等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论 文或成果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：卢们、智。 衫年石月7 日 导师签名：懈 。6 年莎月罗日 第1 章绪论 1 1 垃圾渗滤液的产生 随着工业的快速发展，城市化进程的不断加快，国民经济飞速提高，城市人v i 也 急剧增加。据统计，2 0 0 0 年我国城市生活垃圾总量为1 6 亿t ，且以8 l o 的年增长 率快速增长，并且种类也日趋繁多。 生活垃圾产生恶臭、孳生蚊蝇、传染疾病，许多垃圾如不妥善处理，会对周围的 土壤、大气、水源等环境造成严重污染，其处理后的产物还会造成二次污染，产生意 想不到的危害，故城市垃圾无害化处理越来越重要。 当前，我国城市垃圾主要采取以下3 种方式处理：卫生填埋、堆肥和焚烧。由于 我国的国情以及各城市之间的差异，卫生填埋一直是我国垃圾处理的主要方式，目前 在我国有9 0 左右的城市垃圾使用填埋法处理。在城市垃圾填埋过程中，由于压实和 微生物的分解作用，垃圾中所含的污染物将随水分溶出，并与降雨、径流等一起形成 垃圾渗滤液。垃圾填埋后，在微生物的作用下，垃圾中的有机物会经过好氧反应和厌 氧反应产生降解，其反应可分别用下式【1 i 简单表示： 有机物堑晏堕仍d + c d 。+ n h 3 + 0 2 + 鼢2 + p o , i ，+ u 2 有机物丛墨堕h 2 0 + c 0 。+ n h s + c 玑+ 脚+ 低分子有机物 垃圾降解后生成的无机物以及垃圾中的可溶性污染物，大量进入垃圾渗滤液中， 使得垃圾渗滤液中污染物含量极高。同时，垃圾中的病原微生物也会在雨水的淋溶作 用下进入垃圾渗滤液。另外垃圾降解产生的c 0 2 溶于垃圾渗滤液中使得渗滤液呈现 酸性，致使垃圾中不溶于水的碳酸盐、金属及其金属氧化物等无机物发生溶解，继而 使垃圾渗滤液中含有种类繁多且含量超标的重金属类物质。 垃圾渗滤液的产生受多方面的因素影响，不仅水量变化大，而且变化无规律性， 其产生主要来自以下五个方面： 1 降水的渗入，降雨的淋溶作用是产生垃圾渗滤液的主要来源。 2 外来地表水的渗入。包括地表径流和地表灌溉。 3 地下水的渗入。 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 量。当垃圾含水量为4 7 时，每l t 垃圾可产生0 0 7 7 2 t 渗滤液。 5 垃圾填埋后，微生物厌氧分解产生的水。 1 2 垃圾渗滤液的性质及特点 垃圾渗滤液中有机污染物浓度极高，其中含有大量易生物降解的挥发性有机酸 ( a ) 、可生物降解的中等分子量有机物以及难以生物降解的有机物，同时含有大 量的无机重金属离子和氨氮等1 2 i 。 典型垃圾渗滤液的污染物含量值见表1 - 1 1 3 l ： 表i - i渗滤液中的污染物及其浓度变化范围 污染物浓度范围污染物浓度范围污染物 浓度范围 c o d 。 1 0 0 9 0 0 0 0 p h 5 8 6c u0 9 9 b o d 5 4 0 7 3 0 0 0c l -5 6 4 2 0 p b0 0 0 2 2 t s0 5 9 2 0 0 s o ? 1 1 6 0 0m n00 7 1 2 5 s s1 0 7 0 0 0c a “2 3 7 2 0 0z n02 3 7 0 n h 3 - n 6 1 0 0 0 0f e0 0 5 2 8 2 0t c r0 0 la s 7 n o x - n 02 1 2 4 m g 1 7 - - 1 5 6 0删 1 0 1 7 0 2 t p0 1 2 5c d0 0 0 3 1 7 大肠菌群值( e f u l ) 2 3 0 0 0 23 1 0 8 注：除p h 和大肠菌群值外，再余项目单位均为f n g ，l ；t s 一总硫：t c r 一总铬；v 肛挥发性脂肪酸 由表1 1 可以看出：垃圾渗滤液较之一般的生活废水，具有以下特性： ( 1 ) 有机污染物种类繁多，水质复杂。