組合工藝處理填埋場(chǎng)垃圾滲濾液及其DOM效能與機(jī)理研究.pdf

1、針對(duì)填埋場(chǎng)滲濾液污染物濃度高、毒性大、生物降解性差及難達(dá)排放要求等問(wèn)題,比較分析多種物化及生化工藝,選取適合重慶長(zhǎng)生橋垃圾填埋場(chǎng)滲濾液水質(zhì)的組合工藝--吹脫-Fenton-SBR-混凝,探討該組合工藝對(duì)滲濾液的去除效果,重點(diǎn)考察組合工藝中主要工藝段Fenton和SBR對(duì)滲濾液及其溶解性有機(jī)物(DOM)的去除效果及機(jī)理,同時(shí)對(duì)整個(gè)組合工藝各處理單元去除滲濾液及其DOM特性進(jìn)行了分析。
　　 試驗(yàn)對(duì)填埋場(chǎng)滲濾液常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)及其季節(jié)性

2、差異進(jìn)行分析,重點(diǎn)研究滲濾液DOM的組成成分及季節(jié)性差異；并運(yùn)用超濾膜法分析DOM及其組份的分子量分布,同時(shí)進(jìn)行了元素特性分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),試驗(yàn)用滲濾液水質(zhì)與文獻(xiàn)報(bào)道的5-10年填埋齡滲濾液水質(zhì)相似,具有相對(duì)較低的COD和VFA濃度,較高的氨氦濃度和pH值,較差的可生化性；冬季,滲濾液水質(zhì)好于其他季節(jié),但BOD5/COD值最小,僅為0.09,夏季滲濾液各污染物指標(biāo)均最高,同時(shí)BOD5/COD值也較高,為0.37；滲濾液DOM含量較高,其C

3、OD濃度為總COD濃度的78.4％,DOM三組份HA、FA和HyI分別占DOM總量的10.4％、41.8％和48.4％,并且春夏秋冬四季中,三組份占總DOM的比例均呈現(xiàn)HA＜FA＜HyI的趨勢(shì)；DOM中以分子量＜2kDa和＞100kDa的有機(jī)物為主,該兩區(qū)間DOM占總DOM的75％以上,同時(shí),DOM三組份平均分子量大小呈現(xiàn)出HA＞FA＞HyI的趨勢(shì):通過(guò)元素分析發(fā)現(xiàn),HyI中含有較多脂肪族官能團(tuán)物質(zhì),HA和FA含有較多的芳環(huán)結(jié)構(gòu)有機(jī)物。

4、
　　 在滲濾液組合處理工藝篩選試驗(yàn)中,對(duì)比分析氨吹脫和磷酸銨鎂沉淀法去除滲濾液氨氦的效果,確定吹脫法為滲濾液氨氮的去除工藝。當(dāng)pH值為11、曝氣量為40L/min以及吹脫時(shí)間為13h時(shí),吹脫對(duì)滲濾液原液氨氮去除率可達(dá)90％以上；由于Fenton試劑反應(yīng)同時(shí)具有氧化反應(yīng)和絮凝反應(yīng)的特性,同時(shí)試驗(yàn)證明Fenton試劑對(duì)滲濾液原液COD的去除效果優(yōu)于混凝,因而確定Fenton試劑反應(yīng)放置在吹脫工藝之后,以提高滲濾液可生化性；在分析了

5、生物處理工藝--SBR處理滲濾液的實(shí)用性和可行性后,確定SBR工藝為滲濾液組合處理工藝的生物處理單元；最終確定填埋場(chǎng)滲濾液組合處理工藝為:吹脫-Fenton-SBR-混凝。
　　 在Fenton處理滲濾液及其DOM特性研究中,考察了反應(yīng)時(shí)間、Ph值、Fe2+摩爾投加量與H2O2/Fe2+摩爾比對(duì)Fenton試劑反應(yīng)去除滲濾液DOM的影響,確定Fenton試劑反應(yīng)最佳條件為攪拌時(shí)間20min,pH值為4,Fe2+投加量為0.08m

