开题报告 - 图文

西南科技大学毕业设计（论文）开题报告 学 院 姓 名 题 目 环境与资源学院 王国忠 专业班级 学 号 环境0802 20081476 题目类型 设计开发 200t/d城市生活垃圾填埋场渗滤液的处理工艺设计 一、选题背景及依据（简述国内外研究现状、生产需求状况，说明选题目的、意义，列出主要参考文献。 1、垃圾渗滤液的来源、特征 随着现代化城市的迅速发展，城市垃圾已成为困扰城市的严重问题。目前我国约有2/3的城市陷入垃圾围城的困境，仅“城市垃圾”的年产量就近1.5亿吨，且每天以8%的速度递增。这些城市垃圾绝大部分是露天堆放，不仅影响了城市的景观，同时污染了大气、水和土壤，对城镇居民的健康构成威胁，已成为城市发展中的严重问题。 目前我国处理生活垃圾的途径有露天堆放、卫生填埋、焚烧、堆肥，其中以卫生填埋为主，约占70%以上。我国对城市生活垃圾的处置一般采用填埋法。在生活垃圾填埋过程中，因有机物分解、雨水冲淋等会产生垃圾渗滤液。渗滤液一旦进入外部环境就会造成严重的二次污染，对生态环境和人体健康带来巨大危害，因而生活垃圾填埋场的垃圾渗滤液必须得到有效处理。而且卫生填埋建设周期短，投资相对较低，并且可以分段投入，管理方便，现场运行比较简单，比较符合我国国情。渗滤液主要来源有垃圾自身的水分；垃圾中有机组分在填埋场内经厌氧、好氧分解产生的水分，产生量与垃圾的组成、pH、温度和菌种等因素有关；填埋场内的自然降雨与径流。其中降水是渗滤液的主要来源，这些水分渗过成分复杂的垃圾时，使垃圾发生分解、溶出、发酵等反应，从而使渗滤液中含有大量的有机污染物、氮、磷和种类繁多的重金属类物质。有些重金属往往在缓慢的迁移过程中容易进入食物链，最终在人体内积累引起重毒。但卫生填埋是个长期、复杂的过程。从选址开始到场地防渗处理、地下水导流、渗滤液处理、排气管铺设、填埋气收集利用到填埋场封场后的植被等后续工作，一个环节出问题都会产生二次污染，失去卫生填埋的最初意义。每个环节不容忽视。虽然我国经济有限，很多填埋场还不能达到真正的卫生填埋要求，但总的来说，已经在向这方面迈进。因此要使垃圾的处理更加完善以免造成垃圾渗滤液的二次污染就必须使垃圾填埋所产生的渗滤液的处理真正的达到可靠、卫生和安全，就要设计好填埋场渗滤液处理工艺，渗滤液处理的工艺选择是设计的难点和重点，选择的工艺所处理的渗滤液既要符合国家规定的渗滤液的处理标准又要符合当前的技术水平所可以达到的标准，在设计过程中做到对渗滤液的处理有一定的认识和了解。

2.国内外现状和发展趋势 1．垃圾填埋场渗滤液处理的现状： 由于垃圾渗滤液成分复杂，污染程度高，国内外对其的处理进行了广泛的研究。经过大量的探索和研究，目前已经有了较为成熟的处理工艺。现今国内外对于垃圾渗滤液的处理广泛采用的是土地法、生物法和物理化学法。 （1）土地处理法 主要通过土壤颗粒的过滤、离子交换吸附和沉淀等作用去除渗滤液中悬浮固体和溶解成分，通过土壤中的微生物作用使渗滤液中的有机物和氮发生转化，通过蒸发作用减少渗滤液量。目前用于渗滤液处理的土地处理法主要有回灌法和土地植物处理系统。 （2）填埋场回灌处理系统 垃圾填埋场渗滤液的回灌处理系统主要利用垃圾填埋层类似于“生物滤床”的吸附、降解作用以及填埋场覆盖层的土壤净化作用、最终覆盖后填埋场地表植物的吸收作用和蒸发作用将渗滤液减质减量化。 回灌法的主要优点是能减少渗滤液的处理量、降低其污染物浓度；加速填埋场的稳定化进程、缩短其维护监管期，并能产生明显的环境效益和较大的间接经济效益，尤其适用于干旱和半干旱地区。据估计，英国约有50%的填埋场进行了回灌处理。但是回灌法往往不能完全消除渗滤液，通常只能作为预处理方式与其他处理方式相结合。此外，反复回灌易造成厌氧填埋场渗滤液中氨氮的不断累积，影响其后续处理。 （3）土地植物处理系统 近年来土地植物处理系统发展迅速，其处理过程和机理有三：a.通过离子交换和沉淀等作用，土壤颗粒从渗滤液中将悬浮固体过滤掉，并将溶解性固体组分吸附在颗粒上。b.土壤中微生物将渗滤液中的有机物转化和稳定，并转化有机氮。c .植物利用渗滤液的各种营养物生长，并保持和增加土壤的渗入容量，并通过蒸腾作用减少渗滤液量。 2.生物处理法 生物处理法一般分为好氧生物处理、厌氧生物处理和好氧-厌氧生物处理。 (1)好氧生物处理 好氧生物处理包括活性污泥法、稳定塘法、生物转盘和滴滤池等方法。好氧生物处理法可有效地降低BOD、COD和氨氮，还可以除去铁、锰等金属，因而得到较多的应