垃圾渗滤液含有大量的有机物，含量较 多的有烃类及其衍生物，酸酯类、醇酚类、酮醛类和酰胺类等。张兰英等”l 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 种有机化合物，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黑名单。 ( 2 ) 有机污染物浓度高且变化范围大。垃圾渗滤液中c 0 d 。和b o d ，浓度最高 值可达每升数万毫克。一般来讲，c o d 。和b o d 5 浓度随垃圾填埋场的“年龄”增长 而降低，且b o d 5 ，c o d 。值亦随之降低，而碱度则呈上升趋势。 ( 3 ) 金属离子含量较高。垃圾渗滤液中含有1 0 多种金属离子，其浓度随着填埋 场垃圾的成分的不同而有较大差异。由表1 1 可知，一些金属离子例如f e 和c a 离子 的浓度可达每升水数千毫克。 ( 4 ) 氨氮含量较高。高氨氮是垃圾渗滤液水质的一个重要特征，其随着垃圾填 埋场的“年龄”增长而增加，最高可达每升数千毫克，其严重影响微生物的活性，影 响生物处理的效果。 ( 5 ) 营养元素比例失调。由于高氨氮含量，c n 比例失调，且水中p 元素缺乏， 给生物处理带来一定难度。 垃圾渗滤液的主要污染物指标有：c o d 、b o d 、氨氮和重金属离子。由表1 - 1 可知，以上所有污染物的含量均很高，这严重影响制约微生物对其的生化处理。高浓 度有机物经过厌氧水解产生的挥发性脂肪酸可导致反应器内p h 值下降至4 5 ，使微 生物的酶体系丧失活性。高氨氮、尤其是游离氨对微生物有很强的抑制性，而高浓度 的重金属离子也可使微生物酶丧失活性，使微生物的代谢活性下降甚至完全消失。 垃圾渗滤液不仅水质水量波动很大，其持续时间也特别长。垃圾中有机物不断降 解，也会不断地产生垃圾渗滤液，而垃圾中有机物的降解极其缓慢，产生渗滤液的时 间持久，一般为2 0 3 0 年，这也是垃圾渗滤液难以处理的原因之一。 1 3 影响垃圾渗滤液特性的因素 垃圾中有机物降解生成的低分子物质、垃圾中的可溶性物质以及溶于水中金属离 子形成渗滤液。因此渗滤液水质与垃圾降解的速度、垃圾成分以及降雨渗透量有关。 垃圾降解速度主要受温度控制，一年四季气温不断变化影响填埋场内垃圾降解的反应 温度，从而使渗滤液的水质不断变化。另外降雨时渗入的雨水淋溶作用是垃圾中的污 染物随雨水流出，增加渗滤液中的污染物浓度：同时，降雨使渗滤液水量增加使渗滤 液在填埋场内的滞留时间缩短，使其污染物在填埋场内的降解量减少而使渗滤液内污 染物的浓度变大。但另一方面降雨时增加渗滤液的水量，又会使渗滤液中的污染物浓 度相对降低，故垃圾渗滤液的水质特性变化很大。 影响垃圾渗滤液的特性主要因素有填埋垃圾的成分、性质，垃圾填埋的时间以及 填埋的方式、方法。具体如下1 5 i ： ( 1 ) 垃圾成分。由于垃圾成分性质的不同，稳定化过程所需时间以及渗滤液的 性质会有较大的不同。渗滤液中的有机污染物负荷主要由城市垃圾中剩余废物含量决 定，其因人们生活水平、生活习惯、城市垃圾分类程度以及环保意识的不同而存在较 大差异。例如我国不同城市的垃圾渗滤液性质都存在较大差异。 ( 2 ) 垃圾填埋场“年龄”。固体废弃物的生物降解一般经历最初调节阶段、过渡 阶段、产酸阶段、产甲烷阶段、成熟阶段等5 个阶段【6 1 。垃圾填埋后，由于其所处的 阶段不同，垃圾渗滤液的性质会有较大的差异。 垃圾在填埋过程中存在两种主导作用，一是固体垃圾中有机物的分解，形成可溶 性和可挥发性产物，进入渗滤液或大气，而最终离开填埋场；另一种作用是稳定的腐 殖质的合成，这些腐殖质有可能留在垃圾中，也可能进入渗滤液。这两种作用的综合 结果就是使渗滤液中既含有高浓度的有机物，也含有大量的植物营养物( 主要为 n h 3 n ) 及多种金属离子。 ( 3 ) 填埋方法。由于各个填埋场的填埋方法( 如压实度、填埋深度等) 对渗滤 液的水质具有一定的影响。增加垃圾的填埋密度和填埋深度，可减少垃圾的含水率和 土壤的渗水量，限制外来水进入填埋场，因此可推迟垃圾中有机成分的降解作用，使 渗滤液浓度较低，延长渗滤液的产生时间。 另外垃圾填埋场的填埋结构也直接影响到渗滤液的生物降解及稳定化过程。目前 根据垃圾层中空气的存在状况，填埋场结构可分为厌氧填埋、好氧填埋和准好氧填埋。 1 4 垃圾渗滤液的污染危害 垃圾渗滤液对环境的污染危害主要表现在对地下水和土壤的污染方面 在一些垃圾填埋场，随着时间的增长，填埋场周围的土壤对大部分有机污染物的 吸附达到饱和，甚至过饱和，达到最大吸附量后沿着地下水流向作扇形扩散，因此垃 圾渗滤液对周围地下水和地表水均会造成严重的环境污染。有资料研究表明：一旦地 下水源和周围土壤被垃圾渗滤液污染，想用人工方法实施再净化处理，技术上将非常 困难，其费用也非常昂贵，难以实施，从而严重威胁生活和生产活动”i 。c a l v e r t l 6 曾 报导距垃圾处理厂的蓄水池5 1 2 m 远的一口井中水，其硬度、钙、镁浓度、总固体量 和c 0 2 都有增加。德国l a n g 报导距离填埋场4 k i n 远的地表水下游，水质出现恶化。 赵万有等【7 1 报导，垃圾填埋如不采取防渗措施，x 寸i g - f 水必然造成严重污染，主要表 现在地下水的水质混浊有臭味，c o d 。，氮含量高；油、酚污染严重；细菌及大肠菌 超标。 渗滤液进入土壤后会产生一系列物理、化学作用，如过滤、吸附、沉淀等，致使 渗滤液中的污染物在土壤中积累，当积累过程逐渐占优，就会导致土壤正常功能失调， 土壤质量下降，影响农作物以及植被的生长。另外土壤中积累的污染物也极易进入地 表、地下水中带来污染。 1 5 目前垃圾渗滤液的处理方法简介 目前垃圾渗滤液的处理手段主要分为与城市污水合并处理和单独处理两类。渗滤 液与城市污水合并处理是目前国内常用的处理方案之一。由于垃圾渗滤液的高污染物 4 浓度、高氨氮和高重金属含量对城市污水系统的冲击负荷影响较大，故在合并处理中， 合理的控制垃圾渗滤液的进水比最为关键。根据加拿大科研机构分析i8 1 当渗滤液c o d 。 为2 4 0 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。当渗滤液c o d 。为3 5 0 0 m g l 左右，而流量不超过城市污水厂流量 的4 0 时，城市污水厂的处理效果也不受影响。由此可知。在合并处理过程中，垃圾 渗滤液的进水比一般都比较小，并且随着渗滤液中污染物含量的不同，进水比随之不 同。 虽然合并处理可以节省单独建设渗滤液处理系统的高额费用，但这并非是普通适 应的方法。考虑到渗滤液复杂多变的特性，在合并处理时污水的混合比例很难控制， 故处理量一般较小。另外，合并处理受到填埋场附近有无污水厂的条件限制，因此其 应用未能得到广泛推广。而单独处理可根据水质、水量设计，选择运行工艺，处理量 大，且不受污水混合比的限制，运行参数也易于获得和控制，属于国内外广泛采用的 方案。其处理方法主要包括：生物处理方法、物理化学方法以及物化一生物结合工艺。 1 5 1 生物处理方法 生物处理一般分为好氧生物处理、厌氧生物处理和厌氧好氧生物结合处理三 种。许多学者认为：对c o d 浓度在5 0 0 0 m g l 以上的高浓度垃圾渗滤液建议采用厌 氧方法进行前段预处理，然后采用好氧或其他后续处理方法；对c o d 浓度在5 0 0 m g l 以下的垃圾渗滤液建议采用好氧生物处理法；c o d 浓度在5 0 0 5 0 0 0 m g l 之间的垃 圾渗滤液可以根据实际情况选择好氧或厌氧处理1 2 1 。 1 5 1 1 好氧生物处理 好氧生物技术处理年龄较短和可生物降解的垃圾渗滤液，具有良好的运行效能， 可有效去除c o d 、b o d 5 和重金属。