（环境工程专业论文）西北地区垃圾填埋场渗滤液处理方案优化研究.pdf

谣安建筑幕车菝太孥疆圭学谴论文 嚣北地区垃圾填埋场渗滤渡处理方案优化研究 专业：环境工程 硕士生：赵莉 指导教颤：张恚杰教授 攘要 城圾渗滤泼是城密垃毂邋生填壤过程孛产生豹= 次嚣璇污染阏蔻之一，其处理 则是保证垃圾卫生填埋的重要措越，也是解决垃圾污染问题的重婺组成部分。垃圾 渗滤滚是一转污染受棼稷寒鹣毒瓿璇求，其主要袋分是垃圾孛毒掇镑簿瓣过程中产 生的中间体有机酸和溶解蚀营养盐。典型的渗滤液中b o d 。含量可高达( 卜5 ) 1 0 4 m g l 麦骞。嚣毙垃圾渗滤滚魏处理一壹楚整暴靛瓣一令难题。瓣嚣星痰崧垃圾渗 滤液的工艺研究很多，而且存在着正艺复杂，停留时间长，处理成本高，处理后的 拳曩织有令粼矮嚣鼹器这标等润嚣。嚣薅，单一磷宠较多，缘台势辑较少。因戴， 对现肖研究方法进行综合分析、对比，从中筛选优化几种适合我网西北地区垃圾渗 滤滚麴楚理方寨，是热快这壤域磷究羁痰耀戆一条捷径，其枣羹要戆实雳蛰蓬， 本文首先对垃圾填埋场渗滤澈的产生机理、产量及其影响因綮、水质特征及其 交毽攥律襄搂埋垃浚串污染甥熬溶爨藏律瀵行了分耩探讨。箕次，霹渗滤滚豹熬毽 特性作了深入的分析。处理特性指那些影响其处理工艺选徉及处理效果的主要指标 魏特控及其炎纯囊襻，懿：零震懿攀蔫牲交纯( 霹逶过淫碧波进露谖节) ；零凌鏊壤 埋龄的变化问题( c o d 、b o d s 、n h 。- n 、金属离子等随垃圾的初期调节、转化、产酸、 产早靛及袋熬貔袋懿进程霹嶷纯) ；浅染戒分及其交纯鹣复杂往( 体疆在渗滤滚串联 含污染物多、难降解物多、有毒有鬻物多、地区差异大，缀期和长期变化犬) 。通过 鼹魏蠢研究成栗( 簸毽方絮、楚理方法及楚蓬工芑) 戆努辑毙较，结合瓣l l 逡嚣垃 圾填埋场多建于山铸地带，渗滤液污染物浓度高、氨氮含基高的特点，提出两种符 合蘧l e 建莲特焘豹赴毽方寨；l 。渗滤滚与城枣污承联合姓壤2 建 鼗独立豹场肉楚毽 系统。其中肖案一悬首选方案，此方案比较经济，易于实现，操作管理方便。摊荐 采曩l 如下王慧瀛稷( 1 ) 渗滤液一调繁逮一唆麓塔一滢凝滚淀一厌畿生鐾楚毽一浚淀 池一污水厂；( 2 ) 渗滤液一循环回灌一吹脱塔一氧化塘一污水厂。采用方案二时的工 艺浚程絮下：( i ) 渗滤液一调苓灌一欢麓塔一一缀获氧涟一= 缀获裁澹一滋淀邀一瀑 气池一二沉池一混凝沉淀一水生植物塘；( 2 ) 渗滤液一调节池预曝气一混凝沉淀一调 蓄泡一曝气漶一沉淀池一鬣瀑气一好氧氡纯藉一移滤一懑缝楚瑾：f 3 ) 渗滤滚一谖萤 瑟安建筑科技大学硕士学位论文 涎一欢怼塔一气浮进一热交换嚣一厌辍反痤嚣一a10 接熬裁纯弛一沉淀涎一微滤 器一纳滤器一出水。无论选用嘲f ；种方寨，渗滤液均须进行必骤的物化预处理，其中 氨氯豹去涂是一难点，本文对渗滤滚甄氮豹糕骧鼓零一嚷黢法，奄豫学氧继法、混 凝沉淀法、生物脱氮技沭进行了综合研究，对确保渗滤液的艏续主体工艺一生物处 淫稳定运行著绦证较抵靛塞零瓣 l ；+ - 辩，t n 浓度其有重要意义。 上述研究结果对两北地聪城市垃圾填埋场渗滤液的处理方案选定有一定的指 簿意义羁实臻羚毽， 荧链词：垃圾壤蠼场渗滤滚瀵凝沉淀茨氧黧勃处攥吹裁法a10 援熬氧化邀 西安建筑科技大学硕士学位论文 s t u d y o n o p t i m i z a t i o n o fl a n d f i l ll e a c h a t et r e a t m e n t i nn 0 r t h w e s ta r e a s 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 g r a d u a t e ：z h a ol i i n s t r u c t o r ：p r o f e s s o rz h a n g z h i j i e a b s t r a e t l a n d f i l ll e a c h a t ei so n eo ft h ee n v i r o n m e n t p o l l u t i o n w h i c hc a u s e d b y t h e m u n i c i p a lw a s t el a n d f i l l 。