二氧化氯在低浓度垃圾渗滤液深度处理中的应用研究
摘要:利用二氧化氯的强氧化性,对经生物处理后的垃圾渗滤液出水进行深度处理,当处理的进水CODCr浓度小于300mg·L-1时,控制流量为100L·h-1,投加适当浓度二氧化氯进行深度处理后,可使出水pH接近中性,出水水质达到垃圾渗滤液国家一级排放标准,同时,该处理技术对污水中的微生物具有很好的杀灭效果。大量实验研究表明,采用二氧化氯对低浓度垃圾渗滤液进行深度处理在工艺技术上是可行的,但当渗滤液有机污染浓度较高时,采用二氧化氯进行深度处理,并不是最佳选择。
关键词:垃圾渗滤液;二氧化氯;深度处理
近年来,随着我国经济突飞猛进的发展,城市化进程的加快,人们生活水平的提高,城市垃圾问题已经越来越突出。在我国,垃圾处理大多采用卫生填埋方式,由此产生了大量的垃圾渗滤液。垃圾渗滤液成分十分复杂,其污染特征是污染浓度高、变化大[1、2],金属离子含量高,营养元素比例失调,氨氮含量高,水质、水量变化大,可生化性差且与填埋年限有关[3~7]。目前,我国大多数垃圾填埋场都是采用比较经济的生物处理技术,经传统生物工艺处理后的渗滤液出水往往不能达标[8],需要对其进行深度处理。
关于渗滤液的深度处理国内外已有很多报道,通常采用的方法有吸附法[9]、化学混凝、沉淀法[10、11]、催化氧化法[8、12~14],但是由于受到处理成本或处理效果的限制,各种方法在普及应用上都受到了一定制约。本文通过采用二氧化氯作为氧化剂对已经过厌氧-吹脱-好氧处理后的垃圾渗滤液进行深度处理,研究二氧化氯对已经生化处理后的垃圾渗滤液水质在CODCr、色度、氨氮和大肠杆菌等方面的深度处理效果。
1材料与方法
1.1试验地点、材料与仪器
在北京市某生活垃圾填埋场设置渗滤液深度处理中试基地,试验时间为2003年4月到12月,处理对象为填埋场收集的生活垃圾渗滤液,已采用厌氧-吹脱-好氧处理工艺进行处理。投加的二氧化氯采用电解食盐式二氧化氯发生器(BJZL-300,北京)产生,二氧化氯发生器额定产氯量为30g·L-1;加氯设备为射流器;进水流量采用转子流量计计量,用阀门控制。
1.2测试项目及方法
1.2.1测试项目
对经二氧化氯深度处理后的渗滤液出水测定以下项目:CODCr、BOD5、氨氮、悬浮物、色度、微生物活体。各测定项目经3次平行测定,取其平均值。
1.2.2测试方法
化学需氧量(CODCr)采用重铬酸钾法;五日生化需氧量(BOD5)采用稀释接种法;氨氮(NH4+-N)采用纳氏试剂光度法;悬浮物(SS)采用石棉坩埚法;色度采用稀释倍数法;微生物活体采用平板法。
2试验结果分析
2.1二氧化氯处理效果
根据对均经生化处理后的不同渗滤液的多次采样分析结果,当二氧化氯加氯量为30g·h-1、处理水量为100~120L·h-1时,投加的二氧化氯对垃圾渗滤液的深度处理效果列于表1。
试验结果表明,二氧化氯对经生化处理后的低浓度垃圾渗滤液的CODcr、氨氮、BOD5、SS及色度都具有很高的去除率,深度处理效果良好,出水水质可达GB16889-1997《生活垃圾填埋污染控制标准》一级排放标准。经深度处理后出水由弱碱转变为中性,pH值升高,对受纳水体的不利影响降低。同时加氯过程是一个氯化气浮过程,废水中的部分悬浮物被氧化去除,另有部分形成浮渣被排出,大大降低了出水的SS浓度。
2.2二氧化氯适宜投放量及其处理效果
二氧化氯对垃圾渗滤液的深度处理效果受进水水质、加氯量等因素的影响,进水污染物浓度越高,若欲达到一定的处理效果则必然要求增加二氧化氯的投加量。表2表示在不同的进水流量、水质及不同加氯量的情况下,二氧化氯对渗滤液深度处理的效果。
2.2.1进水水质与加氯量
从表2可以看出,渗滤液CODCr去除效果与进水水质、加氯量有关,当进水CODCr浓度为300mg·L-1时,加氯量为300mg·L-1,CODCr去除率为70%以上,出水CODCr可达一级排放标准;当进水CODCr浓度为500mg·L-1时,加氯量增加到860mg·L-1,虽然CODCr去除率也能达到70%以上,但出水CODCr浓度不能达到一级排放要求。在相同加氯量下,进水CODCr浓度增大,其去除率下降。可见,对高浓度渗滤液而言,为保证达到一定处理效果,必然要求增大加氯量。
2.2.2色度去除、灭菌与加氯量
试验结果表明,深度处理过程中当进水渗滤液CODCr浓度较低时,投加较少量的二氧化氯,即可使出水色度大幅度降低,变为无色或淡黄色;当进水渗滤液CODCr浓度较高时,需投加3～4倍以上的二氧化氯才能使出水由红褐色转变为无色,但此时出水中余氯含量很大,能闻到很浓的氯气味。经验表明,出水余氯量为5~10mg·L-1时,废水中微生物绝大部分能被杀灭,出水余氯量在10mg·L-1左右时,废水中微生物即可全部被杀灭,能达到良好的灭菌效果。有关资料表明,出水余氯量在10mg·L-1左右,可为受纳水体接受,然而出水余氯含量太高,则会对受纳水体的生物造成危害。可见,为保证出水余氯量对受纳水体生物无害的要求,深度处理过程中不能任意增加二氧化氯的投加量,所以,二氧化氯深度处理方法更适宜于低浓度渗滤液的深度处理,这样既能获得良好的处理效果,也能保证出水余氯量符合排放要求。综上分析,对低污染浓度的垃圾渗滤液(CODCr含量≤300mg·L-1)投加二氧化氯进行深度处理在技术、经济和环境上都是可行的,但对高污染浓度的垃圾渗滤液而言,此种方法并不适宜。
3结论
(1)对经生化处理后的低浓度垃圾渗滤液采用二氧化氯进行深度处理能取得良好的效果,其对渗滤液中的CODCr、氨氮、BOD5、SS及色度都具有很高的去除率。
(2)经二氧化氯深度处理后,出水镜检不能观察到微生物活体,具有很好的灭菌效果,且出水渗滤液水质由弱碱性向中性转变,对受纳水体的影响降低。
(3)对低污染浓度的垃圾渗滤液投加二氧化氯进行深度处理在技术、经济和环境上都是可行的,但对高污染浓度的垃圾渗滤液而言,此种方法并不适宜。
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