二级混凝—沉淀强化垃圾渗滤液预处理研究
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摘要
城市生活垃圾是一种潜在的资源。但若处理不当，它将是严重的环境污染源。目前，处理城市生活垃圾的主要方法是卫生填埋。
此法的关键环节是处理渗滤液。渗滤液CODcr浓度高、氨氮浓度高；处理难度大；处理效果不理想。处理工艺一般是物化法和生物法相结合。处理形式目前以预处理—合并处理为主。
本实验的工作目的是：采用混凝-沉淀——二次混凝-沉淀——化学沉淀工艺，对渗滤液进行物化预处理。使浊度、CODcr、氨氮获得较好的去除效果，为后续处理奠定良好基础。以此提供一种可行的渗滤液物化预处理方法及相关的工艺参数，也对其它高浓度有机废水处理起到一定的参考作用。实验的研究内容包括：(1)实验方案选择。渗滤液的浊度和CODcr浓度表现为大量胶体，根据胶体的性质，用混凝-沉淀法进行处理。为加强混凝-沉淀的效果，采用二级串联的形式。即：对一次混凝-沉淀后的上清液进行混凝-沉淀处理。对于氨氮，在混凝-沉淀中由于搅拌吹脱了小部分氨氮，继续用化学沉淀法使氨氮生成磷酸铵镁(MgNH_4PO_4·6H_2O)化学沉淀得以进一步去除。(2)实验性能研究。考察了pH值、药剂投量、温度、沉降时间对实验的影响，确定了实验的最佳条件。(3)实验机理分析。对实验结果探讨相应的机理。实验结果表明：一次混凝-沉淀以聚合硫酸铁(PFS)做混凝剂，在pH为5左右，PFS为350mg／L，水温为20□，重力沉降时间为50 min时，浊度降低42.1％，CODcr浓度降低35.4％，氨氮浓度降低4.4％。二次混凝-沉淀以PFS做混凝剂，以聚丙烯酰胺(PAM)作助凝剂，在pH为5左右，PFS为250mg／L，PAM为4 mg／L，水温为20□，沉降时间为30 min时，浊度降低52.8％，CODcr浓度降低45.2％，氨氮浓度降低5.1％。总去除率是：浊度72.7％，CODcr64.6％，氨氮9.27％。实验的主要影响因素是pH值和药剂投量。成本为1.68元／m~3。因此，二级混凝-沉淀法所需沉降时间短，处理设备体积小，成本低，单位时间内可大幅削减污染物浓度，是降低浊度、CODcr浓度的可行方法。化学沉淀以MgSO_4·7H_2O、Na_2HPO_4·12H_2O为化学沉淀剂，在pH为7左右，当Mg~(2+)：NH_4~+：PO_4~(3-)的投配比为1：1：1时，即：MgSO_4·7H_2O为11275mg／L，Na_2HPO_4·12H_2O为4140mg／L，水温为20□，沉降时间为30 min时，氨氮浓度降低18.4％。总的氨氮去除率为25.96％。实验的主要影响因素是pH值和药剂投量。处理成本较高。
Garbage is a potential resource. But if not be treated properly, it will be a serious pollution. Now, the main method is hyginene landfill.
Treatment of the landfill leachate is the key link of hyginene landfill.The concentration of color, CODcr and ammonia-nitrogen are high, so treatment of the landfill leachate is difficult and the result is not ideal. Generally, the treatment schedule is physical-chemistry combined together with biotechnology. The treatment form is pretreatment-incorporate treatment.
The purpose of this thesis is studying on the strengthened pretreatment of the landfill leachate by serial coagulation-precipitation and chemical precipitation, eagering that the effective removal of color, CODcr and ammonia-nitrogen could be obtained. Then the feasible treatment method of landfill leachate can be introduced, and it can be reference for the treatment of other high concentration organism wastewater. The mam content of experiment is described as followes: (1)Selecting the programme. High concentrition of color, CODcr act as collid, so they can be removed by coagulation-precipitation according the quality of collid.To enhance the result, serial coagulation-precipitation was adopted. The water after coagulation-precipitation was treated by coagulation-precipitation again. For amonia-nitrogen, small part of it can be abluted in coagulation-precipitation, and then it can be removed further in the chemical precipitation by making the precipitate.(2)Studying on the performance. pH, dosage, temperature and precipitation time were observed, then the best effect factors were defined. (3) Analyzing the mechanism of the experiment.
