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难降解垃圾渗滤液的物化处理技术

来源: 作者: 发布时间:2014-04-09  

1.3  氨氮的吹脱技术

氨氮的去除方法,除了上述的化学沉淀法外,常用的处理技术还有氨氮的吹脱技术。吹脱是以曝气的物理方式使游离氨从水中逸出,以降低废水中氨氮浓度,常用作生化处理的前处理方法。因为当BOD5/NH3-N<100.03.6时,生物反应达不到除氮的要求;同时高浓度的氨氮还会抑制微生物的活性,因此常需采用物化处理方法进行脱氮前处理。

氨在水中的基本平衡可用下式表达:

NH3+H2ONH2++OH

溶液中游离氨所占比例与溶液pH有关,pH越高,水中游离氨越多,氨氮越容易被吹脱除去。此外,温度对游离氨所占比例亦有影响。

对垃圾填埋场的成熟渗滤液进行过氨氮吹脱技术,pH=11.5、吹脱时间=24 h时,氨氮初始质量浓度为2 215 mg/L其去除率为95%。且随着气体流速的增加,气液两相接触越充分,吹脱效果越好。

氨氮吹脱技术对氨气的去除效果非常好,但对COD的去除效果很差,指出光用氨氮吹脱技术处理难降解垃圾渗滤液是不够的,需要后续的生化方法如硝化反应配合使用,才能使出水达到排放要求。

一般来说,氨氮初始质量浓度为2203 260 mg/L的垃圾渗滤液,运用氨氮吹脱技术,氨氮去除率可以达到85%~95%COD去除效果很差,往往低于47%COD初始质量浓度在50047 800 mg/L)。从处理效果和运行费用看,氨氮吹脱技术不失为环保工作者青睐的方法。然而,该技术最大的缺点是吹脱出来的氨气易造成二次污染,需要额外的措施,如用酸液吸收。并且当氨氮初始质量浓度低于100 mg/L时,该技术效果不明显。

1.4  吸附

在相界面上,物质的浓度自动发生累积或浓集的现象称为吸附。吸附作用可发生在各种不同的相界面上。但在废水处理中,主要利用固体物质表面对废水中污染物的吸附作用。吸附法就是利用多孔性的固体物质,使废水中的一种或多种物质被吸附在固体表面而达到去除的目的。活性炭吸附在垃圾渗滤液处理中应用最广泛。

对填埋场渗滤液做活性炭吸附试验,发现COD初始质量浓度为940 mg/L的渗滤液经过活性炭吸附后,其去除率是91%;同时,指出吸附速度主要由液膜扩散速度和颗粒内部扩散速度控制。

用活性炭、氧化铝和氯化铁3种吸附剂处理垃圾渗滤液中的重金属(Cd() Cu()Cr()Mn()Pb() Zn()),发现活性炭的吸附效果最好,当pH6.07.7时,80%~96%的重金属被去除,同时活性炭的吸附等温式符合弗罗因德利希经验公式。

总的来说,用活性炭吸附垃圾渗滤液中的有机物效果很明显,当COD初始质量浓度在9407 000 mg/L时,去除率高达90%。然而,活性炭吸附柱需要经常再生以及高昂的费用,使得其在发展中国家的应用有限。

1.5  膜分离法

膜分离法是利用隔膜使溶剂(通常是水)同溶质或微粒分离的方法。膜分离法的特点是:(1)在膜分离过程中,不发生相变化,能量的转化效率高;(2)一般不需要投加其他物质,可节省原材料和化学药品;(3)膜分离过程中,分离和浓缩同时进行,这样能回收有价值的物质;(4)根据膜的选择透过性和膜孔径的大小,可将不同粒径的物质分开,从而使物质得到纯化而不改变其原有的属性;(5)膜分离过程不会破坏对热敏感和对热不稳定的物质,可在常温下得到分离;(6)膜分离适应性强,操作及维护方便,易于实现自动化控制。在渗滤液的处理中,膜分离技术主要为反渗透和纳滤,有关电渗析的技术也有报道。

1.5.1  反渗透

反渗透可截留摩尔质量在几十克以上的离子和分子。由于截留物质大大增加,反渗透一般在简单过滤或经过预处理之后进行。许多垃圾填埋场用反渗透法可将渗滤液的容积减少75%~80%,然后再将浓缩液回灌至填埋场。CHIANESE[22]将反渗透用于垃圾渗滤液的小试实验,发现渗透速度与COD的阻力系数呈线性负相关,但COD的阻力系数与COD浓度无关,只与操作压力有关。当操作压力为53 MPa时,COD阻力系数为0.98

用反渗透处理垃圾填埋场渗滤液,发现COD和氨氮初始质量浓度分别为1 5001400 mg/L 时,其去除率均在96%~97%。试验结果表明,用反渗透法处理垃圾渗滤液效果很明显。

反渗透法也有不足之处,需要定期清洗膜表面的沉淀物以及能耗高。用反渗透法处理垃圾渗滤液的费用60%~80%在能耗上。

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