城市垃圾压缩站废水处理工艺的研究选题报告

本科生学位论文选题报告论文题目：城市垃圾压缩站废水处理工艺的研究本科生：导师及职称：学科专业：学号：年级：学院：2一、立题依据课题来源、课题研究目的、意义1.1课题来源自拟课题。1.2课题研究的目的、意义由于城市人口的不断扩张，产生的城市生活垃圾也越来越多，大量城市垃圾压缩站的建设在改善环境的同时，对水环境也造成了严重的污染。据调查，大概每吨城市生活垃圾可以产生27~35kg的压缩液，对中转站和压缩站所在地都造成了较大的污染。城市生活垃圾压缩站、中转站产生的压缩液具有污染物浓度高的特点，压缩液的CODcr是普通生活污水CODcr的70～230倍。另据调查城市生活垃圾压缩站压缩液约1．6吨／天、中转站压缩液约28吨／天。压缩液具有量小，污染物浓度高，污染物总量常大的特点。由于城市生活垃圾压缩站、中转站点多面广，水量少，处理规模小的缘故，因此目前国内关于城市生活垃圾压缩液的处理技术很少有报道，缺乏相匹配的处理技术。因此，开发有自主知识产权的城市生活垃圾压缩液的处理技术，并应用于实际的控制工程中是非常有必要且具有较高的应用价值。目前国内关于城市生活垃圾压缩液的处理技术尚未见报道，相关的研究均集中在垃圾填埋场的渗滤液研究之中，因为压缩液性质与初期垃圾渗滤液相似，因此本文查阅了国内外垃圾渗滤液处理技术以及研究现状。垃圾渗滤液的特点：①污染物种类繁多，成分复杂研究显示，渗滤液中含有70多种有机物和各种重金属元素。渗滤液中含量较多的有烃类及其衍生物、酸酯类、醇酚类、酮醛类和酰胺类等物质。②水质水量变化大渗滤液的水质水量会随着外界水文地质、降雨量、堆积高度及方式、填埋规模、填埋工艺、填埋时间、垃圾本身成分的变化而变化，随机性很大。③COD和BOD5浓度高在新的垃圾填埋场里，挥发性酸的存在可能会提高COD和BOD，浓度，COD最高可达80g／L，BOD，最高可达35g／L。填埋时间小于5年时，所产生的渗滤液pH值较低，COD和BOD，浓度较高，且BOD，／COD的值较高，一般为0．5—0．7，表现出良好的可生化性，同时各类重金属离子的浓度也较高。当填埋时间在5年以上时，所产生的渗滤液接近中性，COD和BOD，浓度较低，BOD5／COD的值降到0．1～0．2，3NH，一N浓度较高，重金属离子浓度则开始下降。④金属含量高垃圾渗滤液中含有10多种金属离子，其中铁、铅、锌和钙的浓度可分别高达2050，12.3，130和4300mg／L。⑤营养比例失调，氨氮含量高由于垃圾渗滤液的影响因素很多，其可生化性和C／N值存在差异。在不同场龄填埋场产生的垃圾渗滤液中，C／N值的失调和BOD／COD值的较大变化常给生化处理带来一定难度。随着填埋场年限的增加，垃圾渗滤液中的氨氮浓度相应增加，最后浓度可高达10g／L。城市垃圾填埋场渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，若不加处理而直接排入环境，会造成严重的环境污染。所以对其处理工艺的研究是是非常有意义的。本文的研究目的是对城市生活垃圾压缩液处理技术进行研究，重点研究城市生活垃圾压缩液的物化法预处理及其CODc，降解规律，寻求更为完善的城市生活垃圾压缩液处理技术，控箭城市生活垃圾压缩液对水环境的污染．保护城市地表水、地下水水体。1.3处理技术目前国内外垃圾渗滤液的处理方案有以下几种：与城市污水合并处理(场外处理)，循环喷洒处理即回灌处理(场内处理)，以及建立独立的场内完全处理。目前采用的渗滤液处理方法主要有生物处理法和物化处理法。生物处理法包括好氧处理(如曝气塘、活性污泥法、生物转盘和滴滤池等)。厌氧处理(如向上流厌氧污泥床UASB、厌氧折流板反应器ABR、厌氧塘等)和厌氧／好氧(A／O)混合处理。物化处理主要有化学混凝沉淀、活性炭吸附、膜渗析、Fenton法、湿式氧化和光化学氧化等。4二、文献综述（综述中引用的文献应按文中标注出现的顺序附后）本课题研究现状及发展2.1生物处理法2.1.1好氧生物处理法好氧生物处理包括活性污泥法、曝气氧化塘、生物转盘和滴滤池等。