UV/Fe(Ⅲ)工艺处理垃圾渗滤液的研究

UV/Fe(Ⅲ)工艺处理垃圾渗滤液的研究（共8篇）

UV/Fe(Ⅲ)工艺处理垃圾渗滤液的研究 篇1

UV/Fe(Ⅲ)工艺处理垃圾渗滤液的研究

本文研究了采用FeCl3*6H2O作混凝剂后不另加光催化剂来完成光氧化反应.实验结果表明:FeCl3*6H2O的最佳投加量为500mgL-1,在FeCl3*6H2O投加量为500mgL-1和垃圾渗滤液初始浓度为4800mgL-1条件下,pH值在3左右处理效果最好;采用UV/Fe(Ⅲ)工艺,垃圾渗滤液在pH＝3条件下用高压汞灯光照4h后COD的去除率可达到69.8%.

作 者：林于廉 LIN Yu-lian  作者单位：西南农业大学,资源环境学院,重庆,400716 刊 名：重庆交通学院学报  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF CHONGQING JIAOTONG UNIVERSITY 年，卷(期)：2005 24(3) 分类号：X705 关键词：Fecl3・6H2O   UV   渗滤液  

UV/Fe(Ⅲ)工艺处理垃圾渗滤液的研究 篇2

关键词：垃圾渗滤液,生物工艺,研究进展

垃圾渗滤液是指城市生活垃圾在堆放和填埋过程中,由于发酵和雨水的淋溶冲刷,以及地表水和地下水的浸透作用,加上垃圾的化学降解和生物化学作用,从而产生的一种有害的、并具有严重污染性质且成分非常复杂的高浓度液体。渗滤液含有大量的有机物、无机离子以及有机化合物,而且有机物浓度高,重金属、氨氮(NH+4-N)含量高[1],对周边环境污染严重,而且污染持续时间长,极易引起二次污染。因此,对渗滤液进行有效的收集和处理已成为城市环境中亟待解决的问题之一。一些应用于废水处理的工艺也被用于处理垃圾渗滤液,如混凝絮凝法,化学氧化法,活性炭吸附法,生物处理工艺和膜处理工艺等[2,3,4,5,6]。而在这些工艺中,生物处理工艺由于其运行简单可靠、成本效益高,且能有效去除渗滤液中浓度较高的部分——NH+4-N和化学需氧量(COD)而被广泛应用。

1 好氧生物工艺在处理垃圾渗滤液中的应用

1.1 序批式活性污泥(SBR)法

SBR是较广泛应用的好氧处理方法,通过抑制物质的稀释和缓慢的累积,以及曝气池中高浓度的微生物含量,使得序批式进料特别适用于难降解有毒污染物的处理。

张连凯等[7]利用赤泥制备的混凝剂聚合硫酸氯化铝铁(PAFCS),辅以炉渣作为吸附剂对垃圾渗滤液进行预处理,提高渗滤液的可生化性,其后采用两段SBR法对垃圾渗滤液进行生化处理,结果表明,通过两段SBR处理后,COD、生物需氧量(BOD)和NH+4-N的去除率分别为88%、94%和89%,其出水水质达到了国家《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB 16889-1997)的二级标准。徐峥勇等[8]采用自主设计的序批式生物膜反应器(SBBR)反应器处理含高浓度NH+4-N的垃圾渗滤液并对其脱氮机理进行了分析。在保持(32±0.4) ℃的环境温度下,经过58 d的驯化和33 d的稳定,SBBR反应器脱氮效率最高达到了95%。结果显示,高频间歇式曝气方式在抑制了硝酸细菌的活性的同时也消除了亚硝酸盐的浓度和pH大幅波动对亚硝酸细菌和厌氧氨氧化细菌活性的影响;在曝气阶段,溶解氧(DO)浓度被控制在1.2~1.4 mg/L,亚硝酸细菌成为主体细菌,亚硝酸盐积累;在缺氧阶段,随着DO浓度迅速降低,厌氧氨氧化细菌成为优势菌种,曝气阶段积累的亚硝酸盐与NH+4-N同时被去除。

1.2 生物膜法

1.2.1 移动床生物膜(MBBR)工艺

MBBR是处于活性污泥法和固定生物膜法之间的高效新型反应器,其原理为,反应器中比表面较大的填料因搅拌在水中自由运动,并逐渐在其表面生长出生物膜,生物膜中的异养和自养微生物利用水中的C、N、P等进行新陈代谢,进而达到去除水中有机污染物和脱氮除磷的目的。

Chen等[9]利用MBBR,采用厌氧-好氧法联合同时处理COD和NH+4-N,结果表明:厌氧的MBBR在COD的去除中起着重要的作用并导致了甲烷的生成, COD的去除率达到了91%,而水力停留时间(HRT)在NH+4-N去除中发挥了重要作用,当HRT多于1.25 d后,97%的NH+4-N得以去除。Bilgili等[10]根据金属Fe,Ca,K,Na,Cd,Cr,Cu,Pb,Ni以及Zn的特点,描述了模拟的厌氧和好氧垃圾MBBR中含有和未含有渗滤液循环的渗滤液和固体废物的特征。好氧的垃圾反应器中渗滤液样品中金属浓度总是低于正常的限度。在垃圾甲烷化后,较高浓度的厌氧垃圾渗滤液降到正常值。而且渗滤液循环效应对厌氧垃圾比好氧垃圾作用明显。如预期所料金属的沉淀导致了渗滤液中金属浓度的降低和固体废物中金属浓度的增加。结果表明对厌氧和好氧垃圾来说,渗滤液中金属的浓度并不是影响处理的主要因素。

1.2.2 悬浮生物膜(SCBP)工艺

SCBP工艺是指在水处理构筑物中直接投加密度与水相近的轻质填料,利用附着生物量或者生物膜与活性污泥共同去除污染,填料在池内能够停留于任何位置,曝气时随水流动或自由流化,这种现象又称为“移动的生物膜”。SCBP工艺既可以作为独立的生物处理系统,也能够与活性污泥法组合以增加后者的处理效能,还可以作为高浓度废水的生物预处理手段。

