礦化垃圾處理前后滲瀝液組成研究

余　　辛，曹先艷，秦言杰，馬材增

（1.上海市安全生產(chǎn)科學(xué)研究所，上?！?00232；2.上海錦輝職業(yè)安全衛(wèi)生咨詢事務(wù)所，上海

200232）

礦化垃圾處理前后滲瀝液組成研究

余辛1，2，曹先艷1，秦言杰1，2，馬材增1，2

（1.上海市安全生產(chǎn)科學(xué)研究所，上海200232；2.上海錦輝職業(yè)安全衛(wèi)生咨詢事務(wù)所，上海

200232）

用不同孔徑系列膜對老港填埋場調(diào)節(jié)池滲瀝液進(jìn)行梯度分離，對分離前后的滲瀝液測定了COD、TOC、UV254等參數(shù)，并建立了各參數(shù)與不同孔徑膜的關(guān)系。同時運用礦化垃圾反應(yīng)床進(jìn)行處理，對處理前后滲瀝液的組分變化進(jìn)行測定。結(jié)果表明：滲瀝液的絕大部分污染物質(zhì)集中于可溶性部分，而經(jīng)礦化垃圾生物反應(yīng)床處理后滲瀝液，分子質(zhì)量小于1 000 u的溶解性有機(jī)物的含量最高，在90%以上，膠體類與不溶性有機(jī)物含量較低，在10%左右。

滲瀝液；膜；礦化垃圾生物床；化學(xué)組成

滲瀝液的有效處理已成為制約填埋場發(fā)展的一個重要瓶頸，人們采用各種方法對滲瀝液展開研究，主要有以下2種趨勢［1-6］：一是沿用傳統(tǒng)思路，從滲瀝液的宏觀性質(zhì)出發(fā)，借鑒其他廢水處理工程中的成功經(jīng)驗，把滲瀝液作為一種特殊的廢水，通過不同組合或強(qiáng)化其中的某一個和某些處理單元來處理滲瀝液；另一種思路是借用現(xiàn)代化的儀器設(shè)備，如GC-MS、HPLC等，試圖確切地確定其中的成分，然后有針對性地進(jìn)行工藝選擇。但從工程運行與處理效果來看，都沒能達(dá)到高效、低耗這2條標(biāo)準(zhǔn)。

同時，礦化垃圾作為填埋場中的一種原生物質(zhì)，對于滲瀝液的預(yù)處理具有良好的功效，一般經(jīng)過調(diào)節(jié)池+厭氧塘+兼氧塘+一級礦化垃圾生物反應(yīng)床處理后的滲瀝液，COD能達(dá)到滲瀝液三級排放標(biāo)準(zhǔn)，甚至更高的處理要求。而水處理效果與水中有機(jī)物的分子量分布有密切關(guān)系。因此對滲瀝液中有機(jī)物分子量的測定，對于了解其污染性，提供特定處理工藝以及考核處理效果都有重要作用。

綜合以上的分析，筆者利用膜技術(shù)對滲瀝液進(jìn)行性質(zhì)分析，通過膜的微濾和超濾作用，把滲瀝液分成懸浮物（＞1.2μm部分）、粗膠體（＜1.2μm但＞0.45 μm部分）、細(xì)膠體（＜0.45μm但＞1000uMW部分）、可溶性物質(zhì)（＜1000uMW部分）4部分，通過對這4部分物質(zhì)組成的研究來確定滲瀝液的性質(zhì)，而通過對礦化垃圾生物反應(yīng)床處理前后滲瀝液性質(zhì)的變化研究則有助于確定礦化垃圾在滲瀝液處理過程中的作用。

1　　實驗

1.1實驗儀器

考慮到滲瀝液組成復(fù)雜，且隨時間、垃圾組成、填埋場位置、操作方式等方式的改變而改變，同時考慮到膜的污染性，選用了上海亞東核級樹脂有限公司生產(chǎn)的SCM杯式超濾器（圖1），選用氮氣作為壓力，其中微濾階段，維持壓力0.15 MPa，而超濾階段則維持壓力0.25 MPa。

