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垃圾滲濾液的特性范文1
關鍵詞：垃圾滲瀝液 MBR 鈉濾 反滲透 DTRO
1.概述
近幾年，中國城市化進程發展迅速，城市生活垃圾平均以每年8%-10%的速度增長。衛生填埋法由于其具有成本低、技術成熟、管理方便等優點，在垃圾處理中得到了廣泛的應用。在填埋工程中，會產生污染極強的垃圾滲濾液，雖然量不大，但若處置不當，會對生態環境和人體健康帶來巨大危害。
2.垃圾滲濾液的特性
滲濾液水質隨垃圾成分、垃圾數量、垃圾填埋作業方式、填埋時間以及當地水文地質和氣象條件等而異。雖然各填埋場的滲濾液不盡相同，但是總的來說有以下特點。垃圾滲濾液水質主要有如下特點：水質復雜、有機污染物種類繁多、有機污染物濃度高、離子含量多、氨氮含量高、營養元素的比例失調等。
3.我國生活垃圾滲濾液處理進展
我國生活滲濾液處理經歷了兩個階段。第一階段從9 0年代初期開始，處理工藝主要參照城市污水處理采用單純的生物處理方法，第二階段從 9 0年代后期開始，主要采用生化處理+物化處理相結合和單純物化的處理方法。
3.1 單純生物處理
此階段填埋場滲濾液處理工藝大多參照常規污水處理工藝設計、建造；對滲濾液的特殊性考慮不夠，未考慮滲濾液的變化特性，僅在填埋初期有些效果，但是隨著填埋時間的延長，成分越來越復雜，營養比例失衡，滲濾液可生化性變差，處理效果明顯變差。
杭州市天子嶺廢棄物處理總場采用的處理工藝是兩段式活性污泥法，實際運行經驗表明垃圾滲濾液用常規的生物處理是難以達標排放的。尤其是氨氮的處理。滲濾液中的氨氮濃度隨著垃圾填埋年限的增加而增加，可高達3000mg/L左右。當氨氮濃度過高時，會影響微生物的活性。降低生物處理的效果。同時由于滲濾液中含有較多難降解有機物，一般在生化處理后，COD濃度仍在500-2000mg/L范圍內。
3.2 生物處理+物化處理
隨著填埋場使用年限的增加。垃圾填埋場滲濾液的水質也發生了較大的變化，總體體現是水質、水量波動較大。滲濾液的處理僅靠常規生化處理方法是難于達到排放標準的，在此階段，研究人員開始重視滲濾液的水質、水量及處理特性。尤其是高濃度的氨氮、有毒有害物質、重金屬離子及難于生物處理的有機物的去除。
為了保證生物處理的效果，必須為生物處理系統有效運行創造良好的條件。相應的要采用物化處理手段相配合。通常采用的物化處理方法有：化學氧化、氨吹脫、混凝沉淀、吸附、膜分離等。
為了達到環保的要求。在填埋場滲濾液處理上進行了各種方法的研究和實踐。廣州大田山垃圾填埋場也對垃圾滲濾液處理工藝進行了改造，曾改造成氨吹脫+SBR處理工藝；深圳下坪滲濾液處理廠采用氨吹脫+ 厭氧復合床+ S B R的處理工藝，出水標準為三級標準。
自2000年以后，開始把膜處理作為處理手段用于滲濾液處理，以滿足排放標準的要求，采用較多的是MBR+鈉濾、MBR＋反滲透膜、MBR＋鈉濾＋反滲透膜。
青島小澗西垃圾填埋場滲濾液處理站規模200m3/ d，采用膜生物反應器（MBR）+納濾處理工藝。
廣州興豐垃圾填埋場滲濾液處理站處理規模700m3/ d，采用厭氧+好氧+連續微濾+反滲透處理技術。
招遠和榮成垃圾處理廠滲瀝液處理站處理規模120 m3/ d和100m3/ d，采用硝化反硝化+超濾+納濾+卷式反滲透工藝技術。
采用膜技術處理垃圾滲濾液是行之有效的技術方案，滲濾液經生化處理和超（微）濾系統后，隔除了滲濾液中大于0.2μm的固體、細菌和不溶性的有機物，使大部分有機污染物和微生物強制截留在生化處理系統進行強制處理，滲濾液中的有機污染物通過同化和異化作用，一部分轉化為微生物進入污泥中，一部分轉化為CO2排入大氣中，生化池由于污泥濃度高，污泥齡長，對氨氮和TN也有較好的處理效果，滲濾液中的氨氮一部分進入微生物成為生化污泥，一部分通過硝化作用生成硝酸鹽氮仍保留于滲濾液中，另一部分通過反硝化作用生成氮氣排入大氣中。MBR出水污染物基本達不到《生活垃圾填埋污染控制標準》（GB16889-2008）標準，后續需增加去除氨氮、鹽類和難降解有機物的鈉濾和反滲透，為確保水質的穩定達標，目前通常同時增加鈉濾和反滲透工藝，運行初期MBR出水水質較好，出水經過鈉濾即可達標。但是隨著填埋場的運行，滲濾液有機污染物（BOD、COD）降低，可生化性變差、氨氮升高，導致生化池內營養嚴重失衡，此時需外加大量碳源以平衡生化池營養，致使運行費用增加較多，同時MBR出水氨氮和難降解有機物升高，此時需同時運行鈉濾和反滲透才能穩定達標。
3.3 單純物化處理方法
由于采用物化＋MBR＋鈉濾＋反滲透工藝，工藝流程較長、系統復雜，運行管理麻煩，尤其是隨著填埋場的運行，滲濾液有機污染物（BOD、COD）降低，可生化性變差、氨氮升高，導致生化池內營養嚴重失衡，此時需外加大量碳源以平衡生化池營養，致使運行費用增加較多，另外此工藝生成的化學污泥、生化污泥和膜過濾濃縮液（約20-30％）也全部回灌垃圾填埋場。
在此基礎上，目前一些垃圾處理廠采用物化方法直接濃縮的處理技術，主要包括兩級DTRO膜過濾和蒸發離子交換工藝。
DTRO膜（碟管式反滲透膜）是反滲透的一種形式，是專門用來處理高濃度污水的膜組件，其核心技術是碟管式膜片膜柱。具有獨特的流體力學特性，從而保證了膜的最優化清洗，防結垢性能較好，能有效處理高濁度流體；膜分離過程中無相變，能耗低，可在常溫下進行；可有效地去除無機鹽和有機小分子雜質，具有較高的脫除率和水回用率；膜分離裝置簡單，操作簡便，便于實現自動化。此工藝比較適合垃圾填埋場后期及封場后的垃圾滲瀝液處理，但DTRO膜也有許多不足之處：初期投資費用高，單位體積滲瀝液處理費用相對較貴；滲瀝液經反滲透處理的濃縮液常采用回噴填埋場的方法，結果往往使垃圾滲瀝液鹽濃度上升，導致反滲透操作壓力上升，膜壽命縮短，能耗增加。
重慶長生橋垃圾填埋場滲濾液處理站處理規模500m3/ d，采用二級反滲透（DTRO）工藝技術。山東東營垃圾填埋場滲濾液處理站處理規模100m3/ d，也采用此技術。
