渗滤液的反渗透浓缩液回灌研究

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1、渗滤液的反渗透浓缩液回灌研究作者：刘研萍李秀金王宝贞摘要：反渗透处理渗滤液会产生一定量浓缩液，浓缩液的污染物浓度远高于渗滤液。对浓缩液回灌于填埋垃圾体进行实验，结果表明：浓缩液回灌对有机污染物有很好的去除效果，厌氧条件下COD去除率为81.56%，BOD5去除率为82.5%，NH3-N去除率为60%～70%；浓缩液回灌的最佳水力负荷为32.38mL/(L•d)，此时回灌浓缩液COD浓度＜75000mg/L时，COD去除率达85%以上；回灌的浓缩液pH为9时，COD去除率最高；而pH为11时，NH3-N去除

2、率最高。关键词：回灌；渗滤液浓缩液；垃圾填埋场0引言由于渗滤液污染物具有浓度高、氨氮和重金属含量高、水质随填埋时间而发生变化等特点，为其处理工艺的选择带来难度，目前，反渗透已成为处理渗滤液的最有效技术。反渗透膜技术处理垃圾渗滤液必然产生浓缩液，渗滤液的反渗透浓缩液是一种高浓度的有机废液，其COD和电导率值往往是原生渗滤液的3～4倍，甚至5倍。浓缩液的处理主要有焚烧、固化、蒸馏干燥和回灌等方法，其中最经济的方法是回灌于填埋场。近年来，为了促进卫生填埋场的功能，开发了“生物反应器”填埋场，在时间和地点上有限度

3、地控制渗滤液回灌填埋场垃圾体，把填埋场作为一个以垃圾为填料的巨大的生物滤床，通过物理、化学和生物等多种作用实现污染物的降解。大量研究表明，渗滤液回灌可以缩短填埋垃圾的稳定化进程，增加填埋场的有效库容量，促进垃圾中有机物的降解，缩短产沼气时间，回灌后的渗滤液水量水质得到均衡，有效固结重金属，有利于反硝化脱氮，降低渗滤液的污染物浓度等优点。以渗滤液回灌填埋场的研究和实践为基础，德国从1986年开始将反渗透浓缩液回灌填埋场，实践证实：在充分考虑相关填埋场的特征设计基础上，长期采用回灌处理浓缩液的系统，填埋场排出

4、的渗滤液中主要污染物质浓度没有显著变化。本研究在填埋场现场，进行将反渗透处理渗滤液的浓缩液回灌于垃圾堆体的实验，分析COD、BOD5、NH3-N、pH等水质指标的变化及回灌的主要影响因素，探讨浓缩液回灌对填埋场渗滤液水质的影响，并对作用机理进行分析。1材料与方法1.1渗滤液处理工艺填埋场的渗滤液处理采用反渗透——浓缩液回灌工艺，工艺流程见图1，处理能力500m3/d，回收率80%。反渗透系统对污染物的去除效果极高，对COD、TOC和金属离子去除率均＞99%，NH3-N去除率＞98%，具有很高且稳定的脱盐率

5、，出水达(GB16889-1997)一级排放标准。浓缩液回灌设计：在填埋场建设时，首先将浓缩液回灌管铺设到拦渣坝以上，然后向左右各延伸200m，每隔20m预留一个接口，每个接口设有控制阀门。当需要回灌时，用活动管道连接任意一个接口，打开阀门，在浓缩液储存池上加压，就可以把浓缩液经泵输送到填埋场。回灌浓缩液要求垃圾填埋场至少有10m的填埋高度，在填埋高度不足10m而高于5m时，要求回灌点距离渗滤液收集管出口至少有100m的距离，而且回灌点每年更换1次，使垃圾场内的水分均匀分布。该垃圾场可在4年内超过10m的

6、填埋高度。图1渗滤液处理工艺流程1.2回灌实验装置由于垃圾填埋场操作工作面大，回灌对渗滤液的影响短期内不明显，故在现场进行回灌实验，设计并建造4套厌氧反应器，1套好氧反应器。反应器呈长方体，砖混结构，四壁及底部均做防渗，有效容积均为2.8m3，有效高度3m，顶部设置一根导气管以导出填埋气体，底部设置一支Φ20mm的阀门以排放渗滤液，每个反应器的垃圾填埋高度均为2.65m，覆土0.05m，再铺砾石0.05m，并在砾石层内铺设多孔布水管。好氧反应器中间安置一根Φ40mm的PVC穿孔管，外接鼓风机。回灌方式采用

7、多孔布水管进行表面喷洒。反应器示意图见图2。实验所用城市生活垃圾取自垃圾填埋场。每套实验装置的具体研究目标列于表1。图2浓缩液回灌试验装置表1回灌装置的研究目标1.3回灌水质和水量卫生填埋场内的生活垃圾压实后初始含水率为40%，实验中取理论上使垃圾含水率达到70%的回灌量，每次回灌量0.74m3。由于反渗透系统回收率为80%，渗滤液浓缩了5倍而成浓缩液。实验用回灌渗滤液和浓缩液水质见表2。表2渗滤液及浓缩液水质2结果与讨论2.1渗滤液水质的变化2.1.1COD的变化实验前8周，每周回灌1次，第9～20周，

8、填埋垃圾体进入产甲烷阶段后，每周回灌3次。厌氧条件下，浓缩液回灌出水稳定后COD去除率为81.56%，渗滤液回灌COD去除率为90.67%，而不回灌反应器对COD的去除率仅为8.9%；可见，浓缩液回灌与渗滤液回灌对COD都有较高的去除率，但由于浓缩液的COD很高，虽然回灌对其去除量很大，但回灌后产生的渗滤液COD浓度仍很高。微好氧条件下，浓缩液回灌COD去除率达91%，比回灌至厌氧填埋体浓缩液的COD去除率平均高10%左右。各