1、 老虎冲垃圾填埋场渗沥水净化技术研究 i Study of Leachate Purification Technology for Laohuchong Landfill ii iii 毕业设计（论文）任务书 毕业设计（论文）题目： 老虎冲垃圾填埋场渗沥水净化工艺研究 设计 (论文 )的基本内容： 针对处理过程中出现的处理效率不高导致的难以满足处理需要和产生大量浓缩液增加其处理成本的问题，提出在调节池与碟管式反渗透技术的主处理工艺之间，加入预处理过程。主要从物化处理方向采取措施： 物化处理 向经过调节池沉降后的污水中加入聚丙烯酰胺，使污水中污染物形成较大的，沉降性能较好的絮凝体，通过沉 淀得
2、以去除。 毕业设计（论文）专题部分： 题目： 设计或论文专题的基本内容： 学生接受毕业设计（论文）题目日期 第 3 周 指导教师签字： 年 月 日 iv 摘 要 近年来，我国绝大部分城市对垃圾的处理都采取卫生填埋的方法，这种方法处理简单，经济有效。但是，这种处理方法会导致填埋场周围环境的污染，特别是其产生的含有高浓度污染物的垃圾渗滤液对地下水体的污染，所以，垃圾渗滤液的处理是减少地下水污染必不可少的措施。 本文以沈阳市老虎冲垃圾填埋场所产生的垃圾渗滤液为研究对象，在了解主要处理工艺流程的基础上，对垃圾渗滤液进行预处理，使其以更快的速度经过主处理即碟管反渗透技术的膜柱，从而使日处理量得以增大，处
3、理效率得以提高。 本研究采用混凝沉降物化处理方法，以处理前后混合液浊度为监测指标，应用聚丙烯酰胺 (PAM)作为絮凝剂、 CaCl2 作为助 凝 剂，通过单因素实验和四因素三水平正交实验，考查药剂用量以及混合液 pH 值对混凝沉淀效果的影响，确定混凝沉降最佳条件和各因素的主次作用关系。 通过试验研究，得出如下结论： 1.通过单因素实验 ，确定最佳条件为： PAM 的最佳加入量为 2500mg/L， CaCl2 用量为 1.5ml/100ml 水样（其中钙离子的浓度为 0.5mol/L），实验操作的最佳 pH 为 8.0，悬浮污染物去除率均达到 71%。 2.正交试验得到去除的最佳方案为： 沉降
4、时间为 9h， CaCl2 用量为 1.0ml/100ml 水样， PAM 加入量为 2250mg/L， pH 值为 8.5，悬浮污染物去除效率达 72.08%。 3. PAM 加入量是影响混凝沉淀效果的最主要因素，其次分别为钙离子加入量、沉降时间以及 pH。 关键字： 垃圾渗滤液 ，混凝沉降，聚丙烯酰胺，单因素实验，正交实验iii Abstract In recent years,most cities have selected and adopted the method of sanitary landfill to dispose of garbage,this method is
5、simple, cost-effective.However,this approach will lead to environment pollution around the landfill site,in particular,produce a high pollution concentrations of landfill leachate,so the treatment to reduce the harm is very essential. In this paper,research on coagulation treatment for the landfill
6、leachate from Shenyang Laohuchong landfill was performed to decrease the content of the suspending contaminants,so as to increase filtration purification efficiency of the landfill leachate in situ. In this study, we adopt coagulation treatment and use the mixture of turbidity monitoring indicators
7、before and after the application of polyacrylamide (PAM) as a flocculant, CaCl2 as a coagulant aid by single factor experiments and orthogonal four factors and three levels,examine the effect of pharmaceutical dosage and pH value of mixture on the coagulation and sedimentation,to determine the best
8、conditions and coagulation factors in primary and secondary interaction. The mainly conclusions of this research are as followed: 1.In the single factor experiment,we can determine,PAMs the best addition is 2500mg/L,the best dosage of calcium 1.5ml/100ml water samples (in which the calcium ion conce
9、ntration is 0.5mol / L),experimental optimal operation pH 8.0. The suspended pollutant removal reached 71%. 2.In the orthogonal experiment,the optimum conditions for the experiment is： deposition time is 9 hours,calcium ion addition is 1.0ml/100ml water samples,PAM dosage of 2250mg /L,pH = 8.5. The
10、suspended pollutant removal reached 72.08%. 3.It proved the factors leading the most important is the added amount of PAM, followed by the quantity of calcium ions,deposition time and pH in the study. Keywords:Landfill leachate,Coagulation,Polyacrylamide,Single factor experiment, Orthogonal experime
11、nt- 1 - 目 录 毕业设计（论文）任务书 . i 摘 要 . ii Abstract . iii 第 1 章 绪论 . 1 1.1 课题背景 . 1 1.2 垃圾渗滤液的来源以及影响因素 . 2 1.3 处理技术的发展 . 3 1.3.1 物化处理法 . 3 1.3.2 土地处理法 . 5 1.3.3 生物处理法 . 5 1.4 研究现状及其展望 . 7 1.4.1 我国现阶段的研究现状 . 7 1.4.2 渗滤液处理展望 . 7 1.5 研究目的和意义 . 8 1.6 研究思路和内容 . 8 第 2 章 研究的理论基础 . 9 2.1 混凝原理 . 9 2.2 混凝剂及其作用机理 .
