（环境工程专业论文）城市生活垃圾压缩液处理技术研究.pdf

论文独创性声明 本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论文中 除了特别加以标注和致谢的地方外不包含其他人或其它机构已经发表或撰写 过的研究成果其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确 的声明并表示了谢意 作者签名鲤塑喃幽自 论文使耀授权声明 本入完全了解复旦大学有关保留、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、缩印或其它复制手段保存论文保密的论文在解密后 遵守此规定 作者签名导师签名日规逊笾佃 城市生活垃圾压缩液处理技术研究复巨大学硕士学位论文 摘要 本文对城市生活垃圾压缩液预处理技术进行了研究，并提出了城市生活垃圾 压缩液污染防治对策，为压缩液的处理提供设计方案。本文采用絮凝法、高铁酸 钾氧化法以及电解法直接对城市生活垃圾压缩液进行预处理，研究结果表明： l 、每吨压缩液中单独投加价值为2 ，5 元的a 1 c 1 3 、f e c l 3 、p a m 、高岭土、硅 藻土、k a i ( s o ) 1 2 h 2 0 等絮凝剂时c o d c r 去除效率分别为6 6 、8 5 、7 5 、 9 4 、4 7 和1 1 3 。当投加量增加一倍，a 1 c 1 3 、f e c l 3 、p a m 、高岭土、硅藻 土、硫酸铝钾等絮凝剂对压缩液中的c o d c r 去除效率分别为1 9 1 3 、1 8 1 、 1 8 1 、2 4 7 、1 3 - 3 和2 5 3 。说明在经济许可的范围内，增加絮凝剂的投加 量可以起到较好的絮凝处理效果。 2 、高铁酸钾处理压缩液废水投加量从2 5n a g i 增加至01 0 0 0m g l ，处理效率 从7 0 2 增加到2 9 8 2 ，继续增加则处理效率提高不明显。高铁酸钾处理压缩 液废水的效果在p h 较低( 例如p h = 1 ) 和p h 较高( 例如p h = 1 2 ) 时比中性条件 下好。不同的压缩液初始浓度下，投加相同量的高铁酸钾其去除效率相差较小， 故稀释处理对处理压缩液不但没有好处，而且还将增加高铁酸钾的用量和处理费 用。 3 、当实验条件相同时，二维电解法处理城市生活垃圾压缩液的c o d c ，去除 效率在8 ，1 4 左右，而三维电解法去除效率在1 5 2 3 。 4 、压缩液b o d 5 c o d c ，为o 3 5 时，对压缩液进行絮凝沉淀、高铁酸钾絮凝 氧化以及三维电解的预处理后，b o d 5 c o d c 。分别变为o 3 5 、o 3 1 和o 3 3 ，由此 可知压缩液自身具有一定可生化性，预处理对压缩液b o d 5 c o d c ，影响较小，预 处理后出水仍具有一定的可生化性，不会对后续生物法处理造成不利影响。 5 、本文设计的压缩液处理系统工艺流程由“压缩液预处理系统( 含三维电解 系统) + 缺氧，好氧处理系统+ 消毒系统”三个部分组成。压缩液预处理系统主要包 括絮凝沉淀池与三维电解池等，预计处理成本为1 9 0 7 元吨废水，出水可达到上 海市污水综合排放标准( d b 3 1 1 9 9 1 9 9 7 ) 的三级标准。 关键词：城市生活垃圾压缩液，絮凝沉淀，高铁酸钾，电解 中图分类号：x 7 0 3 城市生活土立圾胜缩液处理技术研究 复，日人学硕扛学位论文 a b s t r a c t t h i sp a p e rs t u d i e dt h ep r e t r e a t m e n tt e c h n i q u eo fw a s t e w a t e rf r o mc o m p r e s s i n g s p o t t h es t r a t e g yf o rc o m p r e s s i n gs p o tw a s t e w a t e rp r e t r e a t m e n tw a sp r o p o s e da n d t h et r e a t m e n ts y s t e mf o rc o m p r e s s i n gs p o tw a s t e w a t e rw a sd e s i g n e d f l o c c u l a t i o n p o t a s s i u mf e r r a t eo x i d a t i o na n de l e c t r o l y s i sw e r es t u d i e dw i mt h e p u r p o s eo fp r e t r e a t m e n to fw a s t e w a t e rf r o mc o m p r e s s i n gs p o t ，a n dt h er e s u l t s s h o w e da sf o l l o w s ： 1 w h e na i c l 3 ，f e c l 3 ，p a m ，k a o l