混凝+电化学氧化法预处理兰州市垃圾渗滤液的实验研究

摘要

卫生填埋法是现阶段最主要的城市生活垃圾处理处置方法，填埋法会产生大量的渗滤液，垃圾渗滤液对地下水、土壤、周围环境都会造成严重的污染，而且渗滤液有机组分含量高、可生化性差还含有有毒有害物质，严重阻碍常规处理方法的处理能力和处理效率，目前渗滤液的处理方法主要有化法、生化法、联合工艺法三类。本文结合渗滤液处理难点采用混凝+电化学氧化法联合处理工艺，针对兰州市垃圾渗滤液进行实验研究，尽最大程度降低渗滤液中氨氮和COD的含量并提高可生化性，为后续生化处理创造较好的实验条件，达到联合工艺中预处理的作用。
　　兰州是西北寒旱地区典型城市，兰州市垃圾渗滤液具有全国垃圾渗滤液特点的普遍性又具有西北地区垃圾渗滤液的特殊性。本文主要在以下三个方面对兰州市垃圾渗滤液进行研究:
　　(1)模拟填埋实验。通过查阅文献以及对兰州市垃圾组分调查，确定垃圾组分配比并进行模拟填埋实验。通过控制垃圾中的含水量进行垃圾最佳含水量和实际水量对照实验，分别测定两组填埋实验垃圾降解阶段过程中氨氮和COD的含量并分析垃圾降解规律，为填埋场设计及运营提供相关理论数据。模拟填埋实验通过对比两种条件下实验结果发现，保持生活垃圾最佳含水量可以有效增加垃圾降解速度，促进垃圾中有机物的快速降解，缩短降解周期，对实际填埋场中水分的控制有一定的参考价值。生活垃圾在填埋过程中有机物降解规律明显，氨氮浓度在填埋过程中呈稳步上升趋势，直到填埋柱中的垃圾降解充分后浓度趋于平稳，由最初283mg/L，逐渐上升到1000mg/L，最后在1000mg/L左右波动;COD浓度变化与氨氮浓度变化规律差异较大，COD浓度在填埋实验10天左右时间快速上升由2822mg/L快速上升到51019mg/L，后逐渐下降最终平稳在4400mg/L。
　　(2)混凝实验。本实验是针对实际填埋场中COD峰值时段的水质进行处理混凝实验，通过与填埋实验COD峰值水样数据比较确定，选取环保公司垃圾渗滤液处理系统中调节池中的渗滤液为实验水样。实验选用经济高效的PAC、PFS、PFC三种混凝剂，通过调节混凝剂种类、混凝剂投加量和pH值确定COD和氨氮最佳去除率时的实验条件。混凝剂为PAC+PFS，投加量为8g/L，pH值为7.5时混凝实验可以达到最佳去除效果，此时氨氮去除率为40.2％;COD去除率为48.9％。通过调节PAC和PFS投加量调节实验，PAC∶PFS为1∶3时去除率达到最高。
　　(3)电化学实验。电化学实验水样为混凝实验的出水水质，实验通过调节电极板种类、电流密度、NaC1投加量、pH值等因素的值确定实验条件，从而达到最佳去处效果，为后续生化实验奠定基础。实验采用正交分析法确定在电极为Ti/RuO2-IrO2-TiO2;NaC1投加量为2g/L;电流密度为7.5A/dm2;pH值为7时实验出水去除率最高，氨氮去除率达到56.5％、CODcr去除率达到59.3％。
　　实验进水水质:氨氮浓度为2153mg/L，COD浓度为68312 mg/L，BOD5浓度为11164mg/L，B∶C为0.18。混凝+电化学实验后出水水质∶氨氮浓度为477mg/L，COD浓度为15441 mg/L，BOD5浓度为6537mg/L，B∶C为0.42。混凝+电化学实验对氨氮去除率为77.8％，对COD去除率为77.4％，B∶C由0.18上升到0.42，可生化性大大提升，对后续生化处理有着重要的意义，达到了最初的实验目的。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 城市生活垃圾的处理处置

1．1．1 我国城市生活垃圾处理处置方式

1．1．2 垃圾卫生填埋的发展

1．1．3 城市生活垃圾卫生填埋降解原理

1．1．4 垃圾渗滤液的水质特征

1．1．5 垃圾渗滤液的危害

1．2 兰州市城市生活垃圾概况

1．2．1 兰州市概况

1．2．2 兰州市生活垃圾物理组分

1．2．3 兰州市垃圾渗滤液的特点

1．2．4 课题的意义

1．3 垃圾渗滤液的处理方法

1．3．1 物化法

1．3．2 生物法

1．3．3 土地处理法

1．3．4 联合工艺法

1．4 混凝沉淀法概述

1．4．1 混凝沉淀原理

1．4．2 混凝法处理垃圾渗滤液的发展

1．5 电化学法处理垃圾渗滤液

1．5．1 电化学氧化法机理

1．5．2 电化学处理垃圾渗滤液的研究进展

1．6 课题的研究内容和研究方案

1．6．2 课题研究内容

1．6．3 研究方案

2 实验材料与方法

2．1 实验材料及药品

2．1．1 填埋垃圾

2．1．2 垃圾渗滤液

2．1．3 实验药品

2．2 实验条件的确定

2．2．1 填埋实验条件的确定

2．2．2 混凝实验条件的确定

2．2．3 电化学实验条件的确定

2．3 仪器装置

2．3．1 填埋实验

2．3．2 混凝实验

2．3．3 电化学实验

2．4 实验检测指标

2．4．1 检测指标及选择依据

2．4．2 检测方法

3 填埋实验

3．1 填埋方法

3．2 垃圾成分分析

3．3 垃圾填埋期渗滤液变化

4 混凝实验

4．1 实验条件设置

4．2 实验内容及结果分析

4．2．1 确定PFS与PAC投加比例

4．2．2 确定混凝剂最佳投加量

4．2．3 确定最佳混凝剂种类

4．2．4 确定最佳pH值

4．3 小结

5 电化学实验

5．1 正交实验设计

5．2 正交试验

5．2．1 正交实验一

5．2．2 正交实验二

5．2．3 正交实验三

5．2．4 正交实验四

5．2．5 正交实验五

5．2．6 正交实验六

5．2．7 正交实验七

5．2．8 正交实验八

5．2．9 正交实验九

5．3 正交实验结果

5．3．1 正交因素影响分析

5．3．2 综合确定最优工艺条件

5．4 影响因素机理分析

5．4．1 电极板影响机理

5．4．2 Cl-影响机理

5．4．3 电流密度影响机理

5．4．4 pH影响机理

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 不足

6．3 展望

致谢

参考文献