Jokela等[11]比较了以碎砖块(粒径16~32 mm)为载体的升流式滤床(UF),以熟化堆肥中颗粒物(粒径10~70 mm)为载体的降流式滤床(DF)和以聚乙烯材料(粒径9.1 mm)为载体的SCBP工艺对渗滤液中NH+4-N的去除率。UF的硝化率在60 d后提高至90%以上,COD的去除率在26%~62%,DF和SCBP的硝化率均在90%以上;提高有机负荷后,硝化反应均受到抑制,其中UF硝化率降至20%以下,而COD的去除率分别提高至70%~75%、80%和90%。通过比较发现,应用低成本的废气材料作为生物膜载体,能够实现快速和稳定的硝化反应,避免了处理废弃载体带来的二次污染,为低成本处理垃圾渗滤液提供了一个良好的研究前景。

2 厌氧生物工艺在处理垃圾渗滤液中的应用

2.1 上流式厌氧污泥床(UASB)工艺

UASB是一种高效污水厌氧处理技术,其优势主要体现在颗粒污泥的形成是反应器内HRT因此大大缩短,从而提高运行效率。

方程冉等[12]认为UASB工艺是处理垃圾渗滤液的有效手段,并为此,以一系列不同渗滤液浓度的模拟废水作为进水,对逐步启动UASB反应器进行了小试试验,获得了UASB工艺处理垃圾渗滤液较快速启动的方法。结果表明,UASB接种普通厌氧污泥,并逐步增加反应器负荷,经过95 d的运行,完成启动,此时进水COD浓度为5250 mg/L,COD去除率为85%,容积COD负荷达8.4 kg/(m3·d)。Kennedy和Lentz[13]的试验研究了不同有机负荷(OLRs)下,HRT为24、18和12 h,渗滤液含量为33%、66%和100%时,序批式和连续式UASB对溶解性COD的去除效果。结果显示,在OLRs较低的情况下,序批式UASB对溶解性COD的去除率在71%~92%之间,而连续式UASB在所有OLRs和HRT下,其溶解性COD的去除率稳定均在77%~91%之间。研究表明,在耐受有毒物质方面,连续式UASB具有相对优势。袁志宇和成赟林[14]按照UASB内部功能结构分区以及其内循环工艺特点,构造了两组试验模型:一组是以常规UASB处理工艺为模型的对比组,一组是在对比组的基础上增加了内循环的试验组。试验结果显示,UASB反应器增加内循环不仅能增加活性污泥的浓度,提高反应器的体积负荷,还能明显地提高COD、BOD、总氮(TN)的去除率。

2.2 厌氧折流板(ABR)工艺

ABR是在总结了各种第二代厌氧反应器处理工艺性能的基础上,开发和研制的一种新型高效厌氧污水生物处理技术。ABR工艺的一个突出特点是设置了上下折流板,而在水流方向形成依次串联的隔室,从而使其中的微生物种群沿水流方向的不同隔室生长,实现产酸和产甲烷相的分离,在单个反应器中达到两相或多相运行,从而便于有效管理,提高处理效果,利于能源的利用。

曾华等[15]在原有的ABR工艺中加入生物接触氧化池进行可行性试验研究,以求达到更好的处理效果。其组合新工艺可使进水的COD去除41%,NH+4-N去除17%,比原有单一工艺的处理效果要好,减少了后续工艺的处理负荷。许玫英等[16]针对渗滤液中高浓度NH+4-N的处理问题,采用ABR和复合生物膜(HBR)组合工艺对广州市大田山垃圾渗滤液生物处理系统进行改造,通过合理控制HBR的DO浓度,并将HBR出水以大比例回流到ABR,以促进部分硝化和厌氧氨氧化过程的发生。结果显示,在进水NH+4-N浓度高达336.24~685.09 mg/L的条件下,启动60 d后,ABR反应器成功地培养了厌氧颗粒污泥和厌氧氨氧化细菌,其平均NH+4-N去除率为34.9%。ABR反应器稳定运行30 d后,HBR反应器中平均NH+4-N的去除率为95.1%。经组合工艺整体处理后,系统出水NH+4-N浓度稳定在25 mg/L以下,TN的去除率也高达80%以上。

3 生物联合工艺的应用

Castillo等[17]对好氧旋转生物接触反应器(RBC)以及上流式UASB在小规模处理垃圾渗滤液中的可行性进行了研究。在第一阶段的好氧体系中,根据COD的去除率和生物的稳定性,在三个不同的带孔醋酸纤维滤盘中进行选择,第二阶段,利用不同的HRT,不同的旋转速率,来连续进行处理不同有机物负荷(2500~9000 mg/L)的渗滤液进水。在好氧体系中,转速为6 rpm,HRT为24 h时,COD的去除率可达52%;在厌氧体系中,当OLRs为3273 gCOD/(m3·d),HRT为 54,44,39,24和17 h时,其去除率分别为62%,61%,59%,44%和24%。

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g和Sponza[18]研究了两级式UASB与完全混合反应器(CSTR)的组合工艺处理垃圾渗滤液。最大OLRs为16 kgCOD/(m3·d),两级UASB的HRT分别为1.25 d和4.5 d,CSTR的污泥停留时间(SRT)为15 d。随着OLRs的增加,第一级UASB的COD去除率从58%增加到79%,NH+4-N的去除率为13%~27%;第二级UASB的COD去除率下降到约40%~42%,NH+4-N去除率分别为2%~7%;而CSTR的COD去除率大约在85%~89%间变化;整个系统的COD和NH+4-N的去除率分别为96%~98%和99.6%。

Hoilijoki等[19]对低温条件下,有载体的和无载体的活性污泥反应器在厌氧硝化处理渗滤液中的效果分别进行研究,结果显示载体反应器在低温和不同的负荷条件下厌氧消化显著效果显著。

Im等[20]利用厌氧-好氧工艺在适宜的HRT和充足的有机物供给下,实现同时去除有机物和NH+4-N,其中,最大的有机物去除速率是15.2 kg COD/(m3·d)时,NH+4-N和NO-3-N的去除速率最大值分别达到0.84 kg/(m3·d) 和0.50 kg/(m3·d)。