蒸發離子交換工藝近幾年也有所應用，主要采用海水淡化的原理，利用空氣壓縮機補償蒸汽熱量損失重新進入系統對滲濾液進行加熱蒸發，將垃圾滲濾液進行濃縮（濃縮液20％左右回灌垃圾填埋場），工藝優點使用的材質主要為高標準的不銹鋼，使用壽命較長，缺點是蒸發過程中部分氨氮進入蒸餾出水中，出水需后接離子交換將氨氮去除才能達標，而離子交換工藝恰恰在電廠脫鹽處理中以被反滲透所取代。
4.滲濾液處理總結
滲瀝液水質具有自身的特點，滲濾液工藝選擇需根據水質進行選擇。
目前較為成熟采用普遍的工藝主要為MBR＋鈉濾/反滲透或兩級DTRO膜工藝。
MBR＋鈉濾/反滲透比較適合新建垃圾填埋場滲濾液處理。兩級DTRO膜工藝比較適合可生化性差營養失衡的后期及封場后的垃圾滲瀝液處理。
垃圾滲濾液的特性范文2
關鍵詞：垃圾滲濾液；城市污水處理廠；污水；合并處理；
中圖分類號：U664 文獻標識碼： A
垃圾滲濾液是一種成分復雜的高濃度有機廢水， 一直是水處理研究的難題之一。將垃圾滲濾液運輸至城市污水處理廠處理是目前比較好的選擇， 但要求城市具有污水處理廠且輸送距離適中， 而且城市污水處理廠要有適當的規模， 足以容納填理場產生的滲濾液。將垃圾滲濾液直接排入污水處理廠進行合并處理會對污水處理廠處理工藝造成很大的沖擊， 給污水處理廠的運行管理帶來困難。
一、接入污水廠的垃圾滲濾液特性
1.垃圾滲濾液濃度高。當垃圾的透水性能相同時， 填埋場越深， 垃圾滲濾液在填埋場滯留的時間就越長， 垃圾滲濾液所含組分的濃度就越高。由于該填埋場的平均深度超過40m， 故滲濾液污染物濃度很高， COD達到甚至超過20000mg/L， 是該城市污水廠設計進水COD的100多倍。但由于BOD5 的數據相對較低， 故該垃圾滲濾液可生化性差。從歷年的分析數據來看，COD有逐年下降趨勢， 氨氮則呈上升趨勢， C/N值越來越低。
2.垃圾滲濾液水量變化大， 受降雨影響大。垃圾滲濾液除垃圾本身含有的水分外， 最主要的來源是降水。如果降雨多， 又大大增加了垃圾滲濾液的產生量。進入城市污水處理廠的垃圾滲濾液在旱季時一般為300m3/d， 而雨季則1800m3/d甚至更多。
3.垃圾滲濾液進入時間不定。由于垃圾填埋場距該污水廠超過40km， 垃圾滲濾液全靠密封的槽罐車運輸， 經常受交通堵塞影響， 故垃圾滲漏液進入污水廠的時間難以固定。有時兩車間隔時間很長， 有時又會出現多臺車同時到達而連續傾倒的現象。
二、垃圾滲濾液的來源與危害
1.垃圾滲濾液， 又稱滲瀝水或浸出液， 是指垃圾在堆放和填埋過程中由于發酵和雨水的淋浴， 沖刷， 以及地表水和地下水的浸泡而濾出來的污水，滲濾液的來源有以下幾種途徑。第一，降雨：數量、強度、頻度、持續時間降水。第二，降雪： 溫度、風速、雪塊特性、場地情況、先前情況等。第三，地表流走水：遮蓋物、植被、滲透性、先前土壤及垃圾含水情況、降雨量。第四，地下水入浸情況：地下水流向、速率及地點。第五，灌溉水：流率及流量。第六、垃圾分解：有效水分及酸堿度、溫度、氧的存在、時間、成分；顆粒大小；垃圾混堆情況。第七、液體廢棄物混合處理：型態及數量；含水量；含水體積；壓積度。
2.垃圾滲濾液的危害。滲濾液中含有大量的有機物、氨氮、病毒、細菌、寄生蟲等有害有毒成分。其表現特征為：水質波動大，成分復雜，生物可降解性隨填埋場場齡的增加而逐漸降低， 金屬離子含量低，污染物濃度高，持續時間長，流量小而且不均勻。如果垃圾滲濾液處理不當就會對環境造成二次污染， 不僅會污染土壤和地表水源， 甚至會污染地下水對生態環境和人體健康帶來巨大危害， 致使垃圾的衛生填埋失去應有的價值和意義。
三、垃圾滲濾液接入城市污水處理廠存在的問題
利用城市污水處理廠本身的潛力可以接納一定負荷的垃圾滲濾液。有研究表明， 滲濾液量低于城市污水總量的0.5%且引起的污染負荷增量不超過10%時， 將滲濾液與城市污水合并處理是可行的。但由于滲濾液特有的水質及其變化特點， 進行合并處理時如不加以控制， 容易對城市污水處理廠造成很大的沖擊負荷， 甚至影響整個污水處理工藝的正常運行。
垃圾滲濾液的特性范文3
關鍵詞：城市垃圾填埋場；環境風險事故；環境風險評價
Risk Analysis on Municipal Solid Waste Landfill
HUI Yuan1,2，JIANG Yonghai2，XI Beidou2
(1. Shenyang University of Aeronautics and Astronautics, Liaoning Shenyang 110136; 2.Laboratory of Urban Environmental Systems Engineering, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012)
Abstract: In the landfill process of municipal solid waste may have environmental risks, including fire, explosion, leachate pollution, slope instability and odor pollution. This article gives an analysis based on the discussion of all the environmental risk accidents, and also summarized the causes of risk, hazard and effect factors. Finally the development direction of the preventive steps for landfill environmental risk is pointed out.
