（环境工程专业论文）零价铁光助fenton法预处理垃圾渗滤液的研究.pdf

t h ep r e t r e a t m e n to fl a n d f i l ll e a c h a t eb y m i c r o - - e l e c t r o l y s i s - - p h o t of e n t o nr e a g e n t a b s t r a c t l a n d f i l ll e a c h a t em e a n st h es e w a g ef i l t e r e do u tf r o mt h eg a r b a g ed u r i n gi t s s t a c k i n ga n dl a n d f i l lt h r o u g hf e r m e n t a t i o n ，t h ew a s h i n go fr a i n w a t e ro rt h es o a k i n g o fs u r f a c ew a t e ra n dg r o u n d w a t e r c h a r a c t e r i z e db yah i g hc o n c e n t r a t i o no fo r g a n i c s u b t a n c e sa n dm e t a l s ，aw i d er a n g eo fw a t e rq u a l i t i e s ，ah i g hp e r c e n t a g eo fa m m o n i a n i t r o g e na n dt h el a c ko fp r o p o r t i o no fn u t r i e n te l e m e n t s ，i ti sak i n do fo r g a n i cw a s t e w a t e re x t r e m e l yd i f f i c u l tt od e g r a d ea n db ed i s c h a r g e da f t e rg e n e r a lb i o l o g i c a l t r e a t m e n tw h i l em e e t i n gt h er e l e v a n ts t a n d a r d s t h i s p a p e rr e s e a c h e si n t o t h e p r e t r e a t m e n to fl a n d f i l ll e a c h a t eb yt h em i c r o e l e c t r o l y s i s - - p h o t o f e n t o nr e a g e n t a n dm a i n l yf o c u s e so nt h ei n f l u e n c eo fv a r i o u sf a c t o r so fr e a c t i o no nt h et r e a t m e n t e f f e c ta sw e l la st h eb e s tc o n d i t i o n sf o rr e a c t i o n d u r i n gt h ep a r to fm i c r o e l e c t r o l y s i st r e a t m e n t ，t h er e m o v a lr a t eo fc o d i n c r e a s e sw i t ht h er i s eo fd o s i n gq u a n t i t yo fi r o nf i l l i n g sw i t ht h es p e e dh i g hi nt h e e a r l ys t a g ea n d l o wl a t e r t h er e m o v a lr a t ea p p r o a c h e ss t a b l ew i t ht h er i s eo fd o s i n g q u a n t i t yo fc o k ea n di n c r e a s e sq u i c k l ya tf i r s tt h e nd r o p sw i t ht h er i s eo fp h t h e r a t ea l s og r o w sa st h et i m eo fr e a c t i o nl e n g t h e n s ，f a s ta tf i r s ta n ds l o w e rl a t e r u n d e r t h eb e s tr e a c t i o nc o n d i t i o n sf i x e db yt h ee x p e r i