垃圾滲濾液生物、物化處理工藝及機(jī)理研究.pdf

1、垃圾滲濾液是一種危害較大的高濃度有機(jī)廢水，如不妥善處理，會(huì)對(duì)周圍環(huán)境及地下水造成嚴(yán)重污染。但由于垃圾滲濾液的水質(zhì)水量波動(dòng)較大，垃圾滲濾液的處理工藝取決于垃圾的組成、垃圾滲濾液中有機(jī)物的降解特性以及垃圾的填埋年限和填埋方式等，采用單一的生物、物理化學(xué)處理方法都不理想。論文立足于垃圾滲濾液實(shí)際處理需要，以節(jié)約成本，提高垃圾滲濾液中有機(jī)物去除率，加快反應(yīng)速率為目的，探索垃圾滲濾液處理新工藝。通過(guò)厭氧生物處理、吹脫、絮凝和高級(jí)氧化組合工藝處理垃

2、圾滲濾液，研究不同工藝對(duì)垃圾滲濾液的處理效果，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，分析有機(jī)物降解機(jī)理，建立動(dòng)力學(xué)模型，并通過(guò)毒性生物檢測(cè)，評(píng)價(jià)不同工藝處理后的垃圾滲濾液出水對(duì)環(huán)境的影響。
　　垃圾滲濾液厭氧生物處理方面的研究：比較加入顆?；钚蕴亢头勰┗钚蕴繉?duì)垃圾滲濾液中COD、NH3-N和金屬離子的降解效果。結(jié)果表明，單獨(dú)的顆?；钚蕴亢头勰┗钚蕴繉?duì)垃圾滲濾液中COD、NH3-N和重金屬的吸附作用不理想。厭氧生物處理中加入活性炭，能促進(jìn)垃圾滲濾液中

3、有機(jī)物的降解，加快垃圾滲濾液的產(chǎn)氣速率，提高產(chǎn)氣量，增加 Fe、Zn、Cu、Cd四種金屬元素的去除率；其中，加入顆粒活性炭的反應(yīng)器，NH3-N、COD和金屬元素的去除率最高，產(chǎn)氣量也最高。主要原因是在厭氧反應(yīng)器中加入顆?；钚蕴?，促進(jìn)了厭氧顆粒污泥的形成。
　　垃圾滲濾液吹脫及絮凝處理方面的研究：將厭氧生物處理后的垃圾滲濾液，通過(guò)吹脫預(yù)處理，COD和NH3-N濃度分別下降到2372mg/L和295.7mg/L。再將吹脫預(yù)處理的垃圾滲

4、濾液通過(guò)絮凝處理，結(jié)果表明，硫酸鐵、聚合硫酸鐵和聚氯化鋁鐵三種絮凝劑能有效去除垃圾滲濾液的色度、濁度和COD，pH值為5的聚合硫酸鐵對(duì)垃圾滲濾液的色度、濁度和COD去除效果最好；添加有機(jī)高分子陽(yáng)離子絮凝劑聚丙烯酰胺（CPAM）作助凝劑，能提高垃圾滲濾液的色度、濁度和COD去除率。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定絮凝工藝處理垃圾滲濾液的優(yōu)化條件是：pH值為5.2，PFS濃度為9.10 mmol/L，反應(yīng)時(shí)間8 min，助凝劑CPAM濃度5.00mg/L。

5、在此優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下，垃圾滲濾液的色度去除率為75.6％，濁度去除率為93.6%，COD去除率為56.7%。
　　垃圾滲濾液深度氧化處理方面的研究：將絮凝處理后的垃圾滲濾液分別進(jìn)行UV/Fenton、US/Fenton和MV/Fenton高級(jí)氧化處理，確定這三種高級(jí)氧化技術(shù)的優(yōu)化條件，比較他們?cè)趦?yōu)化條件下對(duì)垃圾滲濾液COD和色度的去除效果，并對(duì)其相關(guān)機(jī)理進(jìn)行研究。結(jié)果表明，UV/Fenton反應(yīng)中，當(dāng) pH值為2.5，F(xiàn)e2+濃度為

