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回灌运行参数对新鲜垃圾渗滤液的影响研究 ＊ 孙英杰 1 楚贤峰 2 孙晓杰 3 徐迪民 3 1.青岛理工大学环境与市政工程学院, 山东 266033; 2.青岛市环保局, 山东 266003; 3 .同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室, 上海 200092 摘要 采用模拟试验装置考察回灌频率与回灌水力负荷对新鲜垃圾柱渗滤液的影响, 试验结果表明 高频率回灌将导 致新鲜垃圾柱渗滤液初期酸化阶段的低 pH 值和甲烷化阶段的高 pH值。 高水力负荷将导致新鲜垃圾柱渗滤液 pH 值 下降。 因此在新鲜垃圾填埋单元自身回灌初期应采取低频率小水力负荷。 关键词 渗滤液 回灌 回灌水力负荷 回灌频率 ＊国家自然科学基金资助课题 50178048 0 引言 对新鲜垃圾渗滤液的处理 ,渗滤液回灌作为土地 处理方法中的一种近年来得到较快的发展 [ 1] 。 对自身回灌出现长期维持高 CODCr浓度和低 pH 值的情况 ,可以通过 3 种方式进行调整达到改善新鲜 垃圾渗滤液水质的作用,1 种是对回灌渗滤液水质进 行调节,如调节回灌渗滤液的 pH 值 [ 2] ; 第 2 种是工艺 调整 [ 3] ,第 3 种是运行参数的调整 回灌频率与回 灌水力负荷的变化, 通过回灌频率与回灌水力负荷的 变化调整新鲜垃圾内传质作用和含水率 ,进而影响垃 圾内不同菌群的生化作用 。本研究使用模拟试验装 置,通过对比试验, 研究回灌频率与回灌水力负荷对 新鲜垃圾柱渗滤液的影响 。 1 试验材料和方法 1. 1 试验装置 试验装置为直径0. 4 m ,高度 1. 3 m 的铸铁柱子, 柱子下部设置出水口, 柱子中间设置 2 个固体取样 口,见图 1 图中尺寸为 mm 。每个柱子中垃圾湿质 量约为120 kg ,垃圾密度约为 890 kg m 3 。 图 1 试验装置示意图 1. 2 试验材料与回灌水质 回灌频率试验采用的是新装填上海老港填埋场 3 个月的新鲜垃圾, 回灌水采用矿化垃圾处理后渗滤 液,水质见表 1。 表 1 回灌频率试验进水水质mg L pH 值除外 水质指标CODCrBOD5NH3-NpH 矿化垃圾处理后渗滤液800100157. 0～ 8 . 0 回灌水力负荷试验采用的是新装填上海老港填 埋场 3 个月的新鲜垃圾 ,回灌进水为自来水。 2 试验结果与分析 2. 1 回灌频率对新鲜垃圾柱渗滤液影响 试验过程中,2 个对比柱子采用相同的回灌水力 负荷,0. 046 m 3 m2d 、 6. 0 L d ,1柱子回灌频率为 1 天 1 次;2 对比柱频率为 1 天 2 次 , 回灌水量为 3. 0 L 次。 由图 2 可以看出, 虽然不同回灌频率初期渗滤液 CODCr浓度相差不大 ,但 2 柱在初期有一个上升的趋 势,说明高频率会造成初期 CODCr的上升, 在产酸阶 段回灌频率高容易造成渗滤液 CODCr浓度升高。因 此在回灌初期应维持较低的回灌频率。 图 2 回灌频率对新鲜垃圾柱渗滤液 CODCr的影响 8 月中旬后 ,1 柱 COD Cr浓度出现一个上升的趋 24 环 境 工 程 2007年 2 月第25 卷第1 期 势后缓慢下降 , 而 2 柱则持续下降, 并且在实验期 间, 2 柱 维 持 较 低 水 平 , 10 月 中 旬 开 始 低 于 1 000 mg L ; 从后期 CODCr浓度的变化可以确定 , 在 CODCr进入下降阶段即甲烷化阶段, 较高的回灌频率 有助于渗滤液水质的稳定化。 由图 3可以看出, 回灌频率 2 次 d 的 2 柱初期 pH 值出现下降趋势 ,随后逐渐上升, 初期 pH 值的下 降与图2 中 CODCr的上升是相对应的 。pH 值的下降 对新鲜垃圾内部快速达到酸化与产甲烷化的平衡是 不利的 。后期 2 柱的 pH 值高于 1柱, 后期较高的 pH 值与该柱子渗滤液 CODCr浓度较低相一致, pH 值 升高和CODCr浓度下降是甲烷化细菌活性强的表现 。 图3 回灌频率对新鲜垃圾柱渗滤液pH的影响 对新鲜垃圾柱进行回灌, 垃圾内优先增殖的是水 解酸化细菌,回灌初期产甲烷化反应是控制反应。快 速提高回灌渗滤液 pH 值创造产甲烷化细菌增殖的 适宜环境是加速渗滤液水质稳定化的关键,由于低频 率回灌有助于初期 pH 值的上升 ,因此在回灌初期为 使渗滤液 CODCr浓度快速削减, 应采取较低的回灌频 率。在回灌后期 ,应采取较高的回灌频率 ,因为高频 率更有助于后期渗滤液 CODCr浓度的下降 。 频率在回灌初期与后期产生不同效应是不矛盾 的,由于频率增加实际是通过延长水流流动时间而提 高传质作用,因此对新鲜垃圾内的生化反应有促进作 用。由于回灌初期水解酸化细菌的优先增殖 ,高频率 回灌必然导致水解酸化作用加强, 使新鲜垃圾渗滤液 pH 值降低, CODCr浓度上升; 而在后期起主导作用的 微生物是产甲烷细菌 ,传质作用的加强实际是提高了 产甲烷细菌的活性, 有助于渗滤液 CODCr浓度的下降 与 pH 值的升高。 应该明确的是 ,回灌频率并非越高越好 ,高频率 不仅因为操作复杂导致运行费用增加, 更重要的是频 率过高会产生负效应, 如影响产生气体的逸出 ,垃圾 层内水头过高影响防渗层等。最适宜的回灌频率应 根据生产中运行情况确定 。 2. 2 回灌水力负荷对新鲜垃圾柱渗滤液影响 试验过程中, 回灌水力负荷相差 1 倍, 1 柱为 0. 023m 3 m2 d 、 3. 