m e n t s ，t h er e m o v a lr a t eo fc o di n t h er a wl a n d f i l ll e a c h a t ei s3 4 0 6 t h ec o di nt h ee f f l u e n ti sa b o u t210 0 m g la n d t h eb o d c o dv a l u er i s e st o0 18w h i l et h eb i o d e g r a d i b i l i t yi se n h a n c e d d u r i n gt h ep a r to ff e n t o nt r e a t m e n t ，t h er e m o v a lr a t eo fc o di n c r e a s e sr a p i d l y b e f o r ed r o p sg r a d u a l l ya f t e rt h e p e a kw i t ht h eg r o w t ho fd o s i n gq u a n t i t yo ff e r r o u s s u l p h a t e t h er a t er i s e sr a p i d l ya tf i r s ta n dt h e nd r o p ss l o w l yw i t ht h ei n c r e a s eo f d o s i n gq u a n t i t yo fh y d r o g e np e r o x i d ea n de x p e r i e n c et h es a m ep r o c e s sw i t ht h e g r o w t ho fp hw h i l ei tg r o w sq u i c k l ya tf i r s ta n dt h e ns l o w e ra st h et i m eo fr e a c t i o n l e n g t h e n s ，u n d e rt h eb e s tr e a c t i o nc o n d i t i o n sf i x e db yt h ee x p e r i m e n t s ，t h er e m o v a l r a t eo fc o di nt h ee f f l u e n ta f t e rm i c r o e l e c t r o l y s i st r e a t m e n ti sa r o u n d7 5 t h e c o di nt h ef i n a le f f l u e n ti sa b o u t5 5 0 m g la n dt h eb o d c o dv a l u er i s e st oo 3 4 t h ep r o c e s so fm i c r o e l e c t r o l y s i s m p h o t of e n t o nr e a g e n ti sb r i e f l yd e s c r i b e d a sf o l l o w s ：u n d e rt h eb e s tc o n d i t i o n so f e a c hp r o c e s s i n gs t a g e s ，t h er e m o v a lr a t eo f c o dr e a c h e sa r o u n d8 3 a n dt h ec o di nt h ee f f l u e n ti sa b o u t5 5 0 m g l t h e b o d c o dv a l u er i s e st o0 3 4w h i l et h ee f f l u e n ti sv e r ys u i t a b l ef o rf o l l o w - u p t r e a t m e n t k e y w o r d s ：l a n d f i l ll e a c h a t e ；m i c r o e l e c t r o l y s i s ；p h o t of e n t o nr e a g e n t 表格清单 表1 1深圳和上海垃圾渗滤液在不同填埋时间的主要水质指标3 表1 2 国外城市垃圾渗滤液水质特征4 表1 3 国内城市垃圾渗滤液水质特征4 表1 4 垃圾填埋场结构与垃圾渗滤液水质的关系5 表1 5 垃圾渗滤液的排放标准6 表1 6b r y np o s t e r y 填埋场垃圾渗滤液处理效果8 表1 7 催化氧化与其他处理方法的对比1 4 表2 1 龙泉山垃圾填埋场渗滤液水质特征1 7 表2 2 主要仪器及设备1 8 表2 3 正交表l 4 ( 2 3 ) 2 0 表3 1 零价铁法实验参数2 4 表3 2 铁屑预处理实验结果2 