用，特别是活性污泥法。活性污泥法对易降解的有机物具有较高的去除率，对新鲜的垃圾渗滤液，保持泥龄为一般城市污水的两倍，负荷减半，可达到较好的处理效果。但是活性污泥法处理垃圾渗滤液的效果受温度影响较大，对“中老龄”渗滤液的处理效果不理想。低氧、好氧两段活性污泥法及SBR法等改进型活性污泥流程因其能保持较高的运转负荷，而且停留时间短，处理效果好，比常规的活性污泥法更有效。然而改进的活性污泥法的工程投资大，运行管理费用高，常成为其应用的限制因素。而稳定塘降解速率低，停留时间长，占地面积大，但由于其工艺较简单，投资省，管理方便，且能够把好氧塘和厌氧塘相结合，分别发挥好氧微生物和厌氧微生物的优势，在土地允许的条件下，是较经济的垃圾渗滤液好氧生物处理方法。生物膜法具有抗水量和水质冲击负荷的优点，而且生物膜上能够生长世代较长的硝化菌，有利于渗滤液中氨氮的硝化。 (2)厌氧生物处理 用于渗滤液处理的厌氧生物处理包括上流式厌氧污泥床、厌氧淹没式生物滤池、混合反应器等。 厌氧生物处理的优点是投资和运行费用低，能耗少，产生污泥量少，一些复杂的有机物可在厌氧条件下被细菌胞外酶水解成小分子可溶性有机物，再进一步降解。它的缺点主要是水力停留时间长，污染物的去除率相对较低，对温度的变化较敏感。但已有的研究表明厌氧系统产生的气体可以满足系统的能量要求，若能将该部分能量加以合理利用，可保证厌氧工艺稳定的处理效果。近20年来，厌氧技术有了较快的发展，不断开发出新的厌氧处理工艺，比如厌氧接触法、分段厌氧消化及上流式厌氧污泥床，这些工艺克服了传统工艺有机负荷低等缺点，使其在处理高浓度（BOD>2000mg/L）有机废水方面取得了良好的效果，是一种宜优选的生物预处理工艺。 (3)厌氧-好氧处理 在生物法处理渗滤液的工程中，由于渗滤液中的COD和BOD较高，采用单纯的好氧法或单纯采用厌氧法处理渗滤液均较少见，也很难使渗滤液处理后达标排放。实践表明，采用厌氧-好氧处理工艺既经济合理，处理效率又高。A/O、A2/O和SBR等具有脱氮功能的组合工艺具有较好的效果。这些技术用于处理垃圾渗滤液与常规污水处理技术的不同主要体现在有机负荷、污泥浓度和停留时间等参数的选取以及处理工艺的运行效果上。此外，由于渗滤液中磷含量偏低，在生化处理时应投加一定量的磷盐，以保证BOD