6、ol/L以及H2O2/Fe2+摩爾比為10。經(jīng)過(guò)反應(yīng),出水滲濾液COD平均濃度得到有效降低,為1320mg/L,并且BOD5/COD值由原來(lái)的0.2提高為0.56.其次,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Fenton試劑氧化作用對(duì)COD去除率貢獻(xiàn)大于絮凝作用,達(dá)到50％以上,并且,氧化作用對(duì)有機(jī)物的去除率隨pH值和Fe2+摩爾投加量的增加而減弱,隨著H202/Fe2+摩爾比的增加而增強(qiáng),絮凝作用對(duì)有機(jī)物的去除率隨著pH值和Fe2+摩爾投加量的增加而加強(qiáng),隨著H2

7、O2/Fe2+(摩爾比)的增加而減弱。Fenton試劑對(duì)滲濾液DOM的COD和DOC去除率均在50％以上,對(duì)UV254的去除率達(dá)到84.5％；同時(shí)發(fā)現(xiàn),Fenton試劑反應(yīng)對(duì)DOM組份HA、FA各分子量分布區(qū)間有機(jī)物去除效果較好,對(duì)HyI去除能力較差；經(jīng)Fenton試劑后,滲濾液DOM組份構(gòu)成發(fā)生變化,反應(yīng)前以組份HA和FA為主,反應(yīng)后則以FA和HyI為主,且Fenton試劑反應(yīng)對(duì)滲濾液DOM三組份去除能力總體上呈現(xiàn)HA＞FA＞HyI的

8、趨勢(shì)。
　　 在SBR處理滲濾液及其DOM特性研究中,考察了曝氣時(shí)間和溶解氧濃度對(duì)SBR工藝處理滲濾液DOM的影響,確定SBR工藝反應(yīng)條件為:反應(yīng)周期12h,污泥濃度4000～5000mg/L之間,HRT4d,SRT為15～20d,經(jīng)過(guò)反應(yīng),SBR工藝對(duì)滲濾液COD去除率為61.2％。其次,SBR工藝對(duì)滲濾液DOM的COD、DOC及UV254去除率分別為57.2％、41.8％以及54.1％,尤其對(duì)分子量＜2kDa區(qū)間的DOM去除

9、率達(dá)到71.1％。在活性污泥去除滲濾液DOM機(jī)理試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),單級(jí)活性污泥對(duì)商業(yè)腐植酸C-HA的去除率為67％～84％,兩級(jí)活性污泥中第一級(jí)活性污泥系統(tǒng)吸附去除C-HA的效果優(yōu)于第二級(jí)；并且,C-HA通過(guò)污泥吸附方式進(jìn)入泥相,并以剩余污泥方式從系統(tǒng)排出；在活性污泥吸附滲濾液DOM組份HA試驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)吸附作用主要發(fā)生在3h以前,且HA吸附去除效率隨污泥濃度的增加而增大,對(duì)C-HA、滲濾液DOM及其組份的去除效能為:商業(yè)HA＞HA＞DOM＞F

10、A＞HyI。
　　 組合工藝吹脫-Fenton-SBR-混凝對(duì)滲濾液的處理效果較好,其COD、BOD5和氨氮平均總?cè)コ史謩e為93.0％、87.8％和98.0％,組合工藝對(duì)DOM的COD去除率達(dá)到91.9％,但出水中DOM含量所占比例較大。各工藝單元對(duì)不同分子量區(qū)間污染物處理能力不同:吹脫主要去除＞100kDa分子量區(qū)間的污染物,其COD去除率達(dá)到74.6％；Fenton試劑反應(yīng)對(duì)＞4kDa區(qū)間的COD去除率均在70％以上,SB

11、R工藝對(duì)4～2kDa及＞2kDa分子量區(qū)間的COD去除率分別為84.8％和55.5％,混凝工藝也能有效去除＞4kDa的大分子量有機(jī)物。同時(shí),組合工藝對(duì)DOM組份HA和FA的去除率優(yōu)于HyI,三組份去除率分別為97.1％、95.8％和71.1％；經(jīng)組合工藝處理,滲濾液DOM三組份HA、FA和HyI在紫外光吸收波長(zhǎng)范圍內(nèi)的吸收強(qiáng)度均得到降低,同時(shí)發(fā)生吸收峰藍(lán)移現(xiàn)象；通過(guò)特殊吸光度值分析發(fā)現(xiàn),工藝出水腐殖化程度較高,分子結(jié)構(gòu)變得相對(duì)簡(jiǎn)單；另外