Key words：municipal solid waste；landfill；risk analysis
1. 引言
城市生活垃圾是指在城市日常生活或者為城市日常生活提供服務的活動中產生的固態、半固態廢棄物。隨著自然資源的開發利用和社會文明、經濟的發展，城市生活垃圾的產生量急劇增加。據報導，全世界每天新增城市垃圾469.49萬t，人均日產垃圾0.81kg，垃圾產生量的年平均增長速度高達8.24%。我國城市生活垃圾的產生量更是大于10%的速度持續增長，歷年垃圾堆存量已達66億噸，占用耕地超過5億平方米。因此，垃圾處理或處置就成了亟待妥善解決的問題。縱觀世界，城市垃圾處理方法很多，如堆肥法、焚燒法、填埋法、蚯蚓床法、熱解法等。其中，衛生填埋法由于成本低廉，處置徹底，能達到垃圾無害化和資源化，成為當前國際上應用最為普遍，技術最成熟最終處理方式，也是目前乃至今后相當長時間內，我國絕大多數地區處理城市生活垃圾不可替代的主要手段。我國生活垃圾中約有70%采用衛生填埋的方式進行處置。
據建設部統計，截至2006年底，我國共建有生活垃圾填埋場372座，處理能力達7103萬噸。雖然我國的垃圾填埋場建立了較完善的廢物接收、貯存和預處理系統、防滲和滲濾液收集系統以及覆蓋和填埋氣導排系統，并采取了一系列環境保護工程措施，但仍可能會發生多種風險事故，如貯存、預處理車間發生滲漏，滲濾液滲漏污染地下水，填埋場邊坡失穩、崩塌以及填埋氣火災爆炸等。風險事故一旦發生，必然會對周圍環境造成嚴重污染，危害人群健康。因此，研究生活垃圾填埋場處置過程，分析填埋場中可能發生的各種風險事故，對填埋場風險事故的防范和人群健康的保護具有重要意義。
2. 生活垃圾填埋場風險分析
2.1 火災爆炸
火災爆炸是填埋場中常見的風險事故之一，導致其發生的罪魁禍首是填埋場本身所產生的填埋氣體。我國城市生活垃圾年產生量約為1.5億t，如果其中70%采用填埋處置方式，將會產生約460億m3的垃圾填埋氣體。大量的填埋氣體若是不進行收集利用或者利用不當，發生泄露，引發火災爆炸事故必將造成巨大的危害。
2.1.1 填埋場氣體的組成
填埋場氣體是城市生活垃圾填埋處理過程中，有機廢物經厭氧降解產生的混合氣體，其主要成分包括CH4、CO2、H2、N2和O2，還有一些微量氣體，如H2S、NH3、庚烷、辛烷、氯乙烯等。其中CH4和CO2二者約占填埋氣體的99.5%-99.9%，H2S和NH3等有毒的惡臭成分約占0.2%-0.4%。
2.1.2 填埋氣火災爆炸條件
填埋氣爆炸一般需要具備三個條件：（1）適當的甲烷濃度：一般在5%-15%之間，當甲烷濃度為9.5%左右時爆炸最為強烈；（2）達到甲烷引火溫度：甲烷的引燃溫度一般為650-750℃。明火、電氣火花、吸煙甚至撞擊磨擦產生的火花等都可達到之一溫度。（3）氧氣濃度：填埋氣爆炸界限與氧氣濃度密切相關，氧氣濃度增加，爆炸極限范圍擴大，反之亦然，當氧氣濃度降低到12%以下，甲烷混合氣體失去爆炸性。
2.2.3 填埋氣爆炸類型
2.2.3.1 物理爆炸
物理爆炸是由于填埋場中產生的甲烷在垃圾層中大量積聚，形成了強大的能量，當積聚的壓力大于覆蓋層壓力時，在瞬間將垃圾以迅猛速度突出，發生減壓的膨脹。發生物理爆炸事故，除垃圾產生甲烷是必要條件外，填埋的深度、覆蓋層的厚度和層數，以及覆蓋層的透氣性都是影響爆炸的因素。當垃圾上覆蓋土層或填埋深度增加，透氣性受到影響，甲烷垂直擴散運動受到阻礙就會橫向遷移，從而在垃圾中容易發生積累而增加爆炸的危險性。
2.2.3.2 化學爆炸
當大量釋放與擴散的可燃性填埋氣沒有立即遇到火源時，這些可燃氣體大量積聚，在相當大的空間范圍內形成云狀氣團（層），并不斷擴散；當遇到火源時，可能被點燃，發生化學爆炸。由于外界環境、火源特性不同，產生的爆炸也不同。填埋場氣體的化學爆炸主要為閃火和蒸氣云爆炸。化學爆炸必須同時滿足前面提到的甲烷濃度、引火溫度和氧氣濃度三個條件。
2.2 滲濾液污染
填埋降解過程中會產生大量垃圾滲濾液。滲濾液其收集、防滲及處理過程中可能產生的滲漏是填埋場存在的最大潛在風險因素。垃圾填埋場滲漏污染的環境危害非常巨大，垃圾填埋場滲濾液滲入地下后，會使周圍地層介質的物性發生變化，土壤被污染后，將會鹽堿化、毒化，土壤中的寄生蟲、致病菌等病原體能使人致?。贿€可能污染地下水，并最終進入人類的食物鏈，對整個生態環境系統造成嚴重破壞。
2.2.1 垃圾滲濾液的來源
垃圾滲濾液，是垃圾發酵分解后產生的液體和溶解于其中的溶解性、懸浮性物質已經外來水分混合而成的一種含有高濃度懸浮物和有機或無機成分的液體。垃圾滲濾液主要來源于三個方面，一是填埋區周邊降水、地下水及地表排水的滲入；二是垃圾填埋后由于微生物的厭氧分解作用而產生的液體；三是廢棄物的本身持水，當垃圾受壓、發生降解時其中固體含量減少，有機物轉化為無機物，使垃圾持水能力下降，導致部分初始含水釋放。
2.2.3 垃圾滲濾液環境污染
2.2.3.1 滲濾液污染地表水
垃圾滲濾液屬高濃度難降解有機廢水，成分復雜，毒性強，直接接觸對于植被及人畜均存在較大的危害風險，是潛在的地表水污染風險源。垃圾滲濾液一旦通過滲透或其他方式進入下游用水區，會影響地表水水體，給周圍人畜飲水、農田或果樹生在帶來嚴重危害。此外，還容易形成下游地表徑流，對周邊更大范圍內的地表水體造成危害。
2.2.3.2 滲濾液污染地下水
垃圾滲濾液污染地下水的主要途徑是通過包氣帶下滲進入地下水含水層，由于其濃度高，流動緩慢，滲漏持續時間長，即使是在填埋場封場后仍是地下水的最主要污染源。滲濾液對地下水的污染影響程度因填埋場水文地質條件不同而存在差異，一般情況下，防滲能力強的地區，滲濾液對地下水的影響較小。此外，不同污染物的影響程度也有所不同，一部分污染物能夠被表層的土壤有效地阻留而積累下來，而另一部分污染物則滲透到深層土壤，進入到含水層的飽和區對地下水造成污染，如各種有機物及部分重金屬等。
2.2.3.2 滲濾液污染土壤
滲濾液發生滲漏污染都是首先進入填埋場周圍土壤層，也會對土壤環境造成嚴重污染。垃圾堆體經降雨淋溶產生的大量滲濾液中含有的有害成分可能會改變土質和土壤結構，使土壤堿度增高，重金屬富集，土質和土壤結構遭到破壞，影響土壤中的微生物活動，妨礙周圍植物的根系生長，或在周圍機體內積蓄，危害食物鏈。
2.3 邊坡失穩
垃圾填埋體作為特殊土體，與一般土體一樣也存在邊坡穩定問題。尤其是在持續降雨之后，填埋場的邊坡失穩的頻繁發生。垃圾填埋堆坍塌，填埋滲濾液滲漏，嚴重污染周圍環境，給國民經濟造成不可挽回的損失。
2.3.1 填埋場邊坡穩定性影響因素
影響填埋場邊坡穩定性的主要因素包括：①持續一定時間的降雨入滲，這是最重要影響因素；②廢棄物巖土工程特性；③邊坡位置多層襯墊系統的工程特性及中間蓋層土與最終蓋層土的巖土工程特性；④填埋體邊坡的幾何特征；⑤滲濾液產生與遷移情況；⑥垃圾氣體的產生與遷移情況。
2.3.2 垃圾填埋場邊坡破壞形式
填埋場潛在的邊坡破壞模式可分為6種：①邊坡及坡底破壞；②襯墊系統從錨溝中脫出向下滑動；③沿固體廢棄物內部破壞；④穿過垃圾和地基發生破壞；⑤沿襯墊系統的破壞； ⑥封頂和覆蓋層的破壞。
2.3.3 降雨滲流作用對土坡穩定性的影響
降雨滲流作用對填埋場邊坡穩定性具有重要影響，大部分填埋場邊坡失穩通常是出現在降雨后，尤其是持續一定時間的雨。發生降雨時，垃圾堆體含水率增加，達到飽和后產生大量滲濾液。滲濾液和雨水不斷流出，沖刷帶走垃圾中大量無粘性的細小顆粒，引起垃圾堆體內顆?；蛉毫Ｒ苿?，致使邊坡土體的強度下降，容重增大，坡面的安全系數減小，破壞了邊坡穩定性，引起滑坡失穩，垃圾堆體滑塌。并非所有的降雨都能誘發滑坡，垃圾堆體的滑坡需要有一定的降雨量、降雨強度、降雨時間。