0 L d ,2柱为 0. 046 m3 m2d 、 6. 0 L d , 回灌频率相同 , 为 1 次 d。试验结果见 图4、图 5。 图 4 回灌水力负荷对新鲜垃圾柱渗滤液 CODCr的影响 图5 回灌水力负荷对新鲜垃圾柱渗滤液 pH 的影响 由图 4可以看出, 水力负荷高的 2 柱初期渗滤 液CODCr浓度低于水力负荷低的 1 柱 。由于水力负 荷对渗滤液水质的影响主要是通过调整垃圾含水率, 说明在试验中水力负荷范围内 ,水力负荷提高有助于 渗滤液CODCr浓度的下降。 由图 5可以看出,1 柱出水渗滤液 pH 值在试验 期间一直高于 2 柱 ,说明低水力负荷有助于 pH 值的 上升 ,而高水力负荷则 pH 值较低 。水力负荷的提高 实际是增加了垃圾含水率和水力流动的传质作用 ,从 而增加了垃圾中酸化细菌的增殖速率 , 导致 pH 值 低。因此为了回灌初期快速达到产酸作用与产甲烷 作用的平衡 ,应采用较低的回灌水力负荷 。 应该明确的是 ,回灌水力负荷不是越高越好,从满 足最佳含水率的角度分析, 应该存在一个最适宜回灌 水力负荷。本研究只是对水力负荷进行定性的探讨。 3 结论 1 在酸化阶段即新鲜垃圾进行回灌的初期, 高 频率回灌将造成新鲜垃圾渗滤液初期高浓度 CODCr 与低的 pH 值, 在甲烷化阶段, 高频率回灌有助于 pH 值升高与 CODCr浓度的下降 。 对新鲜垃圾填埋单元进行渗滤液自身回灌操作, 初期应采取较低的回灌频率, 后期进入甲烷化阶段后 25 环 境 工 程 2007年 2 月第25 卷第1 期 可采取较高的频率。 2 低水力负荷有助于 pH 值的升高 , 因此新鲜 垃圾进行渗滤液回灌 ,初期应采取低水力负荷回灌, 以快速实现酸化与产甲烷化作用的平衡 。 水力负荷高有助于渗滤液水质的稳定化 ,因此在 回灌后期应采用较高的回灌水力负荷。 参考文献 [ 1] 卢成洪, 徐迪民. 回灌法处理城市垃圾填埋渗滤液. 上海环境科 学, 1997,16 1 38 -40. [ 2] 郭蕴苹. 城市生活垃圾渗滤液回灌处理技术研究 Ⅰ pH 值的 变化对NH3- N 去除的影响. 云南民族学院学报 自然科学版 , 2002,11 4 228 -230. [ 3] 孙英杰. 城市生活垃圾填埋场渗滤液回灌工艺与脱氮机理研 究. 同济大学博士论文, 2004, 3. 作者通讯处 孙英杰 266033 青岛市抚顺路 11 号 青岛理工大学 环境与市政工程学院 E -mail yjsun1971 126. com 2006- 04-05 收稿 全程自养脱氮技术处理高浓度含氮 淀粉废水的工程实例 梅荣武 方建敏 浙江省环境保护科学设计研究院, 杭州 310007 摘要 淀粉废水有机氮浓度较高, 污水处理采用调节池-厌氧池-全程自养脱氮池-二沉池-混凝沉淀池处理工艺, 在进 水CODCr10 000mg L, TN≤600 mg L 情况下, 处理后CODCr100 mg L, NH3-N10 mg L, 完全达到预期处理效果。 目 前国内全程自养脱氮技术 处理超低 C N 废水 大都停留在试验阶段, 工程化的实例很少。 关键词 淀粉废水 脱氮 全程自养脱氮 厌氧氨氧化 1 概述 某生物工程有限公司主要以玉米为原料生产淀 粉,在产品的生产过程中产生高浓度含氮废水 ,实现 达标排放有一定的难度。 本工程选用调节池-厌氧池-全程自养脱氮池-二 沉池-混凝沉淀池处理工艺成功地处理了该类废水, 实现了达标排放。该工艺在中小规模高浓度含氮废 水处理工程中有一定的推广价值。 2 设计指标 本工程设计水量按1 500 t d规模进行 。生产废 水的水质见表 1。 根据当地相关部门要求, 废水经处 理后出水执行废水综合排放标准 GB8978-1996 一 级排放标准。 3 废水处理工艺 3. 1 污水特征分析 以玉米为原料生产淀粉的企业 ,生产流程一般采 用亚硫酸法。 生产废水主要包括气浮槽排水 ,淀粉洗涤水, 玉 表 1 废水组成一览表mg L pH 除外 项目生产废水出水指标 CODCr 8 000100 TN600 NH3-N 15 pH4～ 56～ 9 BOD54 00020 SS50070 TP2000 . 50 米浸泡水及地面冲洗水等 , 水质浓度一般 CODCr为 6 000 ～ 30 000 mg L, BOD5为3 000 ～ 20 000 mg L , SS 为300～ 5 000 mg L ,TKN 为 400～ 1 000 mg L 。 淀粉废水中主要成份为淀粉,糖类、蛋白质、 纤维 素等有机物 。 3. 2 处理工艺选择 针对该公司废水的水质特点,认为废水处理应重 点考虑废水中有机氨氮高的问题。处理工艺见图 1。 对脱氮池的运行 ,采用全程自养脱氨氮的运行方 式,为控制溶解氧和确保池内自养菌能均匀地悬浮在 生化池 ,拟采用连续进水 ,间隙曝气的形式来处理该 公司的废水 。 