混凝-SBR工藝處理垃圾滲濾液的研究
摘要：對混凝-SBR工藝處理生活垃圾滲濾液進行 研究 ,確定了混凝劑的種類、用量以及pH值、生化時間等技術參數.研究結果表明,采用聚合氯化鋁鐵混凝-SBR生化處理工藝,能夠使垃圾滲濾液的CODCr值從5 000～14 000mg/L降低到200mg/L以下,BOD5值從1800～5600mg/L降低到100mg/L以下,NH3-N值從47～374 mg/L降低到15 mg/L以下。
關鍵詞：滲濾液 混凝 SBR法
Research on the Treatment of Landfill Leachate Using Coagulation-Sequencing Batch Reactor Process
Abstract: The test aimed at finding out optimum type and dosage of coagulator, pH value and bio-treatment time in treating landfill leachate using coagulation-SBR(sequencing batch reactor)process. The results shows that with polyaluminium chloride as a coagulant in SBR process CODCr of leachate is reduced to 200 mg/L from 5000-14000mg/L, BOD5 is reduced to below 100mg/L from 1800-5600 mg/L, NH3-N is reduced to below 15mg/L from47-374 mg/L.
Keywords:landfill leachate; coagulation; sequencing batch reactor
城市生活垃圾衛生填埋是 目前 國內外廣泛采用的固體廢棄物處理 方法 之一[1]。但產生的滲濾液是一種成分復雜的高濃度有機廢水，若不加處理而直接排人環境，會造成嚴重的環境污染。垃圾滲濾液的特點是有機物濃度高，水質水量變化范圍大，微生物營養元素比例失調，而且氨氮和金屬含量也較高。垃圾滲濾液的處理目前尚無十分完善的處理工藝，大多根據不同填埋場的具體情況及其它 經濟 技術要求提出有針對性的處理方案和工藝。
根據垃圾滲濾液的特點，采用混凝.SBR法對其進行處理，取得了良好的處理效果。
1 試驗方法與材料
1.1 處理工藝流程
本試驗采用以下處理工藝：
垃圾滲濾液→ 化學混凝 → 沉淀 → SBR生化處理 → 出水
1.2 試驗材料與設備
1.2.1 試驗材料
試驗污水：沈陽市趙家溝固體廢棄物處理廠;
pH調節劑：Ca(OH)2懸濁液;
混凝劑：自制的無機高分子絮凝劑;
活性污泥：沈陽市北部污水處理廠的活性污泥。
1.2.2 試驗設備
CODCr速測儀;721分光光度計;SBR反應池;
小型氣泵;流量計;測氧儀。
2 試驗結果與討論
2.1 試驗水樣及混凝劑的選擇
本試驗水樣為沈陽市趙家溝垃圾場的滲濾液，其原水水質指標見表1。從表1可以看出，垃圾滲濾液中的CODCr、NH3-N和SS都較高，而且變化范圍較寬。
|
pH
|
CODCr/(mg.L-1)
|
BOD5/(mg.L-1)
|
NH3-N/(mg.L-1)
|
SS/(mg.L-1)
|
|
7.2-8.0
|
5000-14300
|
1800-5600
|
47-374
|
900-1400
|
針對趙家溝垃圾場滲濾液的特點，本試驗選用了三氯化鐵、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁、凈水靈及自制的DH-3混凝劑進行混凝試驗，處理效果均比較理想。但考慮到成本因素，決定選用價格低廉的自制DH-3混凝劑。DH-3混凝劑是用煤殲石和鹽酸反應，再通過聚合反應制取的聚合氯化鋁鐵。其成本約900元/t，使用時配成2%的水溶液。
2.2 pH值對CODCr去除率的 影響
將試驗水樣的PH值分別調節到8，8.5，9，9.5，10，然后分別加人濃度為2%的DH-3混凝劑2.0mL，攪拌強度120r/min，攪拌時間60s，沉淀1h后測定上清液中的CODCr。試驗結果見表2。
