城市生活垃圾渗滤液处理技术的研究

来源:热处理工程师手册作者:郭海祥


第31卷第1期 2006年2月

环境科学与管理 ENⅥRoN^们}N11A I
SCIENCE AND

V01.31.No.1

MANAGEMENT

Feb.2006

文章编号:1673?1212(2006)01-0138-03

城市生活垃

圾渗滤液处理技术的研究
郭广慧1,陈玉成1,2
(1.西南农业大学资源环境学院,重庆400716;2.重庆市农业资源环境重点实验室,重庆400716)

摘要:垃圾填埋过程中产生的成份复杂、高浓度的垃圾渗滤液。如果不加处理而直接排放,就会对大气,水体及土壤造成严 重的污染,对人体健康造成严重危害。因此,寻求一种高效经济的垃圾渗滤液处理技术显得尤为重要。为此阐述了城市生活

豫极渗滤液的处理技术:生物处理法,物理化学法和其他方法。其中,生物处理法包括:好氧生物处理,厌氧生物处理,厌
氧一好氧生物处理法;物理化学法包括:Fenton法,电解氧化法,光催化氧化法和等离子体处理技术;其他方法包括:土地处

理法,回灌法和有效微生物(EM)法。
关键词:城市生活垃圾渗滤液预处理处理技术 中图分类号:X799.3

文献标识码:B 垃圾渗液的可生化性。沈耀良等171运用混凝一吸附(PAC作混凝



前言
垃圾渗滤液,又称渗沥水或缦出液,是指垃圾在堆放和填埋

剂,焦炭作吸附剂)去除渗滤液中的COD和重金属,PAC和焦 炭投加景为400mgL一1和8—109L 1时,COD去除率为58.9%,重 金属去除率为60%左右。

过程中,由于发酵和厢水的淋溶、冲刷,以及地表水和地下水的 浸泡而过滤出来的污水f11。目前,我国城市垃圾处理中70%以上 是采用卫生填埋法,而卫生填埋的一个直接后果就是产生大量渗 滤液。这种渗滤液水质水量变化大,有机物浓度高、重金属含量 高、氦氮含量高,对周边环境及填埋场场底土层污染严重,而且 污染持续时间长,易引起二次污染。因而,对渗滤液进行有效的 收集和处理己成为城市环境中亟待解决的问题,垃圾渗滤液的处 理技术也是国际上的研究热点问题之一。

3生物处理
3.1好氧处理 好氧处理包括活性污泥法、氧化塘、生物膜、生物转盘等。 低氧一好氧活性污泥法及SBR法等改进型活性污泥法,因其能 维持高有机负荷、低水力停留时间,因而节省空间、提高处理能 力。 3.2厌氧处理 厌氧处理技术包括厌氧生物滤池、厌氧污泥床等。 3.3厌氧好氧相结合 采用厌氧~好氧处理工艺经济且处理效率高。表l列出了生 物处理的各种方法。 生物处理虽然有较成熟的理论和丰富的运行经验,但是垃圾 渗滤液水质水量变化大,有害有毒物质浓度高,单独使用生物技 术往往是不合适的,通常需要与物化法相结合才能取得较好的处 理效果。 4
4.1

2垃圾渗滤液的预处理
垃圾渗滤液成分复杂,有机物含量高,仅采用生物处理很难 达到理想效粜,而且高浓度的氨氮对微生物的活性有强烈的抑制 作用121,重金属离子对微生物也会产生中毒和抑制作用。因此,必 须对其进行预处理,才能使后续生物处理顺利进行。 吹脱法是垃圾渗滤液预处理常用的方法,主要用于去除渗滤 液中的氨氮。吴方同等I川采用填料塔吹脱去除氨氮含量为
1500-2500mg

L。1的垃圾渗滤液,在温度25。C,pH为10.5-11.

