混凝-介质阻挡放电等离子体组合工艺深度处理垃圾渗滤液的试验

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hutianyi199052
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垃圾渗滤液是一种成分复杂、可生化性较差的高浓度有机废水,经过生化工艺处理后很难实现达标排放,需要进行深度处理。目前现有的深度处理技术存在运行成本高、工业化应用困难以及可能产生浓缩液等诸多缺陷,限制了其工业应用。因此,需要探索新的垃圾渗滤液深度处理工艺。本研究以放电低温等离子体高级氧化技术为核心,采用“混凝-介质阻挡放电”组合工艺对垃圾渗滤液进行深度处理,考察了该组合工艺处理垃圾渗滤液的影响因素,并获得最佳运行条件。在此基础上,以陕西省渭南市马家沟垃圾填埋场的渗滤液为研究对象,联合生化工艺,进行了中试试验,并分析了“混凝-介质阻挡放电”组合工艺深度处理垃圾渗滤液的可行性。本研究得到的主要结果如下:(1)对比了混凝、介质阻挡放电和“混凝-介质阻挡放电”工艺对垃圾渗滤液的处理效果,结果表明:在相同实验条件下,“混凝-介质阻挡放电”工艺对垃圾渗滤液的COD、UV254和色度去除效率为75.3%、87.5%和98.2%,比单独混凝对COD、UV254和色度的去除率分别高18.9%、25.1%、21.9%,比单独介质阻挡放电对COD、UV254和色度的去除率分别高39.8%、23.3%、18.0%。(2)考察了混凝剂的种类和投加量、放电气氛、放电电压、放电频率、初始p H值等因素对“混凝-介质阻挡放电”组合工艺的影响,并通过三维荧光光谱法分析了有机物的降解过程。结果表明:以聚合硫酸铁(PFS)为混凝剂,聚丙烯酰胺(PAM)为助凝剂时,混凝效果最佳,当PFS投加量为1600 mg/L,PAM投加量为3mg/L时,垃圾渗滤液的COD、UV254和色度的去除率达到57.4%、75.5%和86.7%;在介质阻挡放电工艺中,以氧气为放电气氛,放电电压为22.0 k V、放电频率为6.9 k Hz、气量为16.0 L/min、氢氧化钙投加量为3.0 g/L(p H=13.8)时,对混凝出水的处理效果最佳,当经过60 min放电处理后COD、UV254和色度的去除率达到80.2%、90.7%和97.3%;三维荧光光谱表明:垃圾渗滤液生化出水的主要污染物为可溶性微生物代谢物、富里酸和腐殖酸类物质,经过“混凝-介质阻挡放电”工艺处理后,绝大部分荧光类污染物被去除,垃圾渗滤液中的可溶性微生物代谢物、富里酸和腐殖酸类物质基本上被氧化降解。(3)将“混凝-介质阻挡放电”深度处理工艺与“两级厌氧(UASB)-短程硝化(A/O)-厌氧氨氧化(ANAMMOX)”生化工艺结合用于垃圾渗滤液处理的中试研究。中试结果表明:中试工艺进水COD平均值为5100 mg/L、氨氮(NH4+-N)平均值为1900 mg/L、总氮(TN)平均值为2100 mg/L;经过生化工艺处理后,出水COD、NH4+-N和TN分别降至950 mg/L、40 mg/L和65 mg/L;再经过“混凝-介质阻挡放电”工艺深度处理后,出水COD、NH4+-N和TN分别降至60 mg/L、5 mg/L和24 mg/L,最终出水水质指标均符合《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表2的排放标准。(4)从技术和经济两个方面对“混凝-介质阻挡放电”工艺进行了可行性分析。从技术方面分析,该工艺适应性强,自动化水平高,无浓缩液,出水稳定且达到国家排放标准;从经济角度分析,该工艺运行成本低,每吨垃圾渗滤液处理费用约为46.5元,具有很好的工业应用前景。本研究立足于垃圾渗滤液深度处理过程中存在达标困难、运行成本高和产生浓缩液等问题,采用“混凝-介质阻挡放电”工艺深度处理垃圾渗滤液,并结合生化工艺进行中试试验,实现了垃圾渗滤液的全量化处理,并且运行成本低。本研究为“混凝-介质阻挡放电”工艺深度处理垃圾渗滤液的工程化应用提供了理论和技术支持。
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