|
進水CODCr
/(mg.L-1) |
出水CODCr值及CODCr去除率
|
|||||||||
|
pH=8.0
|
pH=8.5
|
pH=9.0
|
pH=9.5
|
pH=10.0
|
||||||
|
CODCr
/(mg.L-1) |
去除率/%
|
CODCr
/(mg.L-1) |
去除率/%
|
CODCr
/(mg.L-1) |
去除率/%
|
CODCr
/(mg.L-1) |
去除率/%
|
CODCr
/(mg.L-1) |
去除率/%
|
|
|
5000
|
1780
|
64.41
|
1470
|
70.60
|
655
|
86.90
|
1125
|
77.50
|
1160
|
78.80
|
|
6000
|
1810
|
69.83
|
1540
|
74.33
|
860
|
85.67
|
1600
|
73.33
|
1800
|
70.00
|
|
7100
|
1900
|
73.24
|
1410
|
80.14
|
910
|
87.18
|
1320
|
81.41
|
1470
|
79.30
|
|
7300
|
1870
|
74.38
|
1200
|
83.56
|
970
|
86.17
|
1350
|
81.51
|
1300
|
82.19
|
|
9800
|
2200
|
77.55
|
1370
|
86.02
|
1170
|
88.06
|
1560
|
84.08
|
1600
|
83.67
|
|
12000
|
2640
|
78.00
|
1680
|
86.00
|
1210
|
89.91
|
1910
|
84.08
|
2100
|
82.50
|
|
14300
|
2600
|
81.82
|
1690
|
88.18
|
1230
|
91.40
|
2010
|
85.94
|
2100
|
85.31
|
由表2可以看出，隨著進水CODCr濃度的增加，CODCr去除率總趨勢升高。但無論進水CODCr值高低，在pH值為9時，對于同一滲濾液CODCr去除率最高。
經測試知，當進水pH值為9時，原滲濾液處理后出水pH值為7左右。
2.3 混凝劑用量對滲濾液CODCr去除率的 影響
試驗以200mL垃圾滲濾液為試驗對象，DH-3加藥量分別為：1.4，1.6，1.8，2.0，2.2mL。其它共同條件為pH=9.0，攪拌強度為120r/mn，攪拌時間為60S。試驗結果見表3。|
原水CODCr
/(mg.L-1) |
||||||||||
|
1.4mL
|
1.6mL
|
1.8mL
|
2.0mL
|
2.2mL
|
||||||
|
CODCr
/(mg.L-1) |
去除率/%
|
CODCr
/(mg.L-1) |
去除率/%
|
CODCr
/(mg.L-1) |
去除率/%
|
CODCr
/(mg.L-1) |
去除率/%
|
CODCr
/(mg.L-1) |
去除率/%
|
|
|
5200
|
1200
|
76.92
|
900
|
82.69
|
700
|
86.54
|
800
|
84.62
|
890
|
82.88
|
|
6600
|
1200
|
81.82
|
1120
|
83.03
|
860
|
86.54
|
990
|
84.62
|
1050
|
82.88
|
|
8200
|
1210
|
85.24
|
1020
|
87.56
|
850
|
89.623
|
1000
|
87.80
|
1010
|
87.68
|
|
10200
|
1330
|
86.96
|
1210
|
88.14
|
890
|
91.27
|
1000
|
90.20
|
1100
|
89.22
|
|
13600
|
1500
|
88.97
|
1270
|
90.66
|
920
|
93.24
|
1180
|
91.32
|
1240
|
90.88
|
|
14300
|
1640
|
88.53
|
1270
|
91.12
|
900
|
93.71
|
1060
|
92.59
|
1290
|
90.98