26 环 境 工 程 2007年 2 月第25 卷第1 期 THE EFFECTS OF RECIRCULATIONPARAMETERS ONLEACHATE FROMFRESHMUNICIPAL REFUSESun Yingjie Chu Xianfeng Sun Xiaojie et al 24 Abstract The effects of recirculation hydraulic load and frequency on leachate from fresh municipal refuse were investigated in a bench- scale experiment. Recrirculation hydraulic load and frequency can affect quality of leachate from fresh refuse. It is testified that higher hydraulic - load results in lower pH, and higher recirculation frequency results in lower pH during hydrolysis and acidification phase, higher pH during methanation phase. So during the start stage of leachate recirculation to the new landfilled refuse cell, low hydraulic load and low frequency should be adopted. Keywords landfill leachate, leachate recirculation, recirculation hydraulic load and recirculation frequency THE CASE OF APPLYING AUTOTROPHIC DENITRIFICATION TO HIGH CONCENTRATION STARCHWASTEWATER TREATMENTMei Rongwu FangJianmin 26 Abstract Starch wastewater contains high concentration of organic nitrogen. The process of “ regulating anaerobic treatment full autotrophic denitrification coagulating sedimentation” was used to treat the starch wastewater and fully met the expected requirements. The effluent CODCrand NH3-N were below 100 mg L and 10mg L respectively while the influent CODCrbelow 10 000 mg L andTN below 700mg L. So far the technology of full autotrophic denitrification for treating low C N wastewater is still in laboratory stage and is seldom applied in the real project in China. This successful project is valuable for the application of the technology . Keywords starchwastewater, denitrification, full autotrophic denitrification and oxidation of anaerobic ammonia FLUORIDE WASTEWATER TREATMENT PROJECT IN INTEGRATED CIRCUIT INDUSTRY Dai Ronghai 29 Abstract It is introduced the application and effect of a new to the treatment of IC fluoride wastewater. The primary process of this includes three -stage reaction and first-order deposition. The practical result proves that this new can ensure the concentration of fluorinion of the treatedwater agree with the second-class limit of “Integrated Wastewater Discharge Standard” DB31 199 -1997in Shanghai. Keywords treatment project, fluoride wastewater, reaction and deposition THE DESIGN OF TREATMENT AND REUSE PROJECT OF DOMESTIC WASTEWATER Fang Xiaoli Zhao Peng 31 Abstract The applicaiton of biological oxidation -flocculation sedimentation -filtration-disinfection process in treating domestic wastewater was presented. It is indicated by the practical operation project that the process hasthe characteristics such as less land