t h et r e a t m e n to f l e a c h a t ei sa ni m p o r t a n t a s p e c to fs o l v i n gt h e d o m e s t i cr e f u s el a n d f i l lp o l l u t i o n l a n d f i l ll e a c h a t ei sac o m p l e xw a s t e w a t e rw h i c ht h e c o m p o s i t i o n o fc o n t a m i n a n t sa r em e d i u m o r g a n i ca c i d s a n ds o l u b l en u t r i e n t sm a t t e rf r o m w a s t ed e c o m p o s i t i o n i ng e n e r a l ，t h ec o n c e n t r a t i o no f c o n t a m i n a n t si sv e r yh i g h ，s u c ha s b o d se q u a lt o ( 1 - 5 ) 1 0 4m g l 。t h e r e f o r e ，l a n d f i l ll e a c h a t et r e a t m e n ti s ad i f f i c u l t p r o b l e mf o rt h e r e s e a r c h e r sa n de n g i n e e r si nt h ew o r l d a t p r e s e n tm a n y r e s e a r c h e r sh a v e b e e ns t u d y i n go nt h el e a c h a t et r e a t m e n tt e c h n o l o g i e s ，b u tt h e r es t i l la r em a n yd i f f i c u l t p o i n t s ：c o m p l e xt r e a t m e n tp r o c e s s ，l o n g e rs l u d g er e t e n t i o n ，h i g h e r c o s t sa n d p o o r t r e a t m e n tr e s u l t s ，m o r es i m p l e xa n dl e s s e ra n a l y s i so ft h et r e a t m e n tt e c h n o l o g i e s 。 t h e r e f o r e ，i ti sas h o r t c u tf o rt h es t u d ya n du s a g eo f l a n d f i l ll e a c h t a t et r e a t m e n ts t r a t e g i e s i nt h en o r t h w e s ta r e a st os e l e c ta n do p t i m i z et r e a t m e n tt e c h n i c s b ya n a l y z i n ga n d c o n t r a c t i n g t h e i ra d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e s f i r s t l y , t h eg e n e r a t i o np r i n c i p a l s ，t h eq u a n t i t y , t h e i n f l u e n t i a l f a c t o r s ，q u a l i t y c h a r a c t e r sa n di t sc h a n g i n gl a w , t h el e a c h i n gr u l eo fc o n t a m i n a n t sa r es t u d i e d s e c o n d l y , i t a n a l y z e st r e a t m e n tc h a r a c t e r i s t i c so f t h el e a c h a t et r e a t m e n tw h i c hr e f e rt ot h em a i n i t e m s c h a n g i n gl a w , f o re x a m p l e ：t h eq u a l i t yc h a n g i n gl a r g e l yw i t ht h es e a s o n ( s o l v e d b yb u i l d i n gab a l a n c i n gp o n d ) ；t h eq u a h t yc h a n g i n g w i t ht h ea g eo ft h el a n d f i l l ( i nt h e d i f f e r e n tr e f u s ed e c o m p o s i t