0258回灌法处理垃圾渗滤液

1、回灌法处理垃圾渗滤液0引言目前，城市垃圾填埋场的设计和研究在我国尚处于起步阶段，随着城市垃圾填埋场的建设，渗滤液处理也在不断探索与发展。 回灌法作为 一种新型的渗滤液处理技术，经济合理，适应我国垃圾渗滤液处理的 工艺流程，具有广阔的前景。1渗滤液的来源、特点及危害垃圾渗滤液主要是指超过垃圾及所覆土层持水容量及表面蒸发潜力 的雨水进入填埋场地后，历经垃圾层和覆土层而产生的高浓度污水。 即在垃圾的填埋过程中，由于压实、降雨和微生物的分解作用，从垃 圾层中渗出的高浓度有机废水。垃圾渗滤液主要特点有有机污染物种 类繁多，水质复杂；污染物浓度高，变化范围大；水质、水量变化大； 金属含量高；氨氮含量高；营

2、养元素比例失调；进行生物处理时会产 生大量泡沫，不利于处理系统正常进行等。垃圾在卫生填理处置过程中，会产生大量渗滤液，而且固体垃圾中的 重金属及有毒有害物质也会溶入渗滤液中，作为一种高浓度有机废 水，如不及时对其进行收集、处理，将造成对地下水、地表水和填埋 场周围环境的污染和影响。因此，处理好垃圾填埋过程中产生的渗滤 液，是防止二次污染最重要的措施，也是垃圾填埋场设计成败的关键。2渗滤液回灌处理法的研究现状及进展用土地法处理渗滤液的主要形式是渗滤液回灌和土壤植物处理系统。自20世纪70年代起，美国、英国、加拿大、澳大利亚、德国、丹麦、 意大利、瑞典和日本等国相继开始了生物反应器填埋场的研究。R

3、obin so n等人的研究表明，通过渗滤液回灌可以缩短填埋垃圾的稳定化进程（使原需1520a的稳定过程缩短至23a）。日本学者在“准 好气填埋”理论的基础上进行了“循环式准好气填埋”的实验，并且 己经用于实践中 国内最早有关垃圾渗滤液回灌的研究是 1995年由同济大学徐迪民等 进行的。研究表明渗滤液回灌能较好地适应渗滤液水质水量的变化、 加速填埋场稳定化进程、投资省、运行费用低，具有较为广阔的应用 前景。3试验装置试验装置（垃圾柱）结构示意图见图1。覆盖土层土砂比为7： 1,与垃 圾层进行交替。渗滤液回灌过程中，经过覆土层、垃圾层和碎石层后， 由垃圾柱下端的小孔流出，通过出水管进入渗滤液收集

4、桶。碎石层是 为了防止出水管的堵塞而铺设的。 本试验试验装置共4套，其中1号 不回灌，2号采取调节pH值进行回灌，3号完全回灌，4号进行好氧 回灌。其填埋垃圾为居民生活垃圾。4试验结果及讨论 4.1 渗滤液CODcr的变化由图2可知，4个垃圾填埋柱渗滤液的CODc浓度变化趋势因回灌方 式的不同随时间呈现出不同的变化过程。由试验温度分析可知，在试验正式启动至结束期间，气温相对较高，平均气温25C左右，较适宜微生物的分解活动。垃圾在微生物的分解作用下，进行水解酸化反 应。同时由于渗滤液的产生量较大，在其冲刷作用下，将垃圾层中的 水解产物带出，从而增加了渗滤液中的有机物含量。 可以看出对4个 垃圾柱

5、进行第一次监测时，CODc浓度就已达到较高值。并且4个垃 圾柱的CODcr浓度在起始状态时基本保持在同一水平， 说明4个垃圾 填埋柱的装填垃圾成分基本相同，具有可比性。1号垃圾柱渗滤液中 的CODc值和2、4号垃圾柱渗滤液中的CODcr值变化相同，分别由 初始的较大值平缓下降至试验后期的最小值，3号垃圾柱渗滤液在回灌初期CODcr就出现最小值，然后有所回升一段时间后趋于平缓下 降。由于垃圾层刚开始回灌时，吸附的有机物很少， CODcr的去除为覆土 层和垃圾层的吸附截留、离子交换和微生物降解综合作用的结果， 且 垃圾层及覆土层的吸附截留作用占主导地位， 将渗滤液中的一些大分子有机物和无机物截流在