5：P=100：1。 程洁红等应用厌氧-SBR法处理常州垃圾填埋场的渗滤液，取得了较好的效果。利用厌氧池内进行水解、酸化过程，使渗滤液中某些难以好氧降解的有机物如苯、萘、菲等杂环芳烃化合物等，在水解菌的作用下进行不同程度的降解。而SBR反应器广泛应用于中小水量的难降解有机物的处理，其好氧、缺氧、厌氧周期性的环境变化使其具有根据废水性质灵活运转的特点，在曝气阶段其底物和微生物浓度随时间的延长而逐渐降低，反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收和降解。最佳操作条件为：厌氧池：污泥浓度MLSS＝6.8 g/L，停留时间48h，DO<0.5 mg/L；SBR：反应时间30h，污泥浓度MLSS＝5.0 g/L，COD去除率最高；反应时间36h，污泥浓度MLSS＝5.0 g/L，NH3-N去除率最高。 (4)物理化学法 对于老龄渗滤液，必须采用以物化为主的深度处理技术。物理化学法主要有活性炭吸附、化学沉淀、密度分离、化学氧化、化学还原、光电催化氧化、离子交换、膜过滤、汽提及湿式氧化法等多种方法，在COD为2000-4000mg/L时，物化方法的COD去除率可达50％～87％。和生物处理相比，物化处理不受水质水量变动的影响，出水水质比较稳定，尤其是对BOD5/COD介于0.07-0.20之间以及含有毒、有害物质的难以生化处理的渗滤液，有较好的处理效果。但由于物化法运行成本高，多用于对垃圾渗滤液进行预处理和深度处理。 （5） Fenton 法：Fenton 法是一种深度氧化的技术，即利用Fe2+ 和H2O2 之间的链反应催化生成·OH 自由基，而·OH 自由基具有强氧化性，能氧化各种有毒和难降解的有机化合物。熊忠等[10]对垃圾渗滤液用混凝法处理后再经Fenton 法处理，氧化后的渗滤液可生化性仍然很低，之后又结合SBR 法，加入营养物质，可生化性提高，COD 和 BOD5去除率均达到95%以上，出水水质达到排放标准。虽然Fenton 法试剂价格低，反应条件温和，无二次污染，但它只能将部分有机物氧化或偶合成可生化的化合物，而不易氧化多环芳烃等分子量大、化学性能稳定的有机化合物。 （6）膜处理法：膜处理法是用各种隔膜使溶剂同溶质和微粒分离的一种方法。根据溶质或溶剂通过膜的推动力的大小，膜分离法可分为反渗透法、超滤、微空过滤等。一般处理“老龄”渗滤液，使用综合膜处理工艺包括一个膜生物反应器和反渗透装置，处理效果COD5去除率达到97%，总氮去除率91%，运行成本为传统土艺的60%。近几年来，西方发达国家还兴起毫微级膜过滤技术，能够去除难降解的COD，使出水水质满足排放标准。膜处理的最大问题是膜污垢，会堵塞膜孔，对处理效率有很大影响。此外膜过滤技术费用昂贵，不能得到广泛应用。 （7）化学沉淀法：混凝技术是一种重要的化学沉淀法，常常作为预处理并结合其他方