2.4 惡臭氣體污染
填埋過程中發生的一系列物理、化學、微生物反應，產生的大量有惡臭、強刺激、易燃、易爆的填埋氣體，其中H2S、NH3、CH3SH等屬于典型的惡臭氣體。惡臭污染是由于惡臭氣體的存在而產生的一種感覺公害，它直接作用于嗅覺，使人產生厭惡，甚至中毒，危害人類健康。
2.4.1 填埋場主要惡臭氣體
城市生活垃圾衛生填埋場內惡臭氣體主要為各種硫化合物，包括H2S、NH3、CH3SH等。其中H2S為最重要的一種易揮發、無色的惡臭性氣體，相對密度較大，越接近地面濃度越高。長期吸入會導致人體質變弱、抵抗力下降，易發生腸炎和心臟衰弱，神經紊亂、多發性神經炎等。如果H2S濃度過高，會使人中樞神經麻痹，導致窒息死亡。NH3是一種無色，而有強烈刺激性氣味的氣體，在水中的溶解度很高。NH3對上呼吸道有強烈刺激和腐蝕作用。
2.4.2 填埋場惡臭氣體的來源
填埋場惡臭氣體主要來源于垃圾填埋區和滲濾液處理區。填埋場由于填埋場填埋工藝的原因，從垃圾收集、壓實、轉運、垃圾填埋過程、最終封場、穩定等過程中，垃圾始終處于降解過程中，H2S、NH3等惡臭氣體不斷從填埋過程和填埋區放出。垃圾滲漏液處理過程中，伴隨著大量有機、無機化合物的濃縮，各種惡臭氣體會從中溢出。
3. 結論
目前，我國城市生活垃圾產生量巨大，危害嚴重，主要采用填埋法處置。由于生活垃圾填埋過程中會產生大量填埋氣和滲濾液，因此，衛生填埋場會對周圍環境及人群健康產生極大風險。填埋場風險一般主要包括填埋氣的惡臭污染、火災爆炸、滲濾液滲漏污染及垃圾堆體邊坡失穩、坍塌等。雖然大多數的垃圾填埋場位于市郊，并且為空曠場地，但是隨著城市化進程的加快，不能輕視填埋場可能造成的事故災害，應該針對填埋場本身的特征，制定安全管理措施并進行安全運行控制，這樣可以避免造成財產的損失和人員的傷亡。
參考文獻：
[1] 韓斌.論我國城市生活垃圾處理的現狀與管理對策.中國境科學學會2009年學術年會論文集[C].2009.
[2] 李秀金.固體廢物工程[M].北京:中國環境科學出版社.2003.
垃圾滲濾液的特性范文4
關鍵詞：濃縮液；回灌；填埋體；水位；穩定
中圖分類號：TU411 文獻標志碼：A 文章編號：1674-4764（2012）02-0126-06
Effect of Concentrated Leachate Recirculation on Leachate Level and Slope Stability of Municipal Solid Waste Landfill
ZHAN Liang-tong1, LAN Ji-wu1, DENG Lin-heng1, LV Guo-qing2, CHEN Yun-min1
(1. MOE Key of Laboratory of Soft Soils and Geoenvironmental Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310058, P. R. China;
2. North China Municipal Engineering Design & Research Institute, Tianjin 300074, P. R. China)
Abstract:260 tons concentrated leachate per day is produced at the leachate treatment plant at Changan landfill, which is considered to be recirculated into the landfill of municipal solid wastes. The effect of leachate recirculation on the slope stability of the landfill should be evaluated. The results from engineering geology and hydrogeology survey were firstly presented. Three-dimensional unsaturated-saturated seepage analyses were carried out by using GMS software to predict the change of leachate level as a result of the leachate recirculation. Based on the leachate levels and pore-water pressures obtained from the seepage analyses, slope stability analyses were carried out to evaluate the safety of the landfill. Some control measures were proposed to eliminate the adverse effect of leachate recirculation on the landfill safety. The analyses indicate that the factor of safety (FS) for the landfill with the current leachate level is slightly greater than the safety requirement (FS=1.3), and the current leachate level happens to be the critical level. Direct leachate recirculation will result in a significant rise in leachate level, which will cause a significant decrease in the landfill safety. The landfill is likely to fail after a direct leachate recirculation. If the leachate recirculation is executed after the current leachate level is lowered down by 3 m and the resultant leachate level will be lower than the current leachate level, the landfill can remain safe. Vertical pumping wells are proposed to implement the drawdown work, and if 45 wells are used and pumping is conducfed for 3 mouths, the leachate level will decrease by 3 m, which meets the safety requirement.
