（环境工程专业论文）fenton试剂氧化法混凝沉淀法联合处理垃圾压滤液实验研究.pdf

e x p e r i m e n t a ls t u d yo n t r e a t m e n to f c o m p r e s s i o n l e a c h a t ew i t hf e n t o no x i d a t i o na n d c o a g u l a t i o np r o c e s s m 旬o r ： e n v i r o n m e n t a le n g i n e e r i n g d i r e c t i o no f s t l j d y ：r a t e rp o l l u t i o nc o n t r o la n d1 y e a t m e n t g r a d u a t es t u d e n t ：x un i e s u p e r v i s o r ： p r o l e il i a o d e p a r t m e n to fe n v i r o n m e n t a ls c i e n c ea n de n g i n e e r i n g g u i l i nu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y o c t o b e r 2 0 0 8t oa p r i l ，2 0 1 0 研究生学位论文独创性声明和版权使用授权书 独创性声明 本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含他人已 经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得其它教育机构的学位或证书而使用 过的材料。对论文的完成提供过帮助的有关人员己在论文中作了明确的说明并表 示谢意。 学位论文作者( 签字) ：螽抵 签字日期：堑l 盎臣凰型垦 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解( 学校) 有关保留、使用学位论文的规定，有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的印刷本和电子版本，允许论文被查阅和借 阅。本人授权( 学校) 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国 科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过 网络向社会公众提供信息服务。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) ， 本论文是否保密： 是 召 如需保密，保密期限为： 学位论文作者签名：弛 签字日期：幻b 年6 月纠日 剔磁字孺留 签字日期：工。降月z ，f 日 桂林理工大学硕士学位论文 摘要 生活垃圾压滤液是由城市各区中的压缩式垃圾转运站在压缩城市生活垃圾的过程中产 生的挤压水。这类废水的有机物含量高、色度高、成分非常复杂、水质水量变化大，十分 难以处理。目前，国内的压滤液一般先流入城市的下水道，再经过城市管网流入污水处理 厂进行综合处理，或者通过专门的运输车辆，将垃圾压滤液运送到污水处理厂进行生化处 理。但是由于垃圾压滤液含有多种有毒有害的难降解有机物，对生物处理的正常运行十分 不利。 本文以桂林市南溪山压缩式垃圾转运站的生活垃圾乐滤液为研究对象，采用f e n t o n 试 剂催化氧化混凝沉淀t 艺，探讨各种可能因素对生活垃圾压滤液处理效果的影响，并通过 正交实验优化处理条件，确定了处理该生活垃圾压滤液的最佳f e n t o n 催化氧化混凝沉淀 工艺条件，旨在将生活垃圾压滤液即时、就地、干净、快速地进行处理，为后续生物处理 降低负荷。 本文先用f e n t o n 试剂催化氧化法单独处理生活垃圾压滤液，对影响氧化效果的冈素如 p h 值、h 2 0 2 投加量、催化剂f e 2 + 的用量、反应时间和反应温度等进行了条件实验，并通 过正交试验确定了处理该生活垃圾压滤液的最佳氧化条件。实验结果表明，各因素对c o d 去除率的影响主次顺序依次为：h 2 0 2 的投加量、p h 值、h 2 0 2 与f e 2 + 的摩尔比( f e 2 + 的投 加量) 、反应时间，反应温度。在p h 值为2 5 ，3 0 的h 2 0 2 投加量为1 2 m l ，n h 2 0 2 ：n f e 2 + = 1 2 ：l ，反应时间为4 0 m i n ，反应温度为3 0 的最优反应条件下，c o d 的去除率可达到 7 0 5 4 ，浊度的去除率可达到8 9 1 0 。 