法处理垃圾渗滤液，效果显著，但受pH 值等条件的限制。沈耀良等用PAC作混凝剂、焦炭作吸附剂，可有效去除渗滤液中的COD 和部分重金属离子，并证实混凝对渗滤液色度具有明显的去除效果(68%)；焦炭吸附中存在明显的竞争现象，其中对COD 的吸附具有明显的竞争优势。张富韬等[11]采用聚合氯化铝作为混凝剂，膨润土为吸附剂处理渗滤液，其结果：渗滤液中的COD 去除率为79%，氨氮去除率达46%，重金属去除率为53%~98% 。 （8）湿式氧化：湿式氧化是一种在工业废水处理应用较广的物理化学方法，它是利用氧与污染物在液相中的接触达到将污染物氧化的目的。反应在封闭的条件下进行，污染处理彻底，特别适用于高浓度或高毒性的废水，而且反应体系引入催化剂还可以提高有机物的降解效率并有利于反应向温和程度发展，因此，目前寻找合适的催化剂以降低湿式氧化处理废水的经济成本以及应用于垃圾渗滤液的处理。虽然湿式氧化还未应用于垃圾渗滤液的处理，但是其处理效率高，对于高浓度、高毒性的废水处理效果很好，因而具有广泛的前景。 （9）化学法：和生化法相比，化学法不受水质水量变化的影响，出水水质稳定，尤其是对BOD5/COD 值比较低(0.02~0.20)，难以生物处理的渗滤液的处理效果较好。但成本较高，所以通常只作为预处理或后续处理。 （10）光氧化技术：光氧化技术是指利用在可见光或紫外光照射下发生的一系列复杂化学反应处理废水的技术。光氧化技术在降解难生物降解有机物和避免引入新的污染物方而具有强大的优势，因而在环境治理尤其是水处理领域有着一定的应用。Zong-ping Wang 等[12]对混凝—光氧化技术处理垃圾渗滤液进行了研究。实验发现，处理效果受pH 影响，pH 在3~8 时，pH 越低处理效果越好。单独UV/VIS 照射(r>313nm) 工艺可达到31%的COD 去除率和70%的色度去除率。In-Ock Koh 等[13]采用光氧化技术和生物处理工艺相结合处理垃圾渗滤液，分别用功率为84kW/m3 的低压汞灯、功率为100kW/m3 的中压汞灯、功率为30kW/m3 的真空汞灯进行照射，COD /BOD5在低压汞灯和真空汞灯作用下从230 降到3~4，在中压汞灯作用下从230降到6，而后，再用活性污泥法进行处理，COD，BOD5，AOX 都能达标排放。 （11）臭氧氧化技术：臭氧虽然可以氧化水中许多难降解有机物，但它与有机物的反应选择性差，且不易将有机物彻底矿化，其产物常常是羧酸类易于生物降解的有机物，因此处理垃圾渗滤液时一般是采用臭氧和其他处理方法联合的工艺去除难生物降解的有机物。Jerry J. Wu 等[14]采用臭氧高级氧化技术处理垃圾渗滤液，共有二种处理方案： O3，O3/H2O2，O3/UV。实验发现，O3/UV 方法在提高可生化性和降低色度方而最有效。投加1.2g/L 臭氧，二种方案都可以将BOD5/COD 从0.06 提高到0.5，这可以大大提高后续生化处理的效率。该方法的脱色效果可达90%，但TOC 去除率较低，所以该法只能

作为生物处理的前处理。 （12）物理法：物理法有蒸发法和超声波技术。 （13）回灌法：回灌处理法是20 世纪70 年代由美国的Pohland [17]最先提出的，我国同济大学在20世纪90年代也开始对垃圾渗滤液进行了研究。渗滤液回灌实质是把填埋场作为一个以垃圾为填料的巨大生物滤床，将渗滤液收集后，再返回到填埋场中，通过自然蒸发减少滤液量，并经过垃圾层和埋土层生物、物理、化学等作用达到处理渗滤液的目的。回灌处理方式主要有填埋期问渗滤液直接回灌至垃圾层、表面喷灌或浇灌至填埋场表面、地表下回灌和内层回灌。据估计，英国50%的填埋场采用了回灌技术。 垃圾渗滤液是一种高浓度、成分复杂、水质水量易变化的污水，人们对渗滤液的处理一直处于探索和发展之中，单一的渗滤液处理技术并不能满足人们对渗滤液的处理要求，必须采用多种方法的组合工艺。在众多组合工艺中，预处理+生化处理+后处理的组合是较为理想的组合方式。微电解由于其经济性、处理能力以及操作性上的优势成为众多预处理技术中最为适用、有效的技术之一；氧化沟具有良好的去除COD等污染物的能力，同时还具有优良的脱氮功能，能很好地对渗滤液中的NH3-N进行去除；砂滤是深度处理的常用技术之一，由于其对悬浮物和色度的良好去除功能而成为与微电解、氧化沟最理想的搭配。微电解+氧化沟+砂滤的组合工艺作为一种新的尝试，将会在今后的实践中进一步得到检验。 二．主要的参考文献： ［1］ 赵有才.生活垃圾卫生填理技术[M]. 北京:化学工业出版社, 2004. ［2］ 赵宗升,刘鸿亮,李炳伟. 垃圾填埋场渗滤液污染的控制技术[J]. 中国给水排水，2000, 16(6): 20- 23. ［3］ 沈耀良,张建平,王惠民. 苏州七子山垃圾填理场渗滤液水质变化及处理工艺方案研究[J]. 给水排水,2000,26( 5): 22- 26. ［4］ Dian adopomolos B. Characterization and treatment of recirculation stabilized leachate[J]. W ater Red 1994, 28(12) : 2439- 2445. ［5］ Loukiou M.X,Zouboulis,A.I. Comparison of twobiological treatment processes using attached- growth biomass for sanitary landfill eachate treatment.Environmental Pollution, 2001, 111(2):273- 281 ［6］ 徐竺,李正山,杨玖贤. 上流式厌氧过滤器处理垃圾渗滤液的研究.中国沼气[J]. 2002, 20(2) :12~15. ［7］ 李平,韦朝海,吴超飞. 厌氧/ 好氧生物流化床祸介处理垃圾渗滤液的新工艺研究.高校化学工业学报. 2002, 16(3):345- 350. ［8］ 李征.UASB-MBAC 工艺处理城市垃圾填埋厂渗滤液试验研究.天津大学硕士论文,2002, 10.