0,气液比为2900-3600时,氨氮吹脱效率达95%以上。卢平等 人nI用吹脱法处理垃圾渗滤液中的氨氮,对其去除率达60%以上,

物理化学法
Fenton法

满足后续工艺对氨氮浓度和pH值的要求。王有乐等b荆用超声波
吹脱技术处理高浓度NH3--N废水,结果表明废水经超声波辐射 后,NH3一N的吹脱效果明显增加,COD。,的去除率也显著提高。 利用超声波吹脱技术预处理垃圾渗滤液还有待于进一步研究。 对于重金属离子浓度高的垃圾渗滤液,可采用混凝、吸附等

Fenton法主要利用Fee4和H202之间的链反应催化生成的? OH自由基,?OH自由基有极强的氧化作用,能够对有机物进行 有效降解。程洁红等113I用Fenton一混凝法对垃圾渗滤液进行预处 理,COD的去除率达66.9%,为后续厌氧一好氧生化处理提供准 备。然而,尽管Fentoh试剂氧化性强,却只能将部分化合物氧 化或偶合成其他可生化性较高的化合物;对于多环劳烃这类分子 量大,结构复杂,化学性能稳定的有机物极少能被Fenton试剂

方法来去除重金属。尚爱安等16研究了混凝在预处理渗滤液的作
用,结果表明混凝预处理可有效去除难生物降解的有机物污染 (E260)和对微生物增殖有抑制作用的有毒、有害物质,提高了
收稿日期:2005-09—29

作者简介:享lI广慧(1981一),女,lJl西交城人,硕士研究生,影}究方向为污染防治与控制。
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郭广慧等?城市生活垃圾渗滤液处理技术的研究

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表1生物处理的各种方法及处理效果
处理方法 处理工艺条件 进水浓度 出水浓度/去除率 效 果

氧化,只能用生化等其他方法去除。邹长伟等“41采用PAF混凝 UF-Fenton工艺对经氧化沟处理后的垃圾渗滤液进行深度处 理,在最佳工艺条件F,COD去除率达86.8%,色度去除率达
99%。

TiO:处理垃圾渗滤液,效果较好,可用作垃圾渗滤液的深度处理。 弓晓峰118I以玻璃纤维布作载体制备的TiO:膜光催化氧化处理垃圾 渗滤液,取得了较好的效果。 4.4等离子体技术 周爱姣“,I等利用高压脉冲放电产生的非平衡等离子技术对垃 圾渗滤液进行预处理,放电处理一次,很多难降解的有机物变成 可降解的物质,渗滤液的COD升高20%,BOD,值升高59.7%, NH,一N去除率达76.6%,在一定程度上提高了渗滤液的可生化 性,降低氨氮对微生物的抑制作用。 此外,化学混凝沉淀法、化学吸附法、膜处理法、湿法氧化、 辐射法等也应用于垃圾渗滤液的处理。与生物处理相比,物化处 理不受水质水量影响,出水水质稳定,尤其对BOD和COD比值 较小,难生化处理的垃圾渗滤液,有较好的处理效果。但是此法 成本较高,不适合大水量垃圾渗滤液的处理。

4.2电解氧化处理技术

电解法氧化处理废水的实质就是通过?OH直接氧化或【CI恫
接氧化作用,破坏有机物结构,使有机物降解。李小明等“蝴用电 解法处理经SBR处理后的垃圾渗滤液(COD及NH3_N浓度分 别为693mgL。和263mgL 1),在pH为4,CI浓度为5000mgL一 1,电流密度为10Adm 2,SPR三元电极为阳极,电解时间4h的 工艺条件下,发现电解氧化过程中,NH,一N被优先去除,其次 是COD;COD去除率为90.6%,NH3一N的去除率为100%。电 解法处理常常作为垃圾渗滤液深度处理,但也出现将其作为渗滤 液预处理的报道。李庭刚等1161利用电解氧化法对垃圾渗滤也进行 预处理,在添加CI 4000rag L~,极板间距为10ram,pH为8, 初始温度为50℃的条件F,经4h的电解氧化,垃圾渗滤液的 COD、NH厂N和色度的去除率分别达到88%,100%和98%。而 且高浓度的CI一和电流密度具有相当强的协同作用效应,对渗滤 波中典型的有毒难降解有机化合物(苯酚)有很好的去除作用, 苯酚去除率达82%,水质的可生化性显著提高,有利于后续生化
处理。