由于f e n t o n 试剂催化氧化法处理生活垃圾压滤液后水样色度有所增加，本文选用聚合 氯化铝p a c 、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铁p f s 三种混凝剂在相同混凝条件下对氧化后的生 活垃圾压滤液进行对比实验，分别考察c o d 去除率、氨氮去除率和浊度去除率的变化。 综合各项指标，p f s 处理效果最佳。 随后本文就以p f s 作为混凝剂，对经最佳反应条件下的f e n t o n 试剂催化氧化法处理 完成后的生活垃圾压滤液进行混凝处理，对影响混凝效果的因素如投药量、p h 值、搅拌方 式和温度等进行了条件实验，并通过止交试验确定了处理该生活垃圾压滤液的最佳混凝条 件。研究结果表明，各因素对c o d 去除率的影响主次顺序依次为：p h 值、p f s 的投加量、 搅拌方式、反应温度。处理该生活垃圾压滤液的最佳混凝条件为p f s 投加鼍为3 6 0 m g l ， p h 值为8 ，搅拌方式2 5 0 r m i n2 m j n6 0r m i n8 m i n ，反应温度为3 0 。在最佳混凝条件f c o d 、氨氮、浊度的总去除率分别可达8 5 2 0 、4 5 3 5 和9 6 4 9 ，c o d 、氨氮、浊度分 别降低至03 7 2 8 m g 几、1 4 9 8 m g 几、8 4 n t u 。 关键词：生活垃圾压滤液；f e n t o n 试剂；混凝剂；聚合硫酸铁 桂林理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t c o m p r e s s i o nl e a c h a t eo fm u n i c i p a ld o m e s t i cg a r b a g ei st h ew a s t e w a t e rw h i c hi sf o mt h e g a r b a g ec o m p r e s s i o np r o c e s so fw a s t ec o m p r e s s i o nt 啪s f e rs t a t i o ni nd i f f e 陀ma r e 弱o fc i 妙i ti s a 目r e a td e a io fo r g a n i ca n dh i g hc h m m a w a s t e w a t e r t h ec o m p o s i t i o no ft h ew 邪t e w a t e ri sv e 叮 c o m p l e x ：t h ev a r i a t i o ni nw a t e rq u a l i t y 锄dq 咖t i t yo fc o m p r e s s i o nl e a c h a t e o fd o m e s t c g a r b a g ei sv e d ，d i f f e 陀m ，s oc o m p r e s s i o nl e a c h a t e i sv e 拶d i m c u l tt 0t r e a t a tp r e s e n t c o m p r e s s i o nl e a c h a t ei so f k ns e n d e di n t ot h es e w a g e 讹a 恤e n tp l a n tt ot r e a tt h r o u g ht h ec i 够s s e w e r0 rs p e c i a lt r a n s p o nv e h i c i e s h o w e v e r ，d u et 0c o m p r e s s i o nl e a c h a l ec o n t a i n san u m b e ro f t o x i c ，h a 删o u s 绷dr e f r a c t o 叮。曙锄i cm a n e r ，t h en o r m a lo p e r a t i o no fb i o l o g i c a l 仃e a t m e n ti n s e w a g et r e a t m e n tp l 锄ti sv e d ，u n f a v o r a b i e i nt h i sp a p e r ，t h ee x p e r i m e n tt a k e st h ec o m p r e s s i o nl e a c h a t ew h i c hi sf | r o mw a s t e c o m p r e s s i o n 仃锄s f e rs t a t i o no fn a n x ih i l li ng u i l i n 私t h er e s e a r c ho b j e c t s t u d i e st h e 讹a t m e n t o ft h ec o m p r e s s i o ni e a c h a t ew i t hf e n t o no x i d