好氧生物处理工艺一般包括：活性污泥法、序批 式反应器( s b r ) 、循环式活性污泥法( c a s s ) 、氧化沟、耗氧稳定塘、生物转盘以 及滴滤池等。 浙江省杭州市天子岭垃圾填埋场渗滤液采用两段式活性污泥法生物处理工艺。当 进水c o d 和b o d 5 浓度分别为9 3 8 1 3 6 4 0 m g l 和4 7 2 6 2 3 8 0 m g l 时，两级曝气 池的停留时间分别为2 0 h 和1 5 h ，有机负荷分别为0 1 6 k g c o d ( k g m l s s d ) 和 0 0 7 k g b o d d ( k g m l s s d 1 时，c o d 和b o d 5 的去除率可分别达到6 2 3 9 2 3 和 7 8 6 9 6 9 ，磷平均去除率达9 05 ，总凯氏氮平均去除率达6 5 7 1 9 i 。 英国在1 9 8 3 年建成的b r y np o s t e y 填埋场渗滤液处理厂，运用曝气氧化塘技术处 理渗滤液。该该氧化塘有效库容0 0 0 m 3 ，由高密度聚乙烯材料( h d p e 膜) 作防渗衬 底，采用两台高效表面曝气机进行曝气，渗滤液最小水力停留时间1 0 d ，渗滤液处理 量0 1 5 0m 3 d ，此系统自1 9 8 3 年开始运行，渗滤液c o d ，b o d 5 的最大浓度分别为 2 4 0 0 0m g l 和1 0 0 0 0m g l ，f m 为o 0 5 0 3 k g b o d s ( k g m l s s 】d ) 时，c o d 的去 除率为9 7 1 1 0 1 。 1 5 1 2 厌氧生物处理 厌氧处理较之好氧处理具有许多优点，主要有能耗少、处理费用较低，污泥的比 增长量小，对无机营养元素要求低，对有机物处理负荷较高，特别是对许多在好氧条 件下难以处理的卤素多环芳烃等有机化合物有较强降解能力【6 i 。相对好氧，厌氧技术 更适合处理高浓度的有机废水包括垃圾渗滤液。 厌氧处理方法包括上流厌氧污泥床( u a s b ) 、厌氧接触法、厌氧淹没式生物滤 池、混合反应器、厌氧塘和厌氧折流板反应器( a b r ) 等。 b o r a z a c c o n i 等【1 1 1 用u a s b 处理c o d 平均浓度3 0 0 0 0m g l 的渗滤液，获得10 6 0 的c o d 去除率和3 0 6 0 的氮去除率。英国w r c l l 2 i 采用u a s b 处理c o d 浓度 超过1 0 0 0 0 m g l 渗滤液，在容积负荷为3 6 1 9 7 蚝c o d ( m 3 d ) ，平均泥龄为1 o 4 3 d ，温度为3 0 时，c o d 和b o d 5 的去除率可分别达到8 2 和8 5 。 李军等1 1 3 1 人采用复合式厌氧反应器和a o 淹没式生物膜曝气池及碱化吹脱塔技 术对深圳下坪垃圾卫生填埋场渗滤液进行处理，复合式厌氧反应器水力停留时间为 2 0 d ，容积负荷为9 5 k g c o d ( m 3 d ) ，水温为3 4 。c 时，其对c o d 和b o d 5 的去除率 可分别达到8 3 3 和8 8 ，4 。 h t i m u r 等1 1 4 1 人用实验规模的厌氧序批式反应器( a s b r ) 对渗滤液进行处理研 究。结果表明：容积负荷为0 4 9 4 9 c o d ( m 3 d ) 时，c o d 去除率在6 4 8 5 的范 围内，其中被去除的c o d 有8 3 转化为甲烷，假设剩余1 7 转化为生物体则计算的 生物体产量为0 1 2 9 v s s g c o d r 。，对比实验测得的污泥产量和内源腐败率常数分别为 0 1 0 9 v s s g c o d 。和o 0 1 d 。结果数据证明：a s b r 用于处理垃圾渗滤液是可行的。 沈耀良等i ”1 人采用厌氧折流板反应器( a b r ) 处理垃圾渗滤液混合废水，对反 应过程中的水解酸化作用及污泥特性进行了研究。