5 表3 3c o d 去除率和铁屑投加量关系2 6 表3 4c o d 去除率和焦炭投加量关系2 7 表3 5 c o d 去除率和p h 值关系2 8 表3 - 6 c o d 去除率和p h 值关系2 9 表3 7 零价铁法正交实验的因素水平表3 0 表3 8 正交实验表l 9 ( 3 4 ) 及结果3 0 表4 1常见氧化剂的氧化电极电位( v ) 3 4 表4 2f e n t o n 反应中可能的反应中间过程3 5 表4 3c o d 去除率随催化剂投加量的变化3 9 表4 4c o d 去除率随氧化剂投加量的变化4 l 表4 5c o d 去除率随初始p h 的变化4 2 表4 6c o d 去除率随反应时间的变化4 4 表4 7 光助f e n t o n 法正交实验的因素水平表4 5 表4 8 正交实验表l 9 ( 3 4 ) 及结果4 6 表4 9 单纯f e n t o n 法正交实验的因素水平表4 8 表4 1 0 正交实验表l 1 6 ( 4 4 ) 及结果4 8 表4 1 l 不同实验条件及结果5 l 表4 1 2 最佳条件下反应出水主要水质特征5 2 表4 1 3f e n t o n 试剂低投加量处理后出水主要水质特征5 2 插图清单 图3 1c o d 去除率和铁屑投加量关系2 6 图3 2c o d 去除率和焦炭投加量关系2 7 图3 3 c o d 去除率和p h 值的关系2 9 图3 4c o d 去除率和反应时间的关系3 0 图4 1 光助f e n t o n 氧化实验装置示意图3 8 图4 2c o d 去除率随f e s 0 4 7 h 2 0 投加量的变化3 9 图4 3c o d 去除率随h 2 0 2 投加量的变化4 1 图4 4 c o d 去除率初始p h 值的变化4 3 图4 5c o d 去除率随反应时间的变化4 4 图4 6c o d 去除率随初始p h 值的变化4 9 图4 7c o d 去除率随反应时间的变化4 9 图4 8c o d 去除率随h 2 0 2 投加量的变化5 0 图4 9c o d 去除率随f e s 0 4 0 7 h 2 0 投加量的变化5 0 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究【作及取得的研究成果。据我所 知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得金g 巴工些太堂 或其他教育机构的学位或证二| 5 而使用过的材料。与我一同工作 的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者 签字眺1 年甲月7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金避工些盔堂有关保留、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复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金日巴王些太 兰l 可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采川影印、缩印或扫 描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权二陆) 名j 加聊虢姗 签字眺吒年华月 7 日 签字日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 电话： 邮编： 致谢 论文完成之际，首先要感谢我敬爱的导师孙世群副教授。两年多来，孙老 师对我的学习和研究倾注了大量的心血和精力，从课题的选题到最后论文的定 稿，无不凝聚着老师的心血。老师渊博的知识、严谨的治学态度、扎实的科研 作风和高尚的为人品格一直深深的感染着我，影响着我。在此，我谨向孙老师 致以最诚挚的感谢! 感谢您既教会了我读书又教育了我做人! 感谢资环学院领导和老师对我攻读硕士的理解、支持和帮助! 感谢高娜、王紫薇、刘国栋、石秀旺等同学在实验过程中提供的指导和帮 助! 在实验取水的过程中，得到了合肥市龙泉山垃圾填埋场肖昌苗主任的大力 支持，在此表示衷心的感谢! 最后，感谢我的爱人徐敏，是她无微不至的关怀和支持给了我战胜困难的 信心和毅力，伴我走完了这求学之路! 作者：李平 2 0 0 9 年4 月1 0 日 1 1 论文研究的目的和意义 第一章绪论 近年来，随着中国经济快速发展，尤其是城市和工业发展，导致地表水资 源出现短缺，地下水不断被抽取作为生活和工业用水，然后作为污水排放，这 使地下水资源同地表水一样也受到了短缺和被污染的威胁。随着城市、工农业 的发展，土壤和地下水污染已经成为当今世界突出的环境问题之一，这导致地 下水资源保护和受污染的地下水治理已刻不容缓。