Canziani等[21]通过研究DO浓度对膜生物反应器(MBR)联合MBBR工艺的影响,使其实现短程硝化反硝化,并达到有效去除老龄垃圾渗滤液中NH+4-N的目的。其中,当DO浓度维持在0.2~0.5 mg/L时,MBR中实现90%的NH+4-N氧化成为亚硝氮。

吴莉娜等[22]利用“两级UASB-缺氧/好氧(A/O)-SBR”联合工艺深度处理垃圾渗滤液,研究在A/O反应器中实现并维持稳定短程硝化的影响因素。试验结果表明,在A/O反应器中实现稳定短程硝化后,最终出水的NH+4-N去除率为99%,整个工艺的TN去除率接近98%。

4 生物处理工艺在垃圾渗滤液处理中的应用前景展望

就目前的研究来看,虽然很多生物处理工艺能达到高效处理垃圾渗滤液[23,24,25],但是因其污染物种类多且浓度基数大,所以往往在处理之后,距离国家排放标准仍相差甚远,而达到真正意义上的零排放更是难上加难。

用光催化法处理垃圾渗滤液的研究 篇3

摘 要：课题研究主要是针对垃圾渗滤液污染物浓度较高、难于处理的现状，探索技术合理、经济可行的污水处理方式，对垃圾渗滤液进行二氧化钛光催化反应实验，并研究了二氧化钛催化处理垃圾渗滤液的效果，以验证其技术的可行性。

关键词：光催化法；垃圾渗滤液；二氧化钛

1 背景

二氧化钛是一种主要的光催化氧化剂，可以重复使用，不产生二次污染。谭小平等[1]利用二氧化钛和UV深度处理李坑垃圾场的渗滤液，去除了50%COD和80%的色度。另外，通过高强度的超声波辐照垃圾渗滤液，利用空化反应，能够提供极端的物理化学反应条件降解有机物[2]。本课题利用二氧化钛处理垃圾渗滤液，研究了处理效果，验证技术可行性，并为实际使用提供基础数据。

2 意义

目前利用光催化氧化降解有机物的研究尚处于探索阶段。据报道[3]，在美国建立了利用太阳光作试验装置的光源进行光催化反应。我国利用二氧化钛催化氧化有机物尚处于初始阶段[4]。本课题用二氧化钛处理中转站垃圾渗滤液，对光催化氧化处理中转站垃圾渗滤液进行了可行性研究。

3 原理

光催化氧化技术机理是在接收到比带隙能量大的光照射后，催化氧化剂或半导体材料处于价带的电子就被激发到导带，使价带生成空穴带正电，而导带生成高活性电子，从而形成氧化还原体系，起到降解渗滤液中有机物的作用。

4 实验方案

本实验用材料为中转站垃圾渗滤液。经化验分析，原水的COD为24840mg/l。使用敞口玻璃皿作为光催化氧化实验的反应器，光源为1只20W的紫外灯，光源与反应液面的垂直距离约10cm。 采集到的垃圾渗滤液中COD较高，实验方法为光催化法。利用分析天平称量二氧化钛，之后将称量的二氧化钛混入一定量的渗滤液中，采用恒温磁力搅拌器进行搅拌。在紫外光照一定时间后，将渗滤液进行过滤，并吸取上清液进行COD的测定。

5 结果与分析

5.1光照时间分析

在同样的渗滤液原液和二氧化钛用量的条件下，分析不同光照时间下，COD的去除率的变化。

本次试验设定了0小时、4小时、8小时、12小时、16小时、20小时、24小时，共七个光照时间段。经化验分析不同时间段COD的去除率如下：

5.2 二氧化钛用量分析

在同样的渗滤液原液和相同的8小时光照时间下，分析不同的二氧化钛用量对COD去除率的影响。

本次试验设定了0g、0.5g、1g、2g、4g、6g、8g、10g，共八个二氧化钛添加量段。经化验分析不同二氧化钛添加量对COD的去除率如下：

6 结论与建议

垃圾渗滤液的处理一直是垃圾综合处理的难题，采取用光催化法处理垃圾渗滤液，是解决垃圾渗滤液处理难题一个新的选择途径。

参考文献：

[1]谭小萍，王国生，汤克敏.光催化氧化法用于垃圾渗滤液深度处理主要影响因素的试验研究[J].环境科学动态，1999，15（5）：28-30.

[2]侯秉政.中国青年学者论环境[M].北京：中国环境科学出社，l996.l42l46.

[3]张彭义，余刚，蒋展鹏.半导体光催化剂及其改性技术进展[J].环境科学进展，1997，5（3）.

UV/Fe(Ⅲ)工艺处理垃圾渗滤液的研究 篇4

电化学氧化预处理垃圾渗滤液的实验研究

随着工业和城市的发展,难生物降解的有机物种类与数量日益增加,电催化氧化技术由于其对有机物具有特殊的降解机理和能力,被水处理界寄予厚望.本研究利用电化学氧化技术,以气体扩散电极为阴极,不锈钢板为阳极,向电解槽中通入空气,改变反应条件,对垃圾渗滤液进行了降解研究.最佳工艺条件为:电流密度=30mA・cm-2、电极距d=2cm、pH=3.5、[Cl-]=6000mg・L-1、投加的`FeSO4.H2O=0.80g,在此条件下废水CODCT去除率达75.62%.

作 者：邓莉娟 王中琪 兰紫荆 Deng Lijuan Wang Zhongqi Lan Zijing 作者单位：西南科技大学,四川,绵阳,621010刊 名：环境科学与管理英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT年，卷(期)：33(5)分类号：X703.1关键词：气体扩散电极 垃圾渗滤液 电化学氧化

UV/Fe(Ⅲ)工艺处理垃圾渗滤液的研究 篇5

臭氧化对垃圾填埋场后期渗滤液的预处理研究

应用自制微孔扩散式接触反应器,考察了不同pH条件下垃圾填埋场后期渗滤液的臭氧化预处理效果.结果表明,渗滤液初始pH值升高,臭氧利用率增大,垃圾渗滤液中COD、腐殖酸的去除速率加快;当初始pH为10时,经臭氧化处理120 min后,模拟废水的BOD5/COD可从初始的0.17提高到0.36,改善了废水的可生化性,同时渗滤液的.色度、浊度、腐殖酸和SS也有较高的去除率.