i n ，d i a t o m i t eo rk a i ( s 0 4 ) 1 2 h 2 0w a s i n d i v i d u a l l ya d d e di n t ow a s t e w a t e ra tt h ee x p e n s eo f 2 5y u a np e rt o nw a s t e w a t e r t h e c o d c rr e m o v a lr a t ew a s6 6 ，8 5 ，7 5 ，9 _ 4 ，4 7 a n d 11 3 ，r e s p e c t i v e l y w h e nt l ed o s a g eo fa i c l 3 ，f e c l 3 ，p a m ，k a o l i n ，d i a t o m i t co rk a i ( s 0 4 ) 1 2 h 2 0w a s d o u b l e d ，t h ec o d e fr e m o v a lr a t ew a s1 9 3 ，1 8 1 ，1 8 1 ，2 4 7 ，1 3 3 a n d 2 5 3 ，r e s p e c t i v e l y w i t h i ne c o n o m i cl i m i t a t i o n ，i n c r e a s i n gt h ef l o c c u l a n td o s a g ec a l l b r i n ga b o u t ab e t t e rc o d e rr e m o v a lr a t e 2 t h ec o d c ，r e m o v a lr a t ei n c r e a s e df r o m7 0 2 t o2 9 8 2 w h e nk 2 f e 0 4 d o s a g ew a si n c r e a s e df r o m2 5m 酣t o1 0 0 0m g 1 c o d e rr e m o v a lr a t er e m a i n e d c o n s t a n tw h e nk 2 f e 0 4d o s a g ee x c e e d e d10 0 0m e t e b e t t e rr e m o v a le f f i c i e n c yw a s a c h i e v e da tl o wp h ( p h = 1 ) a n dh i 曲p h ( p h = 1 2 ) a sc o m p a r e dw i t ha tn e u t r a l c o n d i t i o nb yu s eo fk 2 f e 0 4 t h ei n i t i a lc o n e e n 订a t i o no fc o m p r e s s i n gs p o tw a s t e w a t e r h a do n l yt i n yi n f u e n c eo nr e m o v a le f f i c i e n c y t h e r e f o r e ，d i l u t i o no fw a s t e w a t e r w o u l di n c r e a s ek 2 f e 0 4d o s a g ea n dt r e a t m e n te x p e n s ei n s t e a do fi m p r o v i n gr e m o v a l e f f i c i e n c y 3 u n d e rt h es a m e e x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n , t h ec o d e rr e m o v a l r a t eo f c o m p r e s s i n gs p o tw a s t e w a t e rb yt w o - d i m e n s i o ne l e c t r o l y s i sw a si nt h er a n g ef r o m8 t o1 4 ，w h i l ei ta r r i v e da t1 5 t o2 3 b yt h r e e d i m e n s i o ne l e c t r o l y s i s 4 a f t e rf l o c c u l a f i o n ，p o t a s s i u mf e r r a t eo x i d a t i o na n de l e c t r o l y s i sw e r eu s e df o r c o m p r e s s i n gs p o tw a s t e w a t e rp r e t r e a t m e n t ，t h eb o d s c o d c rv a l u ec h a n g e df r o m o 3 5t oo 3 5 。