垃圾渗滤液属高浓度有机废 水，具有浓度高、流动缓慢、渗滤持续时间长等特点，以往垃圾简单填埋处理 所产生的渗滤液主要是依靠下层土地来净化，但随时间的延长和地质构造对污 染物去除容量的有限性，渗滤液会对地下水、地表水及土壤造成污染，使地下 水质污染而造成水质破坏，其污染持续时间可以长达数十年，甚至上百年。一 旦地下水源和周围土壤被其污染，想用人工方法实施再净化，技术上将非常困 难，其费用也极其昂贵，难以实施，从而严重威胁人们的生活和生产。 垃圾渗滤液水质水量变化非常大，水质随气候和填埋场填埋时间甚至垃圾 种类变化。由于渗滤液水质水量的复杂多变性，给处理工艺的选择和运行带来 困难，是一种处理难度较大的废水，其处理一直是一个世界性的难题。虽然各 国开展研究的时间已较长，但迄今尚无比较切实有效的处理方法，大多根据不 同填埋场的具体情况及其它经济技术要求提出有针对性的处理方案和工艺。 本文以合肥市龙泉山垃圾填埋场的垃圾渗滤液作为实验对象，结合国内外 目前的现有技术和科研成果，通过实验找出垃圾渗滤液快速高效的预处理方法， 为垃圾渗滤液的后续生化处理提供良好的条件。垃圾渗滤液作为一种难降解的 高浓度有机废水，即使在发达国家，对垃圾渗滤液的控制和处理都还没有非常 成熟可行的处理工艺和方法。因此，发展垃圾渗滤液的控制和治理技术是一项 非常迫切的研究课题，具有很强的科研和应用价值。 1 2 垃圾渗滤液的产生和水质特性 1 2 1 垃圾渗滤液的产生 随着城市的发展、人口的增加和人民生活水平的提高，我国的城市生活垃 圾量日益增长，垃圾的合理处置成为一项日益紧迫的任务。目前比较经济和环 保的处置方法是卫生土地填埋，它能够长期、安全、可靠地处理无再利用价值 的绪固体废弃物。根据我国垃圾处理“无害化、减量化、资源化”的指导原则， 近年来我国的许多城市已建造了不同规模垃圾卫生填埋场。垃圾渗滤液是由超 过垃圾所覆盖土层持水量和表面覆盖潜力的雨水进入填埋场后流经垃圾层和所 覆盖土层而产生的污水及垃圾本身所含水分，垃圾分解所产生的水和地下渗入 水所组成的高浓度污水。因此填埋场设计和管理的一项主要内容是垃圾渗滤液 的控制和处理，如果垃圾渗滤液处理不当就会对环境造成二次污染，致使垃圾 的卫生填埋失去应有的价值和意义【l 】，垃圾渗滤液处理是否达标排放是衡量一 个填埋场是否为卫生填埋场的重要指标之一1 2 弓j 。 1 2 2 垃圾渗滤液的水质特性 垃圾渗滤液的水质随垃圾组分、当地气候、水文地质、填埋时间和填埋方 式等因素的影响而有显著不同。总体来说，渗滤液具有以下的特征 4 - 6 1 。 ( 1 ) 有机污染物浓度高 实验研究表明，渗滤液中含有主要有机物7 7 种，其中芳烃2 9 种，烷烃烯 烃类18 种，酸类8 种，酯类5 种，醇、酚类6 种，酮醛类4 种，酰胺类2 种， 其他有机物5 种。7 7 种有机物中，有可疑致癌物质1 种、辅致癌物质5 种，被 列入我国环境优先污染物“黑名单”的有5 种以上。上述7 7 种有机物仅占渗滤液 中c o d 的1o 左右。 一般而言，垃圾渗滤液中的有机物可分为三类，即：低分子量的脂肪酸 类；腐殖质类高分子的碳水化合物；中等分子量的黄腐酸类物质。 对相对不稳定的填埋过程而言，大约有9 0 的可溶性有机碳是短链的可挥 发性脂肪酸，其次是黄腐酸类；而相对稳定的填埋过程，易降解的挥发性脂肪 酸随垃圾的填埋时间而减少，难生物降解的黄腐酸类的比重则增加。 ( 2 ) 氨氮含量较高 垃圾渗滤液中氨氮浓度很高，且氨氮浓度在一定时期随时间的延长会有所 升高，主要是因为有机氮转化为氨氮造成的。在中晚期填埋场中，氨氮浓度高 是垃圾渗滤液的重要特征之一，也是导致处理难度增大的一个重要原因。由于 目前多采用厌氧填埋技术，导致渗滤液中的氨氮浓度在填埋场进入产甲烷阶段 后不断上升，达到高峰值后延续很长的时间直至最后封场，甚至当填埋场稳定 后仍可达到相当高的浓度。有研究表明，渗滤液中的氨氮占总氮含量的8 5 9 0 。氨氮含量过高要求进行脱氮处理，但过低的c n 不但对常规生物过程有 较强的抑制作用，而且由于有机碳源的缺乏难以进行有效的反硝化。 ( 3 ) 微生物营养元素比例失调 对于生物处理，垃圾渗滤液中的磷元素总是缺乏的，般垃圾渗滤液中的 b o d t p 都大于3 0 0 。此值与微生物生长所需要的碳磷比( 1 0 0 ：1 ) 相差甚远。在 不同场龄的垃圾渗滤液中，碳氮含量有很大的差异，也会出现比例失调现象【7 j 。 ( 4 ) 金属离子含量较高 渗滤液中含有多种金属离子，其含量与所填埋的垃圾组分及时间密切相关。 对生活垃圾工业垃圾混合演埋的填埋场来说，重金属离子的溶出量会明显增加。 ( 5 ) 总溶解性固体含量较高 这些溶解性固体通常随填埋时间的延长而变化，在0 5 - - 2 5 年间达到高峰 2 值，同时含有高含量的n a 、k 、c 1 、s 0 4 等无机类溶解性盐和铁、镁等。此后， 随填埋时间的增加含量逐渐下降，直至达到最终稳定。 ( 6 ) 色度较高 渗滤液只有较高的色度，其外观多呈淡茶色、深褐色或黑色，有极重的垃 圾腐败臭味。 ( 7 ) 水质随填埋时间的变化较大 填埋时间在5 年以下的渗滤液p h 值较低，b o d 及c o d 浓度较高，且 b o d c o d 的比值较高，同时各类重金属离子的浓度也较高。填埋时间5 年以 上的渗滤液p h 值接近中性，b o d 及c o d 浓度下降，b o d c o d 的比值较低， 而n h 3 n 浓度较高，重金属离子的浓度则下降【8 1 。表1 1 列举了深圳和上海垃 圾渗滤液在不同填埋时间的主要水质指标。 表1 1 深圳和上海垃圾渗滤液在不同填埋时间的主要水质指标 据有关文献报道【9 - l 们，国外城市垃圾填埋场渗滤液的典型水质和国内几大 城市垃圾渗滤液的水质情况见表1 2 和表1 3 。 3 表1 2国外城市垃圾渗滤液水质特征： 童鍪( 望垡2 垫垦垩望焦 p h 7 5 8 3 7 9 4 电导率( m s c m ) 9 1 1 2 8 1 0 7 7 浊度( n t u ) 1 2 3 3 - 1 4 2 1 1 3 2 7 总悬浮固体( m g l ) 2 2 1 - 3 2 6 2 7 1 8 c o d ( m g l ) 3 3 0 0 - 4 4 0 03 8 2 3 8 b o d 5 ( m g l ) 6 4 0 - 7 8 0 6 8 0 t o c ( m g l ) 16 5 8 - 2 7 8 2212 0 3 n n h 4 ( m g l ) 18 0 0 2 3 5 02 0 1 6 8 c i 。( m g l ) l8 3 6 3 2 3 5 2 0 6 1 8 s 0 4 2 ( m g l ) 19 3 9 2 9 1 p 0 4 3 ( m g l ) 2 5 5 5 3 3 2 n a + ( m g l ) 1 4 0 5 2 4 0 5 19 0 3 8 k + ( m g l ) 8 1 8 1 4 7 6 1 1 4 6 9 c a “( r a g l ) 1 0 8 1 6 7 1 3 7 3 m 9 2 + ( m g l ) 8 8 9 9 9 3 3 f e ( 总铁) ( m g l ) 2 7 4 6 3 5 m n 2 + ( r a g l ) 1 2 1 9 1 5 表1 3 国内城市垃圾渗滤液水质特征： 堡旦 占塑堕型；! ! 堡型鱼鲨苤立 _ _ - _ _ - - _ _ _ _ _ _ l _ i _ - l _ _ _ _ l _ _ _ _ _ _ _ l _ _ _ _ l _ - _ _ _ _ _ - l _ - _ _ _ - _ l _ _ _ _ _ _ - - _ - 。l - - l l 。一 c o d ( m g l ) l5 0 0 8 0 0 010 0 0 5 0 0 014 0 0 5 0 0 0 5 0 0 0 0 - 8 0 0 0 04 0 0 0 - 3 7 0 0 0 b o d 。( r a g l ) 2 0 0 4 0 0 0 4 0 0 2 5 0 04 0 0 2 0 0 02 0 0 0 0 - 3 5 0 0 0 6 0 0 - 2 8 0 0 t n ( r a g l ) 10 0 7 0 08 0 8 0 015 0 - 9 0 0 4 0 0 2 6 0 02 0 0 2 0 0 0 s s ( r a g l ) 3 0 5 0 06 0 6 5 0 2 0 0 6 0 02 0 0 0 - 7 0 0 0 5 0 0 2 0 0 0 n h 3 - n 6 0 4 5 0 5 0 5 0 01 6 0 5 0 05 0 0 - 2 4 0 0 1 0 0 - 1 0 0 0 p h 值 5 - 6 56 - 6 56 5 7 8 6 2 - 6 65 6 7 5 4 1 2 3 影响垃圾渗滤液的水质特性的因素 垃圾填埋场的结构与垃圾填埋技术直接影响到渗滤液的降解和稳定，表 1 4 中列出了垃圾填埋场结构与垃圾渗滤液水质的关系。 表1 4 垃圾填埋场结构与垃圾渗滤液水质的关系【1 1 m 】 从表1 4 中可以看出，好氧垃圾填埋场能够使垃圾渗滤液中污染物快速降 解，而且使得渗滤液水质很快达到稳定。但是，好氧垃圾填埋场的建设和维护 费用非常高，而且对运行操作要求十分严格。准好氧填埋场利用填理场底部的 渗滤液收集系统导入空气，靠垃圾分解发酵产生的热能造成内外温差使空气流 自然通过填埋体，不需强制通风，节省能量。与好氧填埋场相比，准好氧垃圾 填埋场较容易建设，维护费用低，处理成本也低并且也能使垃圾渗滤液中污染 物质快速降解，从而使垃圾渗滤液水质稳定化期间明显缩短。由于准好氧垃圾 填埋场在费用上与厌氧填埋场没有大的差别，而在垃圾稳定速率上又与好氧填 埋场相近，因此，得到越来越广泛地应用。目前我国一些按这种思想设计的填 埋场已在建设中。 另外，垃圾渗滤液的化学性质还取决于以下几个方面。 ( 1 ) 垃圾的组成。垃圾的组成成分直接影响到填埋场渗滤掖的化学特性。 