混凝-SBR工艺处理垃圾渗滤液的研究

李亚峰1，邢永大2，薛军3
（1.沈阳建工学院，辽宁 沈阳 110015；2.营口市建设监理公司，辽宁营口 115004；
3.沈阳东宇环境工程有限公司，辽宁沈阳110001）

　　摘　要：对混凝—SBR工艺处理生活垃圾渗滤液进行研究，确定了混凝剂的种类、用量以及PH值、生化时间等技术参数。研究结果表明，采用聚合氯化铝铁混凝-SBR生化处理工艺，能够使垃圾渗滤液的 COD_Cr值从5000－14000mg/L降低到200mg/L以下，BOD₅值从1800～5600mg/L降低到100mg/L以下，NH₃-N值从47～374mg/L降低到15mg/L以下。
　　关键词：渗滤液；混凝；SBR法
　　中图分类号：X703；X799.3
　　文献标识码：A
　　文章编号：1009-2455(2002)02-0025-03

Research on the Treatment of Landfill Leachate Using Coagulation-Sequencing Batch Reactor Process
LI Ya-feng1, XING Yong-da2, Xue Jun3
(1.Shenyang Civil Engineering College, Shenyang 110015, China;
2. Construction Supervision Company of Yingkou City, Yinkou 115004, China; 3. Sheyang Dongyu Environment Engineering Co.Ldt. , Shenyang 110001, China)

　　Abstract: The test aimed at finding out optimum type and dosage of coagulator, pH value and bio-treatment time in treating landfill leachate using coagulation-SBR(sequencing batch reactor)process. The results shows that with polyaluminium chloride as a coagulant in SBR process COD_Cr of leachate is reduced to 200 mg/L from 5000-14000mg/L, BOD5 is reduced to below 100mg/L from 1800-5600 mg/L, NH₃-N is reduced to below 15mg/L from47-374 mg/L.
　　Keywords:landfill leachate; coagulation; sequencing batch reactor

　　城市生活垃圾卫生填埋是目前国内外广泛采用的固体废弃物处理方法之一^[1]。但产生的渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，若不加处理而直接排人环境，会造成严重的环境污染。垃圾渗滤液的特点是有机物浓度高，水质水量变化范围大，微生物营养元素比例失调，而且氨氮和金属含量也较高。垃圾渗滤液的处理目前尚无十分完善的处理工艺，大多根据不同填埋场的具体情况及其它经济技术要求提出有针对性的处理方案和工艺。
　　根据垃圾渗滤液的特点，采用混凝.SBR法对其进行处理，取得了良好的处理效果。

1 试验方法与材料

1.1 处理工艺流程
　　本试验采用以下处理工艺：

　　　　　　垃圾渗滤液→ 化学混凝 → 沉淀 → SBR生化处理 → 出水

1.2 试验材料与设备
1.2.1 试验材料
　　试验污水：沈阳市赵家沟固体废弃物处理厂；
　　pH调节剂：Ca（OH）₂悬浊液；
　　混凝剂：自制的无机高分子絮凝剂；
　　活性污泥：沈阳市北部污水处理厂的活性污泥。
1.2.2 试验设备
　　COD_Cr速测仪；721分光光度计；SBR反应池；
　　小型气泵；流量计；测氧仪。

2 试验结果与讨论

2.1 试验水样及混凝剂的选择
　　本试验水样为沈阳市赵家沟垃圾场的渗滤液，其原水水质指标见表1。从表1可以看出，垃圾渗滤液中的COD_Cr、NH₃-N和SS都较高，而且变化范围较宽。

表1 垃圾填埋场渗滤液水质 pH COD_Cr/(mg.L^-1) BOD₅/(mg.L^-1) NH₃-N/(mg.L^-1) SS/(mg.L^-1) 7.2-8.0 5000-14300 1800-5600 47-374 900-1400

　　针对赵家沟垃圾场渗滤液的特点，本试验选用了三氯化铁、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝、净水灵及自制的DH－3混凝剂进行混凝试验，处理效果均比较理想。但考虑到成本因素，决定选用价格低廉的自制DH－3混凝剂。DH－3混凝剂是用煤歼石和盐酸反应，再通过聚合反应制取的聚合氯化铝铁。其成本约900元/t，使用时配成2％的水溶液。
2.2 pH值对COD_Cr去除率的影响
　　将试验水样的PH值分别调节到8，8.5，9，9.5，10，然后分别加人浓度为2％的DH－3混凝剂2.0mL，搅拌强度120r/min，搅拌时间60s，沉淀1h后测定上清液中的COD_Cr。试验结果见表2。

表2 pH值对COD_Cr去除率的影响 进水COD_Cr
/(mg.L^-1) 出水COD_Cr值及COD_Cr去除率 pH=8.0 pH=8.5 pH=9.0 pH=9.5 pH=10.0 COD_Cr
/(mg.L^-1) 去除率/% COD_Cr
/(mg.L^-1) 去除率/% COD_Cr
/(mg.L^-1) 去除率/% COD_Cr
/(mg.L^-1) 去除率/% COD_Cr
/(mg.L^-1) 去除率/% 5000 1780 64.41 1470 70.60 655 86.90 1125 77.50 1160 78.80 6000 1810 69.83 1540 74.33 860 85.67 1600 73.33 1800 70.00 7100 1900 73.24 1410 80.14 910 87.18 1320 81.41 1470 79.30 7300 1870 74.38 1200 83.56 970 86.17 1350 81.51 1300 82.19 9800 2200 77.55 1370 86.02 1170 88.06 1560 84.08 1600 83.67 12000 2640 78.00 1680 86.00 1210 89.91 1910 84.08 2100 82.50 14300 2600 81.82 1690 88.18 1230 91.40 2010 85.94 2100 85.31