a t i o n 锄dc o a g u l a t i o np r o c e s s o nt h eb 雒eo f e x p e r i m e n t s ，a n a l y s e sv a r i o u sp o s s i b i ei n f l u e n c e t o 体，o p t i m i z e s 仃e a t m e n tc o n d i t i o n sb y 印p l y i n go r t h o g o n a ld e s i g na n dd e t e r m i n e so p t i m a l r e a c t i v ec o n d i t i o n si no r d e rt o 慨a t c o m p r e s s i o nl e a c h a t ei m m e d i a t e l y ，l o c a l l y ，c l e a n l y 锄d 缸t c r e a t e sa9 0 0 dc o n d i t i o nf o rt h e f i o l l o w i n gb i o l o g i c a lt r e a t m e n tp r o c e s si ns e w a g et r e a t m e n tp l a n t 1 nt h eb e g i n n i n g ，w e 臼e a tt h ec o m p r e s s i o nl e a c h a t ew i t hf e n t o no x i d a t i o ni n d i v i d u a l l y i n t h i sr e s e a r c hc o n d i t i o nt e s th a sb e e nm a d eo na b o v ef a c t o r ss u c h 舔p hv a l u e ，d o s a g eo f h 2 0 2 ( 3 0 ) ，d o s a g eo ff e 2 + ，r e a c t i o nt e m p e r a t u r e ，r e a c t i o nt i m e ，锄d t h eo p t i m a lo x i d a t i o n c o n d i t i o ni nt h et r e a t m e n to fa b o v ec o m p r e s s i o nl e a c h a t eh 签b e e nd e t e m l i n e db y 印p l y i n g o n h 0 9 0 n a ld e s i g n t h ee x p e r i m e n tr e s u i t ss h o w t h a tt h ea 仃e c t e d 州m a 叮a n ds e c o n d a 巧f k t o ro f c o dr e m o v a le f f e c t i v e n e s si sd o s a g eo fh 2 0 2 ( 3 0 ) ，p hv a l u e ，d o s a g eo ff e 什，r e a c t i o nt i m e ， 陀a c t i o nt e m p e r a t u m t h eo p t i m a lo x i d a t i o nc o n d i t i o ni s 嬲f o l l o w i n g ：p hv a l u ei s2 5 ，d o s a g eo f h 2 0 2 ( 3 0 ) i s1 2 m l ，n h 2 0 2 ：n f e 2 + = 1 2 ：1 ，r e a c t i o nt i m ei s4 0 m i l l ，t h er e a c t i o nt e m p e r a _ t u r ei s3 0 i ns u c ho p t i m a lo x i d a t i o nc o n d i t i o nt h ec o dr e m o v a lr a t ec a nr e a c h7 0 5 4 ，a n dt u r b i d i t ) ， 陀m o v a lr a t ec 锄r e a c h8 9 1o a st h ec o l o ro fc o m p r e s s i o nl e a c h a t eh 弱i n c r e a s e da r e rf e n t o no x i d a t i o n ，w ec h o o s et h r e e c o a g u l a t i o nr e a g e n t st 0t r e a tc o m p r e s s i o nl e a c h a t ew h i c hi sp r e - t r e 孤e