DYL036 光催化滲漏液間歇式實(shí)驗(yàn)裝置（一級(jí)實(shí)驗(yàn)處理）

DYL037 光催化滲漏液間歇式實(shí)驗(yàn)裝置（二級(jí)實(shí)驗(yàn)處理）

DYL046 電解法滲漏液膜反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置

DYL051 厭氧反應(yīng)加膜生物反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置

DYG181 UNITANK生物污水處理模擬實(shí)驗(yàn)裝置

DYG191 焦化廢水生化處理實(shí)驗(yàn)裝置

DYG206 污水處理廠平面布置模型

垃圾滲濾液的產(chǎn)生受眾多因素影響 ,根據(jù)幾個(gè)主要的產(chǎn)生

來源 (降水、地下水侵入、垃圾組成結(jié)構(gòu)、填埋場(chǎng)頂部的地表徑流和水分蒸發(fā)等 )分析 ,滲濾液不僅水量變化大 ,而

且不呈周期性變化 ,由此引起了水質(zhì)的較大變化。污染物種類繁多 ,滲濾液中可檢出幾十種有機(jī)污染物 ,包括單環(huán)芳

烴類、多環(huán)芳烴類、雜環(huán)類、烷烴及烯烴類、醇及酚類、酮類、羧酸及酯類、胺等 ,污染物濃度高 ,濃度變化范圍大。不僅如此 ,垃圾滲濾液水質(zhì)也會(huì)由垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)齡的不同 ,各有特點(diǎn) ,生物難降解有機(jī)物的比重呈直線上升趨勢(shì)。Chian和Scott等人對(duì)滲濾液水質(zhì)與垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)齡規(guī)律進(jìn)行了研究并得出結(jié)論 :場(chǎng)齡小于5a的垃圾滲濾液水質(zhì)特點(diǎn)是pH值較低 ,CODcr和BOD5濃度較高 ,且BOD5/CODcr的比值較高,且BOD5/ CODcr 的比值較高,同時(shí)各類重金屬離子的濃度也較高;場(chǎng)齡大于5 a 以上的滲濾液的主要水質(zhì)特點(diǎn)是pH值接近中性, CODcr 和BOD5 濃度相對(duì)較低, 且BOD5/ CODcr 的比值較低,而NH3 - N濃度較高,重金屬離子濃度則開始下降。

2 垃圾滲濾液處理工藝

垃圾滲濾液的處理方法主要包括物理化學(xué)法、生物法兩大類。

2. 1 物理化學(xué)法

主要有化學(xué)沉淀、膜分離技術(shù)、化學(xué)氧化、光電催化氧化等多種方法。

2. 1. 1 化學(xué)沉淀法

以水玻璃、硫酸、硫酸鋁和廢鐵屑為原料研制出的聚硅酸硫酸鋁鐵類混凝劑(PSAFCA) 處理垃圾滲濾液, 結(jié)果表明: 沉淀處理后垃圾滲濾液CODcr 去除率達(dá)58%, 如果結(jié)合臭氧氧化滲濾液,CODcr 去除率可達(dá)70. 6%,BOD5 去除率達(dá)75. 4%,色度去除率為94%。A. A. Tatsi 等使用鐵系、鋁系混凝劑對(duì)不同場(chǎng)齡的垃圾滲濾液進(jìn)行了研究,研究表明, 在pH為10 的條件下, 投加2 g/ L 的鐵系混凝劑,垃圾滲濾液CODcr 去除率可達(dá)80%。

化學(xué)沉淀對(duì)于重金屬離子的去除是比較有效的, 但該法對(duì)

于去除滲濾液中的其它有機(jī)污染物是不*的, 處理后廢

水的CODcr 值仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國家有關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)。為此,該法不能作為單一工藝來處理垃圾滲濾液, 同時(shí)沉淀物的后處理仍將帶來新的問題。

2. 1. 2 膜分離技術(shù)

國外正逐漸采用新型的膜分離技術(shù)處理和凈化垃圾滲濾液, 其中反滲透(RO) 分離技術(shù)的應(yīng)用廣泛,并取得了很好的效果。1977 年,Chian 和Krug 相繼肯定了反滲透技術(shù)處理滲濾液是有效方法之一。Hurd 等選用3 種低壓聚酰胺RO膜處理TrailRoad 垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的試驗(yàn)結(jié)果表明, 透過液的流量取決于操作壓力大小及TOC 的濃度,當(dāng)操作壓力小于1. 03 ×106 Pa 時(shí),透過液的流量為26 L/ (m2 ?h) ～54 L/ (m2 ?h) , TOC和Cl -的去除率> 96% ,NH3 - N 的去除率> 88%。

膜分離污染物的效果是顯而易見的, 經(jīng)分離后的出水能夠達(dá)到國家相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn), 該法能連續(xù)化操作, 機(jī)械化程度高, 易于管理, 水質(zhì)的不穩(wěn)定性對(duì)膜處理效果的影響較小。但該技術(shù)在國內(nèi)遲遲不能被用于實(shí)際工程, 究其原因?yàn)槟げ牧铣杀靖?且膜在處理這種受污染較嚴(yán)重的水體時(shí),膜極易被污染,較難清洗,難以再次利用。開發(fā)一種成本低廉的膜產(chǎn)品以及相應(yīng)的膜清洗技術(shù)對(duì)該法的實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值的提高具有深遠(yuǎn)意義。