Key words:concentrated liquid; leachate recirculation; landfill; leachate level; stability
中國2008年修訂的《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB 16889—2008）［1］提高了生活垃圾填埋場污水排放標準，填埋場滲濾液處理后須滿足二級污水排放要求，《生活垃圾填埋場滲濾液處理工程技術規范（試行）》［2］推薦采用納濾和反滲透作為滲濾液的深度處理工藝。這2種工藝產生的濃縮液具有污染物濃度高、難處理的特點，現有處理方法包括蒸餾、固化、焚燒、回灌等。其中濃縮液回灌處理是在滲濾液回灌的基礎上發展起來的，能有效降低濃縮液中污染物濃度，同時加速填埋體生物降解的穩定化過程［3-4］，是一種較為先進的處理方法。歐美發達國家從20世紀90年代開始了濃縮液回灌工藝研究及工程應用，例如，德國從1986年開始嘗試濃縮液回灌填埋場，目前約有15座填埋場采用濃縮液回灌工藝。1997年哥倫比亞Dona Juana填埋場實施滲濾液回灌時填埋體發生了失穩事故［5-6］，實施回灌工程時垃圾填埋體的穩定性開始得到重視［6-8］，中國許多垃圾填埋場滲濾液水位較高，填埋體存在安全隱患［9］。因此在實施濃縮液回灌之前，必須評估回灌對垃圾填埋體穩定的影響。
成都長安垃圾填埋場滲濾液反滲透處理工藝日產260 t濃縮液，擬在填埋場回灌處理。由于垃圾填埋體內現狀滲濾液水位較高，濃縮液回灌可能會導致水位進一步上升，威脅垃圾填埋體穩定安全，故開展該填埋場回灌工程的安全性及可行性評估工作。首先進行該填埋場工程地質與水文地質勘查，然后利用GMS軟件進行垃圾填埋體非飽和-飽和三維滲流分析，模擬和預測了濃縮液回灌前后填埋體內滲濾液水位變化；基于滲流分析結果，利用Slope/W軟件分析了濃縮液回灌對垃圾填埋體穩定性的影響，并提出回灌工程安全穩定控制措施。
1 場地工程地質與水文地質條件
如圖1所示，成都長安填埋場為山谷型填埋場，場底地形為U形山谷，谷底峽口設置高約30 m的漿砌石垃圾壩，壩頂高程為598 m，壩底設置有垂直防滲帷幕，深度18 m。該填埋場典型填埋剖面及場底地質剖面如圖2所示，垃圾填埋體自下游垃圾壩起始直到上游680 m高程，形成了一個約80 m高的垃圾填埋體邊坡，其中630~650 m和650~680 m兩個高程間陡坡坡度分別為1∶0.9、1∶1.6?，F場勘察時680 m高程平臺仍在填埋作業?，F場鉆探表明填埋體物質組成主要為城市生活垃圾，地表下約0~4 m內垃圾較為干燥，降解程度低；4 m以下垃圾降解程度較高。場底主要分布第四系坡積土，谷坡處厚度為0.3~2.5 m，谷底處厚度為1.5~5.2 m。坡積土下覆土層為侏羅系蓬萊鎮組泥質類巖石，滲透系數介于1.0×10-8~1.0×10-7 m/s，形成相對隔水層。
圖1 現狀地形示意圖
根據現場水位監測結果，該填埋場內滲濾液水位較高，現狀滲濾液水位線如圖2所示，上游680 m高程平臺局部水位埋深只有1~3 m，陡坡處水位埋深大，在650 m高程處及610 m高程下游坡體發現有滲濾液溢出。
圖2 典型地質剖面圖
2 現場滲濾液回灌試驗
為了研究回灌可行性，筆者在680 m高程平臺上開展回灌試驗。由于當時滲濾液處理廠還未建成，沒有濃縮液，因此利用該場高濃度的滲濾液進行回灌試驗。試驗采用回灌塘方式，回灌塘平面尺寸為6.0 m×6.0 m，深度約為1.8 m。試驗過程中回灌塘內滲濾液水位高度維持在1.0~1.8 m，當滲濾液入滲導致塘內水位下降至1.0 m即補充滲濾液至1.8 m高度。每日補充到回灌塘內的滲濾液總量即為日回灌量，同時在回灌塘周邊布設水位監測井監測周邊水位上升情況。其中2個回灌塘的日回灌量時程曲線見圖3，可見初期日回灌量大，4 d后日回灌量趨于穩定值，介于28~30 m3/d。日回灌量穩定值反映了淺部垃圾的滲透性，由Green-Ampt公式估算垃圾體飽和滲透系數Ks約為7.5×10-6 m/s。
圖3 日回灌量變化曲線
3 回灌前后填埋體中水位模擬與預測
填埋體中滲濾液水位模擬與預測采用GMS(Groundwater Modeling System)軟件中Femwater模塊，Femwater是三維飽和非飽和多孔介質中滲流分析有限元軟件，它擁有強大的前后處理功能，能方便的利用地形及地層信息生成三維數值模型。滲流分析中暫不考慮垃圾體及滲濾液自身壓縮性與滲濾液中化學溶質對滲流的影響，并假定垃圾填埋體為各向同性介質。Femwater模塊中非飽和飽和滲流控制方程：
kw2hx2+2hy2+2hz2+kwxhx+kwyhy+
kwzhz+q=Fht（1）
式中：h為總水頭，是位置水頭和壓力水頭之和；kw為非飽和滲透系數；q為匯源項，如降雨補給量、回灌量等；F為儲水系數，可從介質的土水特征曲線獲得。
垃圾水力參數見圖4，暫不考慮濃縮液對水力參數的影響，土水特征曲線參照中國類似組分垃圾的測試結果［9］，并采用van Genuchten公式擬合得特征參數值：θs=0.59，θr =0.25，α=4.62，n =1.456；由土水特征曲線與現場回灌試驗得到的垃圾飽和滲透系數計算垃圾非飽和滲透性曲線［10］，如圖4（b）所示。三維滲流分析模型見圖5，填埋體頂面為現狀填埋面，面積約20.6萬m2，填埋體底面為泥質類巖石，填埋體最大厚度約60 m，全場共劃分3 594個三棱柱單元。
3.1 現狀滲濾液水位模擬
根據水文地質勘查結果確定模型的邊界條件：上游680 m平臺處水位埋深約為1~3 m，因此模型西側邊界ABC段和南側CDE段均設為定水頭邊界。其中AB段總水頭值為地表高程減去1 m，即水位位于地表下1 m；BCDE段總水頭邊界值為675 m。由于滲濾液在610 m左右高程處溢出，故東側邊界按溢出點劃分為2段，GH為溢出段，設為定水頭邊界，總水頭值等于節點高程；HE段設為不透水邊界。模型北側和模型底面為不透水邊界。指定模型頂面允許最大積水深度為零，此邊界條件含義為：迭代過程中當頂面處的節點的孔壓為零時，軟件自動將此節點的邊界條件重置為定水頭邊界，總水頭值等于節點高程?？紤]到現狀滲濾液水位是填埋體長期滲流的結果，采用穩態滲流分析模擬現狀水位。
圖6 流速矢量圖
填埋體穩定滲流分析得到的流速矢量圖(圖6)，1-6號剖面為下文垃圾填埋體穩定分析剖面。可見滲流場主要分布在2-5號剖面之間，這與填埋場底部為中間低兩側高的山谷地形有關，此區域垃圾體厚度大導致滲濾液匯集。圖中W1、W2、W3三點實測水位埋深分別為2.3、3.2 m和4 m，模擬水位埋深為3.6、4.7、3.6 m，模擬結果與實測結果比較一致。
