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垃圾填埋场渗滤液特征和治疗Al-Menya使用生物和物理方法

*通信:

Qurie米,al - quds大学科学与技术学院耶路撒冷巴勒斯坦,电话:+ 9720 2 2796961;电子邮件: (电子邮件保护)

文摘

在这个研究中,Al-Menya卫生填埋场产生的渗滤液位于南部的西Bank-Palestine调查。在这方面,渗滤液的物理、化学和生物学特性进行了研究使用SBR和先进的膜技术包括超滤和反渗透。结果表明,渗滤液产生被归为年轻渗滤液生物处理的可能性根据BOD / COD比值。在所有样品中重金属浓度变化由于不完整的浪费分离阶段。铬和镍的浓度最高,而Ag)和Pb低于检出限。主要治疗和生物治疗使用序列间歇式反应器(SBR)显示,88%,95%,100%和96%去除鳕鱼,分别TSS、氨氮和磷酸盐。最后阶段的治疗包括先进的膜技术(超滤和反渗透)。SBR废水的治疗使用超滤单元显示高效的超滤单元对TSS、硝酸盐和磷酸盐、铝、锌、切除(100%),(98%),(95%),(100%),分别为(82%)。重金属是部分删除,艾尔是完全移除,而铬浓度没有显示出不同的浓度。一种有效去除鳕鱼观察介于97% - -100%,氨氮,TSS、铝、钾、钠使用RO装置而Cr和Cd还有高浓度。

关键字

卫生填埋;渗滤液;生物处理;物理治疗

介绍

垃圾填埋场是一个离散区域的土地或开挖接收家庭垃圾。也接受其他类型的非危险的废物,比如商业固体废物,无毒害污泥,有条件地免除少量生成器浪费和工业无毒害固体废物。在垃圾填埋场的运行期间,渗滤液水通过时形成的浪费在垃圾填埋场细胞(1]。通常生成的渗滤液中含有大量的有机污染物和重要的重金属浓度(2),这可能是一个潜在来源的地表水和地下水污染(3),也可能影响粘土的渗透系数(4),通过改变粘土的结构从六角针像晶体结构。此外,健康影响渗滤液不限于饮用水,但也可能通过食物链发生由于摄入其他生物(鱼类、水生植物)定位在受渗滤液污染的环境5]。

几项研究关于渗滤液特征和治疗进行了。有机物的去除表示化学需氧量COD,从渗滤液生物需氧量BOD和铵是通常的先决条件在卸货渗滤液天然水(之前6]。

序列间歇式反应器SBR是有效的方法去除渗滤液中污染物,这个过程取决于循环时间等操作参数,曝气速率,反应堆,水力停留时间荷尔蒙替代疗法等。在结合使用SBR膜反渗透在渗滤液处理技术已经被证明是非常有效的(7]。它作为可靠的方法和微分操作弹性,容易扩张成模块和潜在的成本节约8]。在12 h周期时间,BOD5、TSS和NH3-N,删除是98年,90年和89年,分别9]。SRT的10天,系统效率鳕鱼、总氮和磷酸盐删除是91年,98年和98年,分别10]。当初始氨和磷酸盐含量是900年和90年,结果显示分别为99.8和97.8去除氮和磷(11]。

物理治疗包括膜技术反渗透RO似乎是最有前途的方法之一,在垃圾填埋场渗滤液处理的新工艺(12,13]。此外,它一直在研究渗滤液处理和污染物COD的去除效率,NH₄⁺,导电率超过90%14]。鳕鱼参数和重金属浓度降低超过99%和98,分别为(15]。佛罗里达大学是有效的消除大分子和粒子,但强烈依赖于材料的类型构成膜(16]。佛罗里达大学的速度取决于膜的面积,分子的浓度梯度扩散和温度(17]。的消除之间的污染物质没有达到100%,COD(10%和75%),所以最近,佛罗里达大学已经应用于垃圾渗滤液的生物治疗。

芬顿的效率的最优实验条件下氧化pH = 3, H₂O₂/铁₂⁺摩尔比率= 3和反应时间= 150分钟的良好的实验条件,最大COD去除率为56.49% (18]。另一个研究表明,厌氧塘,兼性塘和成熟塘系统不符合设计标准排放安全(19]。古典流程申请使用芬顿的渗滤液处理过程中,耦合coagulation-Fenton过程和吸附粉末活性炭(PAC)显示减少化学需氧量COD介于85 - 97% (20.]。垃圾填埋场渗滤液是通过组合化学絮凝预处理polyaluminum氯(PAC)作为絮凝剂,随后由microelectrolysis-Fenton纯化(MEF)的过程。结果显示减少化学需氧量(COD)和胡敏酸(HA)去除(分别为90.27%和93.79%21]。