作 者：黄报远 金腊华 卢显妍 刘慧璇 唐崇杰 Huang Baoyuan Jin Lahua Lu Xianyan Liu Huixuan Tang Chongjie 作者单位：暨南大学环境工程系,广州,510632刊 名：环境污染治理技术与设备 ISTIC PKU英文刊名：TECHNIQUES AND EQUIPMENT FOR ENVIRONMENTAL POLLUTION CONTROL年，卷(期)：7(4)分类号：X703关键词：臭氧化 垃圾渗滤液 可生化性 腐殖酸

UV/Fe(Ⅲ)工艺处理垃圾渗滤液的研究 篇6

垃圾渗滤液的水质较为复杂，采用单一的物理化学或生化的处理方法均难以达到较满意的处理效果。本研究介绍了强化复合厌氧生物床反应器（ECAB）+好氧反应器（复合式SBR）+混凝后处理+超滤+纳滤的生化与物化集成处理的技术路线。该工艺系统运行稳定，对有机物及总氮具有良好的去除效果；内部填料对ECAB和复合式SBR具有强化处理的效果；膜处理出水达到《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-1997）一级标准；以实际工程建设与运行来核算，单位垃圾渗滤液处理成本较低。1试验工艺及试验用水 工艺路线见图1。

图1工艺流程

试验用水取自北京市六里屯垃圾填埋场调节池，分别为第一期和第二期填埋场内的渗滤液，其中一期属于年轻垃圾渗滤液，可生化性较强；二期则属于年老垃圾渗滤液，可生化性相对较差。其综合水质见表1。其中着重对几种重金属元素化合物进行了检测，检测结果见表1。表1渗滤液水质指标

2复合厌氧生物床（ECAB）反应器处理垃圾渗滤液 2.1试验装置

填料安装在反应器中部。反应区高1.0m，有效容积约18L。废水由蠕动泵匀速定量地从反应器底部泵入，反应器底部布置有锥形布水装置，均匀配水后与污泥床进行接触反应，向上流经填料区和沉淀区，最后出水。反应中产生的沼气经三相分离器分离后进入气体流量计。采用电热丝衬保温层进行加热保温。

2.2厌氧在不同工况下对渗滤液的净化特性 试验中对系统出水的VFA（挥发性脂肪酸）、SS浓度以及碱度进行了相应的考察，如表2所示。

表2不同负荷状态下系统的运行工况

由表2可以看出,系统在中高低三个负荷状态下的运行工况均为稳定运行工况：

(1）低负荷时（2.1～5.1kgCOD/m3•d），进出水COD、VFA、SS浓度以及碱度均能达到常规厌氧系统稳定运行时的条件和工况；中等负荷时（5.1～7.3kgCOD/m3•d），COD去除率较好，出水VFA、SS偏高；高负荷时（>7.3kgCOD/m3•d），COD去除率下降较快，出水VFA、SS也在增长。

(2）中高负荷时，出水浓度大于300mg/L，高于通常认为的稳定运行条件，但因为系统碱度充足（碱度/VFA为10～11），完全可以抑制酸积累的发生，因此系统运行还是稳定的。(3）中高负荷时，出水SS仍有较高的去除率，显示强化厌氧系统有较强的适应能力，SS去除率达到了80%左右。

2.3填料对ECAB系统的强化作用

作为生物填料的PELIA生物载体是一种独有的专利复合材料，由聚乙烯、粘土及其他助剂烧结而成。试验后期将填料取出，并将系统容积负荷稳定在4.5kgCOD/m3•d左右，连续培养了一个月，然后考察无填料厌氧系统的降解特性，并与装设填料的情况进行对比（见图2）。

图2填料对厌氧系统降解特性的影响

由图2可以看出，装设填料对系统的处理能力有明显的强化效果。(1）低负荷时（容积负荷<2kgCOD/m3•d），系统强化效果较低，装设填料时降解能力约提高5%；

(2）中高负荷时（容积负荷为2～7kgCOD/m3•d），系统强化效果较高，装设填料时降解能力可提高12%～22.5%。

究其原因，系统处于低负荷时污染物在污泥床层已经得到较好的降解，废水达到位于反应器中上部位的填料部分时可降解的污染物已经很少，因此填料的强化作用并不明显；中高负荷时填料接触的污染物较多，强化作用得到了明显的体现。3复合式SBR工艺处理垃圾渗滤液 3.1试验装置

试验装置采用复合式SBR生物反应器。反应器由有机玻璃制成，容积为18L。反应器内设挡板，上面放置填料，底部连接空压机，内设曝气管，上面放置搅拌器，用于搅拌。整套设备连接到一台自控装置上，用于控制反应器序批式的运行。其中，进水通过计算泵的流量，然后在自控装置上设定进水时间，以达到控制进水量的要求，排水由电磁阀控制，在排水阶段，电磁阀打开，排水口自动排水。

3.2 复合式SBR对有机物的去除特性（见图3）

图3COD去除率随时间的变化 由图3可以看出，在试验初期的驯化阶段，采用经过适当稀释的原水作为复合式SBR反应器的进水，控制进水COD在1200～1300mg/L，随着试验的进行，COD去除率不断升高，在第50天时，逐步加入ECAB反应器出水作为复合式SBR的进水，即两个反应器进行串联。

可以看出，去除率明显下降，究其原因，进水COD明显升高，由原来的1300mg/L左右提高到5000mg/L左右，冲击负荷过大，最终导致系统发生非丝状菌膨胀，经过近半个月的驯化与调整，COD去除率逐步趋于稳定，最终在85%以上。在试验后期，进水水质可生化性变差，BOD/COD由原来的0.6降为0.2，去除率又有降低的趋势。在本试验的正常运行阶段，系统容积负荷为2.16kgCOD/m3•d，出水COD在500mg/L左右，去除率为87%左右。这说明复合式SBR系统降解有机物取得了良好的处理效果。其原因一方面是因为该试验阶段的垃圾渗滤液属早期阶段的渗滤液，垃圾渗滤液的可生化性相对较好；另一方面由于填料上附着的生物膜微生物有较长的停留时间，能够维持相当高的硝化率，大大降低了渗滤液中游离氨对微生物的生物抑制作用，加强了系统的处理能力。3.3复合式SBR中填料对有机物去除的强化作用