|
由表3中數據可以看出，隨著進水CODCr值的增加，同樣加藥量，CODCr去除率遞增。同一水樣，當加藥量為1.8mL時，CODCr去除率最高。試驗結果還表明，在合理的pH值范圍內，投入最佳量的混凝劑，可使垃圾滲濾液的CODCr去除率達到90%以上。但單一經化學混凝處理的垃圾滲濾液還不能達到進入城市管網的要求(要求CODCr<500mg/L)，需要進一步處理。
2.4 生化試驗(SBR法)
經測試，化學混凝處理后的滲濾液BOD5和CODCr值的比值在0.35以上，生化性能較好，可以用生化法進行處理。
該試驗設計污泥負荷為0.35-0.4kg[BOD5]/(kg[MLSS]·d)[2]，曝氣池水深為400 mm，處理水量為4.6L/次。微生物利用城市生活污水生化后的活性污泥，培養馴化10d[3]。
先將馴化好的污泥裝進SBR反應器中，然后將化學絮凝處理后的滲濾液在1-2min內裝進反應器中。開動風機，通人空氣，控制好流量進行曝氣。按一定時間間隔測定水中的溶解氧、CODCr值，并測定了曝氣6h時的BOD5和NH3-N值，試驗結果見表4。
|
SBR進水
|
0.5h
|
1.0h
|
2.0h
|
3.0h
|
4.0h
|
5.0h
|
6.0h
|
|
||||||||||
|
CODCr
|
BOD5
|
NH3-N
|
CODCr
|
DO
|
CODCr
|
DO
|
CODCr
|
DO
|
CODCr
|
DO
|
CODCr
|
DO
|
CODCr
|
DO
|
CODCr
|
DO
|
CODCr
|
DO
|
|
660
|
258
|
18.3
|
|
0.2
|
|
0.30
|
580
|
0.5
|
520
|
2.0
|
450
|
3.1
|
250
|
4.3
|
80
|
6.1
|
70.1
|
9.0
|
|
730
|
246
|
27.6
|
|
0.2
|
|
0.30
|
590
|
0.5
|
530
|
2.1
|
470
|
3.2
|
260
|
4.3
|
90
|
6.2
|
71.3
|
10.3
|
|
810
|
350
|
30.5
|
|
0.2
|
|
0.30
|
590
|
0.6
|
520
|
2.2
|
470
|
3.2
|
210
|
4.4
|
100
|
6.3
|
60.5
|
10.5
|
|
890
|
470
|
46.5
|
|
0.2
|
|
0.30
|
600
|
0.6
|
530
|
2.2
|
480
|
3.2
|
210
|
4.4
|
130
|
6.5
|
50.3
|
15.1
|
|
990
|
490
|
49.3
|
|
0.2
|
|
0.28
|
610
|
0.7
|
540
|
2.3
|
480
|
3.3
|
200
|
4.4
|
110
|
6.6
|
63.4
|
13.1
|
由以上試驗結果可以看出，CODCr值隨曝氣時間增加而降低。對于CODCr值小于1000mg/L的污水(混凝處理后)，當曝氣時間為4h時，CODCr值小于500mg/L，DO在3.0mg/L以上;當曝氣時間達到6h后，CODCr值小于200mg/L，BOD5值小于100mg/L，NH3-N值基本在15mg/L以下。
3 結論
①利用化學絮凝法先降低滲濾液的CODCr值，然后利用SBR生化法對滲濾液進一步處理，效果良好，各項指標均可達到排放標準。
②調節適當的pH值是絮凝成功的關鍵。由試驗可知,pH值為9左右時是最佳pH值范圍。混凝劑加藥量的多少直接影響滲濾液處理的效果，對于CODCr值范圍在5000-12000mg/L的滲濾液，其投加量為滲濾液的1.8%時，效果最好。
③SBR反應器的曝氣時間為6h時效果較理想。
參考 文獻 ：
[1] 王琳.垃圾填埋滲濾液的處理 方法 [J]。城市環境與城市生態，1998,11(1)：25-28.
[2] 張希衡.水污染控制工程[M]. 北京：冶金 工業 出版社，1993.
[3] 張大群.序批式活性污泥法(SBR)技術及關鍵設備 研究 探討[J]. 中國 環保產業，1996，(6)：30-32
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