【摘要】： 常規(guī)城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場封場后的滲濾液存在產(chǎn)量相對較小、污染物濃度高、水質(zhì)變化緩慢以及處理費用高等問題,不僅使填埋場存在長期的環(huán)境安全隱患,也給填埋場的運營和監(jiān)管帶來負擔。本研究在現(xiàn)有滲濾液處理技術的基礎上,結(jié)合現(xiàn)代填埋技術的發(fā)展,提出滲濾液循環(huán)回灌原位處理技術,從削減滲濾液中污染物的角度,探討了在不同填埋結(jié)構(gòu)和回灌操作條件下進行滲濾液回灌對填埋場固-液兩相體系造成的影響,為我國特別是經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)的中、小型填埋場封場后滲濾液的快速達標排放提供了簡單、經(jīng)濟的工藝方法。 論文采用正交試驗首次探討了有效利用滲濾液自然降解能力的最佳存放方式及主要影響因素;通過對比試驗,首次較系統(tǒng)地研究了填埋結(jié)構(gòu)、回灌操作條件對滲濾液進行部分或全部循環(huán)回灌原位處理效果的影響;通過對垃圾填埋層O2和CH4含量、溫度分布以及滲濾液污染物濃度、有機物分子量分布、顏色等指標變化的測定,初步分析了滲濾液全循環(huán)回灌原位處理過程中有機物降解的作用機理;首次提出了“采用準好氧填埋結(jié)構(gòu)進行滲濾液全循環(huán)回灌原位處理,然后再以Fenton氧化為基礎進行物化深度處理”的滲濾液快速達標排放新工藝,并通過正交試驗確定了物化處理的最佳操作條件及主要影響因素。論文的主要研究成果是: ①在自然存放過程中,填埋早期垃圾滲濾液較晚期垃圾滲濾液表現(xiàn)出更強的自然降解能力,而存放條件(敞開或封閉)、存放時間及二者交互作用對其影響特別顯著,存放容器開口面積也有顯著影響。 ②與采用厭氧填埋結(jié)構(gòu)相比,在采用準好氧填埋結(jié)構(gòu)的條件下進行滲濾液部分循環(huán)回灌和全循環(huán)回灌,不僅滲濾液累積余量和累積凈產(chǎn)量較低,而且可以消除酸積累和氨氮累積現(xiàn)象,加速滲濾液的CODCr、BOD5、VFA和氨氮濃度削減,促進垃圾中有機物的降解,從源頭上加速滲濾液穩(wěn)定。 ③在采用準好氧填埋結(jié)構(gòu)的條件下進行滲濾液部分循環(huán)回灌時,在一定范圍內(nèi)改變回灌水力負荷與回灌頻率,對滲濾液的CODCr、BOD5、VFA、氨氮、TP、PO43-等濃度及pH值的變化影響不大;進行滲濾液全循環(huán)回灌時,采用高回灌水力負荷和高回灌頻率組合的操作條件,更有利于滲濾液中CODCr、BOD5和氨氮等控制性污染指標在較短時間內(nèi)分別達到GB16889-1997的三級、一級和一級排放標準。 ④在采用準好氧填埋結(jié)構(gòu)的條件下進行滲濾液全循環(huán)回灌,對回灌操作條件進行正交試驗表明,15.30L/m2·d的回灌水力負荷與3次/d回灌頻率組合最有利于加速滲濾液水質(zhì)達標,其中回灌水力負荷是主要影響因素,但回灌水力負荷與回灌頻率交互作用的影響不能忽略。 ⑤滲濾液全循環(huán)回灌原位處理過程中,垃圾柱內(nèi)O2、CH4含量的變化表明,垃圾體中氧環(huán)境的差異,是導致準好氧柱和厭氧柱各項檢測指標在試驗過程中出現(xiàn)較大差別的主要原因;在一定范圍內(nèi)改變回灌操作條件,對準好氧填埋結(jié)構(gòu)內(nèi)部含氧區(qū)域的分布影響不大;將厭氧填埋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闇屎醚跆盥窠Y(jié)構(gòu),可縮短滲濾液CODCr、BOD5和氨氮濃度的達標排放時間,并能加速垃圾體內(nèi)可生物降解物的溶出和降解,從源頭上促進滲濾液的穩(wěn)定;垃圾體溫度對準好氧填埋場滲濾液循環(huán)回灌處理效果的影響不大。 ⑥滲濾液顏色的變化能在宏觀上基本反映其中有機物的降解程度;滲濾液經(jīng)較長時間的全循環(huán)回灌原位處理,主要去除其中大分子有機物,小分子有機物則較難去除,在準好氧填埋結(jié)構(gòu)下,后者可能是富里酸類物質(zhì),因而試驗后期的滲濾液均呈現(xiàn)黃色。 ⑦將垃圾柱和滲濾液調(diào)節(jié)池作為一個系統(tǒng)考慮,建立了滲濾液全循環(huán)回灌原位處理的有機物(以CODCr計)降解動力學模型: ,并獲得采用高負荷高頻率回灌的準好氧垃圾柱滲濾液進行全循環(huán)回灌原位處理的有機物(以CODCr計)降解動力學方程:研究表明,模型能較好地反映采用高負荷高頻率回灌的準好氧垃圾柱滲濾液中有機污染物的去除規(guī)律,經(jīng)預測,其CODCr濃度達到GB16889-1997二級和一級排放標準的時間分別為填埋第270d和填埋第427d。 ⑧采用Fenton氧化處理經(jīng)全循環(huán)回灌原位處理后的準好氧垃圾柱滲濾液,在pH值為4,H2O2投量為0.2mol/L,H2O2:Fe2+為7:1,反應時間為240 min,攪拌速度為200rpm、原水CODCr濃度為490 mg/L的操作條件下,可使CODCr濃度達到GB16889-1997二級排放標準,去除率最高為72%,色度降至33倍,相應去除率為67%。在此基礎上進行第二級Fenton氧化處理,在pH值為4,H2O2投量為0.3mol/L,H2O2:Fe2+為4:1,反應時間為240 min,攪拌速度為150rpm的操作條件下,可使?jié)B濾液CODCr濃度達到GB16889-1997一級排放標準,總?cè)コ首罡邽?7%,色度下降到不能測出水平。對第一級Fenton氧化處理中滲濾液CODCr去除率影響較大的因素是H2O2:Fe2+、pH值和H2O2投量,反應時間、原水CODCr濃度和攪拌速度的影響較小。而影響第二級Fenton氧化處理中滲濾液CODCr去除率的各因素主次順序為:pH值反應時間H2O2:Fe2+H2O2投量。
【圖文】：