i o ns t a g et h ec o n c e n t r a t i o no fc o d ，b o d 5 ，n h 3 n ，h e a v y m e t a l sa r eq u i t ed i f f e r e n t ) ；t h ec o m p l e x i t yo ft h ec o n t a m i n a n t s ( r e p r e s e n t e db yt h e c o m p l e xp o i s o n o u sp o l l u t i o n m a t t e rw h i c hv a r yi nd i f f e r e n ta r e a s ) a n dt h e n , i nt e r m so f t h en o r t h w e s ta r e a sl a n d f i l ll e a c h a t e sc h a r a c t e r i s t i c ；s o m eo ft h ep r o j e c t sa n dm e t h o d s a r es e l e c t e d i ti st r u et h a tm o s to f t h e m u n i c i p a ll a n d f i l ll i e si nt h e n a t u r a lv i l l a g ea n dt h e e c o n o m i co f t h en o r t h w e s ta r e a si ss t i l lb a c k w a r d 。t h et w o p r o j e c t sa r e ：1 c o m b i n i n g t h e l e a e h a t ew i t ht h em u n i c i p a lw a s t e w a t e r 2 b u i l d i n gt h eo n - s i t ew a s t e w a t e rt r e a t m e n t 3 西安建筑科技大学硕士学位论文 p l a n t t h ef i r s to n e i sr a t h e re c o n o m i ca n d e a s y t oc a r r yo u t i ti sa l s oe a s yt om a n a g ea n d m a i n t a i n 。s ot h ef r s to n ei ss u p e r i o rt ot h es e c o n d t h er e c o m m e n d e dl e a c h a t et r e a t m e n t p r o c e s s a r ea s f o l l o w s ：( 1 ) l e a c h a t e f a e u l t a t i v e p o n d a i r - s t r i p p i n g c h e m i c a l p r e c i p i t a t i o n a n a e r o b i cf i l t e r s e t t l i n gt a n k w w r p ( 2 ) l e a c h a t e r e e i r c u l a t i o n a i r - s t r i p p i n g a e r a t e dp o n d w w t e i ft h es e c o n dp r o j e c ti s s e l e c t e d ，t h ep r o c e s sa r e ： ( 1 ) l e a c h a t e f a c u l t a t i v ep o n d a i r - s t r i p p i n g - - a n a e r o b i cr e a c t o r1 一a n a e r o b i cr e a c t o r2 + s e t t l i n g t a n k a e r a t e dp o n d c h e m i c a l p r e c i p i t a t i o n p l a n t sp o n d ( 2 ) l e a c h a t e p r e - a e r a t i o n f l o c c u l a t i o nn e u t t a i l k a e r a t i o n t 蚰k s s e t t l i n g p o s to x i d a t i o n a e r a t e d l a g o o n s f i l t r a t i o n w e t l a n d ( 3 ) l