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垃圾渗滤液生物处理实验研究及理论

李东  
【摘要】: 随着我国城市化速度的加快和城市经济的高速发展,城市垃圾问题正变得日益突出。目前,国际上流行的垃圾无害化处理方式以卫生填埋、焚烧和堆肥为主,其中,我国在相当长的一段时间内以卫生填埋为主。 垃圾卫生填埋技术存在二次污染问题主要是垃圾渗滤液。由于垃圾自身的降解以及雨水的渗流,在垃圾填埋过程中产生大量渗滤液。其特点是水量、水质随不同的处理场和填埋时间变化较大;CODCr浓度高,达数千至数万mg/L;氨氮浓度高,达数百至数千mg/L。BOD5/CODCr数值低,可生物降解性差。研究显示,渗滤液中含有70多种有机物和各种重金属元素。目前的工程实践和研究都表明,不经过预处理,直接对渗滤液进行厌氧或好氧生物处理,较难达到排放标准。 随着人们对渗滤液污染的日益重视,国内外相关的研究逐渐增多。出于对运行费用的考虑,许多研究者将渗滤液的处理技术研究重点集中在生物处理技术上。 在大量的已建工程中,只有很少一部分出水达到排放标准的要求,但其设计的重现性差。往往将在一个处理场中成功的处理工艺应用于另一个处理场时,出水不能达到要求,甚至不能正常运转。究其原因,主要是设计思路不正确,沿用一般高浓度工业废水厌氧处理装置的设计思路,或采用其经验数值所致。 本论文总结了国内外有关渗滤液生物处理技术的研究成果及经验教训,运用国外最新的厌氧和好氧处理技术理论,仔细分析了渗滤液的成分特点以及已建工程失败的原因,提出了“营养调节+UASB+吹脱+SBR”的处理工艺路线,进行了理论计算和实验验证。摒弃了传统的以水力停留时间为设计依据的厌氧反应器的设计及计算方法,提出了以通过小试获得基础数据,然后以污泥龄为基础的设计计算方法。该方法的特点是根据不同填埋场的实际水质特点,进行量身定制,确保了设计的合理性,避免了水力停留计算法因经验差异造成的不确定性,保证了工程质量。本研究内容包括以下几个方面: 1. 填埋场垃圾渗滤液水质随填埋时间变化特点的分析。 2. 渗滤液各种处理工艺的应用情况及分析。 3. 针对重庆市生活垃圾填埋场渗滤液,进行废水成分特性分析。 4. 工艺路线的理论分析与计算。 5. 实验验证。 6. 结果分析与讨论,求解出相关的动力学参数。 WP=4 7. 对存在的各种影响因素进行详细的理论分析。 实验证明,采用“营养调节+UASB+吹脱+SBR”的工艺处理路线,根据实验测得的污泥龄与出水水质的关系来确定UASB反应器的污泥龄,可以提高厌氧反应的效率。而吹脱法的引入,使得厌氧段出水的生物毒性下降,进一步提高了好氧反应器的处理效率,最终使整个系统出水的CODCr和氨氮浓度达到污水综合排放标准一级标准要求。研究表明,对于垃圾填埋场渗滤液,最关键的是采用较长的污泥龄和曝气前进行吹脱处理。


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