db yf e n t o no x i d a t i o ni n o p t i m a lo x i d a t i o nc o n d i t i o n t h e s et h r e ec 0 4 9 u l a t i o nr e a g e n t sa r ep a c ，p a f ca n dp f s 陀s p e c t i v e l y b y s t u d i e do o dr e m o v a lr a t e ，锄m o n i an i t r o g e nr e m o v a lr a t ea n dt u r b i d i t y 陀m o v a lr a t er e s p e c t i v e l yi nt h ec o a g u i a t i o ne x p e r i m e n t t h er e s u l t ss h o wt h a tt h eo p t i m a l c o a g u l a t i o nr e a g e n ti nc o m p r e s s i o n1 e a c h a t et r e a t m e n ti sp f s ( p o l y m e r i cf e r r i cs u l f a t e ) 1 i 桂林理工大学硕士学位论文 s ow eu s ep f s 私t h eo p t i m a lc o a g u l a t i o nr e a g e n tt ot 1 1 e a tc o m p r e s s i o nl e a c h a t ew h i c hi s p r e t r e a t e db yf e n t o no x i d a t i o ni no p t i m a lo x i d a t i o nc o n d i t i o n i nt h i s r e s e a r c hc o n d i t i o n e x p e r i m e n th 嬲b e e nm a d eo na _ b o v ef k t o r ss u c h 勰d o s a g eo fp f s ，p hv a l u e ，m i x i n gm e t h o d r e a c t i o nt e m p e r a t u r e ，锄dt h eo p t i m a lc o a g u l a t i o nc o n d i t i o ni nt h et r e 咖e n to fa _ b o v e c o m p r e s s i o nl e a c h a t eh 硒b e e nd e t e m i n e db y 印p l y i n go r t h o g o n a ld e s i g n t h ee x p e r i m e n t r e s u l t ss h o wt h a tt h ea f f e c t e dp r i m a 巧扑ds e c o n d a 巧f k t o ro fc o dr e m o v a ie f f e c t i v e n e s si sp h v a i u e ，d o s a g eo fp f s ，m i x i n gm e t h o d ，r e a c t i o nt e m p e r a t u 陀t h eo p t i m a ic o a g u l a t i o nc o n d i t i o ni s 弱f o l l o w i n g ：d o s a g eo fp f si s3 6 0 m g l ，p hv a l u ei s8 ，m i x i n gm e t h o di s2 5 0 r m i n2 m i n6 0 r m j n8 m i n ，t h er e a c t i o nt e m p e 陀t u r ei s3 0 1 ns u c ho p t j m a lc o a g u l a t j o nc 伽d i t i o n ，t h et o t a l r e m o v a lr a t eo fc o d ，锄m o n i an i 仃o g e n 加dt u r b i d i 够c 锄r e a c h8 5 2 0 ，4 5 3 5 锄d9 6 4 9 ， r e s p e c t i v e i y t h ee 们u e n to fc o d ，锄m o n i an i t m g e n ，t u r b i d i t yc 锄b ed e c r e a s e dt o3 7 2 8 m g l ， l4 9 8 m g l ，8 4 n t u k e yw o r d s ：c o m p r e s s i o nl e