occupied, convenient to operate and manage, and the effluent can be used for landscape, greenbelt and car -washing etc. The project has high efficiency of treatment and low construciton cost. Keywords reclaimed water reuse, biological contact oxidation tank, filtration and chlorine dioxide TREATMENT OF TANNERY WASTEWATER BY PRETREATMENT -COAGULATION -ANAEROBIC HYDROLYSIS -CYCLIC ACTIVATED SLUDGE TECHNOLOGY C -TECH PROCESS Chen Yongcun Fu Xianghui Pan Xiexie 33 Abstract The tannery wastewater is difficult to treat because of its fluctuant quality and volume, high pollution load capacity and its virulence. This project uses pretreatment-coagulation-anaerobic hydrolysis -cyclic activated sludge technology C -TECHprocess to treat tannery wastewater. It is studied the change rule of C -TECH pond aeration time with CODCr, NH3-N and DO. The result indicates that it will reach the first level discharge standard with controlling the HRT of the pond12. 5 h, aeration time8 h, sludge density in C -TECH pond4. 5 g L, chemical oxygen demand load0. 4 kg kgdand ammonia nitrogen load0. 07 kg kgd. It can control the dissolvaed oxygen concentration through programmable logical controller PLC, the on -line DO tester and the air blower frequency conversion. Using the DO density as the control parameter of C-TECH pond process and the reaction time, the energy consumption can be reduced. Keywords pretreatment, coagulation, anaerobic hydrolysis, cyclic activated sludge technology C -TECHprocess, tannery wastewater, chemical oxygen demand, ammonia nitrogen and dissolved oxygen PILOT -SCALE RESEARCH ON DRYING TREATMENT SYSTEM FOR PRINTING DYEING SLUDGE USING WASTE HEAT OF FLUE GASGe Shifu Lu Weijia Guo Hongwei et al 36 Abstract It is described a pilot -scale system of drying treatment for printing and dyeing sludge. By using waste heat of flue gas, the system is able to dry 35 tons per day of printing dyeing sludge with about 80 water content directly into small particles with 10～ 40 water content. The treatment operation is safe due to the lower oxygen content in the drying medium avoiding exploding and about 4 mm thickness dried sludge coated in the surface preventing from corrosion of equipments and pipes. The drying and treatment system can also be used for treatment of 3 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 25, No. 1,Feb. , 2007