0 31o ro 3 3 ，r e s p e c t i v e l y p r e t r e a t m e n tp r o c e s s e sh a dl i a l ei n f l u e n c eo n t h eb o d f l c o d c rv a l u eo f c o m p r e s s i n gs p o tw a s t e w a t e r 5 t h i sp a p e rd e s i g n e dat r e a t m e n ts y s t e mf o rc o m p r e s s i n gs p o tw a s t e w a t e r c o m p o s e do fp r e t r e a t m e n ts y s t e m ，a os y s t e m a n dd i s i n f e c t i o n s y s t e m t h e p r e t r e a t m e n ts y s t e mm a i n l yc o n s i s t e do ff l o c c u l a t i o nt a n ka n dt h r e e - d i m e n s i o n 2 城市生活垃圾压缩液处理技术研究复巨大学顾十学位论文 e l e c t r o l y s i st a n k t h ep r e t r e a t m e n tc o s tw a se s t i m a t e dt o1 9 0 7y u a np e rt o n t h e e f f l u e n tc o u l dm e e t 嘶mc l a s si i il e v e la c c o r d i n gt os h a n g h a ie f f l u e n td i s c h a r g e s t a n d a r d s ( d b 3 1 1 9 9 - 1 9 9 7 ) k e y w o r d s ：c o m p r e s s i n gs p o tw a s t e w a t e r , f l o c c u l a t i o n ，p o t a s s i u mf e r r a t e ，e l e c t r o l y s i s c l a s s i f i c a t i o nc o d e ：x 7 0 3 3 城市生活垃圾压缩液处理技术研究复且大学硕j - 学位论文 第一章绪论 1 1 问题的提出及研究意义 1 1 1 问题的提出 目前上海市生活垃圾年产量为5 8 5 4 6 万吨，日产量约为1 6 ，0 4 0 吨，预计到 2 0 1 0 年上海市生活垃圾年产生量约为6 5 7 万吨，平均日产生量为1 8 ，0 0 0 吨，人 均垃圾产生量从o 8 4 公斤日增至1 1 2 公斤日。目前市区已拥有各种规模城市生 活垃圾压缩站3 5 0 多座，城市生活垃圾中转站5 座。 根据城市生活垃圾转运站的设计和运行，垃圾中的水分在压缩站、中转站必 须被充分挤干以便于提高垃圾运输能力和解决垃圾运输过程中的污染问题( 城市 生活垃圾在压缩站、中转站挤压后产生的污水即为本文所指的城市生活垃圾压缩 液) 。根据中华人民共和国建设部于1 9 9 2 年7 月1 日颁布实施的城市生活垃圾 转运站设计规范( c j j4 7 9 1 ) 【1 】第4 2 9 条“转运站应设置排除站内积水的设施” 的规定。另外根据污水综合排放标准( g b 8 9 7 8 1 9 9 6 ) 中规定排入设置二级 污水处理厂的城镇污水执行污水综合排放标准三级标准的规定。并且上海市城市 生活垃圾压缩站、中转站缺乏相应的压缩液控制措施，因此，提出城市生活垃圾 压缩液处理技术的问题是社会迫切需要的。 1 1 2 研究意义 由于城市人口的不断扩张，产生的城市生活垃圾也越来越多。大量城市生活 垃圾压缩场的的建设，在改善城市环境卫生的同时，也对水环境也带来了严重的 威胁。掘调查，大概每吨城市生活垃圾可以产生2 5 3 7 k g 的压缩液【2 j ，目前上海 市垃圾压缩站、中转站日产生压缩液约7 2 0 吨，对压缩站、中转站所在地造成较 大的污染。城市生活垃圾压缩站、中转站产生的压缩液具有污染物浓度高的特点， 以c o d c ，为例，本文的研究结果表明压缩液的c o d c ，约为2 1 0 4 m g l 7 x 1 0 4 r a g 1 ， 是普通生活污水c o d c ，的7 0 2 3 0 倍。另据调查城市生活垃圾压缩站压缩液约1 6 吨天、中转站压缩液约2 8 吨天。压缩液具有量小，污染物浓度高，污染物总量 常大的特点。 由于城市生活垃圾压缩站、中转站点多面广，水量少，处理规模小的缘故， 因此目前国内关于城市生活垃圾压缩液的处理技术很少有报道，缺乏相匹配的处 理技术。因此，开发有自主知识产权的城市生活垃圾压缩液的处理技术，并应用 于实际的控制工程中是非常有必要且具有较高的应用价值。 4 城市生活垃圾j 士缩液处理技术研究复日大学顾士学位论文 1 2 水污染控制现状及处理技术 目前国内关于城市生活垃圾压缩液的处理技术尚未见报道，相关的研究均集 中在垃圾填埋场的渗滤液研究之中，因为压缩液性质与初期垃圾渗滤液相似，因 此本文查阅了国内外垃圾渗滤液处理技术以及研究现状。 