6、5.00mmol/L，H2O2濃度為5.70×102 mmol/L時(shí)，反應(yīng)120 min，垃圾滲濾液的色度和COD去除率分別達(dá)到最高值99.1%和86.2%；在此條件下的表觀動(dòng)力學(xué)方程為：V=-dP/dt=2.6×10-8×P1.92×F1.79×E1.67。對(duì)于US/Fenton反應(yīng)，當(dāng)Fe2+濃度為5.00 mmol/L，H2O2濃度為5.70×102 mmol/L，pH值為2.5，超聲功率為100 W，超聲頻率為45 kHz時(shí)，反

7、應(yīng)90 min，垃圾滲濾液的色度和COD去除率分別達(dá)到最高值99.1%和83.4%；其表觀動(dòng)力學(xué)方程為：V=lg-(dP/dt)=1.0×10-7×P0.86×F2.34×E0.87× H0.82。對(duì)MV/Fenton反應(yīng)，當(dāng) Fe2+濃度為15.00 mmol/L，H2O2濃度為5.70×102 mmol/L，pH值為2.5，微波功率為800 W時(shí)，反應(yīng)120 s，垃圾滲濾液的色度和COD去除率分別達(dá)到最高值99.7%和79.2%；其

8、表觀動(dòng)力學(xué)方程為：V=lg-(dP/dt)=7.0×10-22×P0.74×F0.62×E2.18×H2.69。這三種高級(jí)氧化處理技術(shù)對(duì)垃圾滲濾液的色度和COD去除率都高于單獨(dú)的Fenton反應(yīng)，而且，日光、超聲波、微波三種催化誘導(dǎo)方式都與Fenton試劑存在協(xié)同作用。垃圾滲濾液經(jīng)過(guò)這三種高級(jí)氧化技術(shù)處理后，大分子有機(jī)物都被氧化為小分子有機(jī)物及二氧化碳和水。三種高級(jí)氧化工藝中，UV/Fenton對(duì)垃圾滲濾液中的COD去除率最高（86.2

9、%），但反應(yīng)所用時(shí)間也最長(zhǎng)（120 min），MV/Fenton對(duì)垃圾滲濾液中的COD去除率最低（79.2%），反應(yīng)所用時(shí)間也最短（120 s）；三種氧化處理工藝，不論其降解機(jī)理如何，垃圾滲濾液的降解產(chǎn)物都相似，三種處理工藝的降解產(chǎn)物的紫外吸收峰都在210~220nm。
　　垃圾滲濾液急性毒性檢測(cè)方面的研究：用不同工藝處理后的垃圾滲濾液培養(yǎng)甘藍(lán)種子144 h，觀察其種子萌發(fā)狀況，檢測(cè)垃圾滲濾液對(duì)甘藍(lán)種子萌發(fā)的毒性作用。研究結(jié)果表明

10、，垃圾滲濾液的濃度越低，對(duì)甘藍(lán)種子萌發(fā)的毒性也越小，種子萌發(fā)率也越高。垃圾滲濾液原液對(duì)甘藍(lán)種子萌發(fā)的毒性最大，經(jīng)厭氧生物處理后，毒性有所降低，垃圾滲濾液經(jīng)絮凝處理后，對(duì)甘藍(lán)種子萌發(fā)的毒性明顯降低。垃圾滲濾液經(jīng)高級(jí)氧化技術(shù)處理后，對(duì)甘藍(lán)種子萌發(fā)的毒害作用雖然降低，但毒害作用依然存在。三種高級(jí)氧化技術(shù)對(duì)垃圾滲濾液毒性的影響差別不大。隨著垃圾滲濾液經(jīng)厭氧生物處理、絮凝和高級(jí)氧化處理，垃圾滲濾液的毒性和GT50逐漸降低，EC50逐漸增加。