e a c h a t e b a l a n c i n gt a l l k a i r s t r i p p i n g f l o c c u l a t i o n h e a te x e h a n g e a n a e r o b i cr e a c t o r a oa e r o b i cl a g o o n s p r e c i p i t a t i o n n a n f i l t r a t i o n r i v e r p 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 ti sv e r yi m p o r t a n tf o rt h el e a c h a t e t r e a t m e n t ，e s p e c i a l l yr e m o v a lo fa m m o n i a a tl a s t ，t h ed e r d t r i f i c a t i o nt e c h n o l o g i e s ： a i r - s t r i p p i n g ，e l e c t r i c c h e m i c a lo x i d a t i o n , c h e m i c a lp r e c i p i t a t i o na n db i o d e n i t r i f c a t i o n a r er e v i e w e d i ti se s s e n t i a lf o rt h ef o l l o w i n gb i o t r e a t m e n tp r o c e s sa n de n s u r i n gt h e d i s c h a r g e d w a t e rw i t hl o wc o n c e n t r a t i o no f n h 3 一n t h er e s u l t ss t u d i e da b o v eh a v eg u i d ea n dp r a c t i c a ls e n s ef o rt h el a n d f i l ll e a c h a t e t r e a t m e n ts e l e c t i o ni nn o r t h w e s ta r e a so f c h i n a k e yw o r d s ：m u n i c i p a l w a s t el a n d f i l l ；l e a c h a t e ；c h e m i c a l p r e c i p i t a t i o n ；a n a e r o b i c t r e a t m e n t ；a i r - s t r i p p i n g ；a j oa e r a t e dl a g o o n 4 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：赵韵 日期：瑚曩弓。j s 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。 ( 保密的论文在论文解密后应遵守此规定) 论文作者签名：起翻导师签名：徽磊生日期：锣歹膳 注：请将此页附在论文首页。 西安建筑科技大学硕士学位论文 i 绪论 1 1 我国城帝城辗获掇 改革拜放以来，我国经济持续羯遮增长，城审化进程发黝嚣蘧。隧潜我国城甍i 数量姻酗瓢 蕊摸的扩大和入口静增多，城市垃圾识相应遗邂速增长。自1 9 7 9 年以来，我国豹城市垃圾的年 平均增长攀迭& 9 8 ，由1 9 8 0 年鳇3 1 3 2 万嵫蠼至1 9 9 5 年黪1 0 7 4 8 万吨，增瓣了2 4 3 + 2 “1 。 我隧城市a 口约2 1 亿“。城市居鼹生活垃城产出量大，人均率产达4 4 0 k g 。锵1 9 9 6 年统计， 垒潮城蠢垃圾瀵运避远1 钇晾，且塔年均8 6 湖魄速度增长，预计到2 0 0 0 年撂然到l 。2 - - i 。7 4 亿喃“棚。近年来，我国城市生活垃缴业已对黼及城市周围豹生态环境构成网趋严重豹威胁。 对：套匡2 9 8 个城带螅调查终累表硬，舞i 适当她处理饔处置壤帮蝰毂，不仅造成了严重鲍邵壤卫 童的恶纯，艇要占用大量的土地。据粗略估计，城市绽撅年鬻占用土地4 0 0 0 商以上，若考虑 蠼投及累计阪素，臻城市罄傣废弃物将戳每l o 年占蟪4 6 l 妒言妁遨度增搬嘲。医垂b 我蓬 政府部门及各地环境卫生和环境保护专家相继进行了城市垃圾的处理( 鼹) 和浮染控制授术的 研究与嚣发。 1 2 城泰垃圾熬产生凝其牲藏 城市蛾圾指城常居民在翻常生活中抛弃的家庭垃圾、商业j 蠹圾、邋路扫集物及部分建筑垃 圾。