垃圾渗滤液处理技术的展望外文翻译资料

 2022-04-30 09:04

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垃圾渗滤液处理技术的展望

彭瑶

新乡大学化学与化学工程系，河南新乡453003
2013年8月13日收到;于2013年9月18日接受
2013年9月29日在线接受

摘要：垃圾填埋场旨在以经济成本处理大量废物，并可能降低环境影响;然而，不适当的填埋管理可能会通过排放高浓度污染废水（也称为垃圾渗滤液）造成严重的环境威胁。这个论文重点研究了不同技术处理垃圾渗滤液的成果，包括生物处理和膜技术。最后是垃圾填埋场的发展和展望预测渗滤液处理。

关键词：垃圾渗滤液；环保；展望

正文：

1.垃圾渗滤液简介

垃圾渗滤液是由自然湿度产生的液体并在有机物残留物中存在水，结果生物降解有机物的存在和通过覆盖层和内部垃圾填埋场的水渗透细胞，补充来自残渣物质的溶解或悬浮物质。垃圾填埋场的化学和微生物组成渗滤液是复杂且可变的，因为除了依赖于残留沉积物的特征之外，它还受环境条件，填埋场的操作方式并通过分解过程的动态发生在细胞内（El-Fadel等，2002;Kjeldsen等，2002）垃圾填埋场渗滤液通常是深色液体，其中强烈的气味，具有很高的有机和无机负荷。其特点之一是其中的水溶液这四组污染物存在：溶解的有机物物质（挥发性脂肪酸和更难处理的有机物质，如腐殖质），宏观无机化合物（Ca2 ，Mg2 ，Na ，K ，NH4 ，Fe2 ，Mn2 ，HCO3），重金属（Cd2 ，Cr3 ，Cu2 ，Pb2 ，Ni2 ，Zn2 ）和源自低浓度化学和家庭残留物的异生有机化合物（芳香族，碳氢化合物，酚类，杀虫剂等）（Christensenand Kjeldsen，1991）以及主要指示总体和耐热大肠杆菌的微生物（Moravia等，2013）。在这方面，年轻产酸垃圾填埋场渗滤液通常具有较高的特征：生化需氧量（BOD）（4000-13,000mg/L）和化学需氧量（COD）（30,000-60,000mg/L）浓度，中等强度的铵态氮（500-2000毫克/升），BOD/COD比率高达0.4至0.7，pH值低至4（Wuetal.2001;Morais和萨莫拉，2005年），与可生物降解的挥发性脂肪酸（VFAs）似乎是其主要成分（Azizetal。2007）。
2. 垃圾渗滤液处理的回顾和发展
2.1 生物治疗
由于其可靠性，简单性和高成本效益，生物治疗（暂停/附着生长）是常见的用于去除含有高含量渗滤液的大部分BOD浓度。生物降解通过微生物，它可以在有氧条件下进行降解有机化合物二氧化碳和污泥。沼气（主要包括CO2和CH4的混合物）厌氧条件（Renou等2008）。生物过程已被证明是非常有效的去除有机物质。来自未成熟渗沥液的含氮物质，当BOD/COD比值高（gt;0.5）。随着时间的推移，难熔化合物（主要是腐殖酸和富里酸）往往会限制过程的有效性（Kargi和Pamukoglu，2003;Vilar等，2011）Yabroudi等人（2013）通过亚硝化/活性污泥测序研究了垃圾填埋场渗滤液生物处理间歇反应器。N-NO2-在最后的去除效率的缺氧阶段（1小时）介于8％和31％之间，表明低可用性的易生物降解有机物质渗滤液。没有观察到亚硝酸盐失衡过程在好氧阶段（48小时）的治疗结束时进行周期和具体比率范围从0.043至0.154公斤。N-NH3/kg.SSV，证明了该方法的适用性简化处理污水中低C/N的亚硝酸盐/亚硝酸盐。朱等人（2013年）推出了一个系统将ASBR与脉冲式SBR（PSBR）组合以提高COD并从真正的垃圾填埋场渗滤液中除氮。从联合运营期（157天）获得的结果显示在ASBR的COD去除率为83-88％具体加载速率为0.43-0.62gCODgVSS1天1。根据PSBR的操作可分为四个阶段到不同的进水氨氮增加到800-1000mg/L，总氮（TN）去除率为100％超过90％，出水TN小于40毫克/升被获得。因此，该系统实现了COD和TN去除率分别为89.61-96.73％和97.03-98.87％。Eldyasti等人（2011）采用循环流化床生物反应器（CFBBR）对垃圾渗滤液进行生物处理，空床接触时间（EBCTs）为0.49和0.41d体积营养负荷率为2.2-2.6千克COD/（m3d），0.7-0.8kg·N/（m3d）和0.014-0.016kgP/（m3d），分别为用于校准和比较中开发的过程模型BioWin和AQUIFAS。BioWin和AQUIFAS都是能够预测大多数性能参数等作为出水TKN，NH4-N，NO3-N，TP，PO4-P，TSS和VSS平均百分比误差（APE）为0-20％。BIOWIN低估了各种污水的BOD和SBOD值运行80％，而AQUIFAS预测出水BOD和SBOD的APE为50％。Xu等人（2010年）制定了一项将SBR中的部分硝化，厌氧氨氧化（Anammox）和异养反硝化结合起来进行生物处理，处理垃圾渗滤液。工作温度为30plusmn;1℃和溶解氧浓度在SBR中维持1.0-1.5mg/L。首先，混合物的Anammox生物质和好氧活性污泥（80％）被接种，并且添加逐渐增加的N-负载的无机合成废水。的活动最大好氧铵氧化和厌氧铵氧化达到0.79和0.18（kgNH4 -N/kgdw/天）接种后分别持续86天。其次，一个出乎意料的异养反硝化细菌群随着原料垃圾填埋场渗滤液的加入，接种到反应器中，最终达到有氧最大活性铵氧化，厌氧铵氧化和反硝化达到2.83（kgNH 4-N/kgdw/天），0.65（kgNHthorn;4-N/kgdw/天）和0.11（kgNo3-N/kgdw/天）。Yahmed等人。（2009年）使用有氧试验装置进行JebelChekir垃圾渗滤液（突尼斯）处理浸入式和固定式生物膜反应器。初步分析，表明渗滤液中可生物降解的部分很高（BOD5/COD=0.4），这意味着生物治疗过程可以应用。在执行期间获得的业绩这项研究表明显着的有机物质减少;TOC降低60％至90％。然而，一个财团包含细菌的混合物接种在原浸出液中的菌株，达到TOC收率约84％。Trabelsi等人（2009）研究了缺氧消化基于批量反应器中的内生生物质活性（V=150L）用于处理JebelChekir垃圾填埋场（突尼斯）的垃圾渗滤液。保留时间为90天，缺氧消化反应器显示BOD5，COD，TOC，NH4--N和TKN分别下降91％，46％，65％、45％和63％。之后，污水进一步处理在三个充气式淹没式生物反应器中流动级联，总保留时间为7天。进一步减少这些参数在好氧反应器中实现，并且由缺氧和好氧反应器的耦合系统实现的总体去除效率对于BOD5为95％，对于BOD5为94％NH4 -N的COD和92％。而且，后期治疗的目的在粉末上吸附去除重金属活性炭（PAC）也在这项工作中进行了研究被发现是有效的，以提高去除COD高达a总减少量为99.7％。孙等人（2009a，b）调查了亚硝酸盐积累序批式反应器（SBR）反硝化过程在缺氧/厌氧条件下处理预处理的垃圾填埋场渗滤液。