结果表明：a b r 可以有效改善混 合废水的可生化性。进水b o d d c o d 为o 2 o 3 时，出水b o d 5 c o d 可提高为0 4 o 6 时，容积负荷为4 7 1 k g c o d ( m 3 d ) 时，形成沉降性能良好，粒径为1 5 m m 的 棒状颗粒污泥，各隔室中污泥浓度为2 0 3 8 9 l ，混合废水经a b r 预处理后大大促 进了废水进一步好氧处理运行的稳定性。 1 5 1 3 厌氧好氧结合处理 虽然实践证明厌氧生物反应器处理高浓度有机废水的有效性，但单独采用厌氧法 处理渗滤液很少见。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1 6 i ，经各种工艺组合的试验得出如下结论：对高浓度的垃圾渗滤液 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 5 去除率分别为 8 68 和9 7 2 。邹莲花等5 1 人报道采用厌氧一吹脱一缺氧一混凝沉淀流程处理深圳市玉 龙坑生活垃圾填埋场渗滤液，当c o d 。= 2 5 0 0 m g l ，b o d 5 = 1 5 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。同济大学徐迪民等1 7 i 采用低氧 好氧两段活性污泥法处理实验室模拟配制的垃圾渗滤液，其中c o d = 6 4 6 6 m g l ， b o d s = 3 5 0 2m g l ，s s = 2 4 0m g l ，p h 为5 6 5 ，获得出水c o d = 2 2 6 7 m g l ， b o d 5 = 1 3 3 m g l ，s s = 2 78m g l ，p h 为6 5 75 的良好效果。 l5 2 物理化学方法 物理化学方法主要有：吹脱法、投加混凝剂、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、膜分析、气提、湿式氧化等多种方法。和生物处理 相比，物化处理不受水质水量变化的影响，出水水质比较稳定，对难以生物降解的垃 圾渗滤液有较好的处理效果。物化方法处理成本虽然较高，但对于垃圾渗滤液某些污 染物的处理还是必要的。 一般来讲，物理化学方法主要用于垃圾渗滤液的预处理以及后续处理。 1 5 2 1 吹脱法 吹脱法塘1 是渗滤液预处理的一种方法，主要用于渗滤液中氨氮的去除，目前研究 较多的是曝气吹脱技术和吹脱塔脱氨技术。 曝气吹脱技术是直接或调整p h 后在调节池或者专门吹脱池中曝气，以达到脱氨 和改善营养比例的作用。沈耀良等1 1 9 i 对苏州七子山垃圾填埋场渗滤液的吹脱预处理试 验中发现，在温度为2 5 5 ，p h 为1 1 左右，吹脱的时间为5h ，吹脱效率超过8 25 。 王宗平等【2 0 i 在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验研 究表明：曝气吹脱预处理是经济有效的，不仅可以有效去除氨氮，c o d 。，也大幅度下 7 降，氨氮去除率可达6 8 ，c o d 。去除率可达7 6 ，而在不曝气的情况下，氨氮与 c o d 。，的去除率仅分别为2 7 和2 2 。 国内一些学者利用吹脱塔对渗滤液进行了预处理研究。吴方同等【2 1 人的研究表明 在温度为2 5 ，p h 为l o 5 1 1 o ，汽水比为2 9 0 0 3 6 0 0 的条件下，吹脱效率在9 5 以上，c o d j n 的比值得到明显改善。陈石等2 2 1 人研究表明在温度为2 0 ，p h 为 1 0 8 ，汽水比为5 0 0 0 6 0 0 0 ，水力负荷为2 8 3 m 3 ( m 2 h ) 的条件下，初始氨氮浓度为 2 0 0 0 m g l 时，去除率达到8 0 以上。但吹脱塔脱氨除了存在二次污染的问题以外， 还存在结垢、回调d h 、初期投资较大等问题。 