目前国内外垃圾渗滤液的处理方案有以下几种：与城市污水合并处理( 场外 处理) ，循环喷洒处理即回灌处理( 场内处理) ，以及建立独立的场内完全处理。目 前采用的渗滤液处理方法主要有生物处理法和物化处理法。生物处理法包括好氧 处理( 如曝气塘、活性污泥法、生物转盘和滴滤池等) 。厌氧处理( 如向上流厌 氧污泥床u a s b 、厌氧折流板反应器a b r 、厌氧塘等) 和厌氧好氧( a o ) 混 合处理。物化处理主要有化学混凝沉淀、活性炭吸附、膜渗析、f e n t o n 法、湿式 氧化和光化学氧化等。 1 2 1 生物处理法 1 2 1 1 好氧处理工艺 好氧生物处理包括活性污泥法、曝气氧化塘、生物转盘和滴滤池等。好氧处 理可有效地降低b o d 5 、c o d c r 和氨氮，还可以去除铁、锰等金属。 a ) 活性污泥法 徐迪民等9 】用低氧好氧两段活性污泥法处理进水c o d c ，为6 4 6 6 o m l 、 b o d s 为3 5 0 2 0 m g l 、s s 为2 3 9 6 m g l 和p h 为5 o 6 5 的渗滤液，出水c o d c ，、 b o d 5 、s s 分别降至2 2 6 7 、1 3 3 和2 7 s m g c l ，p h 为6 5 7 5 ，且还有较好的n 、 p 去除率( p 为9 0 5 ，凯氏氮为6 7 5 ) 。杭州天子岭填埋场采用的就是这种方法。 李亚峰等 4 1 用混凝+ 序批式活性污泥法( s b r ) 法处理沈阳市赵家沟垃圾场的渗滤 液，研究结果表明，采用聚合氯化铝铁混凝+ s b r 生化处理工艺，能够使垃圾渗 滤液的c o d c ，值从5 0 0 0 1 4 0 0 0m g l 降低到2 0 0m g l 以下。 但是实际运行的活性污泥法处理渗滤液未见有成功的报道。 b ) 生物膜法 与活性污泥法相比，生物膜法具有抗水量、水质冲击负荷的优点，而且生物 膜上能生长世代较长的微生物，如硝化菌等。u w e l a n d e r 掣5 j 用悬浮载体生物膜 反应器在l o 2 6 下处理垃圾渗滤液以去除n h 3 - n ，当操作达到最佳状态时， 无机氮几乎可全部去除，t n 可去除9 0 左右，同时去除2 0 左右的c o d c ，。李 军等【6 i 开发了一种适于处理高浓度垃圾渗滤液的a o 淹没式软填料生物膜法工 艺，试验表明：a o 淹没式生物膜曝气池适宜的h r t 为2 2 1h ( 其中厌氧段为 6 5 h ，好氧段为1 5 6h ) ，混合液回流比为3 ，在该工艺参数下c o d 去除率为 7 1 7 ，氨氮去除率为9 0 8 。此工艺已应用于深圳下坪垃圾卫生填埋场的设计。 城市生活垃圾压缩液处理技术研究复旦大学硕上学位论文 1 2 1 2 厌氧处理工艺 近年来发展的厌氧生物处理方法有：厌氧生物滤池、上流式污泥床反应器、 厌氧折流板反应器等。 a ) 厌氧生物滤池 加拿大哈利法克斯的h i g h w a y l 0 1 填埋场采用厌氧生物滤池处理进水平均 c o d c ，为1 2 8 5 0 m g l 、b o d s c o d c ，为0 7 、p h 为5 6 的渗滤液，在p h 调至7 8 ， c o d c r 负荷为4 k ( m 3 - d ) 时，c o d c r 去除率可达9 0 以上n b ) 上流式厌氧污泥床( u a s b ) 司马冰、张向l s j 使用u a s b 处理中小城镇生活垃圾渗滤液，在反应器容积 1 3 1 6 2 l ，发酵温度1 7 3 1 ，进水c o d c ，5 0 0 0 1 2 0 0 0 m g l ，有机负荷7 1 2 k g c o d c r ( m s d ) ，h r t 为1 9 2 7h ，c o d o 去除率达到9 0 ，取得较好的效果。 英国水研究中心报道了用u a s b 处理c o d c , 1 0 0 0 0m g l 的渗滤液，当c o d c ， 负荷为3 ，6 1 9 7k 趴m 3 d ) ，平均污泥龄为1 0 4 3d ，t = 3 0 c 时，c o d c ，和b o d 5 去除率分别为8 2 和8 5 。 c ) 厌氧折流板反应器 沈耀良等【9 l 采用a b r 处理城市污水与垃圾填埋场渗滤液混合废水，表明 a b r 可有效地改善混合废水的可生化性，进水b o d 5 c o d c ，为0 2 0 3 时，出 水可提高到o 4 0 6 混合废水经a b r 的预处理后，大大促进了废水迸一步好氧 处理的运行稳定性。 1 2 1 3 厌氧缺氧门好氧联合工艺 贵阳市高雁城市生活垃圾卫生填埋场于1 9 9 9 年最终确定的渗滤液处理工艺 为厌氧( u a s b + 回灌) 一兼氧( 吸附生物) 一a o ( 缺氧好氧生物膜) 一物化絮凝一 加氯消毒的工艺流程【1 0 】。