a c h a t eo fm u n i c i p a ld o m e s t i cg a r b a g e ；f e n t o nr e a g e n t ；c o a g u l a t i n g r e a g e n t ；p f s ( p o l y m e r i cf e r r i cs u l f - a t e ) i i i 桂林理工大学硕士学位论文 目录 第l 章概述1 1 1 生活垃圾压滤液的概述l 1 2 国内外高浓度有机废水处理技术研究现状2 1 2 1 物化法处理高浓度有机废水研究现状2 1 2 2 土地处理法处理高浓度有机废水研究现状5 1 2 3 生物法处理高浓度有机废水研究现状6 1 3 国内外f e n t o n 试剂对废水处理技术研究现状1 0 1 3 1f e n t o n 试剂的概述1 0 1 3 2 类f e n t o n 试剂的概述1 3 1 4 本文研究内容、方法以及创新点1 6 1 4 1 研究内容1 6 1 4 2 研究方法1 7 1 4 3 研究创新点1 8 第2 章f e n t o n 试剂氧化法处理生活垃圾压滤液的单因素实验1 9 2 1 实验用生活垃圾压滤液的来源及水质1 9 2 2 实验设备与分析方法1 9 2 2 1 实验主要试剂1 9 2 2 2 实验主要设备2 0 2 2 3 实验分析方法2 0 2 3 实验相关计算公式2 0 2 4f e n t o n 试剂处理生活垃圾压滤液的单冈素实验2 l 2 4 1 初始p h 值对f e n t o n 试剂催化氧化效果的影响2 1 2 4 2h 。0 。投加量对f e n t o n 试剂催化氧化效果的影响2 3 2 4 3f e 孙投加量对f e n t o n 试剂催化氧化效果的影响2 4 2 4 4 反应时间对f e n t o n 试剂催化氧化效果的影响2 6 2 4 5 反应温度对f e n t o n 试剂催化氧化效果的影响2 7 2 5 本章小结2 9 第3 章f e n t o n 试剂氧化法处理生活垃圾压滤液正交实验3 0 3 1 止交实验方案设计3 0 3 1 1 正交实验目的3 0 3 1 2 冈素及水平的选择3 0 3 1 3 参数设计方案3 l 3 2 正交实验步骤3 1 3 3 实验结果分析3 2 3 4 实验结果验证3 4 3 5 本章小结3 5 第4 章混凝剂的选择3 6 4 1 混凝沉淀法的原理3 6 4 2 混凝剂的选择3 7 4 3 不同混凝剂的处理效果实验3 7 4 3 1p a c 的处理效果3 7 i v 桂林理工大学硕士学位论文 4 3 2 聚合氯化铝铁的处理效果3 9 4 3 3p f s 的处理效果4 l 4 4 确定最佳混凝剂4 2 4 5 本章小结4 3 第5 章混凝沉淀法处理生活垃圾压滤液的最佳条件4 5 5 1 用p f s 作混凝剂处理生活垃圾压滤液的单冈素实验4 5 5 1 1p f s 投加鼙对混凝效果的影响4 5 5 1 2p h 值对混凝效果的影响4 7 5 1 3 搅拌方式对混凝效果的影响4 8 5 1 4 反应温度对混凝效果的影响5 0 5 2 用p f s 作混凝剂处理生活垃圾压滤液的正交实验5 1 5 2 1 混凝实验因素及水平的选择5 1 5 2 2 混凝正交实验参数设计方案5 2 5 2 3 正交实验步骤5 2 5 2 4 实验结果分析5 3 5 3 最终处理效果5 5 5 4 本章小结5 6 第6 章结论与建议5 7 6 1 结论5 7 6 2 建议5 8 致谢5 9 参考文献6 0 个人简介6 4 v 桂林理工大学硕士学位论文 第1 章概述 1 1 生活垃圾压滤液的概述 进入2 l 世纪以来，我国人口逐年增长，经济发展和城市化步伐不断向前迈 进，居民的生活消费结构有所改变，生活水平有着显著提高。然而，越来越多 的城市生活垃圾却严重制约着城市经济发展和城市化进程，城市生活垃圾处理 的问题已经摆在我们面前。目前，我国城市生活垃圾人均日产量较高，约为 o 9 1 2 虹，并且将按每年8 1 0 的速度增长【1 1 。而我国城镇生活垃圾的年产 量也超过了1 7 亿t ，已经占到世界垃圾总产量的2 6 5 【2 j 。数量庞大的城市垃 圾已经对城市及城市周围的生态环境构成巨大威胁。填埋作为一种城市垃圾的 处理方法，已经被国内外广泛应用。在我国，目前有9 0 左右的城市垃圾是用 填埋法处理的【3 1 。但是，对于城市垃圾的清运能力来讲，却造成了极大的压力， 这是由于城市垃圾填埋场一般建设在距市区比较偏远的地方。为了使这种问题 得到解决，中国城市环境卫生协会的专家委员会推荐：当城市垃圾运输距离( 运 到垃圾填埋厂) 超过2 0l 【i i l 时，为了减少运输成本，应建立垃圾转运站，并提 出了今后垃圾收运设备应该重点推广使用压缩式垃圾转运站以及压缩式垃圾 车。压缩式垃圾转运站具有压缩作业、间断进行、分散于城市各区的特点。 