为了验证PELIA生物填料对有机物的去除效果，故对加入填料和没有加入填料的反应器对有机物的去除效果作了对比，见图4。

图4PELIA生物填料对COD 去除的强化作用

图4对比了本试验过程中生物反应器和PELIA生物填料对COD去除的相对贡献。由图4可知，当进水COD浓度在1046～3856mg/L之间变化时，没有加入PELIA生物填料的SBR反应器的出水COD浓度为226～628mg/L，相应加入了PELIA生物填料的复合式SBR反应器的出水COD浓度为182～322mg/L，尤其在第4～10d期间进水COD浓度变化较大，没有加入PELIA生物填料的SBR反应器的出水COD浓度比加入了PELIA生物填料的SBR反应器的出水COD浓度高且变化较大。生物反应器对COD总的去除率在71.6%～83.9%之间，其中生物膜降解对COD的去除率为3.3%～10.2%。3.3 系统对总氮的去除情况（见图5）

图5系统对TN的去除规律

由图5可知，在前110d，COD/NH3-N（C/N）为5.2，随着一个多月驯化阶段的完成，系统对总氮的去除率基本稳定在70%以上，这表明在此条件下系统对总氮有较好的去除效果。尤其在第55～81d之间，系统对总氮的去除率高达75.2%～79.2%。这主要是因为除反硝化脱氮外，微生物合成代谢也利用了其中一部分的N。在试验后期（第150～180d）系统的脱氮效果逐渐变差，总氮去除率由第110d的75%左右下降到最后的56%左右。

这主要是因为垃圾渗滤液的水质发生了变化，C/N由5.2降至2.0。垃圾渗滤液中的碳源严重不足且不易被利用，大大限制了反硝化菌的活性，造成了TN的去除率不断下降。理论上一般认为进水COD/TN达到3左右即可满足反硝化对碳源的要求，实用中则常认为该值应大于8。

对系统脱氮效果产生影响的主要因素是C/N，试验结果表明：随着进水C/N的增加，反硝化程度随之增加，出水NOx--N下降，总氮去除率提高，也就是说，在其它条件适宜的情况下，垃圾渗滤液中充足的碳源是反硝化进行彻底的保证。4深度处理 4.1试验方法

图6所示为超滤、纳滤的工艺流程。

图6膜过滤工艺流程

混凝沉淀作为预处理，超滤的出水作为纳滤的进水。通过调节回流液、浓缩液、透过液的流量来调节操作压力。当单独进行超滤或纳滤试验时，因为前面工序产水量有限，故采用将透过液回流到原水箱（或中间水箱）与浓缩液、回流液混合的循环式操作方法。4.2试验结果

膜对污染物的去除率见表3。

由表3可见，超滤对浊度、色度的去除效果非常明显，去除率达90%以上，表明超滤对悬浮物、胶体等的去除能力很强。但对COD的去除率很低，仅为4%，这是因为超滤膜对COD的去除主要取决于原水中有机污染物的分子量及其形状，本试验中的COD去除率较低是因为有机污染物的分子量相对要小于超滤膜的截流分子量，并且外形呈线性的较多。超滤对氨氮的去除效果也极低，另外超滤出水SDI最大值为2.2，远小于反渗透进水SDI值不高于5的要求。总之，超滤对污水浊度、色度的去除效果较好，产水浊度小于1NTU，SDI值较低，可以满足进入下一工序纳滤的要求。表3膜对污染物的去除效果

注：SDI（污染指数值）也称为FI（Fouling Index）值，是水质指标的重要参数之一。SDI值越 低，水对膜的污染阻塞趋势越小。大多数反渗透企业推荐的反渗透进水SDI值不高于5。

在四种不同的进水条件下，纳滤膜对COD的去除率较高，约70%，出水COD均在100mg/L以下，浊度检测结果显示为0，色度为1度，氨氮的去除率约为50%，出水氨氮浓度小于15mg/L，出水电导率2500～3000us/cm。由此可见，垃圾渗滤液经膜法深度处理后出水可满足《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-1997）一级标准。5技术经济评估

为了估算本工艺在实际工程中的可能投资水平及生产运行成本，现以国内较为常见的400m3/d规模的垃圾渗滤液处理厂为例，初步计算以本工艺为处理主体的工程建设投资及处理成本。

工程建设投资预测见表

4、生产成本预测见表5。表4工程建设投资预算

注：1.表中数据为国内3家同等规模污水处理厂的投资费用的平均值。

2、设备费用是以本工艺为基础，建造400m3/d规模的垃圾渗滤液处理厂所需的各种设备。设备总费用和安装总费用各占总投资额的48.59%和16.79%。

3、其他费用包括设计费、调试费等。表5生产成本预算

注：以上数据为北京市3家污水处理厂的相应费用的平均值。折合单位垃圾渗滤液处理成本为17.23元/m3，年经营成本为191.024万元；折合单位垃圾渗滤液处理成本为13.083元/m3。6存在的问题和结论

（1）试验后期用水取自北京市六里屯垃圾填埋场调节二期出水，其生化性较差，试验过程中出现了污泥膨胀及生化出水水质变差的现象，虽然在后期深度处理上控制住了出水水质，但是给后期膜处理造成了很大压力，增加了处理费用，这说明本工艺在处理年老垃圾渗滤液方面仍存在问题。

（2）本试验后期深度处理采用膜工艺，膜分离方法无论采用纳滤还是反渗透，都会产生或多或少的浓缩液，浓缩液会对水资源产生进一步污染，浓缩液的处理是一件非常困难的事情。本研究课题中产生的膜分离浓缩液，拟采用回灌填埋场的方法，但是在实际工程应用方面仍存在可行性的问题，需要进一步研究。