邹莲花等【1 1 1 采用厌氧一吹脱缺氧一好氧一混凝沉淀流程 处理深圳市玉龙坑生活垃圾填埋场渗滤液，当进水c o d c r = 2 5 0 0 0 m g l 、b o d 5 = 1 5 0 0 0m g 几、n h 3 n = 1 0 0 0m g l 时，出水各项指标均低于排放标准。 1 2 1 4 氧化塘 广东中山市狗仔坑填埋场采用水葫芦氧化塘系统处理渗滤液，在建的深圳下 坪填埋场和福州红庙岭填埋场设计中均采用了生物氧化塘作为渗滤液处理工艺 流程的最后一环，但由于前面工艺的处理不达标，所以其出水都没有达标。 根据厌氧和好氧各自的特点，目前对渗滤液的处理的主体工艺大多采用厌氧 + 好氧。对高浓度的垃圾渗滤液采用厌氧好氧处理工艺既经济合理，处理效率又 高。 城市生活垃圾胜缩被处理技术研究复咀大学硕十学位论文 i 2 2 物化处理法 1 2 2 1 化学混凝法 混凝法是化学沉淀法中最重要的一种方法，常用的混凝剂有硫酸铝、氯化铁 和聚合氯化铝等，许多研究者都对此进行了深入的研究。于瑞莲、胡恭任【1 2 】以 a 1 2 ( s 0 4 ) 3 为凝聚剂，以聚丙烯酰胺( p a m 为助凝剂，用化学混凝法预处理垃圾渗 滤液。结果表明：投药量与p h 值对混凝效果有显著影响，加入p a m 后可使凝 聚剂用量大大减少，同时提高了c o d e r 去除率；当a 1 2 ( s 0 4 ) 3 加入量为2 5m g l ， p a m ( 阴离子型) 加入量为1m g l ，p h = 7 时c o d e r 和色度去除率分别可达5 8 和9 5 以上。赵庆良等【l 圳探讨了采用m g c l 2 h 2 0 和n a 2 h p 0 4 1 2 h 2 0 使n i - 1 4 + - n 生成磷酸铵镁的化学沉淀去除法，该法有效地去除了垃圾渗滤液中的高浓度的氨 氮，并且避免了传统的吹脱法造成的吹脱塔内的碳酸盐结垢问题实验结果表明， 当渗滤液中投加m g c l 2 h 2 0 和n a 2 h p 0 4 1 2 i - 1 2 0 而使m 矿：n h 4 + ：p 0 3 ”的比例 为1 ：l ：l ( 摩尔比) 时，在最佳p h 值为8 5 9 0 的条件下，原渗滤液中的氨氮可以 由5 6 1 8m g l 降低到6 5m g l 。值得注意的是，在垃圾渗滤液处理技术与方法中， 混凝的方法是最常用、最省钱和最重要的方法。 1 2 2 2 吸附法 在废水处理中，常用的吸附剂有活性炭、沸石、粉煤灰及城市生活垃圾焚烧 炉底渣等，其中活性炭最为常用。在渗滤液的处理中，主要用于去除水中难降解 的有机物( 酚、苯、胺类化合物等) ，金属离子( 汞、铅、铬) 和色度。m o r a w e 等1 1 4 l 用两个活性炭柱来处理经生物法处理后的垃圾渗滤液，其结果表明：对难降解有 机物、氯化物以及色度都能降低到可接受的水平；对中间分子量的化合物具有吸 附和降解的双重作用。l e e 等5 用人造沸石处理渗滤液，表明当人造沸石的用量 为3 9 2 0 0 m l ，p h 为6 4 时，n h 4 + n 的去除率 5 0 ，重金属的去除率分别为m n ( i i ) ： 8 5 ，z n ( 1 i ) ：9 5 ，c d ( i i ) ：9 5 ，p b ( 1 i ) ；9 6 ，c u ( i t ) 及c r ( v i ) 的效果不明显。 1 2 2 3 反渗透法 德国的t h o m s 6 l 将反渗透和微滤用于渗滤液的净化，研究了不同情况下反 渗透膜的特性，指出用压力达到1 2 0b a r 的高压反渗透和与控制的结晶过程联合 使用的微滤，可达到超过9 5 的渗透去除率。i h l e n b e r g 填埋场渗滤液经反渗透( r o ) 膜处理后的c o d 从1 7 9 7m g i 降解到小于1 5m g l ，其c o d 去除率高达9 9 以 上【l - q 。但膜处理前，需要良好的预处理，减少膜处理负荷，否则膜极容易被污染 和堵塞，处理效率急剧下降，同时必须对膜进行定期清洗。膜技术由于其极高的 费用，现阶段我国还不可能将其广泛地应用于垃圾渗滤液的处理。 1 2 2 4f e n t o n 试剂法 f e n t o n 试剂法由于它费用低廉、操作简便而受到人们的重视。f e n t o n 试剂处 城市生活垃圾压缩液处理技术研究复旦大学硕士学位论文 理垃圾渗滤液的过程通常由4 个步骤组成：p h 调节、氧化反应、中和凝絮、沉 淀。可降低c o d 的主要过程为f e n t o n 凝絮和f e n t o n 氧化两步。g a u 等【1 8 】在渗 滤液经过生物处理后，采用f e n t o n 试剂对c o d 约为4 6 0 6 4 0m g l 的出水进行处 理，其c o d 去除可达到8 9 9 7 。b a u e r 掣”】认为f e n t o n 试剂法在处理高浓度的 污水方面有很大的潜力，但它的缺点是对p h 值过于敏感以及处理后的废水需进 行离子分离。目前研究主要集中在中性和碱性范围内，其中在宽的p h 值范围内， 无须后续处理的情况下，在n a t i o n 膜上固定铁离子，可顺利发生f e n t o n 反应。 