2. 1. 3 化學(xué)氧化法

化學(xué)氧化法是利用強(qiáng)氧化劑將廢水中的有機(jī)物氧化成小分子的碳?xì)浠衔锘?礦化成CO2和H2O ,H2O2 和O3 是常用的兩種氧化劑。

以活性炭作催化劑、H2O2 作氧化劑處理垃圾滲濾液。結(jié)果表明,在H2O2/ CODcr = 1. 5 ,活性炭/ H2O2 = 0. 6 , pH 值為2 的條件下反應(yīng)可以在180 min 內(nèi)結(jié)束,其中CODcr 及色度的去除率分別為82. 8 %和85. 5 %。國外也有人以Fenton’ s 試劑對(duì)處于成熟期的垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液的預(yù)處理效果進(jìn)行了研究。研究表明:CODcr 初始濃度為10540 mg/ L , 經(jīng)Fenton’ s 試劑預(yù)處理后, CODcr 的去除率達(dá)到60 % ,B/ C也由原來的0. 2 變?yōu)?. 5 , 大大提高了滲濾液的可生化性。

O3 的氧化能力比氯強(qiáng),能迅速而廣泛地氧化分解水中大部分有機(jī)物。但是O3極易分解,且它只能將大分子有機(jī)物質(zhì)氧化成小分子有機(jī)物質(zhì), 而不能將大分子有機(jī)物質(zhì)氧化成CO2和H2O。垃圾滲濾液中Cl -濃度較高, 如用H2O2和O3 化學(xué)氧化處理, 極有可能在氧化有機(jī)物的同時(shí), 產(chǎn)生具有較大毒性的氯代有機(jī)物, 非但不能*去除滲濾液中有機(jī)物污染,更大程度上加重了對(duì)水體的污染。

2. 1. 4 光、電催化氧化法

光催化氧化反應(yīng)是利用光催化半導(dǎo)體TiO2在紫外光照下, 使得TiO2 產(chǎn)生電子空穴, 在吸附H2O 后, 形成吸附態(tài)的?OH, ?OH基團(tuán)是一種具有強(qiáng)氧化活性的自由基,它與有機(jī)物

結(jié)合后,能夠很快發(fā)生氧化- 還原反應(yīng), 達(dá)到降解有機(jī)物的目的。電催化氧化反應(yīng)的基本原理也與光催化氧化反應(yīng)類似,不同之處就是能量的來源是電能,并且能量的大小可以通過電流密度的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。

采用光催化氧化法對(duì)垃圾滲濾液的深度處理做了實(shí)驗(yàn)研究。研究表明:投加一定量的TiO2 后,反應(yīng)時(shí)間控制在1. 5 ～2 h ,具有較好的處理效果,一般CODcr 去除率可達(dá)40 %～50 % ,脫色率可達(dá)70 %～80 %。國外采用TiO2 作光催化半導(dǎo)體處理垃圾滲濾液也有類似的報(bào)道, 有人分別使用H2O2、O3 和紫外/ 可見光3 種光增強(qiáng)氧化法對(duì)滲濾液的作用,經(jīng)處理后,滲濾液CODcr 的去除率為40 %～50 % ,脫色率70 %～80 %。

李小明等采用電解氧化法對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行深度處理的研究結(jié)果表明, 電解氧化過程中,NH3 - N優(yōu)先于CODcr 被氧化去除, CODcr 去除率為90. 6 % ,NH3 - N的去除率為100 %。同樣,CossuR 以Ti/ PbO2 和Ti/ SnO2 作為陽極材料, CODcr 值從1 200 mg/ L 降到150 mg/ L , 去除率達(dá)到87.

5 % ,NH3 - N基本能夠*地被去除。

光、電催化氧化反應(yīng)同樣也存在著運(yùn)行費(fèi)用高這一主要缺點(diǎn),有機(jī)物降解的快慢與?OH基團(tuán)產(chǎn)生的數(shù)量、快慢有直接的關(guān)系, 有資料表明, ?OH基團(tuán)與有機(jī)物的反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng),其

反應(yīng)速度與?OH基團(tuán)以及有機(jī)污染物的濃度都直接相關(guān),在

工程處理中, 為達(dá)到一定的光、電催化氧化效果,提高?OH基團(tuán)的濃度,勢(shì)必加大電能的消耗,根據(jù)Cossu R 的電解實(shí)驗(yàn),電流的有效利用率僅為30 %。欲采用該方法處理滲濾液,其首要問題是提高電流的利用效率, 所以選擇優(yōu)良的電極材

料以及設(shè)計(jì)?OH基團(tuán)時(shí)空產(chǎn)率高的光、電催化反應(yīng)器已經(jīng)成為該法處理滲濾液的兩大主要研究方向。