6、垃圾层中，因此在回灌初期就对CODcr有去 除作用。随着时间的推移，垃圾层的吸附基本趋于平衡或饱和，CODcr 的降解主要为微生物的降解，CODcr的去除率有所下降。2、3号垃圾 柱再未表现出良好的去除效果，可能是因为回灌水量较大导致“沟流” 或“短流”的现象的发生，使得有机物的溶出速率较快，从而使CODcr 的去除效果反而比不回灌的1号垃圾柱的去除效果要低。4号垃圾柱 CODc的去除率总体上要高于1、2、3号垃圾柱的CODc的去除率， 分析其原因可能是因为4号垃圾柱的反应环境为好氧条件，有利于微 生物的存活，并为其降解反应创造有利条件。期间CODcr去除率出现 波动以及零去除率的现象，分析原

7、因可能是在垃圾体内有机物的溶出 速率与温度存在密切关系，当温度较高时，加快了有机物的溶出，同 时温度的变化与有机物溶出速率的关系存在一定的滞后性，导致去除率出现波动变化以及零去除率的变化。由此可见，渗滤液回灌增加了垃圾、水分、微生物和营养物之间的相 互接触，为垃圾层带来了大量的微生物，提高了垃圾层的含水率，在 垃圾层内形成了更有利于垃圾降解的环境， 从而加速了垃圾的降解速 率。从试验结果来看，4号垃圾柱内渗滤液的CODc浓度整体上低于 未回灌的1号垃圾柱渗滤液CODc浓度以及回灌水量较大而且处于厌 氧条件的2、3号垃圾柱的CODc浓度。4.2 渗滤液氨氮值的变化由图3可知，4个垃圾填埋柱渗滤液

8、的氨氮含量首先经历了一个短期 的平缓增长，然后根据回灌水量及反应条件的不同发生不同的变化趋 势，在经历一个快速增长之后变化情况趋于平缓。实验开始期间，氨 氮含量增长速度比较平缓。但由于温度相对适中，水解性细菌将蛋白 质水解为氨基酸，脱氨基成为有机酸和氨，从而增加了渗滤液中氨氮 的含量，试验开始后10d左右氨氮含量经历了一个较快增长阶段，之后呈现出曲折的缓慢上升趋势。由图2也可以看出，进行回灌试验以 后的2、4号垃圾填埋柱中的渗滤液氨氮浓度从整体上低于未经回灌 的1号垃圾填埋柱和3号垃圾填埋柱的渗滤液氨氮浓度。由此可见，对垃圾填埋柱的渗滤液进行回灌处理， 垃圾层及覆土层的 吸附截留作用对渗滤液中

9、的氨氮具有一定的去除效果。 此外，偏碱性 的反应环境及其好氧条件都对氨氮的去除有较好的效果。4.3 垃圾柱中的微生物差异 试验对垃圾柱中的微生物进行了镜检试验。 镜检结果显示在1号垃圾 柱中含有不少的藻类和变形虫等生物，因此1号桶在此时曾出现少量 蛆虫。2号垃圾柱中仅含有少量的藻类和少量的变形虫，分析其原因 可能是因为对2号垃圾柱的pH值进行了人工调节，偏碱性的条件对 微生物的生存有利，但是2号过大的回灌水量反而使得微生物不易存 活；3号垃圾柱中则几乎没有微生物的存在，这也与 3号渗滤液较高 的CODcr和NH3-N值相对应，可能是因为偏酸性的环境和较大的回灌 水量导致微生物的死亡；4号垃圾柱

10、中存在很多线虫、藻类和少量钟 虫、裂口虫等，大量微生物的存在使得 4号渗滤液含有较低的CODcr 和NH3-N值，而且4号桶中曾好长时间出现大量蛆虫， 这也说明好氧 反应条件有利于微生物的存在，对渗滤液中CODcr和NH3-N都有较好 的去除效果。5结论(1) 适度增大渗滤液回灌的水力负荷、有机负荷可以提高渗滤液中 CODcr的去除率，但是水力负荷、有机负荷过大不利于垃圾体内微生 物的生化降解、CODcr的去除。(2) 通过改变渗滤液的pH值至弱碱性进行回灌后，氨氮的去除率受水 力负荷、有机负荷的影响变小，去除率在较大的水力负荷仍能达到良 好效果，因此pH值是影响渗滤液回灌处理氨氮的重要因素，弱碱性的环境适宜硝化细菌及反硝化细菌的生长。(3) 温度是影响回灌效果的重要因素，根据回灌的全过程可以看到， 在夏末温度较高回灌时 CODcr和N