圖1　SCM杯式超濾器

過濾膜選用上海醫(yī)藥化驗所與上海興亞凈化材料廠聯(lián)合生產(chǎn)的微濾膜和超濾膜，選用的孔徑為：

1.2 μm的混合纖維膜，主要起到澄清溶液，分離懸浮液，去除可見顆粒的作用；0.45 μm混合纖維膜，分離過濾態(tài)與顆粒態(tài)，透過0.45 μm膜的濾液中包括真溶液和部分膠體成分；100、30、10、1 ku的合成纖維超濾膜，分離小粒徑的膠體物質(zhì)。

1.2測試參數(shù)及方法

為了解滲瀝液中的C元素在各區(qū)間的分配比例，本試驗選用COD、TOC等作為滲瀝液的污染指標(biāo)。各參數(shù)測定方法參照文獻(xiàn)［6］，TOC通過Multi N/C3000儀器和島津公司生產(chǎn)的TOC-V測定。

1.3實驗用滲瀝液和礦化垃圾反應(yīng)床

本實驗用滲瀝液取自上海老港生活垃圾填埋場

2015年3月調(diào)節(jié)池滲瀝液。處理后滲瀝液樣品取自單級滲瀝液脫氮工藝中的3#系統(tǒng)，見圖2。

表1　調(diào)節(jié)池滲瀝液的總體性質(zhì)

2.2調(diào)節(jié)池滲瀝液COD與膜孔徑的關(guān)系

由圖3可知，調(diào)節(jié)池滲瀝液的COD很高，為15 193 mg/L，這可能與3月份垃圾成分有關(guān)，由于春節(jié)期間垃圾中蛋白質(zhì)、脂肪等大分子的物質(zhì)較多，而且氣溫較低，降解較慢，從而大中小分子的含量多經(jīng)過這一系列的膜過濾后，滲瀝液COD從15 193 mg/L降到7 289 mg/L，即1 ku以上的物質(zhì)對COD的貢獻(xiàn)占到了52%左右，同時發(fā)現(xiàn)3月份調(diào)節(jié)池滲瀝液懸浮物占了24%，懸浮物所占比例較大。

圖3　調(diào)節(jié)池滲瀝液COD與膜孔徑的關(guān)系

圖2　礦化垃圾反應(yīng)床示意

2.3調(diào)節(jié)池滲瀝液TOC與膜孔徑的關(guān)系

由圖4可知，懸浮物在整個TOC中所占的比例都不大，說明懸浮物的主要組成為非含碳物質(zhì)3月份調(diào)節(jié)池滲瀝液主要位于可溶性物質(zhì)部分，占78%。

圖4　調(diào)節(jié)池滲瀝液TOC與膜孔徑的關(guān)系

2　　試驗結(jié)果

2.1調(diào)節(jié)池滲瀝液總體性質(zhì)

調(diào)節(jié)池滲瀝液的總體性質(zhì)如表1所示。

2.4調(diào)節(jié)池滲瀝液礦化垃圾反應(yīng)床處理前后分子質(zhì)量分級比較

由表2和表3可以看出，礦化垃圾反應(yīng)床能夠有效去除調(diào)節(jié)池滲瀝液中的有機(jī)物，其中不同分子質(zhì)量分級 （由大到小） COD的去除率分別為94.7%、93.3%、92.4%和89.8%；經(jīng)礦化垃圾反應(yīng)床處理后，COD基本為溶解性。不同分子質(zhì)量分級（由大到小）TOC的去除率分別為95.7%、95.7%、95.6%和95.1%。

表2　　調(diào)節(jié)池滲瀝液分子質(zhì)量分級測定結(jié)果

表3　　調(diào)節(jié)池滲瀝液不同分子質(zhì)量范圍的百分比

由表4和表5可以看出，礦化垃圾反應(yīng)床處理后滲瀝液COD、TOC、UV254隨分子質(zhì)量的減小逐漸下降，但與原水相比，下降的幅度較小。

2.5調(diào)節(jié)池滲瀝液礦化垃圾反應(yīng)床處理前后參數(shù)變化

由表3和表5可以看出，對于礦化垃圾反應(yīng)床處理前后調(diào)節(jié)池滲瀝液，大于1.2 μ m的有機(jī)物在處理后都有所下降，這是由于礦化垃圾具有良好的過濾作用，空隙率相對較小的礦化垃圾對不溶性有機(jī)物的去除作用主要是通過過濾作用得以實現(xiàn)。