删奄垃圾静产生璧誉莰与城蠢发曩援模、夫日增长逮艇螽关，还与城帮屡民鲍生活水 平和生活习惯有关。我国目前正处予经济发展和振兴阶段，垃圾产生爨的年增长率大多为7 一 i i 。5 蛙，镬敬美善罄海6 一l o 麓，嚣零巍9 。囊援遥嶷臻，经溺发这设憨竞善熬城泰，箕生港 垃嘏的增长率通常为3 5 ，如以色硎、美阑、原西德、荷兰、瑞典依次为5 、3 4 、4 ，3 、2 鞠。撼痞垃毅鸯摧长；陶国家塞攒踌秘爵罄扶凝l ；甍。舞美毽1 9 6 1 歪1 9 7 0 每懿 家纛垃圾产耀年增僻为5 ，1 9 7 0 年至1 9 7 8 年因经济萧条而降为2 ，1 9 7 8 年至1 9 8 0 年随 答工监皎鬟苏又恢复戮3 4 。蓦，畦蛮1 9 9 1 年戆生滔楚装产爨失2 1 。8 7 万噫，露产垃圾6 露 吨，比1 9 8 5 年的1 & 6 l 万吨懒口了3 2 3 万吨，年增长率为2 6 n ，目前的增长率则在5 鲥左右。 篓靛，我嚣全重蟪袋熬年餮长攀平_ 蚜必& 9 8 ，这种增长趋羹蕊继续爨挎较长酌嚣誊鬟。我国今 后蒋千年内城市垃域的年产蠛可用蜡长率公溅1 1 来推算： = 3 1 0 0 x ( i + 8 + 9 蹒f l 。1 ) 式中；r 一- 年后婀年垃城总产量( x 1 0 吨) ； 3 l 一i 鹁0 每莸霉豹城蘸垃毅年产量l 秽涟； 8 9 8 一垃城产量年均增长率； 注：本论文为陕西省科委攻关谍蹶研究内梅之一。 西安建筑科技大学硕士学位论文 一推算年限( 以1 9 8 0 年为起始年份) 。 由l l 式计算可知，若按目前的经济速度持续发展，则到2 0 0 0 年，我国的城市垃圾年产 量将达1 7 4 x1 0 6 吨左右。 匡i 内许多城市的调查还表明，城市垃圾的产生量还与年中不同季节的变化有关。这种变 化随不同的季节而呈现出波浪形起伏的规律，且与年增长率无显著的相关性说明这种变化规 律是相对稳定的。为此，有关报道。1 己提出如下式模式( 1 2 ) ，用于推算未来月份的垃圾产生 量： m = n t o + x k ( 1 - 2 ) 式中：m 。一推测月的垃圾月产量； 一推测月的天数； 丁一去年同月的垃圾平均日产量； z 一年增长率： u 一修正系数。 目前，我国城市垃圾成分总体匕呈现出有机物增加、可燃物增多、可利用价值提高的趋势。 但是由于各地区经济发展水平的不平衡，垃圾的成分和特征存在着很大的不同。尤其是许多的 中小城市的生活垃圾的组成与大城市有明显的区别，其有机物含量仅为2 0 - - 3 0 ，无机成分则 通常在6 5 以上，废品的比重更低。此外，城市垃圾的组成成分与城市居民的消费水平、生活 习惯以及城市设施的现代化程度等因素有关。在同城市、同地区生活的居民，会仅仅由于 使用的燃料的不同而导致迥然不同的垃圾产量和成分。据调查“3 州，上海市某地区使用气 体燃料户比使用固体燃料户的人均日垃圾产量少0 2 k g , 北京的这个数字为n4 k g 。而且前者所 产生的士立圾中的有胡彰晗量明显高_ 于后者。在我国大城市垃圾中有机成分一般在3 6 - - 4 5 ， 无机般在5 0 以上。其中有机物主要是厨房垃圾，而其9 0 - - 9 5 是蔬菜废物，其它仅占5 1 0 。有机废物的含水率通常在6 0 左右。无机成分则以炉灰为主，占9 0 以上。 1 3 城市垃圾的危害 城市垃圾对城市环境及周围地区的生态环境的污染破坏是十分明显的。首先，城市垃圾影 响市容和城市的精神文明建设，直接损害城市和地区的旅游事业，影响国家的荣誉。其次，生 活垃圾中含有较高比例的有机成分，在微生物的作用下，有机物发生腐败产生强烈恶臭和有害 性的氨气、硫化氢和硫醇类碳氢化合物气体，影响城市大气质量。再者，不合理收集和堆放的 城市垃圾堆往往是有害飞虫的聚集地，因而它常是城市人群呼吸道系统疾病的强烈敏感源，对 城市居民的健康构成严重的威胁。城市垃圾卫生填埋严重污染水体，影响水生生态环境。 1 4 生活垃圾渗滤液的研究概况及本论文研究的目的、内容和意义 西安建筑科技大学硕士学位论文 1 4 1 垃圾渗滤液的性质及其危害 生活垃圾渗滤液是种污染负荷很高的有机废水，其主要成分是垃圾中有机物降解过程中 产生的中间体有机酸和溶解性营养盐。典型的渗滤液中b o d 5 含量可高达( 1 5 ) x1 0 4 m g l 左 右。由于渗滤液的量较小，因而长期以来未得到足够的重视。但是自从2 0 世纪6 0 年代以来， 世界各国逐渐意识到渗滤液对地面水和地下水的污染并展开了研究“。渗滤液可对自然水体 产生严重的污染。根据1 9 7 7 年资料m 1 ，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；我国兰州东捌睡滩水源地因垃圾渗滤液污染而废弃，西盆地马滩水源地部分水井 也因此而报废；澳门与珠海市交界处的茂盛围因澳门垃圾渗滤液污染，当地河流鱼虾绝迹，农 田失收。