压缩式垃圾转运站在压缩城市生活垃圾的过程中，会因垃圾的压缩减容而 产生挤压水，这些污水和压缩式垃圾转运站的冲洗水混在一起形成的废水被称 为生活垃圾压滤液。这类废水的有机物含量高、色度高、成分非常复杂、水质 水量变化大，十分难以处理。另外，季节气候( 阴晴、雨雪、温度、湿度等) 、 垃圾的成分这些因素的变化会对生活垃圾压滤液的产生量、浓度和污染物成分 的变化产生影响。 另据调查【4 1 ，虽然生活垃圾压滤液只是占压缩垃圾量的2 3 ，但是一个 压缩式垃圾转运站就可以产生生活垃圾压滤液“t d ，其c o d 的污染强度相 当大，等同于1 5 0 0 人排放生活污水的污染强度。假如不对生活垃圾压滤液进行 任何处理，就将其随意排放，则会对压缩式垃圾转运站附近的受纳水体产生严 重的污染。目前，国内的压滤液一般先流入城市的下水道，再经过城市管网流 入污水处理厂进行综合处理，或者通过专门的运输车辆，将垃圾压滤液运送到 污水处理厂进行生化处理。但是，由于垃圾压滤液含有多种有毒有害的难降解 有机物，对生物处理的正常运行十分不利。 桂林理工大学硕士学位论文 1 2 国内外高浓度有机废水处理技术研究现状 生活垃圾压滤液是一种高浓度有机废水，其水质特征与垃圾渗滤液比较相 似，都有着有机污染物浓度很高、可生化性差的特点，都属于难以处理的有机 废水，不同的是生活垃圾压滤液中氨氮、氰化物、氟化物、金属离子含量一般 比垃圾渗滤液中的含量要低。由于目前关于垃圾压滤液的研究较少，而垃圾渗 滤液与生活垃圾压滤液都是高浓度有机废水，故以垃圾渗滤液的研究现状做参 考。 1 2 1 物化法处理高浓度有机废水研究现状 用来处理高浓度有机废水的物化法主要包括：吹脱法、活性炭吸附法、混 凝沉淀法、化学氧化法、密度分离法、化学还原法、膜分析法、离子交换法、 湿式氧化法、气提法等多种方法。虽然物化法的处理成本比较高，但是和生物 法相比，物化法的出水水质较稳定，水质水量的变化对其处理效果影响较小， 特别是对难以生物降解的垃圾渗滤液有着良好处理效果。 1 2 1 1 吹脱法 垃圾渗滤液中氨氮含量一般较高， 方法，可以有效地去除渗滤液中氨氮。 广大科学工作者研究较多的两种方法。 吹脱法【5 1 作为一种垃圾渗滤液预处理的 目前曝气吹脱技术和吹脱塔脱氨技术是 直接或在调整p h 值之后，在调节池或吹脱池中曝气，起到改善营养比例 和脱氨作用的处理技术称为曝气吹脱技术。在中山市垃圾填埋场渗滤液处理的 实验研究中，王宗平等【6 】发现：作为预处理的方法之一，曝气吹脱是非常经济 有效的。这种方法不但能有效去除渗滤液中的氨氮，而且还可以有效去除c o d ， 氨氮和c o d 的去除率分别可达6 8 和7 6 。相反，在不做曝气的条件下，氨 氮与c o d 的去除率分别仅为2 7 和2 2 。对苏州七子山垃圾填埋场渗滤液进 行吹脱预处理，沈耀良等【7 j 在实验中发现：在p h 值为1 1 左右，温度为2 5 5 ， 将吹脱时间控制在5 h 的实验条件下，吹脱的效率可以超过8 2 5 。 利用吹脱塔脱氨技术对渗滤液进行了预处理，也是一些国内学者的研究方 向。陈石等【8 】在实验中发现：当初始氨氮浓度为2 0 0 0 m g l ，在p h 值为1 0 8 ， 汽水比为5 0 0 0 “0 0 0 ，温度为2 0 ，水力负荷为2 8 3 m 3 ( m 2 h ) 的情况下，氨氮 的去除率达到了8 0 以上。吴方同等p 】的实验研究表明：当p h 值为1 0 5 1 1 0 ， 温度为2 5 ，汽水比为2 9 0 0 3 6 0 0 时，吹脱效率可以达到9 5 以上，c o d n 的值得到明显改善。但是，吹脱塔脱氨技术与曝气吹脱技术相比，不但存在二 2 桂林理工大学硕士学位论文 次污染，还有初期投资较大、p h 值要回调、容易结垢等一系列问题。 1 2 1 2 吸附法 通过使用多孔性固体物质，将废水里的一种或多种污染物吸附在固体表面， 从而将污染物去除的方法称为吸附法，这种多孔性固体物质便称之为吸附剂。 沸石、活性炭、膨润土、焦炭、焚烧炉底灰等都是较为常用的吸附剂。比表面 积为5 0 0 1 7 0 0 m 2 儋的活性炭，因其具有很强的吸附能力，从而粉末状和颗粒状 的活性炭成为几种常用吸附剂中应用较为广泛的。通过吸附法处理垃圾渗滤液， 可以除臭、脱色、脱除废水里的重金属、放射性元素以及各种溶解性有机物等， 对c o d 和氨氮的去除率一般为5 0 7 0 i io j 。 通过实验研究，将粉术状活性炭投入间歇式活性炭吸附实验处理垃圾渗滤 液，y i n g w c 等【1 1 】人发现，c o d 的去除率可以达到5 5 ，色度则可以完全去 除。p i r b a z a r i m 等【1 2 j 通过在活性碳上培养驯化生物膜的方法，来用以降解垃圾 渗滤液中的有机物浓度，实验结果显示：渗滤液中t o c 的去除率与生物的增长 曲线和生物浓度有关。这表明通过使用生物活性炭来处理高浓度有机废水的方 法具有很好的前景。j f e t t i n g 等【1 3 】也对用活性炭处理垃圾渗滤液作了实验研究。 