12、11 第 3 章 研究的材料和方法 . 15 3.1 研究区概述 . 15 3.2 试样采集 . 15 3.3 实验步骤和方法 . 16 - 2 - 3.3.1 实验仪器和药品及其原理讲述 . 16 3.3.2 实验方法 . 16 第 4 章 研究结果及 其 讨论 分析 . 18 4.1 单因素实验 . 18 4.1.1 混凝剂 PAM 最佳投药量 . 18 4.1.2 钙离子的最佳加入量 . 19 4.1.3 最佳 pH 的确定 . 20 4.2 正交实验 . 21 4.3 实验结果的讨论 . 22 第 5 章 结论 . 24 参考文献 . 25 致谢 . 27 附录 . 28 - 1 -
13、第 1 章 绪论 1.1 课题背景 随着城市规模的发展和城市人口的增多，城市的生活垃圾、工业垃圾等的数量也在逐渐增加，目前，我国垃圾处理的方法主要是采取卫生填埋的方式，其优点在于处理方法简单且经济实用，是实现垃圾无害化的一个重要手段。但是，在处理过程中，由于降雨、微生物分解垃圾中的一些物质等各种原因，在垃圾层中会产生一种高浓度的有机废水，即为垃圾渗滤液，且渗滤液在形成的过程中，会产生多种污染物，这些污染物化学成分复杂 ，浓度较高，有机污染物、重金属、氨氮的含量都很高，且外状呈深黑色，具有恶臭味等。譬如，一般渗滤液中的有机污染物中就含有烃类物质、酸酯类物质、醛酮类物质等，重金属离子则包括如 Cu
14、、 Pb、 Cd、 Cr Zn、 Fe、 Hg、 Mn As 等。这些都造成了垃圾渗滤液在处理上的难度 1。 由于城市生活垃圾产生恶臭，孳生蚊蝇，传染疾病，破坏市容，严重影响城市环境卫生质量和威胁人民群众身体健康 , 因而城市生活垃圾问题已成为当今世界最严重的公害之一。另一方面，材料科学技术的日新月异和人类淡漠的生态意识又使垃圾污染呈现多源性。填 埋场垃圾既包含厨房垃圾、庭院等生活垃圾，又包括街道清扫垃圾等市政垃圾；既有有机垃圾，又有无机垃圾，甚至还有具有放射性、传染性、腐蚀性、剧毒性、爆炸性等危害的物质。不同类型的垃圾通过各种主动或被动传播行为不仅扩散到人类居住的陆地环境， 而且还扩散到无人
15、类久住的海洋和太空，从而形成日益严重的土壤污染、大气污染和水污染 , 造成广泛的灾害隐患。而由这些垃圾产生的垃圾渗滤液，则由于其本身所带有的污染特点，被渗滤液沾到的树木、植被在短时间内便会迅速死亡，而被渗滤液侵蚀过的土壤则几乎寸草不生。渗滤液一旦渗入地下 ,就会对地 下水造成严重污染。受垃圾渗滤液污染的地下水不仅不能饮用 ,而且皮肤接触后会引发疾病 2。垃圾渗滤液对地下水、土壤和生态系统产生的污染和影响延缓的时间很长，少则几年，多则几十年甚至几百年，人工处理和修复必须付出高昂的代价。因此，运用有效的方法处理垃圾渗滤液在全世界范围内都显得尤为迫切 3。 本论文中，作者采取的研究水源来自沈阳市老虎
