垃圾滲濾液脫氮的化學(xué)處理實(shí)驗(yàn)具體步驟和所需藥品

【專家解說】：原位處理技術(shù) 鑒于垃圾填埋場(chǎng)滲濾液中高濃度的氨氮對(duì)地下水的污染問題，滲濾液的妥善處置是垃圾填埋的首要任務(wù)。氨氮濃度高、可生化性差的滲濾液的處理成為長(zhǎng)期困擾環(huán)境工作者的難題。滲濾液的處理可采取物理化學(xué)和生物的方式處理，如離子交換、空氣吹脫、化學(xué)絮凝，反滲透、膜分離和生物處理等。物理化學(xué)方法的處理成本高，應(yīng)用受到限制。相比之下，生物脫氮方法的成本較低，常被用于滲濾液脫氮處理[23]。但是由于滲濾液的低碳氮比，在生物處理中需要添加反硝化碳源，或者是在生物處理前進(jìn)行物化絮凝和空氣吹脫預(yù)處理[2326]。這不僅增加了運(yùn)行成本，也提高了管理難度。不是等生化性差、氨氮高、難處理的滲濾液已經(jīng)大量產(chǎn)生再進(jìn)行處理，而是從“源頭”解決滲濾液氨氮濃度高的問題：改進(jìn)垃圾填埋方式，以減少滲濾液產(chǎn)量提高滲濾液水質(zhì)。這是城市垃圾處理處置的新思路，為城市垃圾管理提供可行的替代方案。原位脫氮的垃圾填埋場(chǎng)在功能上與傳統(tǒng)厭氧填埋場(chǎng)類似，并通過改進(jìn)填埋方式和結(jié)構(gòu)、結(jié)合滲濾液回灌和原位通風(fēng)等技術(shù)將傳統(tǒng)填埋場(chǎng)改造成一個(gè)巨大的生物反應(yīng)器的形式。填埋場(chǎng)原位處理系統(tǒng)，可以加速垃圾的穩(wěn)定化過程、減少滲濾液的產(chǎn)量或者提高滲濾液的性能，節(jié)省滲濾液處理的成本也就降低了垃圾處理的總成本。填埋場(chǎng)滲濾液地下原位脫氮技術(shù)成了近年來滲濾液處理研究的熱點(diǎn)。 3.1 厭氧滲濾液回灌 滲濾液回灌技術(shù)開展較早，國(guó)外在上世紀(jì) 70 年代就開始采用灑水和回灌的方式加速填埋垃圾的降解，國(guó)內(nèi)從 1995 年開始進(jìn)行研究[27,28]。回灌的基本操作是將在填埋場(chǎng)底部收集的滲濾液從場(chǎng)體覆蓋層或覆蓋層下部重新注入填埋場(chǎng)?；毓嗵幚碇饕抢锰盥駡?chǎng)覆蓋層的土壤凈化作用、垃圾填埋層的“生物濾床”作用等進(jìn)行的[29]。填埋場(chǎng)中微生物豐富，滲濾液的回流，增加填埋垃圾的濕度，可提高微生物的活性；同時(shí)滲濾液在場(chǎng)體內(nèi)的停留時(shí)間增長(zhǎng)，微生物對(duì)滲濾液中的有機(jī)物的水解和發(fā)酵作用也增強(qiáng)，這樣填埋垃圾和滲濾液的降解速度都增加。有報(bào)導(dǎo)稱滲濾液回灌可以將垃圾填埋場(chǎng)的穩(wěn)定時(shí)間縮短為 23 a，從而使得填埋場(chǎng)長(zhǎng)期的負(fù)面環(huán)境影響達(dá)到最小[30]。?an 和 onay 的研究表明在適當(dāng)?shù)?pH 控制條件下，夏天滲濾液回流率 21％、每周回灌四次可以得到最快的垃圾穩(wěn)定化速度[31]。滲濾液回灌應(yīng)根據(jù)垃圾的穩(wěn)定狀態(tài)、季節(jié)和氣候進(jìn)行調(diào)整。實(shí)際應(yīng)用中高頻率的滲濾液回灌會(huì)造成積水、溢流或堵塞等問題。 