剖面1、3、6現狀水位線分布見圖7，可見剖面1滲濾液在630 m高程溢出，3號剖面在650 m和630 m高程2處溢出，6號剖面溢出點高程為650 m，與實際情況相符。對比3號剖面與圖2中水位分布，可見在680 m平臺上模型西側水平距離為0~100 m內的填埋體模擬水位與實測水位差別較大，但下文穩定分析表明該填埋場危險滑動于620~650 m高程，此處局部水位差異對穩定分析影響可以忽略。
在3號剖面上取A、B兩點繪制孔隙水壓力隨深度分布圖，這兩點分別位于680 m和650 m高程，距垃圾體上游為160 m和320 m，如圖8所示，可見兩點水位埋深分別為17.2、7.4 m，由于分析中假定填埋體各向同性，水位線上下的孔隙水壓力均隨深度呈線性減少，呈靜水壓力分布模式。
3.2 濃縮液直接回灌后水位上升預測
從穩定安全考慮，滲濾液回灌區域設置在680 m高程平臺西南側2/3區域，距填埋體陡坡頂有35~65 m的距離，如圖5中BCDF所圍成區域，面積約40 800 m2。設計回灌總量為260 t/d，回灌模擬分析時假設滲濾液均布在回灌區域，即在BCDF區域內施加定流量邊界條件，單位面積入滲量為6.37×10-3 m/d，模型其它邊界條件同前?？紤]到滲濾液回灌的長期性，采用穩態滲流分析預測直接回灌后水位上升情況。
在現狀水位條件下直接實施回灌后滲濾液水位線分布見圖7，可見，填埋體內水位均有明顯上升，1-6號剖面水位最大上升高度分別為：2.2、2.2、3.2、3.8、4.54、3.66 m，1-4號剖面水位上升最大處位于為650 m平臺附近。各剖面水位上升規律為：680 m平臺水位上升約1.3~2.0 m，其余高程點水位上升程度隨高程減小而增大，滲濾液溢出點位置明顯抬升。濃縮液直接回灌后A、B兩點孔壓隨深度變化曲線見圖8，A、B兩點水位上升高度為2.0 m和3.2 m。回灌前后孔壓對比表明B點孔壓上升較A點明顯。回灌工程對650 m平臺水位影響更明顯。
3.3 先降水再回灌后水位上升預測
上述滲流分析結果表明在現狀水位條件下直接實施回灌后滲濾液水位上升明顯，下文穩定分析表明該回灌方法不能滿足填埋體穩定安全控制要求。 通過研究，筆者建議了采取以下措施來解決回灌工程安全問題：預先將全場滲濾液水位降低3 m，然后再實施回灌，并且回灌期間持續實施降水。筆者對此工況進行滲流分析預測全場降水3 m后再回灌可能導致的水位上升情況，滲流分析模型與邊界條件類似于3.2節，只是改變ACE和GH段的定水頭邊界值來模擬全場水位降低3 m，即將ACG和GH段總水頭值降低3 m。同樣采用穩態滲流分析。
預先降水3 m再回灌后水位上升情況見圖7，可見此工況的水位低于現狀水位，滲濾液溢出點位置有所下降。6號剖面的680 m平臺局部水位高于現狀水位，但上升程度明顯低于滲濾液直接回灌的工況。
3.4 滲濾液水位迫降措施
為了實現回灌前將滲濾液水位迫降3 m的要求，根據相關工程經驗，建議采用豎井抽排滲濾液降水。根據場底地形條件及上述的滲流場模擬結果，建議在680、650、630 m高程平臺各布置15口豎井，680 m高程豎井間距為40 m，從平臺邊緣起呈正方形排列，井深為10 m；650 m和630 m高程的豎井布置在2-6號剖面之間，沿等高線呈單排布置，間距取10~15 m，井深為8 m，豎井設計抽水量取24 m3/d［11］。根據填埋體滲流分析結果，采用上述設計時預計在3個月內可將全場水位降低3 m。水位下降3 m后可實施濃縮液回灌，回灌過程中630 m和650 m高程的30口豎井應持續工作以控制填埋體邊坡中水位。豎井結構設計及施工必須采取防淤堵措施，保證其長期有效性。
4 回灌對垃圾填埋體穩定性影響分析
采用Geoslope軟件進行垃圾填埋體穩定性分析，圖9顯示了具有代表性的3號剖面的分析模型。根據現場勘察結果，模型中填埋體分為4 m厚的淺層垃圾，4 m以下為深層垃圾；土層包括3 m厚坡積土和泥質類巖石。各土層的材料特性參數如表1所示，城市生活垃圾抗剪強度特性復雜，與垃圾組分、應變水平及齡期有關［9］，強度參數變化大。目前美國推薦的垃圾強度取值為：深度0~4 m內，c=24 kPa，φ=0°；4 m以下，c=0 kPa，φ=33°；英國推薦取值為：c=5 kPa，φ=25°。從該填埋場鉆探取樣的三軸剪切試驗結果表明：該場填埋垃圾的c值介于18~61 kPa，φ值介于21.9°~29.5°。參考類似工程經驗，分析垃圾強度的參數取值如表1所示，表中其它材料強度參數取值來自地質勘察報告。
填埋體穩定分析剖面包括圖6中1-6號剖面，其中3號剖面如圖9所示。模型中滲濾液水位線采用上述兩種工況條件下水位模擬結果，即現狀水位和濃縮液直接回灌后水位。利用Slope/W軟件搜索危險滑動面，采用Morgenstern Price法計算安全系數［12］。填埋體穩定安全評價標準采用填埋場工程常用的穩定安全控制標準：即整體穩定安全系數Fs≥1.3，局部穩定安全系數Fs≥1.1。
在現狀水位下3號剖面的潛在滑動面及對應的穩定安全系數見圖9，可見，在現狀滲濾液水位條件下，填埋體整體穩定安全系數Fs=1.308，滑動面穿過垃圾體底部，屬于深層滑動；局部穩定安全系數Fs=0.867，滑動面位于650 m高程的陡坡處，屬于淺層滑動，可通過削坡處理解決該局部穩定問題。其它剖面的穩定分析結果見表2，表明現狀水位條件下垃圾填埋體恰能滿足穩定安全控制要求，現狀水位線即為安全控制水位。
如前所述，滲濾液直接回灌后水位明顯上升，對應水位條件下填埋體穩定分析見表2，可見整體穩定安全系數明顯降低，尤其是2、3號剖面從1.358、1.308分別降到1.028、1.059，明顯低于整體穩定安全控制要求的Fs≥1.3；局部穩定安全系數也降低，3-5號剖面低于局部穩定安全控制要求Fs≥1.1，因此濃縮液直接回灌填埋體的安全儲備不足，在現狀高水位條件下不宜實施直接回灌。如前所述，如果預先將全場滲濾液水位降低3 m后再實施回灌，回灌后水位低于現狀水位，垃圾填埋體能夠滿足穩定安全控制要求，因此上述的先降水再回灌的措施具有安全性，可以實施。
5 結 論
根據成都長安填埋場的現場勘查、填埋體滲流分析和邊坡穩定性評價結果，得到以下結論及建議：
1）該填埋場現狀滲濾液水位高，多數區域埋深只有1~3 m。若直接實施濃縮液回灌，回灌后全場滲濾液水位明顯上升，各剖面處上升幅度達2~5 m。若預先將全場水位降低3 m后再實施濃縮液回灌，回灌后水位低于現狀水位。
