渗滤液处理——土地法.doc

渗滤液处理土地法在英国进行的渗沥液回灌生产性试验中发现，不仅因为蒸发的作用而具有减量的效果，而且还能大幅度降低渗沥液中有机物的浓度。然而仅仅依靠渗沥液的自身循环还不能彻底地解决渗沥液的问题，主要原因有：(1)受气候条件的影响。(2)虽然渗沥液中的大部分有机物污染物可以通过循环而去除，但其它的一些污染物如氨氮、氯离子和重金属等则不能明显去除。该试验采用穿孔管喷淋灌溉的方式，穿孔管每隔20米平等布置，且回灌的区域和没有回灌的区域进行对比。在220m40m的区域上，第一次从31周至52周回灌了3025m3，随后的两次各回灌了3756 m3和11572 m3，前后共三年的时间。在试验的第二年的九月取样分析的结果见下表：表：Seamer Carr填埋场回灌区域和对比区域排出的渗沥液以及监测孔中采集的渗沥液成份的对比 从对比区域排出的渗沥液从回灌区域排出的渗沥液A5孔采集的渗沥液B5孔采集的渗沥液A6孔采集的渗沥液A1孔采集的渗沥液PH5.975.775.957.157.137.32COD624004398126400555013001300BOD380002178039501710120210TOC198001100382501950450410TVA146091005684457144138NH3-N990729670735250375有机氮770234180122520NO3N3.53未测出1未测出未测出Cl-27602059175019354051300Mg42032423026546171K205011987801090120620Ca410027251820260125260Cr10.660.430.120.030.07Mn250133701.550.70.8Fe2050122575020829Ni1.650.830.290.110.070.1Cu0.050.050.10.030.050.03Zn1309927.32.750.30.75Cd0.0030.0030.0030.0040.0040.006Pb0.610.040.320.190.070.12该试验在渗沥液处理处理效果上的结论为：(1)在小规模试验上得到的渗沥液处理效果在大规模长期生产性试验中也可以得到。(2)通过提高垃圾的含水率可以提高渗沥液的处理效率，最大去除率发生垃圾完全饱和时。(3)虽然污染物的去除很明显，但剩余的COD、氨氮和氯离子的浓度仍然很高，出水仍不能直接排放到水体。(4)渗沥液的回灌虽然有利于渗沥液的减量和浓度的降低，但还不能彻底地解决渗沥液的问题，还需要选用其它的水处理工艺进一步的处理。土壤植物处理系统(SP系统)不仅利用土壤或陈垃圾的物化及生化作用，而且还利用了植物根系对微生物的强化和植物修复技术。19851986年在瑞典建立了大规模现场SP系统进行试验，该系统占用了总面积为22公顷的填埋场中的4公顷，其中1.2公顷种植了柳树，另外2.8公顷种植了各种草本植物。试验区域为填埋场边缘的三个坡地，种植了30000棵柳树。在试验的最初三年中，灌入试验区域的渗沥液共计3290mm，测得年平均的蒸发量为340mm，为降水量的51%，而在试验前相应区域的年平均蒸发量为140mm为年降水量的19%，蒸发量为增加了二到三倍。该系统不光是有减量的功能，还能够降低渗沥液的浓度，例如氮的浓度平均下降了60%，从194mgN/L下降到了83mgN/L，可以肯定随着柳树的生长和根系的发展，处理效果还可能进一步地提高。 同济大学赵由才课题组从1996年就开始填埋场稳定化以及陈腐垃圾资源化利用技术的研究。针对上述渗沥液回灌到新鲜垃圾中存在的一系列问题，研究生李华在实验室研究了利用9年的陈垃圾(矿化垃圾)处理渗沥液的可行性以及影响处理效果的主要因素，并取得了满意的效果。