好氧处理可有效地降低BOD5、CODcr和氨氮，还可以去除铁、锰等金属。赵玲严兴等[1]为了进一步处理垃圾渗滤液，试验采用污泥活性炭强化序批式间歇反应器(SBR)法进行处理，通过对比普通SBR法试验，得出投加污泥活性炭强化SBR法处理垃圾渗滤液的效果要远远高于普通SBR法。当污泥活性炭的投加量为1．2g/L，容积负荷为0．5一1．5kgBOD，／(m3·d)时，进水1h，曝气10h，沉淀I．5h，闲置1．5h，处理效果最好，COD的去除率达到了85％，NH3一N的去除率达到了90％。但是实际运行的活性污泥法处理渗滤液未见有成功的报道。孙志民，陈建伟等[2]为此考察了在SBBR反应器中，运用共代谢原理对采用UASB／SBR／混凝氧化处理后的出水进行强化处理，达到国家排放标准的技术可行性，通过大量试验对反应参数进行了优化。试验结果显示：采用这种新型工艺后，SBBR反应器内的生物量和微生物种类均得到了较大幅度的增加，传质条件也得到了明显改善；进水的CODcr为150~250mg／L，出水的，CODcr100mg／L，去除率60％，出水水质达到了《生活垃圾填埋污染控制标准》的二级标准。张智，杨洋等[3]究了温度对两段式生物接触氧化法处理垃圾渗滤液效果的影响，结果表明：在低温条件下，二阶接触氧化单元对COD、NH，一N的平均去除率分别为34％、26％，都比常温下的低，一定范围内随温度降低而提高。矿化垃圾细科中含有经渗滤液长期驯化获得的优势微乍物，是很好的渗滤液处理乍物介质。陶正望，夏立江等[4]在北京阿苏卫垃圾填埋场室外进行了矿化垃圾生物反应床处理渗滤液的研究-结果表明：二级矿化垃圾乍物反应床对垃圾渗滤液具有良好且稳定的处弹效果，并对渗滤液污染物浓度的变化具有较好的适应能力。2.1.2厌氧生物处理法岳秀萍等[5]在中温30~35°C条件下，厌氧序批式反应器对垃圾渗滤液进行厌氧预处理，结果表明：较高的进水COD和OLR条件下，反应器有着更好的处理效果。高艳娇赵丽红等[6]采崩厌氧复合床／生物接触氧化反应器(UBF／BCOR)处理垃圾渗滤液。试验结果表明，经60d微生物培养。UBF／BCOR顺利完成启动；通过5变负荷试验．确定UBF／BCOR的COD容积负荷最大为9．54kg／(m3·d)；UBF／BC()R稳定运行后期，COD总去除率平均为87．8％，POD5总去除率平均为93．5％，NH3一N总去除率平均为72．4％。去除效果较好；UBF／BCOR的pH大致保持在弱碱性．能够满足微生物生长需要。因此试验过程中不需调节pH。周少奇张鸿郭[7]采用有效容积为4．5L的UASB生物反应器，对广东某垃圾填埋场的垃圾渗滤液配水进行厌氧氨氧化及反硝化．结果表明：在有机环境下，UASB反应器中可以实现厌氧氨氧化与反硝化的协同作用；在厌氧氨氧化活性稳定阶段(120天开始)，氨氮和亚硝氮的平均去除率分别高达94．79％和98．17％；试验过程中，CODcr最高去除率可达51．68％，平均去除率为23．5l％，相应的平均容积去除负荷为84．53me,／(L·d)．王庆伟[8]用UBF厌氧反应器处理高浓度垃圾渗滤液，加入阳离子PAM和颗粒活性炭可加快颗粒污泥的生成，能大大缩短启动周期和提高有机物去除率，耐冲击性负荷强．2.1.3厌氧好氧混合处理鸟颖慧，卢嘉锡，等[9]根据某市城市生活垃圾填埋场垃圾渗滤液的实际情况，扩建工程采用UASB一吹脱一两级A／O生化一硅藻土工艺处理生活垃圾填埋场垃圾渗滤液．对处理工艺流程各阶段的设计参数进行较详细的描述．运行结果表明，该工艺处理效果良好，对滤液中高浓度CODcr、BOD，、NH3-N均有较好的处理效果平均去除率分别达到99％，99％，90％及97．5％，能够达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GBl6889·1997)的二级标准．华佳，张林生等[10]以成都市某生活垃圾填埋场渗滤液为研究对象，采用UASB反应器对其进行处理．