（3）当ECAB反应器的容积负荷为7.3kgCOD/m3•d时，COD去除率可达82.7%。

（4）复合式SBR反应器对有机物的去除效果较好，运行稳定，在历时180d的运行过程中COD的去除率基本保持在80%～90%之间，总氮去除率最高将近80%。PELIA生物填料起到了稳定和加强系统出水水质的作用，并对系统内硝化菌种群的优化提供了良好条件。（5）纳滤系统操作压力为0.3MPa时，出水COD浓度在100mg/L以下，浊度检测结果为0，色度为1度，氨氮浓度小于15mg/L，电导率为2500～3000us/cm。满足《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889—1997）一级标准。

（6）以实际工程建设与运行来核算，使用本工艺可能的单位垃圾渗滤液处理成本为13.083元/m3；加上折旧其预测成本为17.23元/m3。

（7）填埋场内的自然降雨和径流是渗滤液产生的主要途径，其产生量占总污水量的比例很小，故本处理工艺可完全适用于处理规模在600m3/d以下的城市垃圾渗滤液处理厂。参考文献：

UV/Fe(Ⅲ)工艺处理垃圾渗滤液的研究 篇7

1 概述

渗滤液处理工程是鄞州生活垃圾填埋场的配套工程, 该工程总投资1 200万元, 设计处理水量为300t/d, 采用UASB+A/O-MBR+RO工艺 (如图1所示) , 出水水质达到《生活垃圾填埋污染控制标准》 (GB16889-2008) 要求。鄞州生活垃圾卫生填埋场的垃圾堆体采用0.5 mm HDPE膜进行日覆盖、中间覆盖, 覆盖作业比较到位, 整个堆体形成了一个厌氧的环境。公司填埋场已经正常运营4年, 渗滤液表现出的高氨氮、低C/N比已经呈现出“中老龄”垃圾渗滤液的重要特征, 预示着填埋场提前进入成熟阶段。垃圾渗滤液提前进入“中老龄化”阶段, 碳氮比 (C/N) 严重失调, 需要外加碳源才能维持正常渗滤液处理, 大大增加了渗滤液的处理成本。

2 实验材料与方法

2.1 进水水质与接种污泥

进水为本场垃圾渗滤液, 接种污泥为好氧池生化污泥, MLSS为0.8g/L。进水水质见表1。

mg/L

2.2 出水水质分析方法

CODCr, 重铬酸钾法;BOD, 稀释与接种法;NH3-N, 纳试剂比色法;NO2-N, 戴氏合金还原法;总氮, 过硫酸钾紫外分光光度法;DO, 溶解氧测定仪;pH, PHB-4便携式pH计;大肠杆菌值, 多管发酵法。

3 改造方案

3.1 改造前工艺

设计处理水量为300 t/d, 采用的UASB+A/O-MBR+RO工艺, 处理水质达到《生活垃圾填埋污染控制标准》 (GB16889-2008) 标准。

后期由于COD持续下降, 基本维持在2 200mg/L左右、氨氮维持在1 900 mg/L左右, BOD维持在400 mg/L左右, C/N比在有的时候接近1∶1。厌氧反应器一直处于闲置停用状态, 原水越过厌氧反应器直接进入A/O工艺进行生化反应, 在原水进水中投加碳源补充相应的微生物生长所需要的碳源, 经过长时间的运营, 考虑到处理成本等, C/N维持在最低的3.2/1满足生化反应的要求。每年为了维持正常运行, 投加甲醇的费用为50多万元, 大大增加了处理成本, 在经济上很难接受, 如何处理高氨氮渗滤液成为公司研发的目标。

3.2 改造思路及工艺流程图

亚硝酸型硝化-厌氧氨氧化新型全程自养生物脱氮工艺, 对解决有机碳源不足的“中老龄”渗滤液高氨氮去除难题具有理论上的可行性。闲置的厌氧反应器空间也可作为反应的容积, 增加缺氧段水力停留时间, 为反硝化反应增加适宜的反应时间。原有的好氧回流于以前的回流至A池, 改造成UASB的大回流与缺氧段的小回流。大回流主要目的为UASB提供足够的NO2-N, NO3-N, 在UASB中与进水的NH3-N反应生成N2, 达到氨氮和总氮的去除目的, 为进入生化反应提供合适的C/N比。小回流为缺氧段提供NO2-N, NO3-N, 促进反硝化的进行, 去除厌氧反应中未能反应的NH3-N。

厌氧容积为500 m3, 每天处理水量为280 t, 其中生化池硝化水回流量为75 m3/h, 厌氧反应器的HRT为5.8 h, MBR膜出水为内置式MBR膜, 通过自吸泵抽出硝化水, 进入后续的超滤、反渗透处理工艺。改造后的渗滤液处理工艺如图2所示。

4 结论

(1) 为了维持C/N在3.2/1, 按照COD 2 000 mg/L, 氨氮1 700 mg/L计算吨水的甲醇投加量在2.87 kg左右, 2009年上半年吨水的甲醇投加量2.88 kg, 2010年上半年吨水甲醇投加量为1.97 kg, 减少了31.8%, 改造后维持的进水C/N为2.57/1, 大大降低污水处理成本。

(2) 处理后水质维持了COD≤100 mg/L、BOD≤30 mg/L、NH3-N≤15 mg/L、SS≤70 mg/L、pH6.5~9、大肠菌群10-1~10-2的水平, 达到《生活垃圾填埋污染控制标准》 (GB16889-2008) 标准。