2）現狀水位條件下垃圾填埋體能滿足穩定安全控制要求，現狀水位線可作為安全控制水位。濃縮液直接回灌后，填埋體整體與局部穩定安全系數均明顯降低，不能滿足安全控制要求。若采取本文建議的先降水再回灌的措施，回灌后垃圾填埋體仍能滿足穩定安全控制要求，該回灌工程措施具有安全性。
3）建議采用豎井抽排滲濾液降水，在680、650、630 m高程平臺各布置15口豎井，預計3個月內可將全場滲濾液水位降低3 m。水位下降3 m后可在680 m高程平臺實施濃縮液回灌，同時建議630 m和650 m平臺的30口豎井持續實施降水。
4）文中現場試驗及理論分析結果是基于現場高濃度滲濾液的流體特性獲得的，必須采用滲濾液反滲透處理工藝產生的濃縮液進一步開展研究工作。
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垃圾滲濾液的特性范文5
【關鍵詞】垃圾滲濾液；MBR；納濾；反滲透
1引言
隨著國家對環境保護的重視，越來越多的生活垃圾焚燒處理廠滲濾液處理都要求零排放。以廣東省某垃圾焚燒發電廠為例，該廠區污水包括整個廠區垃圾坑滲濾液、車間沖洗水、生活污水等。滲濾液處理的經驗表明，由于滲濾液的高負荷和復雜性，單個工藝流程是無法滿足排放標準，通常需要采用幾個工藝的聯合。
為達到零排放的標準，使用厭氧+MBR+NF+RO組合工藝處理垃圾滲濾液已經成為業界的主流共識。根據情況的不同，滲濾液的處理費用為40～50元/m3，其中大部分費用來自于各類過濾膜的損耗、運行中添加的藥劑、清洗藥劑、提供過濾所需要的物料壓力及循環流速所需要的動力等。
2工藝路線的探討
2.1雜質的去除
從垃圾焚燒發電廠垃圾儲存坑收集并輸送到滲濾液處理系統的滲濾液含有大量的雜質，如果不能有效地去除，將對系統的設備和管道產生嚴重影響。
2.1.1篩濾
2.1.2沉淀池
沉淀池的作用是從廢水中分離密度較大的無機顆粒。一般設置在污水處理廠前端，保護水泵和管道免受磨損，縮小污泥處理構筑物的容積，從而提高污泥有機組分的含率。
初沉池作為廢水進一步處理的預備步驟，合理設計和操作的初沉池能去除大部分懸浮固體和部分有機物。
2.2垃圾滲濾液的調節
無論是工業廢水，還是生活污水，水量和水質在24小時之內都有波動，垃圾焚燒廠的滲濾液在一日內都有可能有很大的變化。這種變化對污水處理設備，特別是生物處理設備正常發揮其凈化功能是不利的，甚至還可能遭到破壞。同樣對于物化處理設備，水量和水質的波動越大，過程參數越難以控制，處理效果越不穩定；反之，波動越小，效果就越穩定。在這種情況下，在污水處理系統之前，設置均化調節池，用以進行水量的調節和水質的均化，以保證污水處理的正常運行。調節池設置是否合理，對后需處理設施的處理能力、基建投資、運轉費用等都有較大的影響。
2.3主要有機污染物的去除
該污水廠所采用的厭氧反應器為UASB厭氧反應器，它是20世紀80年展起來的技術，目前該技術已成功應用在眾行業的污水處理中，具有處理容量高、投資少、占地省、運行穩定等諸多優點，是第三代厭氧反應器的代表工藝之一。
污水由泵提升進入反應器底部，以一定流速自下而上流動，厭氧過程產生的大量沼氣起到攪拌作用，使污水與污泥充分混合，有機質被吸附分解；所產沼氣經由厭氧反應器上部三相分離器的集氣室排出，含有懸浮污泥的污水進入三相分離器的沉降區，沉淀性能良好的污泥經沉降面返回反應器主體部分，含有少量較輕污泥的污水從反應器上部排出。
經厭氧反應器處理后的出水，進入MBR系統進行進一步的處理。沼氣用引風機通過管道收集，返回垃圾焚燒爐中焚燒。
2.3.2膜生化反應器（MBR）
垃圾滲濾液處理的一個顯著特點是污水中的氨氮濃度高，用生化方法處理這種污水，一個重要的問題是氨氮去除的控制。如果氨氮不能有效降解，會導致系統中氨氮水平的不穩定、累積后偏高，以使系統的PH值升高。連鎖的反應是：硝化能力下降、氨氮含量更高、細菌的活力受到抑制、好氧系統處理能力下降甚至癱瘓。
硝化過程是將NH4+氧化成為NO2-和NO3-的過程，硝化細菌是自養的、化能營養的、專性好氧細菌。由于是自氧型細菌，硝化細菌必需固定和還原無機碳，這是高耗能過程，是硝化細菌和異養細菌繁殖慢的原因；硝化細菌化能營養的特點也使得其增長速率慢，原因是與有機電子供體、H2或還原態的硫相比，每電子當量的氮電子供體釋放出的能量較少。
成熟的硝化工藝必須考慮系統中異養菌會一直存在，并和硝化細菌競爭溶解氧的事實。硝化細菌的生物動力特性使它們在溶解氧的競爭中處于劣勢。同時在需要較高生長速率的空間中，它們很低的生長速率就是一個很大的缺點。要克服硝化細菌的上述缺點，就需要很長的泥齡。長泥齡的系統能更適應污水處理系統中的有毒物質、溶解氧和溫度的變化。
與傳統活性污泥法相比，MBR對有機物的去除率就高很多。因為在傳統活性污泥法中，由于受二沉池對污泥沉降特性要求的影響，生物處理達到一定程度時，要繼續提高系統的去除率就很困難了。往往延長很長的水力停留時間，也只能很少量的提高總去除率。而在MBR中，由于分離效率的大大提高，反應器內微生物濃度可從常規的3～5g/l提高到15～30g/l。在比傳統活性污泥法更短的水力停留時間內達到更好的有機物去除效果，減小了反應器體積，提高了生化反應效率。因此在提高系統處理能力、改善出水水質、增強系統硝化能力和系統穩定性方面，MBR表現出很大的優勢。
2.3.3深度處理
深度處理主要目標是達到污水處理的回用要求，滲濾液經過MBR的處理后達到了間接排放的標準，但要達到回用要求，需要后續納濾和反滲透膜做深度處理。
反滲透是20世紀60年展起來的一項膜分離技術。反滲透技術的開發是從鹽水淡化開始的。應用在污水處理的反滲透膜設備不僅對鹽分具有優良截留能力，而且對有機溶劑同樣具有很高選擇性，在所有情況下水都是優先滲透。
納濾和反滲透及超濾過程一樣，屬于壓力推動的膜工藝。納濾膜是一種特殊的膜分離品種，它截留物質的大小約為1納米。就從含水溶液中分離有機物而言，納濾膜的分離特性在反滲透和超濾之間，它截留有機物的分子量約為200～400。納濾膜的一個特點是具有離子選擇性：具有一價陰離子的鹽可以大量地滲過膜（透過濾80%），膜對具有多價陰離子的鹽（例如硫酸鹽和碳酸鹽）的截留率高得多。
要達到工業回用水的出水標準，垃圾滲濾液需經過納濾膜和反滲透膜組合的方式。MBR出水先通過納濾膜過濾，去除大部分COD和重金屬離子，納濾清液再進入反滲透膜處理，進一步去除剩余的COD、重金屬離子、一價金屬離子，使出水達到回用標準。
