城市生活垃圾填埋场渗滤液处理

渗滤液的产生是城市固体废物 (MSW) 填埋场的主要问题，并对地表水和地下水造成重大威胁。渗滤液可以定义为通过垃圾填埋场并从中提取溶解和悬浮物质的液体。渗滤液是由废物组成时存在于废物中的水分沉淀进入垃圾填埋场而产生的。本文介绍了使用好氧处理工艺对位于亚历山大港 Borg El Arab 垃圾填埋场的固体废物填埋场的渗滤液处理结果进行分析，该工艺采用混凝絮凝理论的平均值，通过使用混凝剂和促进剂物质来加速和改善混凝。和絮凝性能。

本研究的主要目标是利用天然低成本材料“作为促进剂添加剂，以增强使用明矾混凝剂的化学处理过程，促进剂物质是珍珠岩和膨润土。 使用含有 90 mg/l 明矾的促进剂物质作为恒定剂量，可以提高化学处理的性能。珍珠岩的性能优于膨润土流出物。珍珠岩的电导率、浊度、BOD和COD的去除率分别为86.7%、87.4%、89.9%和92.8%，膨润土在相同浓度40  mg下分别为83.5%、85.0%、86.5%和85.0% /l 为每个。

关键词

固体废物，填埋场，垃圾渗滤液处理，化学混凝剂

介绍

卫生填埋是固体废物管理系统中的一个过程。它可以被定义为“一种在不对公众健康或安全造成滋扰或危害的情况下在陆地上处理垃圾的方法，通过利用工程原理将垃圾限制在最小的实际区域，将其减少到最小的实际体积，并在每天运行结束时或在必要时以更频繁的间隔用一层土覆盖它。”

渗滤液处理技术分为两种基本类型，生物和物理/化学。在较大的系统中，根据治疗目标，经常使用将两者结合的集成系统。

相关的文献

如果不控制渗滤液和气体排放，固体废物填埋场可能会造成严重的环境影响。城市垃圾填埋场产生的渗滤液含有大量的有机和无机污染物。

渗滤液也可能含有高浓度的金属并含有一些有害的有机化学物质。从渗滤液中去除基于 COD、BOD 和铵的有机物质是渗滤液排放到天然水体之前的通常先决条件。

来自转运站的渗滤液成分可能因多种因素而异，包括压实程度、废物成分、气候和废物中的水分含量。

一般情况下，渗滤液的特点是COD、pH、氨氮和重金属含量高，颜色浓烈，气味难闻。同时，渗滤液的特性也随着其成分和体积以及渗滤液中存在的可生物降解物质随时间的变化而变化[3]、[4]。所有这些因素都使渗滤液处理变得困难和复杂。

目前有许多不同的方法用于处理垃圾渗滤液。这些方法大多适用于废水处理工艺，可分为两大类：生物处理和物理/化学处理[3]。

渗滤液处理方法有很多[5]，例如：

•好氧生物处理，例如曝气池和活性污泥。

•厌氧生物处理，如厌氧池、反应器。

•气提、pH调节、化学沉淀、氧化、还原等物理化学处理。

•使用石灰、明矾、氯化铁和土地处理进行混凝。

•碳吸附、离子交换等先进技术。

来自转运站的渗滤液成分可能因多种因素而异，包括压实程度、废物成分、气候和废物中的水分含量。一般情况下，渗滤液的特点是COD、pH、氨氮和重金属含量高，颜色浓烈，气味难闻。同时，渗滤液的特性也随着其组成和体积以及渗滤液中存在的可生物降解物质随时间的变化而变化[6]、[7]。

垃圾渗滤液也已通过旋转生物接触器 (RBC) 工艺得到有效处理。RBC 是一个生物过程，由一个带有径向和同心通道的大圆盘组成，在混凝土罐中缓慢旋转。在旋转过程中，大约 40% 的介质表面积在废水中。旋转和随后暴露于氧气使生物体繁殖并形成一层薄薄的生物质。这个庞大的、活跃的人口导致有机污染物的生物降解。多余的生物质以稳定的速度剪断，然后通过 RBC 系统在澄清器中去除。

活性炭吸附系统也已用于处理垃圾渗滤液以去除溶解的有机物，但是，它们通常被认为是更昂贵的处理方案之一，并且通常必须与其他处理技术相结合才能达到预期的效果。。

最常见的生物处理是活性污泥，它是一种悬浮生长过程，利用好氧微生物对渗滤液中的有机污染物进行生物降解。在传统的活性污泥处理中，渗滤液在带有扩散器或机械曝气器的开放式罐中进行曝气。