5其他方法
5.1土地处理法 土地处理主要通过十壤颗粒的过滤,离子交换吸附和沉淀等 作用去除渗滤液中悬浮固体和溶解成分j渗滤液的士地处理包括 慢速渗滤系统(SR)、快速渗滤系统(RI)、表面漫流(OF)、湿 地系统(WL)、地下渗滤土地处理系统(UG)以及人工快渗滤 处理系统(ARI)等多种土地处理系统。陈玉成等ml经过静态与 动态试验及小试,从五种土壤中选择了合适重庆地区垃圾渗滤液 士地处理的基质士壤。采用士地渗滤与芦苇湿地两级土地处理系 统净化城市垃圾渗滤液,结果表明:此方法在技术上是可行的, 经处理后,COD,,和氨氮的去除率均达到90%以上,出水水质达 国家一级排放标准。 5.2回灌法

4.3光催化氧化技术 光催化氧化技术机理是半导体材料(如Ti0:)或催化氧化剂 受到能景大干带隙能量的光照射时,处于价带(VB)上的电子就 被激发到导带(CB)上,使导带上生成高活性电子(e一),价带 上生成带正电的空穴(h1),形成氧化一还原体系,从而起到了 降解污染物的作用。光催化氧化采用的半导体游二氧化钛、氧化 锌、三氧化二铁等。上里奥I"1等采用复合半导体催化剂ZnO/

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郭广慧等?城市生活垃圾渗滤液处理技术的研究

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渗滤液回灌就是用适当的方法将在填埋场底部收集到的渗滤 液从其覆盖层表面或覆盖层下部重新灌入填埋场。通过控制回灌 次数、水力负荷、有机负荷等参数,达到净化渗滤液目的。通过 回灌,有利于增加垃圾中微生物的活性,加速产甲烷的速率、垃 圾中污染物溶出及有机物的分解,同时对去除重金属离子具有更 大的优越性l:11,加速了垃圾填埋场的稳定化进程;同时减少了渗 滤液的场外处理量。 徐迪民等【221详细研究了垃圾填埋渗滤液回灌的影响因素,发 现在试验所用的亚粘土上加入一定比例的细砂可改善覆土层的透 水性和透气性,土砂比以7:l为最佳。土砂比为7:1的土柱对 进水负荷从6.6~1159 m七d一范围内变化的垃圾渗滤液进行处 理,在运行两个月的时间内,COD的去除率可达98%左右。 唐山填埋场采用“回灌+生物处理”工艺,运行结果表明i231, 经回灌后,渗滤液后续处理量I大为减少,经生化和消毒处理后排

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6.

放。王琪掣2a1经试验研究认为,回灌有助于在填埋层建立有机物降 解的微生物优势菌张在较小负荷下,渗滤液经兼性填埋层回灌处
理,COD,,去除率可达95%;NH厂N浓度可以降到lOmgL。但 是对回灌法处理垃圾渗滤液的工艺流程、技术参数尚需要进一步 优化。 5.3有效微生物EM法 EM是一种由酵母菌、放线菌、光合细菌、藻类共5属80多 种有益微生物经特殊方法培养而成的混合微生物制剂,其中含有 分解性细菌、合成性细菌、厌氧菌、兼性菌、好氧菌。EM菌群 在其生长过程中能迅速降解有机污染物,把有机污染物转化为生 物体质和气体,并释放一部分能量,最终达到净化污水的t;t的, 同时相互问协同作用共生繁殖,代谢出抗氧化物质,从而形成稳 定而复杂的生态系统,抑制有害微生物的生长繁殖,抑制含硫、 含氮有机物分解产生恶臭。11f‘晓玫12’I等人应用EM技术对毒性大、 浓度高的垃圾渗滤液进行静态小试和稳定塘中试,结果表明,EM 对渗滤液中的二£要指标BOD,、COD。NH厂N、T—P、色度的 去除效果显著,对垃圾渗滤液的净化能力强。

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9-2I

6结语
垃圾渗滤液水量变化大,季节性变化量大;成分复杂,随着 渗滤液的年龄而变化,因此在选择处理垃圾渗滤液工艺时,必须 因地制宜,通过技术经济比较,通过小试或中试取得可靠优化的 工艺参数,以获得最佳处理方案,达到理想的去除效果。同时在 开发、应用新的处理技术时要向着操作简单、投资低廉、不发生 二次污染、处理效果好的方向发展。

