难降解渗滤液溶解性有机物特征分析及其在处理工艺中的应用

来源 :同济大学环境科学与工程学院 同济大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yulie2
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渗滤液水质水量变化范围大,成分复杂。现有渗滤液处理系统存在处理费 用高,处理流程长等问题,特别是老填埋场渗滤液可生化性差,问题尤为严重。 目前,垃圾渗滤液的处理技术已经成为国内外研究的一个热点,渗滤液的有效 处理成为填埋技术发展中亟待解决的问题,为解决这一问题有必要对渗滤液的 性质进行深入的研究。对垃圾填埋场渗滤液的处理来说,仅根据COD或TOC 等指标很难选择合适的渗滤液处理工艺。因此本文从建立适宣的渗滤液表征方 法入手,提出以溶解性有机物(DOM)分类特征作为指标,来合理指导处理工艺 的选择。通过采用DOM分子量分级和亲水-憎水性分类的方法,对实验室模拟 填埋柱的新鲜渗滤液和老港垃圾填埋场渗滤液在填埋层内降解过程中的DOM 特征进行分析,揭示渗滤液降解过程中的物质去除规律;对五种难降解渗滤液 (四种模拟填埋柱循环回灌出水和老港垃圾填埋场氧化塘出水)中的DOM进 行表征,根据分析结果分别选用混凝和电化学方法进行处理,并对其去除特性 及可行性进行研究,探讨其物质去除机理和应用价值。 (1)采用DOM分子量分级和亲水-憎水性分类的方法,对五种难降解渗滤 液中DOM进行了特征分析。结果表明,难降解渗滤液中DOM主要以分子量 在4k以下有机物为主,腐殖质约占溶解性有机物的60%,且其芳构化程度高。 对难降解渗滤液DOM特征分析的这一结果,可为处理工艺的选择提供科学依 据。 (2)从DOM分子量分级和亲水-憎水性角度,首次对渗滤液降解过程中的 物质去除规律进行了表征。结果表明:实验室模拟柱新鲜渗滤液和老港垃圾填 埋场渗滤液中亲水性部分和小分子量有机物最易降解;经生物处理后,腐殖质 及大分子量有机物所占比例大大增加,难降解性物质所占比例提高。对厌氧、 间歇微氧和自然通风条件下渗滤液降解过程中有机物去除特征的研究表明,有 氧条件下对小分子量有机物去除效果优于无氧条件。 (3)对循环回灌出水进行混凝处理,结果表明,铁盐混凝剂对COD去除率 优于铝盐混凝剂。聚合硫酸铁(PFS)混凝剂对循环回灌出水COD的去除率达 到58%。混凝对大分子量及腐殖质去除率较高,而对小分子量及亲水性物质去 除率很低,如PFS对4k以上有机物去除率为89%,而对1k以下的仅为23.5%。 这一结果揭示了分子量在lk以下有机物约占40%的循环回灌出水,采用混凝法 处理COD去除率不高的根源。 (4)对循环回灌出水进行电解处理,确定了最佳工程操作参数为:极板间 距10mm,电流密度10A/dm2,氯离子浓度5000mg/L和pH值8。电解过程中 间接氧化起主要作用,电解产生的ClO-优先完全去除NH3-N。由于电流效率随 电解时间的延长而下降,本文提出合理的电化学处理渗滤液应控制在NH3-N全 部去除而BOD/COD上升至0.3的水平上。 (5)从DOM分子量分级和亲水-憎水性角度,首次对电解氧化法处理渗滤 液的物质去除特征进行了研究。实验结果证明,有机物在电解氧化过程中按照 大分子物质向小分子物质的形式转变;电解氧化90min可有效去除大分子和腐 殖酸类物质,且出水的可生化性显著提高。这一结果可为电解氧化法处理大分 子量的难降解物质提供一定理论依据。 (6)对各处理工艺过程中DOM去除特征进行分析,结果表明,对小分子量 和亲水性有机物占主要部分且芳构化程度比较低的渗滤液,应采用生物处理方 法;对大分子量有机物和腐殖质占主要部分且芳构化程度比较高的渗滤液,可 采用混凝或电解的方法,进一步提高其可生化性和去除率。这一特征分析方法 可为水处理工艺的选择提供借鉴。 关键词:渗滤液,溶解性有机物,分子量分级,亲水-憎水性分类,混凝,电 化学氧化
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