在匕海黄浦江上游的港口段，曾是水质较好的江段之一，但近十多年来，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 江中，尤其是在 雨季，雨水洗淋垃圾层后随同渗滤液汇入江中，对 亥段江水造成了极大的污染。又如哈尔滨市 韩家洼子垃圾堆场，由于露天不卫生堆放，业已监测表明对地下水造成严重污染。地下水的浊 度、色度、各种重金属及细菌等已远超过地下水水源及饮用水水质标准，其中地下水中含汞量 超标达2 9 倍，大肠杆菌超标4 0 倍。 1 4 2 我国垃圾处理的技术政策 以填埋方式处理生活垃圾的技术工艺较简单、投资少、处理量大、运行费用低，管理和运 输方便，是当今发展中国家城市生活垃圾的主要处置方式。国家科委社会发展科技司和建设部 科技发展司认为：“我国垃圾处理的技术政策为：近期内应着重发展卫生填埋和高温堆肥处理技 术，有条件可发展焚烧与综合利用技术州1 “。我国从上世纪8 0 年代初开始进行城市垃圾的无害 化处理。作为个发展中国家，无论从经济、技术，还是从废物的现状来看，城市垃圾的卫生 填埋是项适合我国国情的实用技术。目前，我国几乎9 眺以上的生活垃圾是采用填埋法处理 的。我国在1 9 8 9 年颁布了城市生活垃圾卫生填埋技术# 滩( g j j l 7 喝8 ) ，但是对垃圾渗滤液 的处理无具体规定；同时因为垃圾渗滤液水质变化范围极大，各种污染物浓度高，因此垃圾渗 滤液的处理一直是世界性的一个难题。 1 4 3 垃圾渗滤液处理技术研究概况 纵观国内外的垃圾渗滴掖处理技术主要包括综合处理法和单独处理法。综合处理法是将 渗滤液直接排入城市污水厂与城市污水合并处理的方法。单独处理法主要有回灌法、生物处理 法和物理化学处理法。渗滤液回灌可以分为表面灌溉、竖井式、水平井、喷灌和针注等五种方 法。生物处理包括活性污泥法、氧化塘、滴滤床、厌氧滤床、厌氧接触反应器、硝化、反硝化 等；物理化学处理包括沉淀凝聚、化学氧化、吸附、离子交换、反渗透、消毒等“”。同济大学 研究了低幸卜好氧两段活性污泥法处理垃圾渗滤液工艺，进水c 0 1 ) = = 6 4 6 6m g l - 。b o d , = 3 5 0 2 西安建筑科技大学硕士学位论文 m g u ，s s = 2 3 9 6m g l - ，p h = 5 6 5 ，一段曝气1 3 h ，二段曝气8 3 h ，处理后的出水c 0 瞻 3 0 0 m g u ，b o d ； 5 0m g l - ，s s 1 0 0m g l - ，磷去除率为9 0 8 ，总氮去除率仅为6 7 5 9 6 ，基本上能达 到排放标准“。；重庆西南师范大学研究了厌氧一好氧生物荤附扛艺技术，处理后的出水除重金属 外基本上达到国家三类废水排放指标；杭州3 0 0 t d 垃圾渗滤液处理后水质仍不能达到排放标 准；武汉环卫科研所监测了武汉郭茨口垃圾填埋场氧化塘的排放水质，其氮氦，s s 、大肠菌群 等均超标。英国和香港采用好氧生物法处理垃圾渗滤液，当进水c o d 。= 8 7 3 2 0 8 0 0 m g l l ， m n = 1 8 0 2 5 6 3 i i i g l _ ，在生物氧化塘中滞留1 5 4 0 d 后，氪氮去除率最高可达9 9 5 ，c 0 可 降至7 6 1 3 2 0i i i g l - 【，b o i x o 5 表明这段时期渗滤液有机物浓 魔尽管较裔，但是可生纯性好，较易降解：填埋4 a 后渗滤液中有机物浓度急剧下降，c o d 降至 $ 0 0 0 m g l 左右，b 0 魄c o d 1 0 1 c i i l s ) ，致使地下水部分进入填埋场渗滤液中。此 外国内垃圾填埋场截洪沟大部分采用浆砌块石，地表水截流效果不佳，由于地下水、地表水部 分进入填埋场而降低了渗滤液的浓度。涮市下坪垃圾填埋场底铺设h t p e ，场外径流采用水泥 砂浆沟截留，所以渗滤液水质浓度与国外相近。 另外，渗滤液水质还与填埋方式有关，大部分垃圾填埋场为山谷型填埋场，填埋场般要 使用几十年不等，也有的填埋场因地形的影响，一般个填埋区只能填埋几年。各填埋区垃圾 渗滤液单独收集时，其中有机污染物的降解和集中收集的渗滤液有机物逐年降解速度上也有所 不同。 2 2 4 垃圾填埋场渗滤液水质预测 前面已经论述了影响填埋场渗滤液水质的主要因素我们进行垃圾填埋场渗滤液处理研究 及设计时，还必须预测渗滤液主要污染物浓度，通常有两种方法： ( 1 ) 参考自然条件接近的同类填埋场的设计值或实际运行监测资料 由于填埋场渗滤液水质受多种因素影响而有显著变化，因此国内、外普遍采用这种方法进 行渗滤液水质预测。如深圳市下坪垃圾卫生填埋场和麦园垃圾卫生填埋场渗滤液设计值是参照 国内外自然条件相近的同类填埋场渗滤液运行监测资料预测的。 ( 2 ) 取所填埋垃圾样品做浸泡、淋滤的模拟试验 杭州天子岭垃圾填埋场渗滤液水质是采用垃圾浸泡、淋滤的模拟试验取得的。首先采取有代表 性的垃圾样品，然后根据气象水文资料确定试验漫泡、喷淋的水量等参数进行试验，试验结果 c o o 约6 0 0 0 m g l 、b 0 风约3 0 0 0 i l l g 儿该预测水质基本与近期实际运行渗滤液水质监测数据相近。 但此种预澳4 方法的缺点是较难预测填埋场渗滤液水质阶段变化情况。 2 3 渗滤液中的主要污染物 - 2 3 1 垃圾分解朝理 如上所述，垃圾在填埋场内分解分为五个阶段：调整期、过渡期、酸形成期、甲烷形成期、 最后成熟期。在这些过程中存在两种主要作用，一是固体垃圾中有机物分解，形成可溶性或挥 发性的产物，进 渗滤液或大气；另种作用是稳定的腐殖质的合成，这些腐殖质一部分留在 垃圾中，一部分进入渗滤液。这两个作用的综合结果是使垃圾渗滤液中不同分子有机物增高， 主要含以下三大类： 西安建筑科技大学硕士学位论文 ( 1 胝分子量的脂肪酸： ( 2 墉殖质类和高分子量的碳水化合物： ( 3 ) 中等分子量的灰黄酸类物质约9 嘴的可溶性有机酸是短链的。可挥发性脂防酸中的主要 成分是醋酸、丙酸和丁酸：其次是带有烃基的芳黄霉酸，其分解机理如图2 2 所示”】： 2 3 2 垃圾渗滤液中的主要污染物 a 有机污染物 郑曼英等池4 町采用惠普5 8 9 0 型g s 和5 9 2 7 型m s 联机分析测定了垃圾渗滤液中的含c 有机 物，共检出主要有机污染物7 7 种，其中芳烃类2 9 种，烷烃烯烃类1 8 种，酸类8 种，脂类5 种，醇、酚类6 种，酮、醛类4 种，酰胺类2 种，其它5 种。在7 7 种有机污染物中，己被确认 的可疑致癌物1 种，促癌物、辅致癌物5 种。被列入我国环境优先污染物“黑名单”的5 种。 c e c i l l i ao m a n 等采用期相色谱与质谱联用分析测定了垃圾渗滤液中的含c 有机物，共 检出有机污染物4 5 种。 b 重金属离子 多数填埋场因为只接受生活垃圾，渗滤液中重金属离子含量很少，但某些填埋场由于有工 业垃圾的进入，使渗滤液中含有多种重金属离子，如吼、p b 、c d 、c r 、z n 、f e 、a s 等障1 。这些重金属离子会对生物处理过程产生严重的抑制作用，因此在生物处理前需经预处理 西安建筑科技大学硕士学位论文 去除这部分重金属。沈耀良等研究了混凝沉淀一焦碳吸附法对重金属离子的去除对c u 、 p b 、c d 、c r 和z n 的去除率为5 0 i 0 0 。 2 4 垃圾填埋场渗滤液的生态影响 长期以来，填埋场渗滤液被认为是地表水及地下水的潜在污染源。渗滤液所负载的有机物 的有氧降解会消耗纳污水体中的溶解氧。同时，填埋场渗滤液通常含有的高浓度氨( 源自蛋白 质及其它含氮有机物的降解) ，已被证实对许多鱼类、藻类以及些作物具有毒性“。实际上， 富含氨的废物对细菌、藻类、浮游动物及鱼类的毒性已成为全球范围内的环境问题。另外，渗 滤液还将污染附近地区的土壤和植被，并对植物的生长产生毒害m 。 2 5 本章小结 本章详细分析了渗滤液产生机理、渗滤液的主要来源；渗滤液的持续时间、流量和水质变 化特征：渗滤液的水质如b o d 抑d 、n 及金属离子的变化规律；垃圾成分、填埋时间和填 埋工艺对渗滤液水质的影响；指出渗滤液不同于一般城市污水的其他问题：含磷量低、碱度较 高及无机盐含量高等：认为在我国开展垃圾渗滤液水质预测工作时可从两方面着手：( 1 渗考自 然条件接近的同类填埋场的设计值或实际运行监测资料( 2 坤撕填埋垃圾样品做浸泡、淋滤的 模拟试验；同时指出垃圾渗滤液中有机污染物质及其对自然环境的生态影响。 西安建筑科技大学硕士学位论文 圾填埋场内的渗滤液是由垃圾分解后所产生的液体与外来水分( 包括大气降水、地表径流、 地下水浸入等) 所形成的垃圾层的内流水。渗滤液产生量受场地条件( 地下水位、填埋场土质、 水文条件等) 、气候条件( 降雨量、蒸发量、风速等) 、垃圾的组成及堆放量、堆赶旺e 度、填埋 场结构、排水设施、堆放方式等诸多因素的影响嘶4 。从渗滤液的影响因素分析可发现，垃圾 的饱和含水量仅占垃圾重量的3 5 4 0 ，而由于大气降水和地下水所形成的渗滤液是垃圾本 身含水量的数倍甚至于数十倍。可见，垃圾渗滤液量受外界因素影响较大由于地下水是靠大 气降水补给的，所以又可以认为垃圾渗滤液的水量主要随大气降水而变化，具有明显的季节性 交化的特征。有报道指出，渗滤液的日平均产生量的最高量和最低量之比在积雪地区为1 0 ：1 ， 而在非积雪地区则为4 ：1 咖。因而通常以平均日渗滤液的产生量作为有关贮存和处理工艺设施 的衡量指标。但要准确地确定渗滤液的产生量是相当困难的。由于垃圾渗滤液是种高浓度的 有毒有害废水，因而作为垃圾的卫生填埋处理技术，必须考虑将渗滤液加以收集处理，以防止 对环境的二次污染。