基于垃圾滲濾液中有機污染物特征的預(yù)處理研究.pdf

1、垃圾滲濾液中有機污染物種類眾多，不僅含有大分子難生物降解有機物，而且還含有許多有毒難生物降解的小分子有機物，這將降低甚至抑制生物處理中微生物的活性。為此，本文以成都市長安垃圾填埋場的滲濾液為研究對象，在對其中有機污染物進行較全面分析的基礎(chǔ)上，從理論上提出高濃度有機廢水厭氧可生化性的新指標(biāo)，并就其適用性與傳統(tǒng)的可生化性指標(biāo)進行了對比分析。采用石灰沉淀-混凝與氧化法組合對垃圾滲濾液中的有機污染物進行預(yù)處理，闡明了去除含量較低的難生物降解有機

2、物對提高滲濾液可生化性的重要性；考察了次氯酸鈉氧化降解垃圾滲濾液中典型有機物的影響因素及途徑。
　　 本文通過將超聲波輔助萃取引入樣品的預(yù)處理，與傳統(tǒng)的振蕩萃取相比，明顯提高了萃取效率。利用GC-MS分析儀，就不同極性色譜柱對有機污染物分析結(jié)果的適用性開展實驗。結(jié)果表明：極性柱比較適于測定垃圾滲濾液中極性大的有機酸、醇類等物質(zhì)，非極性柱能提高低含量烷烴、酯類等物質(zhì)的檢出率。長安垃圾填埋場的滲濾液在試驗階段為早期滲濾液與晚期滲濾液

3、的混合液，因此，兩種柱子配合使用非常必要?；诶碚摲治?，提出CODCH4/COD值作為廢水厭氧可生化性的評價指標(biāo)，確定了CODCH4/COD值表示厭氧可生化性的數(shù)值界限。同時，在BMP分析的基礎(chǔ)上，采用CODCH4/COD值考察了垃圾滲濾液的厭氧可生化性，并與BOD5/COD值評價結(jié)果進行對比。研究顯示，CODCH4/COD值與BOD5/COD值用于垃圾滲濾液可生化性的評價時，得出的結(jié)論具有相似性，但CODCH4/COD值略大于BOD5

4、/COD值。究其原因：好氧條件下，總的生化耗氧量(BODu)小于理論完全需氧量(COD)；厭氧條件下，有機物完全去除時CODCH4等于理論完全需氧量。此外，BOD5測試時間儀5d，而BMP測試時間一般在30d以上，從而使微生物有足夠的時間去適應(yīng)廢水水質(zhì)，故能較好地反映廢水的可生化性。進一步的GC-MS分析表明，垃圾滲濾液中有機污染物的種類和性質(zhì)直接影響其生化性能。在可生化處理的滲濾液A中(BOD5/COD=0.3～0.4)，檢出的有機污

5、染物約90％為有機酸類物質(zhì)；在不易生化處理的滲濾液B中(BOD5/COD<0.15)，檢出的有機污染物烷烴類約占50％。但無論是BOD5/COD值較低的滲濾液B，還是BOD5/COD值較高的混合滲濾液A，在進行生物處理之前都有必要先通過物化法將其所含的有毒有機污染物去除或降低到適當(dāng)?shù)臐舛确秶?，以改善后續(xù)工藝的運行狀況。
　　 本文以垃圾滲濾液A作為多級預(yù)處理的研究對象。在石灰沉淀-混凝法預(yù)處理部分，由于飽和石灰水本身堿性不高且滲

6、濾液具有一定的緩沖作用，所以調(diào)節(jié)pH值時加入適量的NaOH有助于石灰沉淀作用。相對于FC和FS，PAC為較佳的絮凝劑。助凝劑PAM和PAC配合使用不但增大了滲濾液COD的去除率，而且有利于絮體的沉降。采用GC-MS法對石灰沉淀-混凝預(yù)處理前后滲濾液中有機污染物的分析表明，石灰沉淀-混凝預(yù)處理可以去除滲濾液中部分有機污染物，特別是含量較低的難生物降解有機物，進而提高滲濾液的可生化性。與此同時，表征滲濾液中難生物降解有機物的指標(biāo)A260的分

7、析結(jié)果也表明預(yù)處理后該類物質(zhì)可去除約48.67％。為了將垃圾滲濾液中有毒且難生物降解的小分子有機物去除或降低到適當(dāng)?shù)臐舛确秶瑢嶒瀸κ页恋?混凝預(yù)處理出水進行氧化處理?？疾炝藀H值、氧化劑用量、反應(yīng)時間和反應(yīng)溫度等對 NaClO、Ca(ClO)2、KMnO4氧化處理效果的影響，并篩選出較優(yōu)的氧化劑NaClO。采用NaClO進行正交試驗時，試驗結(jié)果表明：影響次氯酸鈉氧化作用的主次順序為NaClO折合有效氯用量>反應(yīng)時間>反應(yīng)溫度，且次氯

8、酸鈉用量對處理效果有顯著影響。氧化預(yù)處理后滲濾液中有機污染物的GC-MS分析顯示，滲濾液中低含量有機污染物的譜峰經(jīng)氧化處理明顯下降的同時，有機污染物的總離子流圖上部分短鏈脂肪酸的峰高增加。這歸因于氧化劑NaClO將滲濾液中的部分有毒或難生物降解有機污染物轉(zhuǎn)化成一系列小分子有機物，從而提高了滲濾液的可生化性。
　　 本文以垃圾滲濾液中的典型有機污染物苯酚為對象，分別在無氨氮體系和氨氮體系中考察了NaClO處理苯酚廢水的氧化特性，探

9、討了相應(yīng)的反應(yīng)途徑。實驗結(jié)果表明：無氨氮體系中，NaClO氧化降解苯酚時氯化中間產(chǎn)物氯酚有且僅有5種，它們分別是2-MCP、4-MCP、2，6-DCP、2，4-DCP和2，4，6-TCP。在試驗所取的pH值范圍6～9內(nèi)，同一氯酚在不同pH條件下隨反應(yīng)時間增加表現(xiàn)出相似的變化趨勢，但不同pH條件下濃度變化速率存在一定差異，且弱堿性條件下有利于苯酚連續(xù)氯化反應(yīng)的進行。加氯量的增大不僅有利于苯酚的氯化，而且有利于苯酚氯化中間產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化和氧化降

10、解。在含氨氮的苯酚廢水中加入NaClO，氨氮將與苯酚發(fā)生競爭反應(yīng)。折點加氯曲線表現(xiàn)為當(dāng)氯與氨氮質(zhì)量比由5.35上升到27.67時，氨氮去除率的變化趨勢滯后；而余氯量則不斷減小，沒有折點出現(xiàn)。隨著氨氮濃度增加，苯酚的氧化降解受到抑制：一方面，苯酚的去除率不斷下降；另一方面，體系中檢測到一系列氯酚中間產(chǎn)物。這些氯酚中間產(chǎn)物至少有2種(2-MCP和4-MCP)，至多有5種(2-MCP、4-MCP、2，6-DCP、2，4-DCP和2，4，6-T