上流式厌氧污泥床（UASB），亚硝酸盐积聚显然在不同的初始硝酸盐浓度（64.9，54.8,49.3和29.5毫克L-1）和低温，和氧化还原电位（ORP）上的两个断点：轮廓表明硝酸盐和亚硝酸盐还原的完成。通常，硝酸盐还原率被用作唯一参数表征反硝化速率，亚硝酸盐不均匀测量。为了准确，总氧化氮（硝酸盐 亚硝酸盐）被用作衡量，尽管细节特征。该过程可能被忽视。此外，批量测试是进行调查C/N比率和类型的影响碳源对反硝化过程中亚硝酸盐积累的影响。据观察，碳源足够将硝酸盐还原成亚硝酸盐，但是为了进一步将亚硝酸盐还原成氮气，当C/N低于3.75的理论临界水平时，基于化学计量的脱硝。除此之外，本工作中使用了五种碳源葡萄糖，可能会导致亚硝酸盐积累。从实验结果和引用文献可以得出结论，在SBR活性污泥系统中可能含有Alcaligene物种。YinandQun（2006）应用了UASB/剥离塔/Orbal氧化沟（加药PAC）过程中的垃圾渗滤液处理。超过一年的实际操作显示COD和氮去除效率高。出水水质稳定。所有参数的污水达到国家排放标准。Wang等人（2010）采用两级上流式污泥床（UASB）和序批式反应器（SBR）系统处理城市垃圾填埋场渗滤液并且在去除氮气方面取得了高效率。结果表明，COD去除是非常有效的通过厌氧生物降解。流出物NH4 -N去除效率保持在99％左右。总氮（TN）去除率可以达到85％，出水TN较低，超过15毫克/升。孙等人。（2010）调查了真正的治疗。来自市政垃圾填埋场的高氨氮渗滤液通过使用实验室规模的缺氧/厌氧UASB-A/O过程。在实现COD和氮同时进行的基础上去除，如何实现和稳定部分硝化作用研究了A/O反应器。反硝化作用和甲烷生成在UASB反应器中进行，平均去除率的有机物和NOx-N分别为5.3和1.1kg/（m3·d）。部分硝化被实现（亚硝酸盐积累比率在50％以上），术后54天。70天后，A/O反应器中的亚硝酸盐积累比达到了在环境温度12-30.6℃时高于90％