1 2 2 5 铁碳微电解法 王锋、周恭明【2 0 1 用微电解法预处理老龄垃圾填埋场渗滤液后，结果表明，其 c o d ，n h 3 - n 和色度的去除率最高分别达到7 4 、7 9 * 0 和9 7 5 ，可生化性也有 很大提高，b c 比从0 0 4 提高到0 2 9 ，为后续的生化处理创造了良好的条件。 1 2 2 6 光化学氧化 邹长伟等f 2 l 】采用队f 混凝加u v - f e n t o n 工艺进行垃圾渗滤液深度处理的研 究经混凝处理，c o d c ，去除率达到4 8 一5 8 ，色度去除率达 6 8 7 5 ；u v - f e n t o n - i - 艺c o d c ，去除率达6 8 ，5 、色度去除率达9 6 实验表明 在最佳工艺条件下，对垃圾渗滤液处理的总效率为c o d c ，去除率达8 6 8 、色 度去除率达9 9 。b e k b o e l e t 等 2 2 讳二氧化钛进行渗滤液的光催化氧化处理，分 别采用固定相和粉末相的二氧化钛进行实验，结果表明p h 值为5 时效果较好。 物化法还包括电解氧化法等，在物化法当中，也有人采用多种物化法相结合 来处理垃圾渗滤液，如活性炭联合h 2 0 2 催化氧化处理法，f e n t o n 试剂联合化学 沉淀法联合处理法，混凝联合臭氧氧化联合处理法、超声气浮联合s b r 工艺处 理法等等。 1 2 3 物化处理与生物处理联合处理法 周跃光【2 3 】用改性硅藻对城市生活垃圾渗滤液进行处理，但仅限于去除渗滤 液中的悬浮物。悬浮物和色度的去除率分别大于9 8 和9 6 ，c o d c r 的去除率 仅为1 81 2 64 ，而对n h 3 - n 的去除没有任何作用。但是用特殊驯化过后的 活性污泥进一步处理改性硅藻土处理后的渗滤液，浓度为6 5 0 0 7 8 4 0m g 1 的 c o d c ，又可去除8 0 ，浓度为9 8 0 1 3 0 0m 刚的n h 3 - n 去除率为8 5 ，处理废 水达到垃圾渗滤液排放二级标准。 1 2 4 土地处理法 渗滤液的土地处理包括慢速渗滤( s r ) 、快速渗滤( i 己i ) 、表面漫流( 0 f ) 、湿地 ( w l ) 、地下渗滤( s i ) 及人工快滤( a i u ) 等多种处理系统。 目前用于渗滤液处理的土地法主要是回灌法和人工湿地法。渗滤液填埋场回 灌处理即将不经过任何预处理的垃圾填埋场产生的渗滤液用泵直接回灌、喷散到 城市生活垃圾雎缩液处理技术研究 复q 大学顾i j 学位论文 填埋场，利用填埋堆层中的垃圾层及覆盖土层的净化作用来处理填埋场渗滤液的 方法。徐迪民等2 4 】在实验室条件下用回灌法处理c o d 负荷从6 6 1 1 5g m 2 d 。范 围内变化的垃圾渗滤液，得到c o d 去除率为9 8 左右因回灌法能较好地适应渗 滤液水质水量的变化，具有投资少、运行费用低等优点，所以值得推广应用。人 工湿地因其操作简单、投资省等优点，是近几年出现的一种新的土地处理工艺。 1 2 5 小结 由于渗滤液的c o d 、氨氮、难降解有机物含量均很高，水质和水量的变化大， 且毒性较大，对后续的生物法有较大抑制作用。物化处理不受水质水量变动的影 响，出水水质比较稳定，对生物法难以处理的重金属离子和难降解的有机物有较 好的去除效果。因此，物化法多用于渗滤液的预处理与深度处理。目前对渗滤液 的处理的主体工艺大多采用厌氧+ 好氧法处理。由于各地方的渗滤液特点相差较 大，国内尚无普遍适用的处理垃圾渗滤液的工艺。因此，物化法多用于渗滤液的 预处理与深度处理，生物法多用于主体工裂”j 。 从调查资料的情况来看，目前渗滤液的处理无成熟工艺或成熟理论可以参 考。同样在选择城市生活垃圾压缩液处理工艺时，必须详细测定压缩液的各种成 分并分析其特点。 根据本文城市生活垃圾压缩液特性的研究成果，本文采用物化法对城市生活 垃圾压缩液做预处理研究。 1 3 城市生活垃圾压缩液特点 城市生活垃圾压缩液是一种成份复杂的高浓度废水，其性质与城市生活垃圾 填埋场的初期垃圾渗滤液相类似。垃圾渗滤液是垃圾在卫生填埋过程中，由于压 实、降水和微生物的分解作用，从垃圾层中渗出的高浓度废液和填埋场渗入的地 表水，渗出的地下水共同组成的废液。与垃圾渗滤液相比城市生活垃圾压缩液主 要以垃圾压实产生的高浓度废液为主，受大气降水、地表径流、垃圾分解过程和 地下水浸入的影响较少。 城市生活垃圾压缩站、中转站的城市生活垃圾主要包括工业固体废弃物、建 筑垃圾与工程渣土、生活垃圾和厨余垃圾等。城市生活垃圾压缩液主要是压缩城 市生活垃圾和厨余垃圾而产生的( 包含少量的工业固体废弃物和工程渣土) 。一 般情况下城市生活垃圾主要包括( 以上海为例) 厨余垃圾( 约5 1 8 ) 、果类垃 圾( 1 4 1 ) 、塑料垃圾( 1 3 3 ) 、纸类垃圾( 9 2 ) 、玻璃( 4 2 ) ，其余约7 4 由布类、竹木、金属等组成的。 压缩液是一种成份复杂的高浓度废水。根据周劲风 2 1 等对广州市越秀区东风 压缩站、中转站压缩水进行了采样分析，监测分析结果见表1 1 。 