而在确定渗滤液的收集系统和有关处理工艺设旖前，则必须先确定渗滤液 的产生量。 3 1 垃圾填埋场渗滤液水量的确定 目前，国内外已提出了多种计算渗滤液水量的方法瞰5 “渊1 。这些方法多是依据水量平衡 和损益原理而建立的，其基本原则就是考虑了各种产生渗滤液的影响因素，然后综合得到某个 时段渗滤液产生量。该法概念明了，应用简单，并基本能反映出填埋场内水分的时空分布，因 而在国内外填埋场的设计中得到较为广泛的应用。但该法没有考虑填埋场内水分的运动过程， 计算出的渗滤液量偏高。具体的计算方法如下。 3 1 1 水量平衡计算法 & 水量平衡法 q = ( p e ) x s + o y g ) h s + q 一q 2 ( 3 1 ) 式中：q 一垃圾渗滤液水量，扰3 加； p 一日平均降雨量，m m d ； 一垃圾场表面蒸发量。m m d ； 5 一垃圾场表面积，m 2 ； w 一单位体积垃圾所产生的水量，埘3 m 3 ； g 一垃圾场饱和持水量，m 3 k 3 ； h 一垃圾堆高，m ； 西安建筑科技大学硕士学位论文 q 一地面或周围渗入的水量，所3 a ： a 一从地面和周围排出的水量，m 3 , t ； 如垃圾属厌氧堆放场周围筑坝，无水分渗入和排出，上式可简化为 q = ( p e ) x s + p 矿一1 1 4 d ) x s h ( 3 2 ) 式中：d 为干垃圾堆密度，4 , n 3 ； 其余符号意义同( 3 1 ) 降雨量和蒸发量是影响渗滤液产生量的重要因素，可以从当地气象资料获得。填埋场表面 的斜坡也很重要，顶部覆盖物的斜坡对径流系数的影响如表3 1 。 表3 1 斜坡对径流系数的影响 覆盖物类型斜坡( )近似的径流系数 20 0 5 0 1 0 有草的沙质覆盖物3 60 1 0 0 1 5 7o 1 5 0 2 0 2o 1 2 0 1 7 有草的粘土覆盖物3 6 0 1 7 0 2 5 7o 2 5 0 3 6 国内王学升等人报道了山谷型垃圾填埋场渗滤液水 1 4 , t 算的简化模式 q = q g + 口一上 ( 3 3 ) 式中：q 一垃圾渗滤液水量，m 3 a ； 口一垃圾体分解产生的渗滤液量，t n 3 m 3 d ； g 一垃圾场饱和持水量，l t 1 3 m 3 ； b 一由于垃圾填埋场表面降雨转化的渗滤液量，肌3 a 三一通过防渗层渗漏出水的水量，m 3 a ； b 含水层逐层月变化法 l 吩去是种比较准确有相对简单的水量衡算法。以逐月变化的水文气象参数( 降水量、气温等) 数据为 基础，通过计算地表径流量和蒸发量确定地表 渗量，然后由上而下逐层计算各层含水率和贮水容量的变化 以及逐层下渗水量，最后确定出渗滤液的逐l 昙产生量。具体的计算方法分为以下四步。 ( 1 ) 确定地表入渗率i ( r a m 月)按下式计算： i = 阡0 + 阡岛+ 矽k r ( 3 4 ) 式中：阡0 一月降水量，f 舯月； 阡0 一场地外地表径流流入率，r r m 月： 阡么一月灌溉水量，咖月； 月一离开填埋场的地表径流流出率，m m 月。 西安建筑科技大学硕士学位论文 2 ) 确定覆盖土艨中的壤渗透拳p e r 。( i l i i i 弱) ： p e r s = i e 一s s 式中：e 一月蒸发量，h 1 1 月； 瓢一单位厩积覆盖土层贮水量的月变化，m 月。 ( 3 ) 确寇通过磷体废物艨的承渗透率只礅，( 珊胃) ： p e r * = p e r s + 卵一a 最 ( 3 5 ) ( 3 6 ) 式中：张一单位面积固体废裙瑟箭解产生承酶速攀，m 月； & 一单位积固体废物层贮水量的月变化，m 月。 艇确定渗滤液韵月产垒数量q ( 甜胃) 填埋场单能面积所产生的渗滤液速率为：q 。p e r 。 故在整个壤埋场渗滤液韵弼产生量q ( 一月) 为： q = 0 0 0 0 1 x 以一p 职+ ( 3 7 ) 式中：绅麓一地下来的胃入浸量，彩月： 以一填埋场的面积，心。 3 1 2 经验公式漱 a 年平均日降水缀法 该法是种预澳4 渗滤波产生量的近馘汁舞方法。它是根搬多年的气象观钡缱果，把簪平均 翻降水量作为填域场平均簿天产生的渗出液嫩的计算依据。计算公式为： d = c z 。a lo - 3 ( 3 。8 ) 式中：口一日平均渗出 b 礅，m 3 肛； c 流出系数，& p 填埋场内降雨量中成为渗滤 瘦的分数，； i 一日平均降雨量，m 碱艏； a 一填埋场集承蘑积，m 2 。 流出系数c 与填埋场表词特性、植被、坡度等因索有关，般为0 2 o 8 ，封顶的填埋场 则以0 3 - - - 0 4 居多。据e h r i g 对德国1 5 个填埋场媳观测继果，高联实填埋壤( 压实密度 0 8 t m b 的渗出系数为0 2 5 0 4 0 ，低压实壤埋场( 压实密度o 8 t m = 的渗鼢系数为0 1 5 o 2 5 。 另外，日本全国都市清扫协会认为i ；工