(3) 上升式厌氧反应器在这次改造中起到重要的去除氨氮的作用, 大大节约了公司运营费用。

(4) 好氧池溶解氧控制在2.0左右, 为厌氧反应器提供NO2-N、NO3-N, 满足了氨氧化反应中的亚硝态氮的需求。

(5) 在厌氧反应器中产生大量的气体, 经过气体检测仪的测定, 大部分为NH3与可燃气体, 产生的NH3的机理与可燃气体的主要成分是什么还有待进一步验证。

(6) 本场改造大大节约了运营成本, 改善依靠投加营养盐提高C/N比改善生物生长的条件。

本次工艺的改造可为以后国内生活垃圾填埋场老龄化垃圾渗滤液的处理提供指导方向, 具有重要的现实意义。

摘要：我国氮素污染问题日益严重, 而传统脱氮工艺流程长, 氧耗大, 反硝化碳源不足, 脱氮效果低。亚硝化—厌氧氨氧化串联工艺是目前最经济、最简洁的生物脱氮工艺, 非常适用于低C/N废水的处理。与传统方法相比, 该工艺有明显的优点, 如低能耗、无需外加有机碳源、低污泥产量等。亚硝酸型硝化和厌氧氨氧化有机结合构成的新型全程自养生物脱氮技术也为处理高氨氮和低C/N的“中老龄”渗滤液提供了新的思路。本文主要是介绍我场垃圾渗滤液处理中采用改造工艺对我场中老龄垃圾渗滤液的处理, 本次改造成功降低了我场垃圾渗滤液的处理成本, 也为中老龄垃圾渗滤液处理提供了技术支持。

关键词：中老龄垃圾渗滤液,亚硝酸型硝化,厌氧氨氧化

参考文献

[1]何岩, 周恭明, 赵由才, 等.亚硝酸型硝化—厌氧氨氧化联合工艺处理“中老龄”垃圾渗滤液[J].给水排水, 2006, 4.

[2]李祥, 黄勇, 袁怡.DO在厌氧序批式生物膜反应器中对厌氧氨氧化反应启动的影响[J].环境污染与防治, 2009, 31 (10) :43-47.

[3]张少辉, 郑平.厌氧氨氧化反应器启动方法研究[J].中国环境科学, 2004, 24 (4) :496-50.

[4]赵宗升, 李炳伟, 刘鸿亮, 等.高氨氮渗滤液处理的A2/O工艺研究[J].环境科学, 2003, 24 (6) .

[5]刘杰, 杨洋, 左剑恶, 等.亚硝化与厌氧氨氧化串联工艺处理高氮低碳废水的研究进展[J].中国沼气, 2009, 27 (3) .

[6]马富国, 张树军, 曹相生, 等.硝化生物膜启动厌氧氨氧化反应器的研究[J].中国给水排水, 2008, 24 (23) .

UV/Fe(Ⅲ)工艺处理垃圾渗滤液的研究 篇8

关键词：阳离子聚丙烯酰胺,垃圾渗滤液,化学需氧量,色度,去除率

卫生填埋因操作简便、费用低而被广泛采用,是现行垃圾特别是固体垃圾处理的主要方法,而由此产生的垃圾渗滤液因水质水量变化大、有机物浓度高、重金属及氨氮含量高,对填埋场及周边环境产生严重污染,因而渗滤液的收集和处理成为城市环境亟待解决的问题[1,2]。目前垃圾渗滤液处理方法很多,按进程可分为预处理、主处理、深度处理,其中物理- 化学联合处理方法常用于垃圾渗滤液的深度处理[3,4,5,6,7],以达到废水治理及资源化利用。本文以生化预处理后的垃圾渗滤液为研究对象,垃圾渗滤液COD及色度的深度去除为考察指标,探讨阳离子改性聚丙烯酰胺( Cationic Polyacrylamide,CPAM) 为絮凝剂用于处理垃圾渗滤液的可行性,并采用氧化、混凝、吸附及其联合处理工艺深度处理垃圾渗滤液,通过研究CPAM、氧化剂、吸附剂用量对COD和色度去除效果的影响,为行业废水处理的实际应用提供可靠的实验数据支撑和技术选择。

1 实验部分

1. 1 材料及仪器

主要化学试剂: 过硫酸钾、丙烯酰胺、重铬酸钾、溴代正丁烷、邻苯二甲酸氢钾、硫酸、七水硫酸亚铁、六次甲基四胺、硫酸亚铁铵、硫酸肼、1 - 10 菲啰啉、硫酸银均购自国药集团化学试剂有限公司; 甲基丙烯酸N,N - 二甲基氨基乙酯购自江苏飞翔化工有限公司; 阳离子功能单体( DM4) ,自制。其余试剂均为分析纯,使用前未经处理。

垃圾渗滤液取自重庆市同兴垃圾焚烧发电厂生化预处理后的废液,为淡黄透明液体,有异味。基本参数见表1。

主要仪器包括: LAB860 p H计; TU - 1901 紫外可见分光光度计; 85 - 2 集热式恒温磁力搅拌器; EDZZ4 - WS高速台式离心机。

1. 2 实验原理

1. 2. 1 阳离子改性聚丙烯酰胺( CPAM) 的制备[8]

称取可聚合阳离子功能单体( DM4) 及丙烯酰胺( AM) ,溶于去离子水中并置于装有机械搅拌装置的反应器中,控制固含量为10% 。称取0. 1% 的过硫酸钾( KPS) 为引发剂并溶于一定量的水中,置于滴液漏斗中。打开机械搅拌开关,通入N2至少0. 5 h,升温至40 ℃ ,打开分液漏斗,缓慢滴加过硫酸钾溶液,控制在1 h内滴加完毕,反应保温3 ~ 4 h,反应结束降温,得到粘稠状透明聚合物———改性阳离子聚丙烯酰胺共聚物溶液,稀释至所需浓度备用,基本性质如表2 所示。

1. 2. 2 实验方法

( 1) 混凝: 预处理后的渗滤液中含有的大分子有机物及分解产物易吸附带阴离子的表面活性剂,致使微粒表面负电荷过剩,故本实验选取自制CPAM进行研究。在室温下,取多个100 m L的烧杯,加入50 m L的垃圾渗滤液,然后分别加入不同浓度的CPAM溶液,磁力搅拌10 min,静置0. 5 h,取15 m L上层清液离心15 min( 转速为3500 rpm) ,取上层清液用于测定COD及色度。

( 2) 氧化: 取100 m L烧杯,加入50 m L垃圾渗滤液,浓硫酸调节溶液一定酸性,再分别加入不同浓度的KMn O4溶液,电炉上加热煮沸反应10 min,并不断搅拌,抽滤取滤液进行COD和色度测定。

( 3) 吸附: 室温下选取粉末活性炭为吸附剂,分别取50 m L氧化处理后的垃圾渗滤液,加入不同量的粉末活性炭,在磁力搅拌器上搅拌吸附1 h,取抽滤过后的滤液测定其COD和色度。