The result of the test showed that the removal of color and CODcr is high. For ammonia-nitrogen, the removal is lower. Whh the optimal pH for first coagulation-precipitation about 5, by using PFS as coagulant, PFS dosage of 350mg/L, temperature of 20D, precipitation time of 50 min , 42.1% of color, 35.4% of CODcr and 4.4% of ammonia-nitrogen were achieved. With-the optimal pH for scond coagulation-precipitation about 5, by adding PAM as coagulant, PFS dosage of 250mg/L, PAM dosage of 4mg/L, temperature of 20D, precipitation time of 30 min , 52.8% of color, 45.2% of CODcr and 5.1% of ammonia-nitrogen were achieved. The total removal is 72.7% of color, 64.6% of CODcr and 9.27% of ammonia-nitrogen. Cost of serial coagulation-precipitation is 1.68 yuan/m3. So, for color and CODcr, precipitation time is short, the volume of the equipment is small, the cost is cheap ,the removal is effective .The serial method is feasible.With the optimal pH for chemical precipitation about 7 and the ration of Mg2+:NH4+:PO43" was controlled at 1: 1: 1, by using MgSO4-7H2O and Na2HPO4'12H2O as chemicals, MgSO4-7H2O dosage of 11275 mg/L, Na2HPO4-12H2O dosage of 4140mg/L, temperature of 20D , precipitation time of 30 min, 18.4% of ammonia-nitrogen was achieved. The total removal is 25.96%. The effect factors are pH and the dosage of the chemical. Cost of chemical precipitation is expensive.
此法的关键环节是处理渗滤液。渗滤液CODcr浓度高、氨氮浓度高；处理难度大；处理效果不理想。处理工艺一般是物化法和生物法相结合。处理形式目前以预处理—合并处理为主。
本实验的工作目的是：采用混凝-沉淀——二次混凝-沉淀——化学沉淀工艺，对渗滤液进行物化预处理。使浊度、CODcr、氨氮获得较好的去除效果，为后续处理奠定良好基础。以此提供一种可行的渗滤液物化预处理方法及相关的工艺参数，也对其它高浓度有机废水处理起到一定的参考作用。实验的研究内容包括：(1)实验方案选择。渗滤液的浊度和CODcr浓度表现为大量胶体，根据胶体的性质，用混凝-沉淀法进行处理。为加强混凝-沉淀的效果，采用二级串联的形式。即：对一次混凝-沉淀后的上清液进行混凝-沉淀处理。对于氨氮，在混凝-沉淀中由于搅拌吹脱了小部分氨氮，继续用化学沉淀法使氨氮生成磷酸铵镁(MgNH_4PO_4·6H_2O)化学沉淀得以进一步去除。(2)实验性能研究。考察了pH值、药剂投量、温度、沉降时间对实验的影响，确定了实验的最佳条件。(3)实验机理分析。对实验结果探讨相应的机理。实验结果表明：一次混凝-沉淀以聚合硫酸铁(PFS)做混凝剂，在pH为5左右，PFS为350mg／L，水温为20□，重力沉降时间为50 min时，浊度降低42.1％，CODcr浓度降低35.4％，氨氮浓度降低4.4％。二次混凝-沉淀以PFS做混凝剂，以聚丙烯酰胺(PAM)作助凝剂，在pH为5左右，PFS为250mg／L，PAM为4 mg／L，水温为20□，沉降时间为30 min时，浊度降低52.8％，CODcr浓度降低45.2％，氨氮浓度降低5.1％。总去除率是：浊度72.7％，CODcr64.6％，氨氮9.27％。实验的主要影响因素是pH值和药剂投量。成本为1.68元／m~3。因此，二级混凝-沉淀法所需沉降时间短，处理设备体积小，成本低，单位时间内可大幅削减污染物浓度，是降低浊度、CODcr浓度的可行方法。化学沉淀以MgSO_4·7H_2O、Na_2HPO_4·12H_2O为化学沉淀剂，在pH为7左右，当Mg~(2+)：NH_4~+：PO_4~(3-)的投配比为1：1：1时，即：MgSO_4·7H_2O为11275mg／L，Na_2HPO_4·12H_2O为4140mg／L，水温为20□，沉降时间为30 min时，氨氮浓度降低18.4％。总的氨氮去除率为25.96％。实验的主要影响因素是pH值和药剂投量。处理成本较高。
Garbage is a potential resource. But if not be treated properly, it will be a serious pollution. Now, the main method is hyginene landfill.