　　由表2可以看出，随着进水COD_Cr浓度的增加，COD_Cr去除率总趋势升高。但无论进水COD_Cr值高低，在pH值为9时，对于同一渗滤液COD_Cr去除率最高。
　　经测试知，当进水pH值为9时，原渗滤液处理后出水pH值为7左右。
2.3 混凝剂用量对渗滤液COD_Cr去除率的影响
　　试验以200mL垃圾渗滤液为试验对象，DH－3加药量分别为：1.4，1.6，1.8，2.0，2.2mL。其它共同条件为pH＝9.0，搅拌强度为120r/mn，搅拌时间为60S。试验结果见表3。 表3 DH-3加入量对COD_Cr去除率的影响 原水COD_Cr
/(mg.L^-1) 1.4mL 1.6mL 1.8mL 2.0mL 2.2mL COD_Cr
/(mg.L^-1) 去除率/% COD_Cr
/(mg.L^-1) 去除率/% COD_Cr
/(mg.L^-1) 去除率/% COD_Cr
/(mg.L^-1) 去除率/% COD_Cr
/(mg.L^-1) 去除率/% 5200 1200 76.92 900 82.69 700 86.54 800 84.62 890 82.88 6600 1200 81.82 1120 83.03 860 86.54 990 84.62 1050 82.88 8200 1210 85.24 1020 87.56 850 89.623 1000 87.80 1010 87.68 10200 1330 86.96 1210 88.14 890 91.27 1000 90.20 1100 89.22 13600 1500 88.97 1270 90.66 920 93.24 1180 91.32 1240 90.88 14300 1640 88.53 1270 91.12 900 93.71 1060 92.59 1290 90.98

　　由表3中数据可以看出，随着进水COD_Cr值的增加，同样加药量，COD_Cr去除率递增。同一水样，当加药量为1.8mL时，COD_Cr去除率最高。试验结果还表明，在合理的pH值范围内，投入最佳量的混凝剂，可使垃圾渗滤液的COD_Cr去除率达到90％以上。但单一经化学混凝处理的垃圾渗滤液还不能达到进入城市管网的要求（要求COD_Cr＜500mg/L），需要进一步处理。
2.4 生化试验（SBR法）
　　经测试，化学混凝处理后的渗滤液BOD₅和COD_Cr值的比值在0.35以上，生化性能较好，可以用生化法进行处理。
　　该试验设计污泥负荷为0.35－0.4kg[BOD₅]/（kg[MLSS]·d）^[2]，曝气池水深为400mm，处理水量为4.6L/次。微生物利用城市生活污水生化后的活性污泥，培养驯化10d^[3]。
　　先将驯化好的污泥装进SBR反应器中，然后将化学絮凝处理后的渗滤液在1－2min内装进反应器中。开动风机，通人空气，控制好流量进行曝气。按一定时间间隔测定水中的溶解氧、COD_Cr值，并测定了曝气6h时的BOD₅和NH₃－N值，试验结果见表4。

表4 不同曝气时间的水质变化情况 SBR进水 0.5h 1.0h 2.0h 3.0h 4.0h 5.0h 6.0h 　 COD_Cr BOD₅ NH₃-N COD_Cr DO COD_Cr DO COD_Cr DO COD_Cr DO COD_Cr DO COD_Cr DO COD_Cr DO COD_Cr DO 660 258 18.3 　 0.2 　 0.30 580 0.5 520 2.0 450 3.1 250 4.3 80 6.1 70.1 9.0 730 246 27.6 　 0.2 　 0.30 590 0.5 530 2.1 470 3.2 260 4.3 90 6.2 71.3 10.3 810 350 30.5 　 0.2 　 0.30 590 0.6 520 2.2 470 3.2 210 4.4 100 6.3 60.5 10.5 890 470 46.5 　 0.2 　 0.30 600 0.6 530 2.2 480 3.2 210 4.4 130 6.5 50.3 15.1 990 490 49.3 　 0.2 　 0.28 610 0.7 540 2.3 480 3.3 200 4.4 110 6.6 63.4 13.1

　　由以上试验结果可以看出，COD_Cr值随曝气时间增加而降低。对于COD_Cr值小于1000mg/L的污水（混凝处理后），当曝气时间为4h时，COD_Cr值小于500mg/L，DO在3.0mg/L以上；当曝气时间达到6h后，COD_Cr值小于200mg/L，BOD₅值小于100mg/L，NH₃－N值基本在15mg/L以下。

3 结论

　　①利用化学絮凝法先降低渗滤液的COD_Cr值，然后利用SBR生化法对渗滤液进一步处理，效果良好，各项指标均可达到排放标准。
　　②调节适当的pH值是絮凝成功的关键。由试验可知,pH值为9左右时是最佳pH值范围。混凝剂加药量的多少直接影响渗滤液处理的效果，对于COD_Cr值范围在5000－12000mg/L的渗滤液，其投加量为渗滤液的1.8％时，效果最好。
　　③SBR反应器的曝气时间为6h时效果较理想。

参考文献：

　　[1] 王琳.垃圾填埋渗滤液的处理方法[J]。城市环境与城市生态，1998,11（1）：25-28.
　　[2]张希衡.水污染控制工程[M]. 北京：冶金工业出版社，1993.
　　[3] 张大群.序批式活性污泥法（SBR）技术及关键设备研究探讨[J]. 中国环保产业，1996，(6)：30-32

　　作者简介：李亚峰（196－），男，辽宁兴城人，教授，硕士，硕士生导师，辽宁省优秀青年骨干教师，现主要从事水污染控制技术的教学和科研工作，承担完成了多项科研项目，获省、部及市级科技进步奖8项，出版著作5部，发表论文50余篇，沈阳建筑工程学院环境系给排水专业教研室，[email protected]。