Fenton+强化SBR法处理城市垃圾渗滤液的研究

摘要

城市垃圾填埋过程中产生大量的垃圾渗滤液,是一种典型的高污染、高浓度、高毒性并且较难降解的有机废水,很容易对环境造成二次污染。因此,垃圾渗滤液的处理已成为亟待解决的问题。
　　本文以西安市江村沟垃圾填埋场的垃圾渗滤液为研究对象,采用Fenton+强化SBR联合工艺对其进行处理。Fenton法作为预处理,在去除部分污染物质的同时,提高渗滤液的可生化性,后续采用SBR工艺进行处理,使污染物浓度进一步降低。
　　通过Fenton实验和单因素分析实验,得出Fenton氧化法处理垃圾渗滤液的最佳条件为:反应时间为60min,初始pH值为4,Fe2+投量为0.04mol/L,30％的H2O2投量为5mL/100mL垃圾渗滤液。在最佳反应条件下,Fenton氧化法对COD和NH3-N的平均去除率分别是69.04%和12.38%。Fenton氧化法对COD的去除比较显著,而对NH3-N的去除效果不好。采用Fenton氧化法处理垃圾渗滤液可去除难降解的有机物,或者使大分子物质分解成小分子物质,降低后续生物处理的负荷和处理成本,使其利于后续生物降解。
　　后续采用SBR反应器进行处理。实验研究确定了SBR反应器的运行模式为A/O型,先好氧曝气8h,再厌氧搅拌3h,这种运行模式有助于系统对氨氮的去除。实验还考察了不同的溶解氧浓度和初始pH值对SBR反应器的影响,当溶解氧浓度为3-4mg/L,初始pH值为7.5时,SBR反应器对COD和NH3-N的去除率分别为69.3%和76.7%。
　　论文研究了向SBR反应器中投加强化剂的处理效果,研究不同投加时段(曝气段、缺氧搅拌段和静止沉降段)对污染物去除效果的影响,确定在曝气段投加活性炭或硅藻土处理效果最好。较之空白SBR工艺,活性炭-SBR工艺对COD和NH3-N的去除率分别提高9.41%和14.31%,硅藻土-SBR对COD和NH3-N的去除率分别提高6.43%和9.24%,并测定了对重金属Cr、Ni、Cu、Cd、Zn、Hg的去除效果,均有所加强。
　　对SBR反应器内硝化反应动力学过程进行研究,得到活性炭-SBR工艺、硅藻土-SBR工艺和未强化SBR工艺的饱和常数ks分别是18.01、16.22和14.26,vmax分别是0.0036、0.0033和0.0029。说明在相同的反应条件下,去除等量的氨氮,活性炭-SBR工艺和硅藻土-SBR工艺比未强化SBR工艺所需要的反应时间短,或在相同的反应时间内所去除的氨氮较多,从反应动力的学角度说明了投加粉末活性炭和硅藻土能提高生物处理系统的脱氮效果。
　　工艺技术和经济技术分析表明,用粉末活性炭和硅藻土强化SBR工艺处理垃圾渗滤液在工艺技术上是可行的,且能取得较好的处理效果,通过比较得出在经济技术上也是可行的。

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第一章 绪论

1.1 垃圾渗滤液概述

1.2 垃圾渗滤液排放标准

1.3 国内外垃圾渗滤液处理技术与工艺

1.4 垃圾渗滤液处理现状及发展方向

1.5 研究背景、意义和内容

第二章 试验技术路线及方案、材料与方法

2.1 试验技术路线及方案

2.2 试验材料

2.3 分析项目和测定方法

第三章 Fenton法处理垃圾渗滤液的实验研究

3.1 Fenton法处理垃圾渗滤液的基本原理与应用

3.2 材料与方法

3.3 实验结果与分析

3.4 本章小结

第四章 SBR反应器的启动及最佳运行条件确定

4.1 SBR工艺的特点及在垃圾渗滤液处理中的应用

4.2 实验方法

4.3 传统SBR和A/O型SBR的运行特点及比较

4.4 试验装置及材料

4.5 活性污泥驯化

4.6 A/O型SBR最佳反应条件的确定

4.7 Fenton出水作为SBR进水实验结果及分析

4.8 本章小结

第五章 强化SBR处理垃圾渗滤液的研究

5.1 强化SBR可行性分析

5.2 投加活性炭粉末和硅藻土强化SBR工艺处理垃圾渗滤液的实验研究

5.3 强化SBR工艺技术经济分析

5.4 本章小结

第六章 脱氮机理分析

6.1 SBR工艺中生物脱氮原理

6.2 硝化动力学分析

结论与建议

参考文献

致谢