这项工作的目的是为了确定Al-Menya渗滤液的一般特征,然后探讨生物处理效率使用SBR和物理治疗方法为渗滤液管理使用超滤和反渗透。

方法

研究区域

Al-Menya填埋场位于南2 km-3公里Al-Menya南部和西部的村庄在伯利恒,巴勒斯坦。垃圾填埋场面积为20.5公顷(540×490)。它是关于海拔690 - 730米。年平均降雨量200毫米- 300毫米,年平均温度是19°C-20°C。平均每年日出热量是189 - 195公斤/厘米²(22]。

的地质的面积几乎由碎石、粘土从周围的山脉和丘陵的沉积。大部分的出现,几乎所有的内容都是冲积、沙子和碎石。岩石帽是由一个强大的和白色的石灰(< 0.5和它的最大值1.5米)。石灰石达到超过10米,防漏的比例/渗透率很小,因为石头形成的另一种形式的能力(燧石、燧石、泥灰岩、泥灰石和白云石)内形成石灰石在形成小但数量大而不同。垃圾填埋场的设计获得达到收集在最低点,地下水的深度有很大深度下表面约200,这些泄漏的能力到达从垃圾填埋深度超过10 m-20 m,很小,太远了。

的浪费收到在Al-Menya城市固体垃圾填埋场浪费,每天的数量是600吨左右。通常,有特定的污染物在纺织废水包括悬浮物、可生物降解的有机物、有毒有机化合物和重金属22]。

Biological-physical处理方法

渗滤液质量是非常变量从站点到站点和随着时间的推移一个特定的垃圾填埋场。因此,生物处理和物理/化学处理过程分别能够达到高处理效率(23,24]。结合这两种类型的治疗是最有效的治疗过程的渗滤液24]。

Al-Menya渗滤液处理主要有两个阶段,第一阶段由沉降样品在一个单独的反应堆2 h,然后渗滤液被注入SBR生物治疗8 h .第二阶段使用先进的膜技术是一种物理治疗包括反渗透和超滤。

优化SBR

为了启动治疗,从绿洲大酒店带来的SBR活性污泥是污水处理厂与渗滤液在耶利哥和混合。流程的效率测试试图确定最优条件,最后,分析了渗滤液处理的一般特征。表1和2总结了有氧操作条件包括操作条件参数和理想的条件。根据这些条件进行优化设计表2(25]。

表1:SBR过程的操作条件参数。

表2:实验操作条件和最佳操作条件有氧SBR操作过程

食品微生物比F / M:F / M比见方程(1)是蒸煮器加载除以挥发性悬浮固体的浓度(生物质)蒸煮器(kg-COD / kg-VSS。天)。对于任何给定的加载,效率可以提高通过降低F / M比和增加的浓度生物质在蒸煮器(26]。另外,对于给定生物质集中在消化池内,减少加载的效率可以提高。

F / M =有机加载速率/挥发性固体(1)

在那里,

有机加载速率(O.L.R) =鳕鱼的入渗河流(kg-COD / L。天)挥发性固体(Vss) =挥发性悬浮固体浓度反应器(kg-VSS / L)。

水力停留时间(HRT):决心荷尔蒙替代疗法是一个重要的过程控制参数。如方程(2)中所示,它表明液体降解所需的总时间(26]。

荷尔蒙替代疗法=鳕鱼_在/ O.L.R(2)

或者,荷尔蒙替代疗法=曝气池的体积/渗透速率

卷是在米³和流量³/天。

荷尔蒙替代疗法在天或小时内表达。

流量:荷尔蒙替代疗法和流量检测的入渗河流从饲料进口到出口。通常情况下,流量控制通过蠕动泵与相应的管不同直径的冲刷。根据工作容积流量设计的反应堆,如方程(3)中所述26]:

Q = V_w/荷尔蒙替代疗法(3)