9 城市生活垃圾胜缩液处理技术研究复咀大学颀七学位论文 表t - 1 垃圾压缩站、中转站污水水质特征 日期5 日 6 日 7 目1 4 日午 1 4 晚 项目 p h 4 8 4 4 4 84 6 4 8 b o d 5 ( r a g 1 ) 2 1 3 02 4 0 03 2 1 0 5 1 4 55 1 7 5 c o d u ( m g 1 ) 7 1 4 2 55 3 5 7 8 4 8 1 4 37 2 2 7 46 6 0 4 4 n h 4 + - n ( m g 1 ) 1 4 42 5 82 5 2 1 9 74 3 0 s s ( m g 1 ) 3 7 7 2 61 1 5 1 2 8 5 3 81 1 3 5 41 2 2 4 6 z n ( m g 1 ) 8 3 56 9 5 8 2 51 79 5 c d ( m g 1 ) 0 0 3 40 0 5 20 0 8 50 0 6 0 0 0 5 5 p b ( m g 1 ) 0 4 3 90 6 2 2o 5 7 l 0 8 2 00 6 7 3 c u ( m g 1 ) 0 ，0 7 5 o 1 2 7 o 1 0 8o 1 0 40 0 6 3 h g ( 10 。) ( m g 1 ) l ，4 91 9 92 1 42 0 93 4 9 由于压缩液与城市生活垃圾填埋场的初期渗滤液具有相类似的特点。因此可 以认为压缩液与渗滤液所含的的有机物成分基本类似。根据张兰英等口6 】对距离某 垃圾场1 0 0 m 、6 0 0 m 、1 0 0 0 m 的地下水取样调查( 表1 2 ) 。从表1 2 可看出， 垃圾渗沥液中有机物种类繁多，其中2 2 种被列入我国和美国e p a 优先控制污 染物黑名单中，其中有的己被确认为可疑致癌物，有的被确定为促癌物、辅癌物。 表1 2 生活垃圾填埋场周围地下水有机污染物检测结果( 单位：m g 几) 污染物名称垃圾场边缘 1 0 0 m6 0 0 m1 0 0 0 m 萘 0 9 7 o 3 ln dn d 苊 o 9 3 o 2 1 10 1 3n d 芴 0 ，3 90 1 1o 0 3n d 苯并芘 0 1 2 1o 0 5o 0 3n d 苯o 3 2o | 2 3o 1 00 0 6 甲苯 o 0 90 0 4o 0 1n d 乙基苯 0 0 2 1o 0 1n dn d 二甲基苯 1 3 20 8 9o 2 3o 1 2 l ，2 ，4 三甲基苯 o 1 9o 1 00 0 4 o 0 1 1 ，2 - 二氯苯 1 0 30 7 40 3 9 o 1 3 五氯苯酚 o 0 9 o 0 3 n d n d 苯甲酸 1 0 9 o 8 3 0 5 4 o 1 9 3 甲基苯甲酸 0 0 40 0 2 9o 0 1 50 0 1 苯乙酸 0 5 4o 1 90 0 7o o l 脱氢松香酸 0 3 9o 1 30 0 9 5o 0 2 邻苯二甲酸二丁酯 o 0 3 1o 0 1 2n dn d 3 乙基苯酚 o 1 l0 0 90 0 4o o l 对苯酚 1 3 9o 8 10 5 4o | 3 7 苯酚 0 1 3o 0 8o 0 3o 0 1 综上所述：城市生活垃圾压缩液主要特征如下： 与城市污水和工业废水相比，压缩站、中转站压缩液具有明显的水量、水 1 0 城市生活垃圾压缩液处理技术研究复旦大学硕士学位论文 质变化特异性，不仅变化幅度大，而且呈现非周期性变化。另外受周边垃圾源的 限制，不同的压缩站、中转站之间，压缩液的水质成分变化大。 点多面广，水量少，处理规模小，对自动化控制和管理要求较高。 主要成分包括有机物，金属元素，常见的元素和离子( 如氨氮c 0 3 2 、s 0 42 、 c 1 。等) 以及一些固体物。其中以有机物污染最为主要，金属元素浓度一般并不 高。 1 4 本文研究的目和研究内容 1 4 1 本文研究的目的 因为目前国内关于城市生活垃圾压缩液的处理技术尚未见报道，相关的研究 均集中在垃圾填埋场约渗滤液研究之中，缺乏与楣匹配的处理技术。因此要开发 城市生活垃圾压缩液的处理技术，必须借鉴渗滤液的处理技术并结合城市生活垃 圾压缩液的特点进行研究。 本文的研究目的是对城市生活垃圾压缩液处理技术进行研究，重点研究城市 生活垃圾压缩液的物化法预处理及其c o d c ，降解规律，寻求更为完善的城市生 活垃圾压缩液处理技术，控箭城市生活垃圾压缩液对水环境的污染保护城市墙 表水、地下水水体。 1 4 2 本文研究的内容 本文讨论物化法处理城市生活垃圾压缩液，研究内容包括以下五个方面： 1 研究城市生活垃圾压缩液的特性 主要包括城市生活垃圾压缩液的产生规律，产生量以及产生的水质情况。采 取现场调查与取样分析的方法对城市生活垃圾压缩液进行特性研究。并根据压缩 液各种成分及特点选择适合城市生活垃圾压缩液的处理工艺。 2 絮凝法处理城市生活垃圾压缩液技术研究 采用a i c l 3 、f e c l 3 、p a m 、高岭土、硅藻土、硫酸铝钾等絮凝剂对城市生活垃 圾压缩液进行絮凝处理。其中包括单独采用一种絮凝剂直接对城市生活垃圾压缩 液进行处理，也包括采用两种絮凝剂联合处理城市生活垃圾压缩液。通过a 1 c 1 3 、 f e c l 3 、p a m ，高岭土、硅藻土、硫酸铝钾对城市生活垃圾压缩液的絮凝试验来 观察絮凝法对压缩液的絮凝去除效果。 