二氧化氯在低濃度垃圾滲濾液深度處理中的應用研究
摘要:利用二氧化氯的強氧化性,對經生物處理后的垃圾滲濾液出水進行深度處理,當處理的進水CODCr濃度小于300mg·L-1時,控制流量為100L·h-1,投加適當濃度二氧化氯進行深度處理后,可使出水pH接近中性,出水水質達到垃圾滲濾液國家一級排放標準,同時,該處理技術對污水中的微生物具有很好的殺滅效果。大量實驗研究表明,采用二氧化氯對低濃度垃圾滲濾液進行深度處理在工藝技術上是可行的,但當滲濾液有機污染濃度較高時,采用二氧化氯進行深度處理,并不是最佳選擇。
關鍵詞:垃圾滲濾液;二氧化氯;深度處理
近年來,隨著我國經濟突飛猛進的發展,城市化進程的加快,人們生活水平的提高,城市垃圾問題已經越來越突出。在我國,垃圾處理大多采用衛生填埋方式,由此產生了大量的垃圾滲濾液。垃圾滲濾液成分十分復雜,其污染特征是污染濃度高、變化大[1、2],金屬離子含量高,營養元素比例失調,氨氮含量高,水質、水量變化大,可生化性差且與填埋年限有關[3~7]。目前,我國大多數垃圾填埋場都是采用比較經濟的生物處理技術,經傳統生物工藝處理后的滲濾液出水往往不能達標[8],需要對其進行深度處理。
關于滲濾液的深度處理國內外已有很多報道,通常采用的方法有吸附法[9]、化學混凝、沉淀法[10、11]、催化氧化法[8、12~14],但是由于受到處理成本或處理效果的限制,各種方法在普及應用上都受到了一定制約。本文通過采用二氧化氯作為氧化劑對已經過厭氧-吹脫-好氧處理后的垃圾滲濾液進行深度處理,研究二氧化氯對已經生化處理后的垃圾滲濾液水質在CODCr、色度、氨氮和大腸桿菌等方面的深度處理效果。
1材料與方法
1.1試驗地點、材料與儀器
在北京市某生活垃圾填埋場設置滲濾液深度處理中試基地,試驗時間為2003年4月到12月,處理對象為填埋場收集的生活垃圾滲濾液,已采用厭氧-吹脫-好氧處理工藝進行處理。投加的二氧化氯采用電解食鹽式二氧化氯發生器(BJZL-300,北京)產生,二氧化氯發生器額定產氯量為30g·L-1;加氯設備為射流器;進水流量采用轉子流量計計量,用閥門控制。
1.2測試項目及方法
1.2.1測試項目
對經二氧化氯深度處理后的滲濾液出水測定以下項目:CODCr、BOD5、氨氮、懸浮物、色度、微生物活體。各測定項目經3次平行測定,取其平均值。
1.2.2測試方法
化學需氧量(CODCr)采用重鉻酸鉀法;五日生化需氧量(BOD5)采用稀釋接種法;氨氮(NH4+-N)采用納氏試劑光度法;懸浮物(SS)采用石棉坩堝法;色度采用稀釋倍數法;微生物活體采用平板法。
2試驗結果分析
2.1二氧化氯處理效果
根據對均經生化處理后的不同滲濾液的多次采樣分析結果,當二氧化氯加氯量為30g·h-1、處理水量為100~120L·h-1時,投加的二氧化氯對垃圾滲濾液的深度處理效果列于表1。
試驗結果表明,二氧化氯對經生化處理后的低濃度垃圾滲濾液的CODcr、氨氮、BOD5、SS及色度都具有很高的去除率,深度處理效果良好,出水水質可達GB16889-1997《生活垃圾填埋污染控制標準》一級排放標準。經深度處理后出水由弱堿轉變為中性,pH值升高,對受納水體的不利影響降低。同時加氯過程是一個氯化氣浮過程,廢水中的部分懸浮物被氧化去除,另有部分形成浮渣被排出,大大降低了出水的SS濃度。
2.2二氧化氯適宜投放量及其處理效果
二氧化氯對垃圾滲濾液的深度處理效果受進水水質、加氯量等因素的影響,進水污染物濃度越高,若欲達到一定的處理效果則必然要求增加二氧化氯的投加量。表2表示在不同的進水流量、水質及不同加氯量的情況下,二氧化氯對滲濾液深度處理的效果。
2.2.1進水水質與加氯量
從表2可以看出,滲濾液CODCr去除效果與進水水質、加氯量有關,當進水CODCr濃度為300mg·L-1時,加氯量為300mg·L-1,CODCr去除率為70%以上,出水CODCr可達一級排放標準;當進水CODCr濃度為500mg·L-1時,加氯量增加到860mg·L-1,雖然CODCr去除率也能達到70%以上,但出水CODCr濃度不能達到一級排放要求。在相同加氯量下,進水CODCr濃度增大,其去除率下降。可見,對高濃度滲濾液而言,為保證達到一定處理效果,必然要求增大加氯量。
2.2.2色度去除、滅菌與加氯量
試驗結果表明,深度處理過程中當進水滲濾液CODCr濃度較低時,投加較少量的二氧化氯,即可使出水色度大幅度降低,變為無色或淡黃色;當進水滲濾液CODCr濃度較高時,需投加3～4倍以上的二氧化氯才能使出水由紅褐色轉變為無色,但此時出水中余氯含量很大,能聞到很濃的氯氣味。經驗表明,出水余氯量為5~10mg·L-1時,廢水中微生物絕大部分能被殺滅,出水余氯量在10mg·L-1左右時,廢水中微生物即可全部被殺滅,能達到良好的滅菌效果。有關資料表明,出水余氯量在10mg·L-1左右,可為受納水體接受,然而出水余氯含量太高,則會對受納水體的生物造成危害。可見,為保證出水余氯量對受納水體生物無害的要求,深度處理過程中不能任意增加二氧化氯的投加量,所以,二氧化氯深度處理方法更適宜于低濃度滲濾液的深度處理,這樣既能獲得良好的處理效果,也能保證出水余氯量符合排放要求。綜上分析,對低污染濃度的垃圾滲濾液(CODCr含量≤300mg·L-1)投加二氧化氯進行深度處理在技術、經濟和環境上都是可行的,但對高污染濃度的垃圾滲濾液而言,此種方法并不適宜。
3結論
(1)對經生化處理后的低濃度垃圾滲濾液采用二氧化氯進行深度處理能取得良好的效果,其對滲濾液中的CODCr、氨氮、BOD5、SS及色度都具有很高的去除率。
(2)經二氧化氯深度處理后,出水鏡檢不能觀察到微生物活體,具有很好的滅菌效果,且出水滲濾液水質由弱堿性向中性轉變,對受納水體的影響降低。
(3)對低污染濃度的垃圾滲濾液投加二氧化氯進行深度處理在技術、經濟和環境上都是可行的,但對高污染濃度的垃圾滲濾液而言,此種方法并不適宜。
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