反应堆的工作容积(V_w在m表示³荷尔蒙替代疗法是表达的一天,

问表达在m³/天。

结果与讨论

渗滤液的特点

2013年6月Al-Menya卫生掩埋了。垃圾填埋场的渗滤液收集样品在2014/2015。渗滤液样本保存在4°C,以防止任何化学和生物活动。表3的一般特征,提出了研究渗滤液。与他人比较分析特征在文献评论中,获得的结果表明,渗滤液的特点在于在这些价值观。发现鳕鱼超过2000 ppm和BOD / COD > 0.3,因此垃圾分类作为一个年轻一个(少于5年)(6,23]。表4总结更多的渗滤液分类对比参数。

表3:Al-Menya垃圾填埋场渗滤液的一般特征。

表4:垃圾填埋场渗滤液成分与填埋年龄(6,23]。

生物处理

表5总结了普通物理、生物和化学特性的影响和污水在一个完整的循环使用SBR反应器(一式三份样品)。

表5:粒子和Intraparticle动能模型DIPSAC参数在不同的温度下有不同的初始浓度。

结果表明,COD减少从11000 mg / l到1330 mg / l切除比例88%,从2500 mg / l TSS下降到124 mg / l对TSS去除百分比95%。完整的去除氨氮的废水。然而,硝酸得分减少((34% - -32%),从19.57 mg / l₃- n 13毫克/ l和4.4 mg / l₃^{- - - - - -}3 mg / l)。从8 mg / l磷酸下降到0.3 mg / l切除比例96%。删除Na比例为87%,从5700 mg / l下降到730 mg / l。K下降了34%,从1000 mg / l到659 mg / l。结果表明,SBR是有效降低原料的有机负荷渗滤液样品。

这个研究的结果是非常重要的,当我们与他人进行比较。发现除TSS在生物治疗(85% - -97%)和除磷(57% - -69%)8删除),然而,目前的研究结果显示分别为95%和96%。另一项研究表明,实现了系统的去除效率分别为94.9 55.9%,COD和总P,分别为(27),而在这个研究中,对有机物去除百分比由COD浓度(88%)和96% P的去除。

通过比较结果与巴勒斯坦的标准处理废水,浓度的氨、硝酸盐和磷酸盐在可以接受的范围之内,并且可以处理500 m海水或用于灌溉(干饲料、绿色饲料、公园、大豆、柑橘树,橄榄树木和杏树)[28,29日]。但根据其他标准,需要更多的治疗来遵守的角色和规定(30.]。

物理treatment-ultrafiltration(超滤)

表6总结了物理、生物和化学的特点,在治疗后渗滤液样品使用生物和超滤单元相比原始的渗滤液影响。进一步增强治疗阶段除了生物处理,这个过程可以防止和减少渗滤液到达RO之前任何可能发生堵塞。SBR废水的治疗使用超滤单元显示高效的超滤单元TSS、硝酸盐和磷酸盐、铝、锌、切除(100%),(98%),(95%),(100%),分别为(82%)。的超滤孔隙度防止暂停和大型溶解固体物穿过细胞膜。

表6:物理和化学特征,治疗后渗滤液废水用生物阶段和超滤单元比较原始的渗滤液影响。

物理treatment-reverse渗透(RO):

佛罗里达大学的污水通过反渗透膜在高压力。表7总结了原始渗滤液之间的变异(影响)和RO废水。它显示了物理、生物和化学治疗后渗滤液废水用生物阶段和超滤单元相比原始的渗滤液影响。

表7:物理和化学处理后的渗滤液废水用RO装置比较原始的渗滤液影响。

渗滤液COD浓度的影响是11000 mg / l在所有实验和减少到975 mg / l在超滤去除废水的91%。的消除范围内的COD值达到10至75%31日),所以相关研究,鳕鱼有很明显的下降。另一方面,减少废水用RO导致更多的鳕鱼345 mg / l 97%去除相关的实验研究13,32,33),表明RO技术消除鳕鱼的达到99%。一些有机和无机污染物的去除效率超过98% (34]。

通过比较这些结果与(PSTW) Nitrate-N超滤和反渗透浓度废水的浓度记录0.3 mg / l和1.1 mg / l,分别。这些浓度低于25毫克/ l-50 mg / l根据巴勒斯坦标准。根据这个参数,处理渗滤液可以申请不同用途根据巴勒斯坦标准过滤喂养含水层的除外。TSS在拖废水(反渗透和超滤)完全删除,导致使用任何应用程序的处理渗滤液的能力根据巴勒斯坦标准可接受(放电海水沿着500米,喂养过滤的含水层,灌溉干燥和绿色饲料,灌溉花园法院、灌溉谷物、灌溉森林树木,灌溉柑橘类水果,灌溉橄榄树木和灌溉杏树)。废水COD浓度超滤和反渗透的975 mg / l和345 mg / l,分别。然而,巴勒斯坦的标准应该在150 mg / l - 200 mg / l,这意味着需要进一步治疗来减少有机物。相同的结果对BOD,佛罗里达大学给了280 mg / l和117 mg / l用RO和巴勒斯坦BOD标准范围内的40毫克/ l-60 mg / l。