5 ( 2 ) 垃圾的预加工。填埋前将垃圾破碎能增大垃圾的表面积，增加填埋场 的密度，降低垃圾对水的渗透性，增大垃圾的持水能力，从而增长了垃圾与水 的接触时间，加速垃圾的降解，使渗滤液中污染物的含量增加。 ( 3 ) 填埋时间。垃圾填埋后，其填埋年龄不同，降解速率及持水能力和水 的渗透性能均不相同。所以，产生的渗滤液的组成及其含量均不相同。一般来 讲填埋时间越长，渗滤液的含量越低。 ( 4 ) 填埋场的供水率。填埋场供水率的大小直接决定了填埋场内垃圾的湿 度。当供水率很小时，填理场内垃圾的湿度小于6 0 ，垃圾的降解速率不能达 到最大值。当供水率很大时，填埋场的渗滤液就会被供水所稀释。 ( 5 ) 填埋场的深度。当垃圾的透水性能相同时，填埋场越深，渗滤液在填埋 场内滞留间越长，渗滤液的强度越大( 所含组分浓度越高) 。 1 。2 。4 垃圾渗滤液的排放标准 根据渗滤液排放的受纳水体不同，我国对渗滤液的排放要求也不尽相同， 一般垃圾渗滤液出水应达到生活垃圾填埋场污染控制标准( g b l 6 8 8 9 1 9 9 7 ) 中的要求。具体见表1 5 。 表1 5 垃圾渗滤液的排放标准： 注：三级标准是市政管网的排放标准；一级、二级标准均是地表水排放标准 由地方环境保护行政主管部门确定的其他项目，其排放限值按照 g b 8 9 7 8 1 9 9 6 污水综合排放标准的有关规定执行。若需要出水回用，可按 照城市污水再生利用城市杂用水水质( g b t1 8 9 2 0 - 2 0 0 2 ) o ? 洗车、扫除和厕 所冲洗水等水质要求而定。 1 3 国内外研究现状 由于垃圾渗滤液的复杂多变的水质特征，导致目前国内外垃圾渗滤液处理 还没有一套通用的成熟可靠的工艺。纵观国内外城市垃圾填埋场渗滤液的处理 现状，垃圾渗滤液的处理方案主要有场外综合处理和场内单独处理两大类。虽 然综合处理方案最为简单，但这并不是最为普遍适用的方法。通常填埋场位于 偏远地带，渗滤液远距离输送的费用较高，且由于渗滤液所特有的水质及其变 6 化特点易造成对城市污水处理厂水质的冲击，影响它们的正常运行，因此一般 采用场内单独处理。垃圾填埋场渗滤液的主要处理技术有生物处理法、物化处 理法、土地处理法以及上述方法的综合【1 3 】。 1 3 1 生物处理 生物处理法是城市垃圾填埋场渗滤液处理中最常用的处理方法，根据供氧 情况，其又可分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者结合处理。由于生物 处理运行费用相对较低、处理效率高、不会产生化学污泥而造成二次污染，因 此被世界各国广泛采用 1 4 - 1 5 】。 1 3 1 1 好氧处理 用活性污泥法、氧化沟、好氧稳定塘、生物转盘等好氧法处理渗滤液可以 有效降低b o d 5 、c o d 和氨氮，同时还可以去除另一些金属污染物质，如铁、 锰等。在好氧法中，又以延时曝气法用得最多，还有曝气稳定塘和生物转盘( 主 要用以去除氨氮) 等方法。 1 3 1 1 1 活性污泥法 美国一些采用活性污泥法处理垃圾渗滤液的污水处理厂的运行结果表明， 可以通过提高污泥浓度来降低污泥有机负荷，使活性污泥法获得令人满意的垃 圾渗滤液处理效果。例如美国宾州f a l lt o w n s h i p 污水处理厂，其垃圾渗滤液进 水的c o d c ，6 0 0 0 - - 2 1 0 0 0 m g l ，b o d s 为3 0 0 0 1 3 0 0 0 m g l ，氨氮为2 0 0 2 0 0 0 m g l 。曝气池的污泥浓度( m l v s s ) 为6 0 0 0 - 1 2 0 0 0 m g l ，是一般污泥浓度 的3 6 倍。在体积有机负荷为1 8 7 k g b o d s ( m 3 - d ) 时，f m 为0 1 5 o 3l k g b o d 5 ( k g m l s s d ) ，b o d 5 的去除率为9 7 ；在体积有机负荷为o 3 k g b o d s ( m 3 d ) 时，f m 为o 0 3 - - 0 0 5k g b o d s ( k g m l s s d ) ，b o d 5 的去除率为 9 2 。该厂的数据说明，只要适当提高活性污泥浓度，使f m 在0 0 3 0 3 1 k g b o d 5 ( k g m l s s d ) 之间( 不宜再高) ，采用活性污泥法能够有效地处理垃圾渗滤 液。经过s b r 法【1 6 郴1 处理，c o d c ，、b o d 5 及氨氮的去除率分别为8 5 - - - - 9 5 ， 9 0 9 5 ，6 5 8 0 。 活性污泥系统可以串联或并联使用，运行时还可通过调节污泥回流比来选 用常规法或延时曝气法，具有较大的操作灵活性。 1 3 1 1 2 稳定塘 稳定塘又叫氧化塘，美国环保署把稳定塘分成四种基本类型：厌氧塘、兼 性塘、曝气塘和好气塘。稳定塘最初用于城市生活污水的处理，在生活垃圾渗 滤液处理中运用稳定塘技术也取得了较好的效果。 