混凝—芬顿—土地快速渗滤法处理垃圾渗滤液研究

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1、单位代码10602学号2015011607分类号X703密级公开硕士学位论文混凝-芬顿-土地快速渗滤法处理垃圾渗滤液研究ResearchofLandfillLeachatebyCoagulation-Fenton-SoilRapidInfiltrationTreatment学院：环境与资源学院学科专业：环境科学与工程研究方向：水污染控制年级：2015级研究生：农志文指导教师：黄智完成日期：2018年6月7日混凝-芬顿-土地快速渗滤法处理垃圾渗滤液研究混凝-芬顿-土地快速渗滤法处理垃圾渗滤液研究专业名称：环境科学与工程申请人

2、：农志文指导教师：黄智论文答辩委员会主席：委员：混凝-芬顿-土地快速渗滤法处理垃圾渗滤液研究混凝-芬顿-土地快速渗滤法处理垃圾渗滤液研究研究生姓名：农志文导师姓名、职称：黄智教授年级：2015级学科专业：环境科学与工程研究方向：水污染控制摘要随着我国城市化进程的不断发展，城市产生的生活垃圾数量越来越多，垃圾填埋产生的垃圾渗滤液水质复杂，且具有极大的危害。现有的垃圾渗滤液处理方法中，生化法存在着承受负荷小、抗冲击能力弱等不足，且运行和基建成本较高；纳滤法由于膜的损耗速度快，且易堵塞，处理费用偏高。现阶段土地快速渗滤法对垃圾渗

3、滤液的研究仅限于COD浓度的去除效果上，对NH3-N的去除及不同形态氮元素之间转化的相关研究报导较少，同时对处理过程中溶解性有机物的变化和进水前后的细菌群落生长变化情况也很少有相关的文献进行说明。课题利用混凝和芬顿氧化的方法对垃圾渗滤液进行预处理，使用两级土地快速渗滤法对预处理后的渗滤液进行深度处理，通过检测不同工艺条件下的水质指标优化运行条件，同时对比不同污染物浓度负荷进水时，系统内污染物浓度变化和酶活性情况，采用三维荧光光谱对渗滤液的溶解性有机物荧光特性进行分析，运用高通量测序技术分析系统内的细菌群落生长情况。垃圾渗滤

4、液在进入土地快速渗滤系统深度处理前，先采用混凝和芬顿的方法进行预处理，达到去除渗滤液中的悬浮颗粒物和提高可生化性的目的。结合实验结果及实际条件，当pH值为8时，选用FeCl3用量0.6g/L，聚丙烯酰胺（PAM）用量4mg/L是较好的混凝预处理条件。芬顿处理采用pH值为6，FeSO4·7H2O投加量为2.0g/L，H2O2投加量为1.5mL/L的水平条件。在进行工艺的优化时，会根据工艺条件要求对FeSO4·7H2O投加量和H2O2投加量进行调整。在土地快速渗滤法工艺条件优化的实验中，通过改变进水B/C比（可生化性）、进水水

5、量和进水频率，考察可生化性、进水水力负荷和干湿周期对系统运行效果的影响。实验结果显示，除了高水力负荷条件的COD和NH3-N去除率稍低外，其他三个工艺条件的COD去除率均在72%以上，NH3-N去除率超过96%。系统运行过程中氮元素的转化过程主要停留在NH3-N转化为NO3-N的硝化阶段，NO2-N浓度先升高后降低。B/C比在0.20-0.35时，32系统运行效果比B/C比为0.10-0.20的好，每天进水水力负荷为0.11m/m·d的处理效果比320.23m/m·d的好，每天进水1次，即干湿周期为24h的运行效果优于干湿

6、周期为12h的。32后续实验的运行条件为进水B/C比调节到0.20-0.35，进水水力负荷为0.11m/m·d，每天进水1次，干湿周期为24h。在高浓度负荷进水的条件下COD和NH3-N的去除率不如低浓度负荷运行条件的高，两级土地快速渗滤法能降解的COD和NH3-N的最大负荷量分别为250mg/L和300mg/L。I混凝-芬顿-土地快速渗滤法处理垃圾渗滤液研究在高浓度负荷的条件下，土地快渗滤法表现出了约5%左右的TN的去除率，在低浓度负荷条件下没有表现出TN的去除效果。在两种进水负荷条件下，渗滤系统内的过氧化氢酶、脲酶、硝

7、酸还原酶和亚硝酸还原酶都能保持一定的活性，且处理过程中酶活性变化趋势相近。在低浓度负荷进水的条件下，污染物浓度与四种酶活性之间没有显著的相关性关系；高浓度负荷条件下脲酶活性与TN浓度有显著的正相关性，亚硝酸还原酶与NO2-N浓度表现出显著负相关。通过三维荧光光谱对垃圾渗滤液中的溶解性有机物（DOM）成分进行分析发现，原垃圾渗滤液中DOM以类腐殖酸为主，一级渗滤柱处理后的DOM主要是可见区类富里酸物质，同时也有紫外区类富里酸物质的存在，二级渗滤柱处理后两种物质的荧光强度增强。两级渗滤柱处理后，出水的苯环结构减少，同时水体中的

8、有机质的结构发生了改变，渗滤柱出水的DOM中含有不止一种富里酸的荧光基团。通过高通量测序对土地快速渗滤系统内填料上的细菌群落情况进行分析，在渗滤柱的下层部分细菌群落数量最多，群落多样性最丰富。系统填料上的细菌群落结构共划分出46门、61纲、100目和213科和673属，各分类水平上相对丰度最大的细菌群落