在将活性炭投加量控制在8 0 0 1 2 0 0 m 3 的条件下，每克活性炭可以吸附 3 0 3 2 m g c o d ，表明c o d 的去除效率与活性炭的投加量成线性关系。但垃圾 渗滤液由于存在水量水质多变等因素，出现了活性炭被污染和c o d 去除效率降 低的现象。虽然活性炭吸附工艺可以去除废水中大多数有机物，且设备简单， 但由于受到高额的运行成本、活性炭再生困难、p h 值等因素很容易影响其吸附 过程等原因，应用范围不广。 1 2 1 3 混凝沉淀法 通过混凝剂对胶体离子的吸附、架桥、静电中和等作用，让废水中胶体污 染物和细微悬浮物脱稳，进而聚集形成具有可分离性的絮凝体加以分离去除， 这就是混凝沉淀法去除污染物的原理。三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝等都是比 较常用的混凝剂。为了提高絮凝速度【i0 1 ，还可以加入助凝剂，如阴离子、阳离 子、中性粒子的聚合电解质等。 王宗平等【1 4 】在光照条件下，加入三氯化铁作混凝剂处理垃圾渗滤液，实验 结果表明：c o d 的去除率达到6 4 ，色度的去除率则达到了9 0 ，同时他还 发现，将p h 值控制在3 8 的条件下，p h 值越低，去除效果越好。张兰英等l l 5 】 则通过使用混凝和吸附的方法处理垃圾渗滤液，实验研究发现，该方法可以去 除渗滤液中4 8 9 3 的有机物，其他有机化合物的去除率则可以达到5 0 7 0 。 用混凝法处理废水，具有设备简单、工艺可靠、便于操作、容易管理、处 桂林理工大学硕士学位论文 理效果好、连续或间歇运行皆可适用等优点，但是由于要向废水中投加药剂， 连续运行费用比较高，沉渣量较大，脱水困难。 1 2 1 4 化学氧化法 通过使用强氧化剂氧化分解废水中污染物，从而达到去除废水中污染物的 目的，这就是化学氧化法。高锰酸盐、臭氧、氯气、二氧化氯和次氯酸盐等都 是常用的氧化剂。废水中的部分无机物和有机物都可以被强氧化剂氧化，使废 水中c o d 和b o d 5 的浓度下降，并可以达到除臭的效果，进而使废水得到净化。 用紫外线光与经典的f e 2 + + h 2 0 2 反应相结合的方法，s 0 0 m 1 ( i m 【1 6 】等人对垃 圾渗滤液处理进行了研究，c o d 的去除率低于7 0 。而张跃升等1 1 7 j 则以h 2 0 2 作氧化剂、活性炭作催化剂处理垃圾渗滤液，研究结果表明：在p h 值为2 ， h 2 0 2 c o d 为1 5 、活性炭h 2 0 2 为o 6 的实验条件下，反应在1 8 0 m i i l 内完成， c o d 的去除率为8 2 8 ，色度的去除率为8 5 5 。程洁红【1 8 j 等人对重庆市垃圾 填埋场的渗滤液进行预处理，运用了f e n t o n 混凝工艺，结果表明，c o d 的去 除率为6 6 ，使渗滤液的c o d 从2 5 7 3 3 m g l 下降到8 5 1 8 m g l ，为后续生化处 理提供准备。又根据杨智宽描述【1 9 】，m a r t i i ls t e e n s e n 建立了一个全规模系统来 研究化学氧化法，采用了三种氧化工艺，它们分别是过氧化氢或紫外线、臭氧 和臭氧固定床催化剂。研究表明，所有工艺的处理效果均不错。 1 2 1 5 膜分离法 通过利用隔膜将废水中的污染物微粒或溶质分离出来的方法称为膜分离 法。这种方法不仅具有无需投加其它物质、能量转化率高、在常温下浓缩和分 离可以同时进行的特点，还能依据膜孔径大小和选择透过性将不同粒径的污染 物分离开。 超滤、微孔过滤、反渗透等是以压力差为推动力的几种常用膜分离法。通 过使用反渗透法处理垃圾渗滤液，a n g e l oc l l i a n e s e 【2 0 】研究发现，在原水c o d 为 1 4 7 9 m g l ，压强为5 3 a t m 的条件下，垃圾渗滤液中的c o d 去除率达到了9 8 ， 对重金属的去除效果也较好，z n 、c u 、c d 的去除率均达到了9 7 以上。同时 还发现，在反渗透处理工艺中，c o d 的去除率与压强有着密切关系而与原水 c o d 含量无关。 近几年来，水处理膜分离技术出现了一个新的亮点，那就是纳滤法。一些 学者用此法处理垃圾渗滤液研究。d t r e b o u e t 等人1 2 1 】通过实验研究发现，垃圾 渗滤液中难降解的物质能通过使用纳滤法很好的加以去除，渗滤液中的腐殖性 物质可以通过混凝法预处理得到降低。除此之外还发现，膜电荷和膜结构可以 4 桂林理工大学硕士学位论文 被f e ，c a 和p h 值改变，这几个因素对纳滤膜处理垃圾渗滤液有着重要的影响。 经实验研究，s t i n al i n d e 等人【2 2 】得出这样一个结论：由于废水中的有机物可 以通过纳滤从盐溶液中分离出来，且不同种类的盐可以被纳滤膜上的阴离子群 依据价位选择性地分离出来，所以纳滤法处理废水的效果要好于超滤法和反渗 透法。