圖 1.2 不同填埋結(jié)構(gòu)滲濾液 BOD 的變化[184]Fig. 1.2 Variation of leachate BOD in different landfill[184]2 準好氧填埋場的構(gòu)造準好氧填埋場（如圖 1.3）與好氧填埋不同，不需要強制通風，而是在厭埋的基礎上進行改良：將集水井末端敞開，增大排水、排氣管徑，擴大氣空間，連通排水管與滲濾液收集管�？繕�(gòu)造自身的供氧能力，利用氣水位變動、風量等自然現(xiàn)象以及廢棄物內(nèi)部氣體和外部氣體的密度差來用填埋層內(nèi)部的各種生物反應以及其他反應產(chǎn)生的發(fā)酵熱，，使內(nèi)部與外生溫度差，從而產(chǎn)生密度差，空氣于是經(jīng)按不滿流設計的滲濾液收集管入填埋層，在填埋場表層、集水管附近、立渠和排氣設施附近形成好氧好氧微生物的生長，加快填埋層中有機物的分解，降低了滲濾液的污染了沼氣和硫化氫等氣體的產(chǎn)生。當廢棄物層變厚以后，空氣無法到達整，于是在空氣接近不了的填埋層中央部分等形成厭氧狀態(tài)，部分有機物

柱頂通風管圖 3.1 垃圾滲濾液部分循環(huán)回灌原位處理試驗裝置圖Fig. 3.1 Simulation test settings for in situ recirculation treatment of part landfill leachate布水器石子石子垃圾閥門 1收集槽提升泵
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：X703

【引證文獻】

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本文編號：2658402