随后研究生吴军在上海老港填埋场完成了矿化垃圾生物反应床处理填埋场垃圾渗沥液的中试研究，为该项技术的工程应用打下了坚实基础。在矿化垃圾生物反应床处理填埋场垃圾渗沥液的中试研究中，利用6年的矿化垃圾采用人工快速滤床的形式建立了三级串联反应床处理系统。根据实验室研究(19992000年)的结果和现场中试研究的具体条件，确定出水COD和NH3-N浓度作为试验考核的指标，在众多的影响因素中选择易于控制的进水水力负荷和灌水间隔时间作为重点研究的影响因素，按照因素水平表设计的试验点以及结合试验过程中的具体情况开展试验工作，通过一年多的时间，跨越各个季节的十个试验点的试验研究，证明串联矿化垃圾反应床可以用于处理生活垃圾渗滤水。进水水力负荷和进水间隔时间都显著地影响COD和NH4-N的去除率。进水水力负荷提高，COD和NH4-N去除率均下降，特别是矿化垃圾反应床系统的第二级和第三级的水力负荷对COD去除率，以及第二级水力负荷对NH4-N的去除率尤为敏感。进水间隔时间延长有利于反应床系统的自我修复和去除率的提高，尤其是COD的去除率在间隔时间延长到48小时后，污染物质严重积累的反应床系统表现出明显可修复性，一段时间后波动的去除率会趋于平缓并不断提高；而NH4-N去除率的可修复性相对差一些，虽然去除率有所提高，但仍然表现出连续波动的特性。对比试验证明每天一次进水的运行方式优于相同每日水力负荷的条件下的两次进水，反应床系统的稳定性有明显改善。这可能与太阳光与腐殖质的相互作用有关，所以推荐早上进水，充分利用日照。矿化垃圾反应床系统运行数月后表现出一、二级反应床连续波动，总去除率下降现象，说明系统中污染物积累严重。通过表层3050cm深度的机械翻松，再结合35天的休灌，能够较好地恢复反应床各级系统的处理能力，重新提高入使用。温度条件同样是影响矿化垃圾反应床处理效率的一个重要因素，在夏季气候条件下，NH4-N去除率有明显提高，而COD去除率提高不明显。进水浓度对COD和NH4-N的去除率影响不大。可能是因为相对低的水力负荷，间歇运行和渗流的水力学特征等因素所致，从而使串联矿化垃圾反应床表现出良好的抗冲击性能。串联的级数越多，系统运行越稳定。由于去除率相对稳定，降低进水渗沥液的浓度有利于串联系统的最终出水达到或接近二级排放标准。根据本项目的研究结果，在工程应用时，每一级生物反应床的进水水力负荷均可控制在33mm/次；进水间隔时间24小时。每天早上一次进水。连续运行12个月后，对表面进行翻松休灌，可以继续使用。三级串联矿化垃圾反应床系统按照推荐的工艺条件运行，可以达到较好的处理效果：第三级出水平均COD浓度为344mg/L(接近二级排放标准)，NH4-N浓度为23mg/L(达到二级排放标准)。 试验中发现反应床系统使用一段时间后，会出现去除率连续波动的现象。用常规的吸附理论无法对其进行合理的解释，根据腐殖质的有关理论，首次提出了腐殖质膜状团聚体更新和稳定的作用机理是矿化垃圾反应床工艺机理的重要组成部分的论断。该机理不仅有助于渗滤水中有机质代谢中间产物的去除，而且伴随着新的腐殖质膜状团聚体的形成，相应也会形成新的阳离子交换能力，有助于NH4-N的去除。物化吸附作用在反应床使用的最初几天贡献10-20%左右的COD去除率，但饱和后就很难再发挥作用。腐殖质膜状团聚体更新机理和生物降解机理共同作用构成矿化垃圾反应床工艺的机理，各级反应床中两种机理的贡献率不尽相同：对于COD去除而言，第一级和第二级反应床中生物降解为主，腐殖质作用机理为辅，第三级则是以腐殖质作用机理为主，生物降解作用为辅；对于NH4N去除而言，第一级和第二级以腐殖质作用机理为主，生物脱氮作用不明显，第三级则是以生物脱氮