其依据是在压强为3 m p a 、水温为2 5 、垃圾渗滤液传导率为6 8 0 0 m s m 时，纳滤法的渗流量超过5 0 l m 2 h ，由此可以看出，纳滤的渗流量要高出反渗 透好几倍。 虽然垃圾渗滤液用膜分离法处理取得了良好的去除效果，但由于运行成本 高昂，致使其应用范围不广。此外，用该法处理废水前，必须要有很好的预处 理进行准备，因为废水中的污染物容易使膜上产生污垢，堵塞处理膜的膜孔， 从而大大降低膜分离法的去除效率，因此还要定期清洗处理膜。 1 2 2 土地处理法处理高浓度有机废水研究现状 作为人类最早采用的污水处理方法，土地处理法有着长足的发展，该方法 主要是利用土壤里微小颗粒的沉淀、过滤、离子交换吸附和生物等作用，以达 到去除废水中悬浮污染物的目的。目前，该方法多用于城市污水的处理整治当 中。经过发展，土地处理法现在可以分为【2 3 】表面漫流( o f ) 、慢速渗滤系统( s r ) 、 快速渗滤系统( 刚) 等方法。用土地处理法处理垃圾渗滤液，主要是通过利用 土壤罩微生物的作用，使废水中的有机物和氮等污染物质发生转化，再经过蒸 发作用，从而减少渗滤液的体积。回灌法与人工湿地法是土地处理法处理垃圾 渗滤液的两种常用方法。 1 2 2 1 回灌法 通过收集垃圾渗滤液，再用喷灌的方式将渗滤液回流到填埋场，在覆盖土 壤层以及垃圾层共同净化作用下来处理渗滤液，这种方法就是垃圾渗滤液回灌 法。回灌法的好处是提高了回灌的渗滤液的生物活性，甲烷生成速度也随之大 大提高，从而加速了废物的分解速度，对污水处理系统的正常运转起到了积极 的作用。这是由于在喷灌过程中，经过蒸发作用，减少了渗滤液的体积。垃圾 渗滤液回灌法常见的回灌结构为准好氧和厌氧两种形式，而设计建设准好氧性 填埋场对垃圾渗滤液回灌法有着重大意义。这是由于准好氧填埋场不仅可以降 低渗滤液中污染物的浓度，使渗滤液形成循环体系，还加强了填埋场的稳定， 垃圾分解的速度也大大提高。除此之外，准好氧填埋场还能降低渗滤液的外排 量，减少填埋场运行处理费用等。美国a l a c h u nc o u n 锣s o u t h 、v e s t 填埋场和 s o n o m ac o u n t y 填埋场【2 5 l 都对回灌法有利于垃圾填埋场的稳定化进行过报道。 桂林理工大学硕士学位论文 英国北部的s e 锄e rc a r r 垃圾填埋场例采用回灌法处理垃圾渗滤液，使c o d 和金属浓度降低很多，但是氨氮、氯离子浓度则变化较少，表明除了稀释作用 之外，垃圾中无机成分的吸附作用也能降解金属浓度。国内学者对回灌法也研 究较多，卢成洪等就对垃圾渗滤液回灌处理工艺做了详细的阐述。在唐山市 垃圾填埋场，回灌法处理垃圾渗滤液也得到实际应用。 1 2 2 2 人工湿地法 在国外，人工湿地逐渐成为处理垃圾渗滤液应用较多的新工艺，其主要原 因是：通过形成了一个土壤植物处理系统，使系统中植物产率高的特点得到发 挥，利用有较大吸附面积的植物根系对微生物进行强化，形成大面积的生物膜， 进而膜上拥有的大量微生物可以将垃圾渗滤液中的污染物加以利用、迁移和转 化。 瑞典早在1 9 8 5 到1 9 8 6 两年间，就建立了大规模现场土壤植物处理系统进 行试验，研究结果表明，该系统除了具有减量的作用，还大大降低了垃圾渗滤 液的浓度，氮浓度就从原来的1 9 4 m g l 降低到8 3 m g l ，去除效率达到了6 0 。 同时，随着土壤植物处理系统里植物根系的不断生长，该系统的垃圾渗滤液处 理效果很有可能得到相应提高。k o z u b 等人【2 8 】通过实验发现，对垃圾渗滤液用 人工湿地法进行处理的过程中，该方法拥有2 6 8 “0 3 9 n ( m 3 d ) 的反硝化脱氮能 力。 人工湿地法投资少，设备简单，缓冲容量大，处理效果好，运行成本和能 耗费用低，便于维护、操作和管理。凭借这些优点，人工湿地法已经成功应用 于加拿大、波兰、挪威和英国等发达国家垃圾渗滤液的处理之中【驯。 1 2 3 生物法处理高浓度有机废水研究现状 通过微生物的吸附和新陈代谢作用降解废水中有机污染物，这就是生物处 理法。虽然生物法运行维护成本较低，对有机污染物去除效率高，但微生物容 易受到温度变化的影响，导致生物法处理效果下降。生物法处理垃圾渗滤液， 尤其是老龄垃圾渗滤液，一般要结合预处理或后续处理才能取得很好的处理效 果。好氧生物处理、厌氧生物处理和厌氧好氧生物结合处理是三种常用的生物 处理方法。 1 2 3 1 好氧生物处理法 对于生化性好的、年龄较短的垃圾渗滤液，运用好氧生物技术处理效果较 好，c o d 、氨氮、b o d 5 的去除率较高，同时还可以去除一些重金属。常见的 6 桂林理工大学硕士学位论文 好氧生物法分为活性污泥法、生物膜法、好氧稳定塘、氧化沟等方法，这些方 法对处理垃圾渗滤液都有很好的效果。 ( 1 ) 活性污泥法 早在1 9 1 4 年，英国就率先运用了活性污泥法处理废水，该方法是通过悬浮 生长在污泥中的微生物处理有机废水的。活性污泥法