由于渗滤液中的SO2一被硫酸盐还原菌(SRB)转化成H2S会造成污染并对厌氧反应中的产甲烷菌(MPB)产生抑制作用，因此添加FeCl3溶液对H2S进行去除．实验结果表明，该工艺运行效果良好．随着进水负荷(OLR)的增加，COD去除率逐渐增加而硫酸盐去除率则缓慢下降，当OLR高于7kgCOD／(In3·d)时，二者趋于稳定．当系统达到设计负荷9kgCOD／(m’·d)时，COD和硫酸盐的去除率分别稳定在79％和9l％，SRB所去除的COD(COD啪)也由启动初期的8．9％下降到4．0％．添加FeCl3后，COD去除率上升并稳定在8％，而硫酸盐的去除率和CODsRB则分别进一步降为89％和1．89％．质量平衡显示，FeCI，去除了近82％的硫，并且当FeCI，用量达到1．6g／L时，产气中的H：s被完全去除．因此，FeCI，用于去除UASB处理垃圾渗滤液过程中产生的H，s是切实可行的．6刘海涛，李天增等[11]采用UBF(厌氧复合床反应器)一AOMBR(缺氧，好氧膜生物反应器)工艺处理垃圾渗滤液，考察该工艺组合的可行性并作为该领域工程应用的参考。试验结果表明：当进水渗滤液COD浓度10000mg／L左右，Nil,．N浓度2000mg／L左右时，出水COD浓度为1000mg／L，出水NH4一N浓度为50—100mg／L，COD总去除率90％。pH、碱度、回流比是影响系统稳定运行的重要因素熊小京，冯结文[12]采用厌氧生物滤池(BF)与好氧膜生物反应器(MBR)组合工艺，以实际垃圾渗滤液为处理对象，在连续进水条件下，考察该工艺在处理垃圾渗滤液时，进水稀释倍率、厌氧／好氧(A／O)回流比和C／N比值对其硝化与反硝化特性的影响．结果表明，在处理稀释10倍的渗滤液时，氨氮和总氮的平均去除率分别稳定在90％和65％附近，回流比和C／N比值对好氧的硝化与厌氧反硝化反应的影响很小；在处理稀释5倍的渗滤液时，提高C／N比值能使厌氧反硝化能力增强，有效地消除亚硝氮的积累．渗滤液中有较高的浓度的氨氮与有机物负荷，容易对硝酸化菌产生抑制作用，使膜出水的亚硝氮积累明显，氨氮和总氮平均去除率分别稳定在69％～78％和46％～50％．金永祥，陶丽娟等[13]用复合式缺氧．好氧法处理晚期垃圾渗滤液并对实现短程醐艺的影响因素进行了探讨。结果表明，高pH是实现稳定亚硝化的主要因素。当DO的质量浓度为2．8mg/L温度30℃左右时，NH3-N去除率达到99％，亚硝化率达到95％。出水NH4-N的质量浓度小于20mg·L-l，达到了GBl6889--2008要求。由于在曝气池内投加的生物载体形成了缺氧名挽环境，为同时硝化、瓦硝化作用提供了有利的条件，强化了脱氮效果。回流比为2时，TN平均去除率为73．6％，其中SND脱氮率为9．1％。乔文燕，李军等[14]针对Ａ／Ｏ工艺处理晚期垃圾渗滤液的过程中因碳源不足而脱氮效果不佳的问题，在传统Ａ／Ｏ工艺的曝气池中加入生物载体而构成复合式Ａ／Ｏ工艺，通过创造缺氧微环境来实现同步硝化反硝化（ＳＮＤ），从而达到强化脱氮的目的。考察了温度、溶解氧、ｐＨ对亚硝酸盐积累的影响，以及ＳＮＤ对去除总氮的贡献率。结果表明，复合式Ａ／Ｏ工艺对晚期垃圾渗滤液的处理效果良好，对氨氮的去除率＞99％，出水氨氮＜20ｍｇ／Ｌ，达到了二级排放标准。当回流比为2时，对ＴＮ的平均去除率为72％。生物载体的加入，在曝气池内创造了缺氧微环境，为进行ＳＮＤ提供了有利条件，提高了对总氮的去除效果。亚硝化率稳定在95％以上，ＤＯ和温度对亚硝化率的影响很小，高ｐＨ值是实现亚硝酸盐积累的决定性因素。72.2物化处理法2.2.1化学混凝法混凝法是化学沉淀法中最重要的一种方法，常用的混凝剂有硫酸铝、氯化铁和聚合氯化铝等，许多研究者都对此进行了深入的研究。李志伟，孙力平，等[15]过投加混凝剂聚合氯化铝(PAC)和助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)对垃圾渗滤液进行混凝沉淀处理，根据单因素和正交试验确定其最佳工艺条件。结果表明，混凝的最佳条件：PAC投加量为750mg／L。PAM投