2 膜技术

2.1微滤（MF）

每次有效的方法时，MF仍然很有趣需要消除胶体和悬浮物等例如在另一个膜过程的预处理中（UF，NF或RO）或与化学治疗合作。但是，它不能单独使用。只有Piatkiewicz等人。（2001年），在一项波兰研究中，报道了使用MF作为预过滤阶段。没有显着的保留率（COD降低25％和35％）。

2.2 超滤（UF）

UF有效消除大分子和颗粒，但它强烈依赖于构成膜的材料类型。UF可能被用作一种工具分馏有机物等，以评估优势给定渗滤液中有机污染物的分子量。也，膜渗透物测试可能会提供有关信息渗透部分的顽固性和毒性。Syzdek和Ahlert（1984）认为用友可能会证明

作为反渗透的预处理过程是有效的。UF可以用来去除较大的分子量倾向于污染反渗透膜的渗滤液组分。陈和杨（2012）调查了最佳运行条件和膜系统的出水水质浸没式超滤膜工艺处理SBR渗滤液中试装置。在条件EFM清洗氢化氢的最佳运行现有的膜系统运行稳定。该跨膜压力（TMP）小于0.025MPa。用于COD和NH3-N去除的膜系统是有效的。SDI小于1.所有这些都造成了污染下一个过程的减少。孙等人。（2010）应用了两种的超滤膜，PTFE和PVDF来进行实验以及改善垃圾填埋场的处理渗滤液。结果表明两者的有效性种类在渗滤液处理过程中几乎相同，但PTFE性能更好，抗污染性强，适合浸出液处理。研究包括用友步骤。消除污染物质从未完成（COD在10％至75％之间）

2.3。纳滤（NF）

NF技术提供了满足多种需求的多功能方法水质目标，如控制有机，无机，和微生物污染物。NF研究的膜通常由聚合物膜制成，分子间截断200和2000Da。硫酸根离子和硫酸根离子的高排斥率对于溶解的有机物质以及非常低的排斥氯化钠和钠减少浓缩物的体积。。（林德和乔恩森（1995年a，b））NF被用来治理a垃圾填埋场渗滤液含盐量极高，由于阳离子的良好分离，主要含有灰分的废物池。大多数重金属，这是多价阳离子，被拒绝，而单价阳离子，这是是相当无害的物质，穿过膜。发现例如镉，锌，铅和铬的留存率高于70％，而留着率则高于70％，钾和钠的含量小于10％。由于保留率低，跨膜渗透压很低的单价离子，通量高出几倍用于RO膜。在3MPa和25℃时，渗滤液的电导率为6800 mS/m，高于50 l/m2h。Vogel等人（2007）进行了小型过滤实验，以研究合成垃圾填埋场渗滤液在NF期间的结垢行为。结果表明，钙中与有机物质的结合可以起到主要作用控制污染过程。膜污染取决于对饲料溶液中的钙浓度。此外，结果也表明膜的显着影响对双酚A（BPA）的保留有污染。据推测，孔堵塞和污垢层的存在导致筛分效果增强，随后增加了BPA的保留。另一方面，蛋糕层增强的浓度极化可能阻碍BPA反向扩散到散装溶液中，这将最终导致较低的BPA保留率。穆罕默德等人（2004年）过滤了来自卫生垃圾填埋场的渗滤液废水马来西亚通过NF膜来确定这种膜对污染物的排斥能力等作为化学需氧量（COD），电导率，硝酸盐，氨氮和重金属如Pb，Cd，Cu，锌和铁。所用的NF膜是HL膜，其中在原子力显微镜（AFM）成像下显示可见的离散孔隙。污染物的整体拒绝除硝酸盐和氨氮外均超过85％。NF可被视为高级过滤的替代品尤其是在结合生物物理处理和膜过滤的混合处理系统内

2.4。反渗透（RO）

RO似乎是垃圾渗滤液处理新工艺中最有前途和最有效的方法之一。在过去，在实验室和工业中进行了几项研究规模，已经显示出RO分离垃圾渗滤液中污染物的性能。拒收系数的数值是指COD参数和重金属浓度分别高于98％和99％报道。林德和乔森（1995a。b）研究了处理新型垃圾填埋场渗滤液时对膜性能的影响。污染物减少量很高。减少化学需氧量和NH 4-N均大于98％来自常规垃圾填埋场和垃圾填埋场的渗滤液可生物降解的废物，例如。盐浓度，因此浸渗液中的渗透压非常高从含有特殊废物的细胞中提取。因此，通量对于RO来说太低以成为适合的治疗过程渗滤液。Sira等人。（2012年）研究了危险因素的治疗垃圾填埋场渗滤液借助反渗透。该垃圾填埋场位于北部一座废弃的褐煤矿坑内

波希米亚。渗滤液中含有7.2 g/L的溶解无机盐。其他污染物包括重金属，砷，氨氮和相关的有机污染物，特别是氯化化合物。移动膜单元（LABM30）配备有

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