1.2～0.45 μ m粗膠粒與0.45 μ m～1 ku細(xì)膠體也有較好的去除作用，這主要是通過礦化垃圾的吸附作用去除的。對于小于1 ku的有機(jī)物的百分率，礦化垃圾反應(yīng)床處理后明顯上升，在處理后滲瀝液中，分子量小于1 ku的溶解性有機(jī)物的百分率上升是由于其他分子量范圍的百分率下降引起的。根據(jù)表2和表4可知：礦化垃圾對分子量小于1 ku的有機(jī)物也有很好的去除作用，主要是通過吸附和生物降解作用得以去除，這里的上升是百分率的上升。

3　　結(jié)論

1）上海老港填埋場調(diào)節(jié)池滲瀝液的有機(jī)物中，溶解性有機(jī)物含量最高，含量在50%以上，膠體類與不溶性有機(jī)物含量相差不大。

2）礦化垃圾生物反應(yīng)床處理后滲瀝液，分子質(zhì)量小于1ku的溶解性有機(jī)物的含量最高，在90%以上，膠體類與不溶性有機(jī)物含量較低，在10%左右。

3）根據(jù)分子質(zhì)量分布，礦化垃圾處理后滲瀝液的深度處理，采用常規(guī)混凝技術(shù)和普通的膜處理是不可取的。

表4　　調(diào)節(jié)池滲瀝液礦化垃圾反應(yīng)床處理后分子質(zhì)量分級測定結(jié)果

表5　　調(diào)節(jié)池滲瀝液礦化垃圾反應(yīng)床處理后不同分子質(zhì)量范圍的百分比

［1］ 唐家富，李建國.城市垃圾填埋場滲濾液處理工藝比較［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，1995（2）：15-19.

［2］ 沈耀良，王寶貞.城市垃圾填埋場滲濾液處理方案及其分析［J］.給水排水，1999，25（8）：18-21.

［3］ 周躍光.用改性硅藻土、活性污泥處理城市垃圾滲濾液的研究［J］.云南環(huán)境科學(xué)，2004，23（S））：143-145.

［4］ 任鶴云，李月中.MBR法處理垃圾滲濾液工程實例［J］.給水排水，2004，30（10）：36-38.

［5］ 錢伯兔，酈建校.混凝沉淀SBR活性炭過濾處理垃圾滲濾液［J］.新疆環(huán)境保護(hù)，2003，25（4）：33-35.

［6］ 鄭曼英，李麗桃.垃圾滲液中有機(jī)污染物初探［J］.重慶環(huán)境科學(xué)，1996，18（4）：41-43.

Chemical Composition Change in Leachate with the Treatment by Aged Refuse Biofilter

Yu Xin1，2，Cao Xianyan1，Qin Yanjie1，2，Ma Caizeng1，2
（1.Shanghai Institute of Work Safety Science，Shanghai200232；2.Shanghai Jinhui Occupational Safety and Health Consulting Service，Shanghai200232）

Leachate samples were collected from the holding tank used in Laogang Landfill，and the leachate samples were gradiently separated by a series of membranes with various porosities.Meanwhile，the parameters，such as COD，TOC，UV254in the filtrates resulted from gradient filtration of the effluents were determined，and the relationships between these parameters and the membrane porosity sizes were quantitatively co-related.The components of leachate were determined before and after the treatment of aged refuse bilfilter.Results showed that most contaminants in the leachate focused on the soluble part and the organic matter，which molecular weight islessthan 1 000 u，showed the highest proportions，up to 90%.But the contentsofcolloidsand other undissolved matterswere aslow as10%.

leachate；membrane；aged refuse biofilter；chemical composition

X703

A

1005-8206（2016）01-0014-03

余辛（1981—），碩士，主要從事生產(chǎn)安全評價。

2015-12-31