回灌滲濾液作為滲濾液原位土地處理方法，與物化和生物方法相比，能較好地適應(yīng)滲濾液水量和水質(zhì)的變化，是一種投資小、運(yùn)行費(fèi)用低、且能加速垃圾穩(wěn)定、增加甲烷產(chǎn)出和能源回收的方法。但也面臨挑戰(zhàn)：厭氧條件下回灌滲濾液主要作用是脫碳，隨著填埋垃圾的降解，回灌后產(chǎn)生滲濾液具有“老齡”滲濾液的特征，不宜于生物處理，需輔助的要異位處理設(shè)施。傳統(tǒng)厭氧填埋場(chǎng)中回灌滲濾液，硝化反應(yīng)很難在場(chǎng)體內(nèi)部進(jìn)行，無法通過硝化－反硝化反應(yīng)脫除氨氮，氨氮積累較嚴(yán)重[3,32]。 3.2 強(qiáng)制通風(fēng)好氧填埋 強(qiáng)制通風(fēng)好氧填埋是利用鼓風(fēng)機(jī)直接向垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)體內(nèi)鼓風(fēng)供氧來實(shí)現(xiàn)的。通風(fēng)好氧填埋與傳統(tǒng)厭氧填埋相比具有下列特點(diǎn)：1）可以加速好氧降解，有效降解垃圾中可生物降解的有機(jī)質(zhì)，縮短填埋垃圾穩(wěn)定時(shí)間[33,34]；2）填埋場(chǎng)通風(fēng)可以干燥填埋場(chǎng)，減少滲濾液的產(chǎn)出量和滲濾液中 COD、NH3-N 和 TKN 的濃度，降低滲濾液滲透污染的可能性[9,3436]；3）填埋垃圾沉降加快，提高了填埋場(chǎng)處理能力，延長(zhǎng)填埋場(chǎng)使用壽命；4）在實(shí)際運(yùn)用中，采用原位通風(fēng)技術(shù)可明顯減少填埋場(chǎng)惡臭、改善填埋場(chǎng)周邊環(huán)境[37]。 現(xiàn)在填埋場(chǎng)通風(fēng)供氧技術(shù)已經(jīng)成熟，氣體傳質(zhì)和供氧速率較高，要求的設(shè)備簡(jiǎn)單、安裝方便[38]。但是各填埋場(chǎng)的填埋場(chǎng)址條件和技術(shù)需求（如需氧量、填埋高度、氣體分配裝置的數(shù)量和分布、基層結(jié)構(gòu)等）都不盡相同，通常很難準(zhǔn)確計(jì)算通風(fēng)好氧填埋的預(yù)期成本。Heyer 等人估計(jì)強(qiáng)制通風(fēng)處理每單位立方米填埋體積的成本在 0.5～3 歐元不等[39]。由于通風(fēng)供氧加速降解速率，縮短填埋場(chǎng)穩(wěn)定時(shí)間，這就減少了監(jiān)測(cè)和維護(hù)所需成本。因此，采用通風(fēng)好氧填埋需要綜合權(quán)衡效益，選取適宜的供氧速率和強(qiáng)度。通風(fēng)好氧填埋節(jié)約成本的潛力需要從中長(zhǎng)期的角度考慮，垃圾穩(wěn)定封場(chǎng)后的總投資能減少約 10%25%[39]。通風(fēng)條件下，填埋場(chǎng)內(nèi)硝化反硝化作用可同時(shí)進(jìn)行，氨氮濃度明顯降低[21]。通風(fēng)對(duì)填埋垃圾的降解過程、碳氮元素的遷移轉(zhuǎn)換以及微生物種群的長(zhǎng)期影響還不是很清楚，需要進(jìn)一步研究[36,40]。 詳細(xì)你看 垃圾填埋場(chǎng)滲濾液地下原位脫氮技術(shù)研究綜述