3 高铁酸钾处理城市生活垃圾压缩液的研究 采用化学法和电解法制备高铁酸钾。研究制备高铁酸钾的最佳实验参数，并 将制备得到的高铁酸钾溶液和高铁酸钾固体用于处理城市生活垃圾压缩液。通过 高铁酸钾对城市生活垃圾压缩液的絮凝氧化试验来观察高铁酸钾对压缩液的絮 凝氧化去除效果。 城市生活垃圾压缩液处理技术研究复旦盔堂堕主兰焦! 垒皇 4 电解法处理城市生活垃圾压缩液技术研究 采用电解法处理城市生活垃圾压缩液。初步探讨电解法的实验参数。并且对 比分析二维电解和三维电解对城市生活垃圾压缩液的处理效果。 城市生活垃圾压缩渡处理技术研究复旦大学硕一堂丝堡塞 第二章城市生活垃圾压缩液的特性研究 城市生活垃圾压缩液是指垃圾压缩站、中转站压缩垃圾时产生的挤压污水。 为了解压缩液的水质特征，本文对上海部分压缩站、中转站的污水进行了采样分 析，主要考察压缩液中的p h 、c o d c ，、氨氮、总氮等指标。 2 1 实验部分 2 1 1 材料 1 ) 硫酸银( a 9 2 s 0 4 ) ，化学纯；上海化学试剂一厂； 2 ) 硫酸汞( h g s 0 4 ) ，化学纯；上海试四赫维化工有限公司； 3 ) 硫酸( h 2 s 0 4 ) ，化学纯：太仓市直塘化工有限公司； 4 ) 重铬酸钾，化学纯；上海精析化工科技有限公司； 5 ) 1 1 0 菲绕啉，分析纯；上海凌峰化学试剂有限公司； 6 ) 硫酸亚铁铵，分析纯，国药集团上海化学试剂有限公司； 7 ) 过硫酸钾，分析纯，上海爱建试剂厂； 8 ) 硝酸钾，分析纯，国药集团上海化学试剂有限公司； 9 ) 酒石酸钾钠，分析纯，国药集团上海化学试剂有限公司； 1 0 ) 盐酸，分析纯；太仓直塘化工有限公司 1 1 ) 氯化铵，分析纯；国药集团上海化学试剂有限公司： 1 2 ) 氢氧化钠，分析纯，上海山海工学团实验三厂； 1 3 ) 防爆沸玻璃珠； 1 4 ) 纳氏试剂( 自制) ； 1 5 ) 无氨水( 自制) ； 2 1 2 仪器 1 ) 回流装置带有2 4 号标准磨口的2 5 0 m l 锥形瓶的全玻璃回流装置回流冷 凝管长度为3 0 0 - - 5 0 0 m m 若取样量在3 0 m l 以上可采用带5 0 0 m l 锥形瓶的全玻 璃回流装置； 2 ) 加热装置； 3 ) 5 0 m l 酸式滴定管： 4 ) 气体采样装置： 5 ) 冲击式吸收瓶； 6 ) 具塞比色管； 7 ) 分光光度计； 8 ) 医用手提式蒸气灭菌器 城市生活垃圾压缩液处理技术研究 复q 大学硕j 学位论文 9 ) 移液管、烧杯、锥形瓶、玻璃搅拌棒等常用玻璃仪器。 2 1 3 实验方法 1 c o d o 采用重铬酸钾加热回流法进行检测。根据回流时间对测定城市生 活垃圾压缩液c o d c ，值的影响，本文特将不同回流时间所检测的c o d c ，值做一 对比，对比结果如表2 1 所示： 表2 - 1 回流时间对测定城市生活垃圾压缩液c o d c r 值的影响 i时间( m i n )l 3 0 l 6 0 i 1 2 0 i 1 8 0 l iq 里：( 巴臣1 2i丝；! !l丝! ! il! ! ! ! !i! ! ! ! !i 根据表2 1 可知，城市生活垃圾压缩液的c o d c ，采用重铬酸钾加热回流法进 行检测，加热回流时间的长短对测定c o d c ，浓度影响较小。 2 氨氮采用纳氏试剂比色法进行测试。 3 总氮采取碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法进行分析。 2 2 结果与讨论 2 2 1 城市生活垃圾压缩液的水质参数 与城市污水和工业废水相比，压缩站、中转站压缩液具有明显水量、水质变 化特异性，不仅变化幅度大，而且呈现非周期性变化。另外受周边垃圾源的限制， 不同的压缩站、中转站之间，压缩液的水质成分变化大。为了进一步了解上海市 城市生活垃圾压缩液的水质情况。本文采取了位于上海市普陀区梅岭南路的垃圾 压缩站的压缩液进行采样分析。 1 ) 对普陀区梅岭南路的压缩站污水进行了采样分析，每隔2 小时左右采取 一个水样，连续采取7 个水样，对其污染指标p h 、c o d c ，、氨氮、总氮进行测 试分析，如图2 1 2 2 ，2 3 所示。 2 ) 连续采取普陀区梅岭南路的压缩站压缩液1 5 天内的水样，每隔l 6 天采 取1 个水样，共采取6 个水样，对其污染指标p h 、c o d c r 进行测试分析，如图 2 4 所示。 3 ) 对比普陀区梅岭南路的压缩站压缩液春、夏、秋、冬四季典型的水质变化 情况，如图2 5 所示。 塑吏生适丝墨堡堡堕墼堡垫查堕壅 墨星盔兰堡主堂垡丝塞 1 0 0 _ ： 1 35 0 城 藤 2 5 0 1 2 5 0 o1 0 0 0 37 5 0 膝 珀 5 0 0 2 5 0 0 2 # 3 #4 #5 #6 # 7 # 水样 图2 - 1 城市生活垃圾压缩液中氨氮浓度 3 0 0 0 0 2 5 0 0 0 2 0 0 0 0 1 5 0 0 0 1 0 0 0 0 5 0 0 0 0 2 #3 # 4 #5 #6 # 水样 图2 2