阿宝₄- p在佛罗里达大学废水浓度为0.422 mg / l和0.400 mg / l RO废水和这些巴勒斯坦标准浓度低于5毫克/ l-30 mg / l。同时,钠浓度超滤废水是339 mg / l和136 mg / l RO废水。这个浓度略高于巴勒斯坦标准200 mg / l - 230 mg / l。重金属浓度在超滤废水中mg / l以下,Cd,锌、铬、铜和镍,0.531,3.64,0.622,5.07,0.393和5.23分别和RO为同一重金属废水超滤的顺序是0.00,3.63,1.09,4.88,0.669和4.93。巴勒斯坦标准这些金属(1 - 5),0.01(2 - 5),(0.05 - -0.1),分别为0.2和0.2 mg / l。这意味着需要进一步治疗Cd,铬、铜和镍(29日,30.]。指的是澳大利亚的处理过的污水排放标准,BOD值从超滤和反渗透需要更多的治疗是减少280 mg / l和117 mg / l分别达到10 mg / l。阿宝₄- p浓度为0.422 mg / l在RO佛罗里达大学和0.4 mg / l,这需要一点治疗达到标准的0.1 mg / l。重金属浓度在佛罗里达大学废水mg / l以下Cd,锌、铬、铜和镍,3.64,0.622,5.07,0.393和5.23分别和RO为同一重金属废水超滤的顺序是3.63,1.09,4.88,0.669和4.93。澳大利亚标准,这些金属是0.002,0.05,0.001,0.01和0.15 mg / l。提到已经证实所有重金属的潜在不利影响超滤和反渗透废水有必要治疗这些重金属符合这些标准。一般来说,澳大利亚排放标准不兼容Al - Menya垃圾填埋场的渗滤液处理,通过超滤或反渗透(30.]。

生化需氧量₅废水从佛罗里达大学是280 mg / l和RO为116 mg / l。允许限制由世卫组织与这些值在≤240 mg / l的经营范围内,这个范围内允许观赏果树和饲料作物的灌溉。TSS废水超滤为0.0 mg / l和RO为0.0 mg / l。允许限制由世卫组织与这些值在≤140 mg / l的经营范围内,这个范围内允许观赏果树和饲料作物的灌溉,灌溉的蔬菜可能会吃生和冲厕所(35]。

TDS废水来自佛罗里达大学是350 mg / l和RO 40 mg / l。的限制程度的TDS灌溉水质低于450 mg / l,所以没有任何限制为这个参数用于灌溉。

没有₃- n由佛罗里达大学0.3 mg / l,这个值低于标准限制它< 5 mg / l和5.0 mg / l RO和这个值在标准范围内5毫克/ l-30 mg / l。因此,超滤废水被认为是没有限制使用这种处理废水污水用于灌溉,但有轻微到中度限制使用RO污水用于灌溉。钠浓度废水超滤是338 mg / l和136 mg / l RO。Na的限制程度相关的水质灌溉这些浓度> 69 mg / l,所以这个参数的限制使用灌溉是轻微到中度。

重金属浓度在超滤废水中mg / l以下,Cd,锌、铬、铜和镍,0.531,3.64,0.622,5.07,0.393和5.23分别和RO为同一重金属废水超滤的顺序是0.00,3.63,1.09,4.88,0.669和4.93。粮农组织相关标准,这些重金属浓度的5.00,0.10,2.00,0.10,0.20,0.20 mg / l。这样处理过的水超滤或RO废水作为灌溉用水效率低下,因为这些重金属在渗滤液样品超过了粮农组织的标准(35]。

结论

Al-Menya根据卫生垃圾填埋场渗滤液是归类为年轻的渗滤液年龄和物理,化学和生物的特征。BOD / COD比率显示了生物处理的可能性。SBR方法是一种有效的方法去除有机物,而先进的膜处理方法利用超滤和反渗透提高去除效率。结合超滤和反渗透的SBR渗滤液的有效方法治疗增加吸附阶段增强溶解固体物的去除。

确认

作者感谢巴勒斯坦水务局PWA他们进行这项研究的支持。

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