国外早在2 0 世纪8 0 年代就有成功运用稳定塘技术处理渗滤液的污水处理 厂，英国在1 9 8 3 年建成的b r y np o s t e r y 填埋场的渗滤液处理厂，运用曝气氧 化塘技术处理渗滤液。其大型氧化塘是由h d p e 作防渗垫层建成的，使渗滤液 有较长的停留时间，曝气采用高效表面曝气机，每天处理渗滤液最大量达到 7 1 5 0 m 3 ，通过几年的运行实践证明即使是在气候恶劣的冬季也能达到较好的处 理效果，见表1 6 。 表1 - 6b r y np o s t e r y 填埋场垃圾渗滤液处理效果 英国水研究中, 1 二 ( w a t e rr e s e a r c hc e n t e r ) 18 】对东南部n e wp a r kl a n d f i l l 的 c o d 5 1 5 0 0 0 m g l 的渗滤液也做了曝气稳定塘的中试，当负荷为o 2 8 o 3 2 k g b o d s ( k g m l s s d ) 或者说为o 0 4 , - 一o 6 4k g b o d s ( k g m l s s d ) ，泥龄为l o d 时， c o d 和b o d 5 去除率分别为9 8 和9 1 以上。 1 3 1 2 厌氧生物处理 厌氧生物处理的运用己有近百年的历史，但直到近2 0 年来，随着微生物学、 生物化学等学科发展和工程实践的积累，不断开发出新的厌氧处理工艺，才在 处理高浓度有机废水方面取得很好的效果，厌氧处理工艺已经广泛的应用于各 种高浓度废水的处理。 近年来，开发的厌氧生物处理方法有：厌氧生物滤池、厌氧接触池、上流 式厌氧污泥床反应器及分段厌氧硝化等。 1 3 1 2 1 上流式厌氧污泥床( u a s b ) 上流式厌氧污泥床( u p f l o wa n a e r b i cs l u d g eb 1 a n k e t ，u a s b ) 反应器是荷兰 w a g e n i n g e n 农业大学的l e t t i n g a 等人于19 7 3 1 9 7 7 年间研制成功的，当时在实 验室的实验研究中，6 0 l 的上流式厌氧污泥床反应器的处理效能很高，有机负 荷率高达1 0 k g c o d ( m 3 - d ) 。 u a s b 反应器与其他大多数厌氧生物处理装置不同之处是：废水由下向 上流过反应器；污泥无需特殊的搅拌设备；反应器顶部有特殊的三相分离 器。正常工作的反应与其他厌氧生物处理装置相比，其突出优点是处理能力大， 处理效率好，运行管理方便，性能比较稳定，构造比较简单便于放大。在第二 代厌氧处理工艺设备中，u a s b 反应器在处理悬浮物含量低的高浓度有机废水 方面应用最为广泛。1 9 9 9 年在对世界范围内的厌氧处理工艺的统计中发现， 8 1 3 0 3 个采用不同类型的厌氧反应器中，有近8 0 0 个采用了u a s b 反应器，占全 部项目的5 9 。 用上流式厌氧污泥床( u a s b ) 处理c o d 1 0 0 0 0 m g l 的渗滤液，当负荷为 3 6 1 9 7c o d ( m 3 - d ) ，平均泥龄为1 0 - - - , 4 3 d ，温度为3 0 时c o d 和b o d 5 的 去除率各为8 2 和8 5 ，它们的负荷比厌氧滤池要大得多。据李军【l9 j 等人用外 循环式u a s b 处理高浓度垃圾渗滤液进行的研究，其c o d 的去除率可达 9 1 8 。 1 3 1 2 2 厌氧生物滤池 厌氧生物滤池是世界上出现最早的废水厌氧生物处理构筑物之一，也是厌 氧生物膜法的代表工艺之一。它是利用附着在载体表面的厌氧微生物所形成的 生物膜净化废水中有机物的一种生物处理方法。 厌氧滤池适于处理溶解性有机物，加拿大h a l i f a xh i g h w a y 填埋场渗滤液平 均c o d 为1 2 8 5 0 m g l ，b o d 5 c o d 为o 7 ，p h 为5 6 。将此渗滤液先经石灰 水调节至p h = 7 8 ，沉淀1 h 后进厌氧滤池( 此工序还起到去除锌等重金属的作 用) ，当负荷为4 k g c o d ( m 3 d ) 时，c o d 去除率可达9 2 以上；当负荷再增加时， 其去除率急剧下降。 深圳下坪固体废弃物填埋场渗滤液中试研究中采用了厌氧生物滤池工艺 【2 0 1 ，在稳定运行阶段针对水力停留时间( h r t ) 为1 0 天和5 天做了变负荷实验。 在低负荷运行期间( h r t = 1 0 天) 厌氧生物滤池对c o d 和b o d 5 均有较高的去除 效率( 7 0 8 0 ) ，出水c o d 和b o d 5 均较低，分别为3 0 0 0 m g l 和1 0 0 0 m g l 左右。而在高负荷运行期间( h r t = 5 天) c o d 去除率仍能达到7 0 ，b o d 的去 除率则降至4 0 - 6 0 ，出水c o d 和b o d 5 也升高，分别达到4 5 0 0 m g l 和 2 5 0 0 m g l 左右。