［9］ 涂淑玲，汪先明,TO2 光催化氧化深度处理垃圾渗滤液的研究[J]. 江西化工,2004，4: 137- 139. ［10］ 熊忠,混凝- Fenton 一SBR 处理垃圾渗滤液的因素研究[J]. 城市环境,2002 16(4):19- 20. ［11］ 张富韬,方少明,松全元. 混凝吸附法处理垃圾渗滤液的试验研[J]. 北京利技大学学报,2005 27(1)：23- 25. ［12］ Wang Zong- ping, Landfill leachate treatment by a coagulation一photooxidation process [J]. Journal of Hazardous Materials.2002. B95：153- 59. ［13］ Koh In- Ock, Leachate treatment by the combination of pho- tochemical oxidation with biological process[J]. Journal of Photo-chemistry and Photobiology A: Chemistry, 2004, 162: 261- 271. ［14］ Wu Jerry J, Treatment of landfill leachate by ozone- based advanced oxidation processes [J]. Chemosphere, 2004, 54: 997- 1003. ［15］ Palma Luca Di,Treatment of industrial landfill leachate by means of evaporation and reverse osmosis [J]. Waste Management,2002. 22: 951- 955. ［16］ Conze Evelyne, High frequency ultrasound as a pre- or post- oxillation for paper mill wastewaters and landfill leachate treatment[J]. Chemical Engineering Journal, 2003, 92: 215- 225. ［17］McCreanor P T, Reinhart D R.of leachate routing in a landfill[J]. Water Res, Mathematical modeling leachate recirculating, 2000, 34 (4):1285- 1295. 二、主要研究（设计）内容、研究（设计）思想及工作方法或工作流程 1．主要设计内容和思想 设计的主要内容为某生活卫生垃圾填埋场渗滤液处理工艺，其渗滤液处理量为200m m3/d，针对渗滤液排放要求，确定该垃圾渗滤液的处理工艺流程、完成相关设计计算、绘制图纸。 2．设计思想及工作流程 通过对垃圾渗滤液的理论分析，影响渗滤液产量的主要因素、处理的要求与处理的程度，现行可采用的工艺技术的特征入手，垃圾填埋场一般不会建造在承压地下水有可能侵入的地方，因为降水是渗滤液的主要来源。垃圾填埋场顶部的地表径流量的大小与垃圾的密实度、覆土材料、覆土厚度、表面的植被和排水条件有关。最后分析可能选用的处理方案的技术合理性，并通过科技文献检索、实地调研，掌握该废水目前的处理工艺方案并进行技术比较，选择最优方案 3.工作流程 根据该垃圾填埋场的规模，收集相关的文献资料，对现有的工艺进行比较，选择适合该垃圾填埋场的渗滤液的处理工艺流程，进行计算、设计、画图。

三、毕业设计（论文）工作进度安排 1. 开题报告： 2012年 2 月27日 至 2012年3月11日。 2. 完成初稿： 2012年 3 月 12日 至 2012 年 6月1日。 3．答 辩： 2012 年 6月 9日 至 2012 年 6月 12日 指 导 教 师 意 见 院 系 毕 业 设 计 领 导 小 组 审 核 意 见 备注：1、题目类型分为： 理论研究、应用研究、设计开发和其它。

2、题目难度分为： A、B、C、D四个等级。 3、综合训练程度分为： A、B、C三个等级。 年 月 日 难 度 教学院长（公章）___________ 年 月 日 综合训 练程度 是否隶属科研项目 指导教师签字___________

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