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赵静媛等,淡水生态系统与生物学监测

Feb.2006

(2)仅一中污带(强中污带)在化学特点上和多污带相 近,但是这一带除还原作用以外,也发生氧化作用,所以 蛋白质开始分解为氨和氨基酸。二氧化碳和硫化氢还有 颇多分量,铁化合物为硫化亚铁和氧化铁两种形式。氧仍 缺乏,其来源还是靠大气的扩散。 这一带的生物种类仍极有限,主要还是细菌,,真菌也 很多,出现了蓝藻和绿色鞭毛藻类。吞食细菌的纤毛虫和 轮虫的某些种类也大量出现,并且有蝇类幼虫出现。水底 污泥已部分矿质化,在上面滋生着多量颤蚯和大红摇蚊 幼虫。这一带的生物都是需氧量较低的种类。 (3)D一中污带(弱中污带)D一中污带由于绿色植物 的大量出现,在化学特点上已和前两带显著不同。这一带 氧化作用已显然超过还原作用,有机物含量较低,氮化合 物呈铵盐,亚硝酸盐和硝酸盐状态;铁化合物呈氧化铁 态。二氧化碳和硫化氢含量很少。溶解氧量丰富有时达到

过饱和。 (4)B一中污带的生物种类极为多样多式,蓝藻、绿 藻、纤毛虫、轮虫、软体动物,小型甲壳动物和昆虫等大 量出现,并有鱼类出现。细菌的数量迅速减少。 (5)寡污带,在寡污带中水的自净作用已完全完成,污 泥沉淀通常已矿质化,蛋白质达到矿质化的最后阶段,形 成了硝酸盐类。氧极丰富,二氧化碳含量很少,?硫化氢在 水层中凡乎完全消失。 寡污带的生物组成较D一中污带更为多样化,植物中 除了绿藻和硅藻外还有甲藻和金藻,并有许多显花植物 出现。动物有轮虫、甲壳类、苔鲜类、海绵类等,并且各 类动物的种类都很多。鱼类也大量出现,种类也多。 根据各河段生物种类组成,对照污水指示生物表。可以对 某区段被有机物污染的程度作出初步判断。

Aquatic Ecosystem and Bio—monitoring

ZHAO

(1.3Zhaoyuan Environmental

Jiao—fei3 Jing‘yuanl,CHEN Jia-hou2,ZHAO Monitoring Station,Zhaoyuan 166500,China;

2.Heilongjiang Foreign Cooperation Center of Environment Protect,Harbin 150090,CHina)
Abstract:There is being polluted.Here
we



relation between biodiversity&distribution and watershed.The commuuity frame,index and abundance will
to

be

replaced after

try

introduce some knowledge about aquatic ecosystem and bio-monitoring.
water

Key words:aquatic creatures

pollution

bio?monitoring

(上接140页)

Studies

on

Treatment Technologies of Municipal‘Domestic Refuse Leachate

GUO Guang-huil。CHEN Yu—cheng”
(1.College of
Resource



and Environment,Southwest Agricultural University,Chongqing 400716,China
resources

2.Key Lab ofAgricultural

and Environment,Chongqing

400716,China)

Abstract:A great of complicate and high?concentrate organic serious environment pollution if discharged without treatment,such human health.Therefore,it
was

wastewater
as

would

appear

in the course of landfilling.The leachate will
cause

cause

air pollution,water pollution and soil pollution,which may

harmful

to

serious important to find
are



kind of economical and effective treatment for municilz}al domestic refuse leachate. for example,biological treatment,physical—chemical
were

Several treatment technologies for landfill leachate and others.Aerobic biological

summarized and analyzed

treatment

treatment,anaerobic

biological treatment and combing Anaerobic-Aerobic biological
were

introduced in biological

treatment:Fenton reagent,electrolytic oxidation,photocatalytic oxidation,plasma technology Other treatment also presented including soil treatment,recirculation Key words:municipal domesdc refuse leachate

recommend in physical—chemical treatment.

treatment and effective treatment technology

microorganism.

pretreatmen

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