垃圾滲濾液的特性范文6
關鍵詞：產出液；滲濾液；混凝；CODCr
中圖分類號：X7 文獻標識碼：B文章編號：1009-9166（2011）005(C)-0096-02
引言：隨著“垃圾能源學”的產生，對垃圾資源的回收重視，垃圾的厭氧發酵技術得到了很大發展，最近有研究表明，在過去十幾年中，采用厭氧消化技術來處理城市固體垃圾的處理廠增加了進10倍。據統計，在2003年時，德國大約已經有520座厭氧消化反應器，其中用于城市垃圾處理的大約有49座。[1]該工藝產生的產出液具有有機物含量高、成份復雜、不易處理等特點，也是限制厭氧發酵技術在城市垃圾處理中應用的主要因素之一。因此，對于產出液的常規處理效果進行實驗摸索十分有必要，本文選取FeCl3為混凝劑，通過實驗對比產出液和滲濾液的混凝效果，考查采用常規混凝工藝處理產出液的可行性。
一、實驗過程和測定方法
1、實驗材料及過程
實驗用產出液為生物質垃圾厭氧反應器中排出的液體，用集水瓶收集，并測定CODCr、氨氮和PH值；滲濾液取自合肥市龍景山生活垃圾填埋場的調節池，同樣測定其CODCr、氨氮和PH值，結果見表1。采用燒杯實驗方法，分別對兩種液體的混凝劑的最佳投加量、最佳反應PH值和最佳混凝沉降時間進行實驗探索。
2、測定項目和方法
CODCr用重鉻酸鉀容量法，NH3-N用乙酰丙酮―甲醛分光光度法測定，722型分光光度計測定吸光度。本實驗采用將水樣稀釋10倍后，用可見光分光光度計在410nm處，10mm比色皿測定水樣的吸光度，來表示水樣色度的大小。
二、實驗結果與分析
1、產出液與滲濾液的水質對比
表1：產出液與滲濾液的水質對比
由表1可看出，產出液的COD和NH3-N濃度都遠遠大于滲濾液，而且濃度達到最大時，產出液COD是滲濾液COD的40多倍，NH3-N也超過3倍；兩種液體的PH值相差不多，產出液的PH小于7，這是因為，在厭氧發酵的產酸階段，微生物將基質中的有機物分解為各種有機酸，導致產出液偏酸性，嚴重的會導致反應器的酸化，抑制微生物的活性；而滲濾液的PH是大于7的，這也反映了產出液與滲濾液之間的差別；另外，產出液的高濃度有機物和大量的懸浮固體SS導致了它的表觀顏色要超過滲濾液。
2、混凝劑最佳投加量
首先對滲濾液的混凝劑最佳投加量進行實驗確定。取6個干燥清潔的200ml燒杯，每個燒杯中加入50ml滲濾液，編號為1―6#，分別加入0.1―0.6gFeCl3，在六聯動攪拌器下，300r/min攪拌30s，120r/min攪拌5min，靜置30min，取上清液測定CODCr和色度；然后再根據滲濾液的最佳投加量確定產出液的混凝劑投加范圍，將其效果進行比較。第一次選取四個點進行實驗，投加量分別為6g/L，8g/l，10g/l，12g/l。
從圖1可以看出，滲濾液的混凝劑最佳投加量為8―10g/L，COD的去除率為55%左右；而在滲濾液的混凝劑最佳投加量下，產出液的COD去除率很低。從第一次對產出液的混凝實驗看出，隨著混凝劑投加量的增加，去除率保持平穩上升狀態。因此，將投加量擴大為14―26g/L，COD最大去除率出現在24g/L，去除率為29.6%。從兩種廢水的混凝效果看，混凝對于滲濾液COD的處理效果要遠比對產出液的好。根據范瑾初[1]的研究表明，當水中懸浮物及膠體含量過高時，混凝劑的投加量將大大增加；而本次實驗中，產出液的有機物和懸浮物含量都遠遠高于滲濾液，導致了產出液的混凝劑投加量遠遠大于滲濾液。
3、最佳反應PH值
取6個干燥清潔的200ml燒杯，各加入50ml滲濾液，分別調節PH值至2、4、6、8、10、12，按照3.2中所確定的最佳投加量8g/L投加混凝劑，每個燒杯中加入0.4gFeCl3，同3.2方法進行攪拌，取上清液進行測定。產出液的PH值考察范圍定為4～10，最佳投加量定為24g/L。
由圖2可看出，滲濾液的最佳混凝PH值是7―8，在這一PH上，滲濾液的COD去除率達到60%，而產出液不到30%。而且從圖中可看出，在PH=2―8階段，滲濾液COD的去除率由27%升至60%，而在PH=8―10階段，COD的去除率由原來的60%迅速下降至10%，說明PH對滲濾液COD的去除效果影響很大。在PH=4―10范圍內，產出液COD去除率一直平緩上升。在PH=10時，產出液的COD去除率超過了滲濾液，說明產出液的COD去除率受PH變化的影響并不明顯，混凝處理產出液時有更寬的PH適用范圍。
4、最佳混凝時間
取100ml水放入200ml的燒杯中，按照最佳投加量加入混凝劑，但不調節PH，快攪30s，慢攪5min，靜置。滲濾液沒10min取一次樣；由于產出液的沉降速度較慢，開始每10min取一次樣，與滲濾液進行對比；60min后每20min取一次樣，探索其最佳混凝時間，滲濾液的絮體沉淀速度很快，能在20min內完成，COD去除率最高能達到60%；延長時間，去除率反而下降，說明絮體中的部分可溶性有機物不穩定，又重新回到了液相，使水的COD增大；而產出液的絮體沉淀非常緩慢，而且最大只能達到20%；可能是因為產出液中懸浮物和親水性膠體含量較高，形成絮體顆粒較小，導致沉降速度緩慢。產出液絮體沉淀需要至少60min才能完成，但跟滲濾液一樣，前20min的去除速度比較快，從20min開始一直到120min內，去除率雖然有所增加，但變化很小。
結論：（1）滲濾液的FeCl3最佳投加量為8―10g/L，最佳混凝時間為20min，最佳反應PH為7―8，最大COD去除率可達到60%，最大色度去除率可達到90%，可作為生物處理的預處理工藝；但化學混凝法會產生大量的化學污泥，處置難度大。而產出液的最佳投加量為24g/L，最佳混凝時間為20min，最佳反應PH為8―10，最大COD去除率29.5%，對色度沒有去除率。
（2）用FeCl3對產出液進行絮凝處理，最大COD去除率只能達到30%以下，出水COD濃度依然很高，而且形成的絮體沉降緩慢，可見，把化學混凝法作為產出液的預處理手段，無法滿足后續生化處理的要求。
作者單位：安徽省輕工業設計院有限公司
作者簡介：孫士杰（1979― ），男，碩士，安徽省輕工業設計院有限公司，安徽阜陽人，主要從事：環境工程設計等；李偉（1963― ），男，高工，安徽省輕工業設計院有限公司，安徽宿州人。主要從事：環境工程設計等；楊艷琴（1984― ），女，安徽省輕工業設計院有限公司，青海湟源人。主要從事：環境工程設計等；錢福國（1980― ），男，碩士，安徽省輕工業設計院有限公司，安徽樅陽人。主要從事：環境工程設計等。
參考文獻：