由于固体废物管理成为一个重要问题，并且渗滤液被认为是非常危险的，因此本研究旨在应用技术含量低、应用简单的创新方法。

实验工作

好氧处理工艺采用混凝絮凝理论的均值，利用混凝剂和促进剂物质加速和改善混凝絮凝过程。

材料

渗滤液是从位于亚历山大港 Borg El Arab 垃圾填埋场的固体废物填埋场收集的

实验作品序列

•使用的混凝剂是明矾，促进剂物质是珍珠岩和膨润土。

•快速混合速度为 350  rpm，持续 3 分钟。然后是絮凝池 30 分钟。

•持续时间。

•沉降时间约为 3.0 小时。

•测量的参数是电导率、浊度、总溶解固体 (TDS)、生物需氧量 (BOD) 和化学需氧量 (COD)。

•第一次运行是通过向样品中添加 5、20、45、90、120  mg/l 不同剂量的明矾来完成的。

•推导出明矾的最佳剂量，发现为 90  mg/l，并在下一次运行中考虑。

•第二次运行是通过使用由初步运行（90  mg/l）产生的最佳明矾剂量和不同剂量的珍珠岩来完成的。

•珍珠岩的使用剂量为 5、10、20、40、100 毫克/升。

•推导出珍珠岩的最佳用量。

•第三次运行是通过使用最佳剂量的明矾 (90  mg/l) 和不同剂量的膨润土来完成的。

•使用的膨润土剂量为 5、10、20、40、100 毫克/升。

•推导出膨润土的最佳用量。

•测量的参数是电导率、浊度、TDS、BOD5 和 COD。

实验工作是在国家住房与建筑研究中心-化学部实验室完成的。图2。

实验作品序列

•使用的混凝剂是明矾，促进剂物质是珍珠岩和膨润土。

• •快速混合速度为 350 rpm，持续 3 分钟。然后是絮凝池 30 分钟。

• •持续时间。

• •沉降时间约为 3.0 小时。

• •测量的参数是电导率、浊度、总溶解固体 (TDS)、生物需氧量 (BOD) 和化学需氧量 (COD)。

• •第一次运行是通过向样品中添加 5、20、45、90、120 mg/l 不同剂量的明矾来完成的。

• •推导出明矾的最佳剂量，发现为 90 mg/l，并在下一次运行中考虑。

• •第二次运行是通过使用由初步运行（90 mg/l）产生的最佳明矾剂量和不同剂量的珍珠岩来完成的。

• •珍珠岩的使用剂量为 5、10、20、40、100 毫克/升。

• •推导出珍珠岩的最佳用量。

• •第三次运行是通过使用最佳剂量的明矾 (90 mg/l) 和不同剂量的膨润土来完成的。

• •使用的膨润土剂量为 5、10、20、40、100 毫克/升。

• •推导出膨润土的最佳用量。

• •测量的参数是电导率、浊度、TDS、BOD5 和 COD。

实验工作是在国家住房与建筑研究中心-化学部实验室完成的

1. 图 2
   

结果与讨论

为了评估珍珠岩和膨润土的效率，在每种剂量下取样，即使用 5、10、20、40、100 毫克/升作为促进剂物质，明矾的恒定剂量为 90 毫克/升。已将每种物质所达到的效率与作为化学处理的明矾结果进行了比较，因为没有任何促进剂物质。

浊度效率

如上文从所用浸出液的化学组成所述，浊度为1400 NTU，通过使用具有不同剂量的明矾进行化学处理，在明矾剂量为 90mg/l时已经实现了82.5％的最佳去除效率。该明矾浓度已与不同剂量的珍珠岩和膨润土（促进剂）一起使用。

从图 3我们可以推断，随着珍珠岩和膨润土重量的增加，浊度降低，珍珠岩的最大浊度去除效率为 87.4%，膨润土在 40  mg 剂量下的最大去除效率为 85.0%。物质重量的增加对膨润土的性能没有影响，但在珍珠岩的情况下会降低效率。浊度的降低是指悬浮固体的降低，这是由于这些颗粒在平衡其离子后沉淀。平衡离子在自身重量的作用下通过重力落到底部。Gerardi 在中试工厂中发现了类似的结果，达到的去除效率为 82.0% [13]. 而在 Iglesias 进行的一项研究中，整个连续厌氧-好氧处理过程的浊度去除率高达 90%，从而提供了更好的去除效率[14]。