另外实验中还发现不同运行负荷状态下，b o d 5 c o d 的变化 规律有所不同。 虽然大量的实践已经证明厌氧生物法对高浓度有机废水处理的有效性，但 是很少有单独采用厌氧法处理渗滤液，基本都是采用组合工艺。 1 3 1 3 厌氧与好氧的组合处理 厌氧系统产生大量的甲烷气体，若将这部分气体作为能量加以合理利用， 既能提高厌氧工艺的处理效果，还能降低处理费用。因而对于高浓度有机物的 垃圾渗滤液，采用厌氧处理和好氧处理相结合的处理方法，无论是对于提高处 理效率还是就降低运行费用都是有意义的1 2 。 1 3 1 3 1 厌氧、氧化沟兼性塘工艺 广州市某垃圾填埋场污水处理厂按流量3 0 0 m 3 d 设计，进水b o d 为 2 5 0 0 m g l ，c o d c ，为4 0 0 0 m g l 、n h 3 n 为1 0 0 0 m g l 、s s 为6 0 0 m g l 、色度为 1 0 0 0 倍：出水b o d s 为3 0 m g l 、c o d c ，为8 0 m g l 、n h 3 一n 为1 0 m g l 、s s 为 7 0 m g l 、色度为4 0 倍。选用工艺流程为：厌氧氧化沟一兼性塘絮凝沉淀。当 9 进水水质较好，兼性塘出水达标时，即可直接将兼性塘水向外排放；而当进水 水质较差，兼性塘出水达不到排放标准时，则启用混凝沉淀系统，再排放沉淀 池上清液。 1 3 1 3 2 厌氧、好氧工艺 郑金伟等【2 2 】采用u a s b f s b r 工艺处理鞍山垃圾填埋场渗滤液， 运行期 间，u a s b f 进水中的c o d 为4 0 0 0 - 1 5 0 0 0 m g l ，整个系统对c o d 的去除率为 9 4 - - 9 8 ，对n h 3 n 的去除率 9 9 ，出水水质达到了生活垃圾填埋污染控 制标准中的垃圾渗滤液二级排放标准。 陈胜等人【2 3 】采用厌氧好氧移动床生物膜反应器串联处理城市垃圾渗滤液 探讨了各种操作条件对垃圾渗滤液生物降解效率的影响，并对其影响机理作了 分析结果表明，水力停留时间和有机容积负荷对系统的处理效率影响较大，当 系统进水的c o d 容积负荷在4 0 1 7 8 7k g ( m 3 - d ) 范围内，系统c o d 平均总去 除率为9 4 2 ，其中厌氧反应器对c o d 的去除率占总去除率的8 7 9 5 , - - , 9 2 7 6 ； 当系统进水的容积负荷高达1 0 2 3 1 6 1 4k g ( m 3 d ) 时，系统总c o d 平均去除率 仍高达9 2 6 4 ，其中厌氧反应器对c o d 的去除率占总去除率的7 9 0 5 8 6 5 6 当好氧段h r t 大于1 2 5 d ，系统对氨氮的总去除率始终在9 7 以上当 h i 汀= 0 7 5 d 时，系统对氨氮的总去除率仅在2 0 左右该系统具有很强的抗冲击 负荷能力，即使在2 4 h 内受到超过正常运行负荷4 倍的冲击时，系统经过约3 d 可恢复正常李平等人【2 4 j 应用厌氧好氧生物流化床藕合处理垃圾渗滤液，厌氧 床填料采用粉末活性碳，好氧载体为轻质烧结陶瓷，在进水c o d c ，浓度 9 6 ，n h 3 n 的去除率 8 8 。 袁维芳【2 5 】等人用反渗透法处理广州市大田山垃圾填埋场渗滤液。研究结果 表明：用醋酸纤维反渗透膜处理垃圾渗滤液，c o d 去除率为9 6 左右，色度的 1 2 去除率接近1 0 0 ，n h 4 n 去除率8 0 一9 5 ，电导去除率为8 0 - 9 0 。其最 佳操作参数为：操作压力3 5 m p a ，p h 范围为5 - - 6 ，膜的平均通水量为3 0 - - 一 4 2 l m 2 h 。 将膜技术与其他常规分离技术( 如化学处理、吸附处理、生化处理) 结合也 可以得到很好的处理效果。m a s s o u dp i r b a z a r i 等1 38 】组合使用了超滤膜和生物活 性炭技术，在系统中同时存在吸附、生物降解和膜过滤的效果，超滤膜可以去 除一些胶体颗粒和微生物细胞。此组合方法对垃圾污泥液的处理效果较高，能 去除9 5 9 8 的t o c 和9 7 的特殊有机污染物，并且可1 0 0 去除水中悬浮物。 1 3 2 2 化学处理方法 化学处理一般放在生物处理之前，作为垃圾渗滤液的预处理。但近几年由 于对废水排放标准的要求越来越严格，垃圾渗滤液往往经过生物处理后，其 c o d 仍达不到排放标准( c o d 为1 0 0 - - 一2 0 0 ) 。因此，为了进一步降低c o d ，在 处理流程的后端进行化学处理，以达到排放标准。 1 3 2 2 1 化学氧化法 化学氧化法1 3 9 】是利用强氧化剂将废水中的有机物氧化成小分子的碳氢化 合物或完全矿化成c 0 2 和h 2 0 。在垃圾渗滤液的处理中，常用的氧化剂有 h 2 0