16、冲垃圾填埋场的垃圾渗滤液。老虎冲垃圾填埋场是沈阳市重要的城市垃圾处理单位，该厂渗沥液采用碟管反渗透工艺净化处理，效果良好。但是，随着垃圾填埋量的不断增加，渗沥液日渐增多，现有碟- 2 - 管反渗透系统的处理能力已经不能满足要求，出现了一部分渗沥液无法及时净化，被迫储置的局面，这一问题日益严重，对填埋厂的正常运行产生了不利影响，而增设新的处理系统面临着投资大、建设周期长等问题，因此，亟需对现有处理工艺进行改进，提高其处理能力。本研究针对老虎冲垃圾填埋厂现有碟管反渗透系统，开展混凝沉降试验研究，使渗沥液中大量污染物实现早期沉淀，提高砂滤和芯滤作业对污染物的去除效率，减小碟管反渗透系统的污染负荷，从
17、而提高整个工艺的处理能力，缓解该填埋厂渗沥水处理能力不足的矛盾；同时开展微生物净化试验探索研究，为进 一步改进该填埋厂渗沥水处理工艺奠定基础。这种方法使得老虎冲垃圾填埋场的处理工艺走向多种处理方法相结合的趋势，主要考虑到了处理负荷与处理成本的相协调以及主次处理工艺的安排，使得渗滤液的处理具有针对性和实际可行性。 1.2 垃圾渗滤液的来源以及影响因素 垃圾渗滤液的来源主要包括大气降水，垃圾本身所含的水分，地下水渗入，地下水流入这几个方面。一般来说，降雨强度大小、降雨时间长短、填埋场基础位置的高低、填埋场覆盖层植被的好坏和场地排水设施的完善程度决定了渗滤液的多少。垃圾入场后，经过一定程度的压实，部
18、分的垃圾水分变成 渗滤液从填埋场流出；垃圾中的有机物在填埋场内发生厌氧降解，产生污染水。垃圾分解出水量的多少主要取决于垃圾的成分、温度、覆盖层性质等。在旱季或枯水期时 , 垃圾填埋场渗滤液水量少 , 其垃圾自身的水分基本上被覆土吸收或被蒸发掉。只有经过降雨后 , 垃圾填埋场才会有大量的渗滤液渗出来并且渗滤液的量与雨量的大小成正比 4。 渗滤液的影响因素可大致分为水质影响因素和水量影响因素。其中水质影响因素包括： 1) 垃圾成分：垃圾填埋场渗滤液水质主要受垃圾成分的影响。垃圾中厨余含量多少决定渗滤液中 COD、 BOD5 的高低。此外，炉 灰、渣土等可吸附、过滤渗滤液中的有机物，同时也影响渗滤液
19、水质。此外，由于人们生活水平、生活习惯以及环保意识的不同，造成各城市的垃圾组成不同，从而使垃圾渗滤液中 COD、 BOD5 浓度值差别很大。2) 填埋时间：填埋是一个垃圾多次填充、覆土的过程，垃圾处于不同的阶段，其物化、生物学特征及其活动方式都不同。 5 年以内渗滤液的 pH 值较低， BOD5、 COD、 挥发性脂肪酸 (VFA)、金属离子浓度均较高； 10 年以上渗滤液的 pH 值接近中性， BOD5、 COD、VFA、金属离子浓度较低，但氨氮浓度较高。 3) 填埋工艺和方式：不 同的填埋工艺、填埋密度和深度会影响垃圾与水的接触时间以及垃圾降解速度，从而决定渗滤液中污染物的浓度。渗滤液水量的影响因素，降水量和蒸发量是影响渗滤液水量的重要因素，它们