1. 图 3
   

导电效率

图 4表示电导率变化与珍珠岩和膨润土量的关系。该关系是根据 90  mg/l 明矾的最佳值确定的。珍珠岩和膨润土在明矾的最佳剂量下从 5 变为 100  mg/l。

1. 图 4
   

在 90 mg/l 剂量的明矾存在下的电导率 达到 80.5% 的去除率，即来自 59400 的进水的流出物为 11583。

珍珠岩存在时的电导率呈现非线性行为，通常这种行为会随着珍珠岩量的增加而改变，电导率最高可达 20  mg/l。这主要是指一些溶解盐的变化，从而增加了电导率。在剂量高达 40  mg/l 时电导率值下降，这是指珍珠岩在其表面吸附盐分并降低电导率。

膨润土存在时的电导率最初在 5  mg/l 时增加，然后固定在 40 mg/l，然后在 100 mg/l 的剂量下该值急剧下降。 这主要是指膨润土的吸附行为，它可以在其表面吸附多种离子并降低电导率。平衡离子在自身重量的作用下通过重力落到底部[15]。

对于总溶解固体 (TDS) 效率

TDS 在明矾的存在下以 90  mg/l 的剂量实现了 23.47% 的去除率，即来自 11500 PPM 的进水的流出物为 8800 PPM。

图 5表示电导率变化与珍珠岩和膨润土量的关系。该关系是根据 90  mg/l 明矾的最佳值确定的。珍珠岩和膨润土在明矾的最佳剂量下从 5 变为 100  mg/l。

1. 图 5
   

珍珠岩或膨润土存在时的 TDS 表现出最差的行为，通常这种行为会随着物质重量的增加而增加 TDS。这主要是指在添加物含有大量盐的情况下，溶解盐的增加会增加 TDS。

Jokela 也发现了类似的结果，他报告说，随着吸附物质的增加，TDS 去除效率降低到 25.0% [16]。

生物需氧量 (BOD) 效率

图 6表示 BOD 去除效率的变化与珍珠岩和膨润土的量之间的关系。该关系是根据 90  mg/l 明矾的最佳值确定的。珍珠岩和膨润土在明矾的最佳剂量下从 5 变为 100  mg/l。

1. 图 6
   

在明矾的存在下以 90 毫克/升的剂量实现了 82.5% 的去除率，即 来自 3400 毫克/升的进水的流出物为 595 毫克 /升。

珍珠岩存在下的BOD比明矾有更好的表现，随着珍珠岩的加入量增加到40  mn，BOD去除率通常会改变，达到89.9%，物质重量的增加表现出轻微的影响。这种更好的性能主要是指由于珍珠岩的吸附行为而导致微生物数量的变化和有机化合物的降解。Kettunen 研究发现了类似的结果，在同一研究的好氧阶段，当 HRT 为 10小时时，BOD 的最大去除效率为 79%，浓度从 1400 降至 294 mg/l [2]。

此外，膨润土将 BOD 去除率提高到 40  mn，达到 86.5%，物质重量的增加显示出更差的效果，如图 1 所示。6 .

用于化学需氧量 (COD) 效率

图 7表示 COD 去除效率的变化与珍珠岩和膨润土的量之间的关系。COD 在明矾的存在下以 90 毫克/升的剂量达到 84.0% 的去除率，即 来自 8250 毫克/升的进水的流出物为 1320 毫克/升。

1. 图 7
   

COD 在珍珠岩存在下的表现优于明矾，随着珍珠岩加入量增加到 4000 万，这种行为通常会改变以增加 COD 去除率 ，达到 92.8%。物质重量的增加降低了去除效率。这种更好的性能主要是指由于珍珠岩的吸附行为而导致微生物数量的变化和有机化合物的降解。

膨润土也将COD去除率提高到40  mn，达到85.0％，并且物质重量的增加显示出更差的效果，如图7所示。

在 Pouliot 等人进行的一项研究中，整个好氧处理过程的 COD 去除率高达 85-90%，从而提供了更好的去除效率[17]。

加速器成本核算

由于吸附剂的成本效益是选择吸附剂时必须考虑的重要问题之一，因此必须比较低成本吸附剂的价格，如表 5 所示。

。

低成本吸附剂	主要一致	主要资源	成本LE /立方米
珍珠岩	包括任何在快速加热时会膨胀的火山玻璃，形成轻质泡沫材料	自然的	180–300
膨润土	火山灰蚀变经常产生的粘土	自然的	50–100