生活垃圾填埋场渗滤液无害化处理模拟研究及工程应用

作     者：夏梦 

作者单位：广西大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄福川;向瑞群

授予年度：2023年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：垃圾渗滤液 生物处理技术 预处理 短程硝化反硝化工艺 好氧颗粒污泥工艺 GPS-X 

摘      要：随着国内生活垃圾清运量逐年上升,卫生填埋作为处理生活垃圾的主要方式之一,其填埋处理过程中,会产生大量的垃圾渗滤液,如何对渗滤液进行有效、无害化的处理,达到相关排放要求,长期以来,都是本领域研究的重点之一。本文阐述了生活垃圾填埋场渗滤液的特征以及采用的各种处理工艺技术。其中生物处理技术是对生活垃圾填埋场渗滤液的脱氮除磷具有明显作用的方法。本文分析了多种生物处理工艺技术后,提出采用赤泥预处理垃圾填埋场渗滤液工艺,再以“短程硝化反硝化工艺+好氧颗粒污泥工艺作为垃圾填埋场渗滤液的的预处理后生物处理工艺。并对两段式生物处理工艺进行理论建模研究。在采用污水仿真软件GPS-X的基础上,构建两段式生物处理工艺的仿真模型。使用origin软件对模拟结果进行分析,深入研究两段式生物处理工艺对垃圾填埋场渗滤液的处理效果。通过校正模型参数,得出优化的工艺条件,使模拟结果满足实际工程实施要求。同时为解决实际工程中应用环节存在的问题提供技术参考。并在实际工程中应用优化的生物处理工艺,验证该工艺的实际工程可行性。本研究工作如下:(1)分析了“石灰+赤泥+絮凝剂预处理工艺对填埋场垃圾渗滤液的混凝沉降效果,分析了p H、吹脱时间对氨吹脱效果的影响。研究得出以下结论,当石灰为10kg/m、赤泥投加量为4kg/L、1wt%质量浓度的聚丙烯酰胺溶液为0.4kg/L时,渗滤液中COD的去除效果较好,平均去除率为82.82wt%;当控制溶液p H为11～12时,连续吹脱12h时,NH的去除率为85wt%～90wt%。(2)按照废水处理的相关排放法规,对两段式生物处理工艺进行了建模计算。确定短程硝化反硝化反应器与好氧颗粒污泥反应器的工艺条件。在GPS-X的基础上,构建了两段式式生物处理工艺的模型。开展相关研究,当COD、BOD、NH、TN和TP的进水浓度分别为420～1550mg/L、200～530mg/L、150～330mg/L、150～350mg/L和30～110mg/L时,仿真结果略高于设定参考指标,未达到设计要求,需要对工艺模型进行优化。(3)分析对模型存在影响的186个参数,筛选出了24个影响较大的敏感性参数。调整这24个敏感性参数,确定敏感性参数的最佳值,重新进行仿真模拟,得出仿真结果。分析的仿真结果,总结得出优化后的生物处理工艺。短程硝化反硝化段:反硝化1#区和2#区的水力停留时间为1.8h、溶氧量为0.1～0.5mg/L;硝化区的水力停留时间约为7.2h、p H为7～8.5、溶氧量为0.2～0.5mg/L、污泥负荷为0.12kg BOD/(kg MLSS·d)、污泥龄为3～4d。好氧颗粒污泥段:水力停留时间约为8h、温度为25～30℃、p H为6～9、溶氧量为3～5mg/L、曝气量为5.35m/h;二沉池停留时间为2.5h、中心管流速为0.05m/s、排泥周期为2h。(4)将上述生物处理相关工艺参数应用到实际工程中,研究该生物处理工艺对渗滤液的处理效果。得出研究结果:当COD、BOD、NH、TN和TP的进水浓度分别为525～1560mg/L、209～560mg/L、176～347mg/L、163～347mg/L和44～117mg/L时,COD、BOD、NH、TN和TP的去除率分别为75wt%～85wt%、63wt%～86wt%、78wt%～83wt%、78wt%～85wt%和73wt%～84wt%。研究表明该生化处理工艺可以稳定去除绝大部分的COD、BOD、NH、TN以及TP。在一定程度上,为处理垃圾渗滤液提供了理论依据和实际工程实施指导。