Treatment of the landfill leachate is the key link of hyginene landfill.The concentration of color, CODcr and ammonia-nitrogen are high, so treatment of the landfill leachate is difficult and the result is not ideal. Generally, the treatment schedule is physical-chemistry combined together with biotechnology. The treatment form is pretreatment-incorporate treatment.
The purpose of this thesis is studying on the strengthened pretreatment of the landfill leachate by serial coagulation-precipitation and chemical precipitation, eagering that the effective removal of color, CODcr and ammonia-nitrogen could be obtained. Then the feasible treatment method of landfill leachate can be introduced, and it can be reference for the treatment of other high concentration organism wastewater. The mam content of experiment is described as followes: (1)Selecting the programme. High concentrition of color, CODcr act as collid, so they can be removed by coagulation-precipitation according the quality of collid.To enhance the result, serial coagulation-precipitation was adopted. The water after coagulation-precipitation was treated by coagulation-precipitation again. For amonia-nitrogen, small part of it can be abluted in coagulation-precipitation, and then it can be removed further in the chemical precipitation by making the precipitate.(2)Studying on the performance. pH, dosage, temperature and precipitation time were observed, then the best effect factors were defined. (3) Analyzing the mechanism of the experiment.
The result of the test showed that the removal of color and CODcr is high. For ammonia-nitrogen, the removal is lower. Whh the optimal pH for first coagulation-precipitation about 5, by using PFS as coagulant, PFS dosage of 350mg/L, temperature of 20D, precipitation time of 50 min , 42.1% of color, 35.4% of CODcr and 4.4% of ammonia-nitrogen were achieved. With-the optimal pH for scond coagulation-precipitation about 5, by adding PAM as coagulant, PFS dosage of 250mg/L, PAM dosage of 4mg/L, temperature of 20D, precipitation time of 30 min , 52.8% of color, 45.2% of CODcr and 5.1% of ammonia-nitrogen were achieved. The total removal is 72.7% of color, 64.6% of CODcr and 9.27% of ammonia-nitrogen. Cost of serial coagulation-precipitation is 1.68 yuan/m3. So, for color and CODcr, precipitation time is short, the volume of the equipment is small, the cost is cheap ,the removal is effective .The serial method is feasible.With the optimal pH for chemical precipitation about 7 and the ration of Mg2+:NH4+:PO43" was controlled at 1: 1: 1, by using MgSO4-7H2O and Na2HPO4'12H2O as chemicals, MgSO4-7H2O dosage of 11275 mg/L, Na2HPO4-12H2O dosage of 4140mg/L, temperature of 20D , precipitation time of 30 min, 18.4% of ammonia-nitrogen was achieved. The total removal is 25.96%. The effect factors are pH and the dosage of the chemical. Cost of chemical precipitation is expensive.