氧化- 混凝- 吸附联合处理根据上述实验确定的最佳条件,采用混凝- 氧化- 吸附法对垃圾渗滤液进行联合处理后,考察该工艺的处理效果,并确定最佳吸附剂浓度。

1. 2. 3 测定方法

( 1) COD测定采用重铬酸钾氧化法[9],去除率( η) 采用如下公式计算获得:

COD0、COD———垃圾渗滤液处理前、后的化学需氧量,mol / L

( 2) 色度测定采用铬钴标准溶液法[10]绘制色度标准曲线( 10° ~ 100°) ,曲线方程为: y = 0. 0016x - 0. 0016 ( R2=0. 9994) ,色度去除率( % ) 计算采用如下公式计算:

式中: a———稀释后水样相当于钴铂标准色列的色度

b———水样稀释倍数

A0———垃圾渗滤液处理前的色度

A———垃圾渗滤液处理后的色度

2 结果与讨论

2. 1 CPAM混凝处理垃圾渗滤液

随着阳离子聚丙烯酰胺( CPAM) 投入量的增加,垃圾渗滤液COD处理前后并没有太大变化,降解率都低于0. 5% ,表明单独使用CPAM的混凝效果较差( 如图1 所示) 。主要是因为所选择的垃圾渗滤液为生化处理后的,其中所含还原性物质大多为可溶性小分子有机物,CPAM对其絮凝沉淀作用不明显; 同样,单独使用CPAM,对其脱色率也低于5% ,可见CPAM对垃圾渗滤液的处理几乎没什么效果。这是因为CPAM主要对大分子有机物有良好的去除效果,而实验中的垃圾渗滤液由于经过生物处理,只含有小分子有机物和极少量微粒,当水中的有机物质全部溶解,且也没有以颗粒状形式存在的情况下,CPAM的混凝作用不明显。

2. 2 氧化处理垃圾渗滤液COD及色度

单独采用混凝对去除垃圾渗滤液COD和脱色效果较差,不能满足实验要求。选择以高锰酸钾在酸性条件下氧化处理( 酸性环境下,KMn O4氧化性最强) ,实验结果如图2 所示。随着高锰酸钾( 16 g/L) 投加量的增加,垃圾渗滤液的COD降解率不断增大,当投入量为30 m L时,降解率达到最大值为83. 84% ,此后再增加高锰酸钾的量,COD降解率不发生变化。在反应过程中有大量沉淀物产生,这是因为高锰酸钾氧化有机物时自身一部分被还原为二氧化锰沉淀,以及一小部分有机物与锰离子产生共沉淀。

2. 3 吸附处理垃圾渗滤液COD及色度

单独使用粉末状活性炭对垃圾渗滤液COD的去除仍不明显,在实验范围内降解率最高不超过5% ,表明单独使用活性炭对溶液中有机物的吸附作用效果较差。相反,活性炭对色度去除效果有较大提高,脱色率达到40% ,但低于实验预期。这是因为活性炭对有色物质的物理吸附作用则较为明显,但对还原性小分子有机物的物理吸附作用较差。

2. 4 氧化- 共混- 吸附联合处理垃圾渗滤液COD及色度

单独采用混凝、氧化和吸附均不能很好的去除渗滤液的COD及色度。按单独处理实验确定的最佳工艺条件,采用先氧化,再用CPAM混凝,最后活性炭吸附的氧化- 混凝- 吸附联合处理工艺,经过对垃圾渗滤液进行多次重复实验,得出水COD为121. 3 mg / L,色度为51. 8°,去除率分别可达93. 3% 和98. 8% ,较单独使用氧化处理提高COD去除率近10% ,实验效果显著增强,达到实验预期且运行稳定。几种处理方法的效果比较,如表3 所示。

3 结论

不同的处理方法对生化处理后垃圾渗滤液COD和色度的深度去除效果有较大差异,化学氧化法明显优于物理法。以高锰酸钾化学氧化法处理的COD和色度最大去除率为83. 84% 和96. 1% ; 氧化- 混凝- 吸附联合处理为代表的物- 化联合处理效果最好,其COD和色度去除率分别达到93. 3% 和98. 8% 。由此可见,对于垃圾渗滤液的深度处理,选用以物理- 化学联合处理的氧化- 混凝- 吸附联合处理法对垃圾渗滤液的深度处理能取得理想结果。由于高锰酸钾氧化后会产生氧化锰沉淀及锰离子,导致环境污染,可以考虑选用清洁高效臭氧氧化代替高锰酸钾氧化,为其在工业废水资源化利用提供新的技术支持。

参考文献

[1]吴莉娜,涂楠楠,程继坤,等.垃圾渗滤液水质特性和处理技术研究[J].科学技术与工程,2014,14(31):136-143.

[2]徐宝兴,陆雪琴.冬/夏季生活垃圾渗滤液主要水质指标变化研究[J].西南科技大学学报,2014,29(3):28-32.

[3]孙友,张超,李本高.物化法处理垃圾渗滤液的研究进展[J].工业水处理,2013,33(1):1-5.

[4]聂发辉,李文婷,刘玉清.混凝沉淀—次氯酸钠氧化处理垃圾渗滤液的实验研究[J].水处理技术,2015,41(22):70-73.

[5]J.Yu,S.Zhou,W.Wang.Combined treatment of domestic wastewater with landfill leachate by using A2/O process[J].Journal of Hazardous Materials,2010,178:81-88.

[6]高星,李平,吴锦华.垃圾渗滤液生物处理出水的深度处理组合工艺[J].环境工程学报,2014,8(6):2376-2380.

[7]J Guo,Abdulhussain A.Abbas,Y Chen,et al.Treatment of landfill leachate using a combined stripping,Fenton,SBR,and coagulation process[J].Journal of Hazardous Materials,2010,178:699-705.

[8]鲁智勇,安利,操卫平,等.疏水缔合阳离子型高分子絮凝剂合成与性能研究[J].环境科学与技术,2008,31(10):95-97.

[9]GB11914-89水质化学需氧量的测定-重铬酸盐法[S].