2. 2 生物法

生物法處理垃圾滲濾液是常用的方法, 國內(nèi)幾大主要垃

圾填埋場(chǎng)污水處理技術(shù)多采用生物技術(shù),包括好氧生物處理、厭氧生物處理和厭氧好氧相結(jié)合的處理方式。

2. 2. 1 好氧生物處理

好氧生物處理包括活性污泥法、曝氣氧化塘、生物膜法、生物轉(zhuǎn)盤和生物滴濾池。其中活性污泥法是城市垃圾滲濾液好氧生物處理常用的方法。

國內(nèi)外活性污泥法污水處理廠的運(yùn)行結(jié)果表明,通過提高污泥濃度來降低污泥有機(jī)負(fù)荷,活性污泥法可以獲得令人滿意的垃圾滲濾液處理效果。徐迪民等采用低氧- 好氧兩段活性污泥法處理滲濾液, 研究結(jié)果表明進(jìn)水濃度CODcr 為6 446 mg/ L ,BOD5 為3 502 mg/ L ,經(jīng)處理后CODcr、BOD5 的去除率分別達(dá)到96. 5 %和99. 6 %。

好氧生物(活性污泥法) 處理垃圾滲濾液具有良好效果的報(bào)道已有多篇, 但能夠長期運(yùn)行的工程實(shí)例卻少之又少。某垃圾填埋場(chǎng)采用的滲濾液處理系統(tǒng)就是典型的活性污泥法,

在垃圾填埋場(chǎng)運(yùn)行之初,其處理的確取得了良好的效果,但垃圾填埋場(chǎng)在運(yùn)行幾年后, 處理后的滲濾液越來越不能達(dá)預(yù)期的效果, 水質(zhì)變化是該系統(tǒng)不能正常運(yùn)行直接的因素。

2. 2. 2 厭氧生物處理

目前, 國內(nèi)外使用厭氧生物處理多的形式是上流式厭氧

污泥床(UASB) 上流式厭氧過濾器啟動(dòng)期短,耐沖擊性好等

特點(diǎn)。徐竺等采用上流式厭氧過濾器對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行處理,結(jié)果表明,上流式厭氧過濾器處理垃圾滲濾液的效果良好, 在中溫(35～40 ℃) 消化時(shí)高濃度(3 000～8 000 mg/L) 進(jìn)水CODcr 的去除率達(dá)95 %左右, 常溫消化的CODcr 去除率也可達(dá)90 %左右; 反應(yīng)器的容積負(fù)荷可達(dá)5 kgCODcr/ (m3 ?d) 以上。Kennedy , K. J . 運(yùn)用連續(xù)上流式厭氧污泥床處理技術(shù), CODcr 的去除率能夠達(dá)到77 %～91 %。有人也嘗試使用厭氧折流板反應(yīng)器(ABR) 處理城市污水與垃圾滲濾液

混合廢水過程中的水解酸化作用及污泥特性進(jìn)行了研究。經(jīng)研究,ABR 可有效地改善混合廢水的可生化性。進(jìn)水

BOD5/CODcr 為0. 2～0. 3 時(shí),出水BOD5/ CODcr 可提高至0. 4～0. 6。

厭氧生物處理技術(shù)適于處理溶解性有機(jī)物,在處理高濃度(BOD5 ≥2 000 mg/ L) 有機(jī)廢水方面取得了良好效果。在提高滲濾液可生化性方面,表現(xiàn)明顯的優(yōu)勢(shì), 但該法處理滲濾液后, CODcr 濃度依然比較高,故目前而言,該法一般不作為單獨(dú)使用的處理方式。

2. 2. 3 厭氧- 好氧生物氧化工藝

國內(nèi)許多垃圾填埋場(chǎng)廢水處理采用厭氧- 好氧相結(jié)合的生

物氧化處理工藝。對(duì)高濃度的垃圾滲濾液采用該法經(jīng)濟(jì)合理,處理效率高,厭氧工藝能夠彌補(bǔ)好氧處理較難處理生化性較差這一特點(diǎn), 而好氧工藝同時(shí)也能滿足厭氧工藝需后續(xù)處

理的工藝要求。

李坑垃圾填埋場(chǎng)污水處理廠采用厭氧- 氧化溝- 兼性塘工藝, 進(jìn)水BOD5 為2 500 mg/ L、CODcr為4 000 mg/ L、NH3 - N為1 000 mg/ L、經(jīng)該法處理后出水BOD5 為30 mg/ L、CODcr 為80 mg/ L、NH3 -N為10 mg/ L。大田山垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)滲濾液處理采用的是厭氧- 氣浮- 好氧工藝,進(jìn)水水質(zhì)BOD5 為5000 mg/ L、CODcr 為8 000 mg/ L , 經(jīng)該法處理后出水BOD5 為60 mg/ L、CODcr 為100 mg/ L、NH3 - N 為10 mg/ L。王寶貞等采用A/B(A/ O) 淹沒式生物膜復(fù)合系統(tǒng)處理蘇州七子山城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液, 進(jìn)水CODcr

為1 693. 9 mg/ L , 處理后CODcr 為97. 9mg/ L ,去除率達(dá)94. 2%。