引文
[1] 王伟，蒋建国，韩飞．中国的城市垃圾管理与资源利用．见：城市固体废弃物处理与资源化国际会议论文集．(注：该会议论文集作为会议材料)
[2] 王文元．治理城市垃圾要从中国的实际出发．城市固体废弃物处理与资源化国际会议论文集．
[3] 施阳．中国垃圾处理现状及2010年前发展的展望．城市固体废弃物处理与资源化国际会议论文集．
[4] 徐海云．中国城市生活垃圾处理技术装置发展现状．城市固体废弃物处理与资源化国际会议论文集．
[6] 杨鲁豫．中国城市生活垃圾处理对策研究．城市固体废弃物处理与资源化国际会议论文集．
[7] 徐文龙．发达国家城市垃圾处理技术现状与分析．城市固体废弃物处理与资源化国际会议论文集．
[8] 龙吉生．废物的资源化处理最新发展动向．城市固体废弃物处理与资源化国际会议论文集．
[9] 张益．中国生活垃圾处理技术的现状与展望．城市固体废弃物处理与资源化国际会议论文集．
[10] 张娟，许金泉，城市垃圾的常见处理方法及其综合运用，昆明理工大学学报，2002，27(市政工程专辑)：24—26
[11] 刘克鑫．城市生活垃圾综合利用的实践与探讨．城市固体废弃物处理与资源化国际会议论文集．
[12] 高忠爱等．固体废物的处理与处置(修订版)．北京：高等教育出版社，1993
[13] 赵由才等．生活垃圾卫生填埋场现场运行指南．北京：化学工业出版社，2001
[14] 赵由才等．城市生活垃圾卫生填埋场现场技术与管理手册．北京：化学工业出版社，1999
[15] 侯立安主编．特殊废水处理技术及工程实例(第一版)．北京：化学工业出版社，2003
[16] 方磊．中国城市生活垃圾管理现状与对策．城市固体废弃物处理与资源化国际会议论文集
[17] 刘富强，唐薇，聂雍丰．城市生活垃圾填埋场气体的产生、控制及利用综述．城市固体废弃物处理与资源化国际会议论文集
[18] 贝拉G·利普泰克主编．环境工程师手册(水污染及其处理上、下册)第一版．北京：中国建筑工业出版社，1985
[19] 夏立江，渗滤液对土壤中Fe、Mn有效性及地下水质的影响，土壤与环境，2002，11(1)：6—9
[20] 赵新泽，垃圾渗滤液的处理研究发展，三峡大学学报，2002，24(1)：83—86
[21] 孙英杰，生活垃圾填埋场中氨氮的去除，给水排水，2002，8(7)：14—17
[22] 陈长太，城市垃圾渗滤液水质特性及处理，环境保护，．2001，(9)：19—21
[23] 卢英方，陶华，赵俊超．推行生活垃圾分类收集提高综合治理水平．城市固体废弃物处理与资源化国际会议论文集．
[24] 徐文龙，王敬民．中国城市垃圾卫生填埋工程建设标准研究．城市固体废弃物处理与资源化国际会议论文集．
[25] 刘东，朱志怀，冯其林等，曝气—絮凝处理垃圾渗滤液研究，环境污染治理技术与设备，2001，2(2)：21—24
[26] 韩丽荣，鲁安怀，郑红，有机膨润土吸附垃圾渗滤液中苯酚的研究，环境化学，2001，
20(5)：460—464
[27] 张春辉，奚旦立，徐寅汇，应用复合碱式氯化铝对垃圾渗滤液进行预处理的研究，环境污染治理技术与设备，2001，2(1)：59—61
[28] 张跃升等，活性碳-H_2O_2催化氧化处理垃圾渗滤液的实验研究，西安科技学院学报，2002，22(2)：182—185
[29] 陈卫国，电催化系统—电生物炭接触氧化床处理垃圾渗滤液，中国环境科学，2002，22(2)：146—149
[30] 赵宗升，刘宏亮，袁光钰等，A~2／O与混凝沉淀法处理垃圾渗滤液研究，中国给水排水，2001，17(11)：13—16
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[41] Wang B Z et al．A pilot scale on the treatment of high stre(?)gth landfill leachate [J]. European Water Pollm Control,1997,7(6)：33—40
[42] Lopez-Delagdo A etal. Sorption of heavy metals on blast furnace sludge [J]. Water Res, 1998,32(4): 989—996
[43] Siegrist H. Nitrogen removal from digester supernatant comparison of chemical and biological methods. Wat. Sci. Technol., 1996, 34(1～2): 399—406
[44] Zdybiewska M W and Kula B. Removal of ammonia Nitrogen by the precipitation method, on the example of some selected waste water, Wat. Sci. Technol, 1991,24(7): 229—234
[45] 赵庆良，李湘中，化学沉淀法去除垃圾渗滤液中的氨氮，环境科学，1999，20(5)：90—92
[46] 姜应和，张发根，混凝法在城市污水强化处理中的应用．中国给水排水，2002，18(3)：30～32
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[49] J．W．克拉克等．给水与污染控制．第一版．北京：中国建筑工业出版社，1979
[50] 水处理实验技术．第一版．北京：中国建筑工业出版社，1979
[51] 张丽杰．抗生素制药废水的生化处理研究．．[硕士学位论文]，昆明理工大学图书馆，昆明理工大学，2002
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