1 5 2 2 混凝法 混凝法是借助于混凝剂对胶体离子的静电中和、吸附、架桥等作用使胶体离子脱 稳，在絮凝剂的作用下，发生絮凝沉淀以去除污水中的悬浮物和可溶性物质。混凝法 具有工艺可靠、处理效率高、设备简单、运行稳定易管理等特点。 张兰英等1 4 l 利用铅矿混凝以及吸附方法对垃圾渗滤液进行处理，结果表明，其中 4 8 9 3 的有机物被去除，其他有机化合物的去除率在5 0 7 0 之间。 1 5 2 3 吸附法 利用吸附作用进行物质分离已经有很长的历史，常用的吸附剂有活性炭、沸石、 粉煤灰及城市垃圾焚烧炉底渣等【2 3 1 。在处理垃圾渗滤液过程中，吸附剂主要用于脱除 水中难降解的有机物、金属离子和色度等。张兰英等“1 用铝土矿吸附渗滤液，有4 8 9 的有机物被去除。f e t t i g 等1 2 4 l 贝u 用活性炭吸附预处理渗滤液。p i r b a z a r i 等【2 5 i 用生物活 性颗粒炭，即在活性炭上驯化培养生物膜降解有机物。试验表明：用生物活性炭吸附 处理渗滤液和高浓度的有机废水具有很大的潜力，废水中总碳的去除量和生物浓度与 生物的增长曲线有密切的关系。y i n g 等1 2 6 1 将粉末状活性炭投入间歇式活性污泥反应 器中，由于降解和吸附同时进行，出水水质明显比两者的单独作用要好，并且费用比 传统的粒状活性炭吸附的费用要低。活性炭吸附法可以有效地去除渗滤液中的绝大多 数有机物，并且适应水量和水质污染负荷的变化范围比较大，设备简便。但是活性炭 吸附过程易受p h 值和水温等因素的影响。隋智慧等人1 2 3 i 用混凝与吸附联合的方法， 对北京安定垃圾卫生填埋场进行了预处理的研究，结果表明，该方法对废水c o d 。 的去除率稳定在7 0 左右，且受水质变化的影响不大。 1 5 2 4 化学沉淀法 c a ( o i ) 2 是最常用的化学沉淀药剂。对垃圾渗滤液处理来讲，其投加量通常在l 1 5 9 l 之间，可获得2 0 4 0 的c o d 去除率，9 0 9 9 的重金属离子去除率， 7 0 9 0 的色度、浊度及s s 等的去除率。”。 另外，也可投加药剂用于氨氮的预处理。方建章等i3 1 1 利用m 9 2 + , m n 2 + 分别与p 0 4 ” 作用去除氨氮，生成磷酸镁铵沉淀等。在原水氨氮含量高达5 0 0 0 m g l 的情况下，取 得了高达9 6l 的氨氮去除率。 1 5 2 5f e n t o n 试剂氧化法 f e n t o n 氧化法是目前应用较多的一种化学催化氧化技术，其原理是将废水中的有 机物氧化成小分子的碳氢化合物或完全矿化成c 0 2 和h 2 0 。f e n t o n 氧化法可使带有 苯环、羟基、c o o h s 0 3 h 、- n 0 2 等取代基的有机化合物氧化分解，从而提高废水的 可生化性，降低废水的毒性，改变其溶解性、混凝沉淀性，有利于后续的生化或混凝 处理。f e n t o n 试剂具有反应迅速，温度、压力等条件缓和且无二次污染，试剂价格低 廉等优点而被广泛应用1 3 2 j 。 程洁红，李尔炀等1 3 3 运用采用f e n t o n 法将城市垃圾渗滤液进行催化氧化后，再投 加聚合铁进行混凝沉淀处理，结果表明，当f e s 0 4 7 h 2 0 的投量为o2 ， h 2 0 2 f e s 0 4 7 h 2 0 为1 1 ，聚合铁的投量为1 2 时，c o d 去除率为6 8 2 ，色度去 除率为9 8 。 ； 1 5 2 6 光、电催化氧化 光催化氧化利用的能源既可以是太阳光，也可以是通过现代技术制造出来的特定 波长的各种灯管光源。光催化剂是光催化反应中的关键影响因素，常用的催化剂有： t i 0 2 、c d s 、f e 2 0 3 、z n o ：z n s 、a g i 等半导体。其中t i 0 2 以化学性质及光学性质较 为稳定、光催化活性较高、无害、价格便宜和使用