超声波/矿化垃圾柱对垃圾渗滤液的脱氮研究

论文摘要

随着垃圾填埋时间的增长,产生的渗滤液水质趋向老龄化,若直接排放,其中含有的高浓度氨氮会严重污染环境,若对其直接进行常规生物处理,高浓度氨氮也会对微生物的生长活动造成不良影响,从而增加渗滤液处理的难度。目前传统的脱氮工艺存在流程复杂、条件难以控制以及需要大量投加药剂等问题,本文在对国内外相关研究成果考察的基础上,采用了超声波/矿化垃圾柱系统对垃圾渗滤液进行处理,确定了该系统的脱氮效果及工艺参数。文中采用单独紫外光、单独超声波对渗滤液进行处理,通过对比不同紫外光波长和超声波功率条件下的氨氮去除效果,确定了紫外光的最佳波长为254nm,超声波的最佳功率为100W。为了获得更好的脱氮效果,在最佳波长和功率条件下,采用紫外-超声波、超声波-曝气、紫外-超声波-曝气等联合工艺对渗滤液进行处理,结果表明单独采用紫外光和超声波进行处理时的脱氮效果优于紫外-超声波联用时的脱氮效果;超声波-曝气联用时的脱氮效果优于单独采用超声波时的效果,说明超声波和曝气之间存在协同作用,且脱氮效果随着曝气量增加而提高,在曝气量分别为50L/h、100L/h和150L/h时,6个小时后,氨氮的去除率分别是60.25%、83.97%和92.85%;在超声波-曝气作用同时增加紫外光辐照,不同曝气量情况下,脱氮效果均较增加光照之前有明显提高,在紫外光波长254nm,超声波功率100W,曝气量150L/h条件下运行6小时可以获得最佳的脱氮效果,氨氮去除率达98.54%。为进一步对渗滤液进行处理,超声波处理后的出水进入矿化垃圾柱,柱子对氨氮的去除率基本保持在60%左右,出水中的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮浓度明显高于进水,矿化垃圾柱的脱氮效果良好并且具有较强的硝化作用。采用超声波/矿化垃圾柱对老龄垃圾渗滤液进行处理,可以有效降低氨氮浓度,该种组合工艺具有较为广阔的发展空间。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 城市生活垃圾渗滤液的水质特征以及危害
• 1.1.1 垃圾渗滤液的产生
• 1.1.2 垃圾渗滤液的性质
• 1.1.3 垃圾渗滤液的危害
• 1.2 垃圾渗滤液处理和脱氮技术的研究进展
• 1.2.1 垃圾渗滤液处理技术
• 1.2.2 几种常规脱氮技术
• 1.2.3 超声波技术研究现状
• 1.2.4 紫外光技术研究现状
• 1.2.5 紫外光和超声波的相互作用
• 1.2.6 矿化垃圾床处理垃圾渗滤液
• 1.3 存在的问题及研究意义
• 1.4 课题的研究内容
• 2 紫外和超声波单独作用时对垃圾渗滤液中氨氮的去除
• 2.1 原液水质分析及测定方法
• 2.1.1 垃圾渗滤液水质分析
• 2.1.2 测定指标及方法
• 2.2 单独紫外光作用对氨氮的去除效果
• 2.2.1 试验材料和装置
• 2.2.2 试验方法
• 2.2.3 试验结果
• 2.3 单独超声波作用对氨氮的去除效果
• 2.3.1 试验材料和装置
• 2.3.2 试验方法
• 2.3.3 试验结果
• 2.3.4 渗滤液的温度变化
• 2.3.5 渗滤液的pH 变化
• 2.4 本章小结
• 3 超声波联合工艺对垃圾渗滤液中氨氮的去除
• 3.1 紫外-超声波联用对氨氮的去除
• 3.1.1 试验材料和装置
• 3.1.2 试验方法
• 3.1.3 试验结果
• 3.1.4 单独紫外、单独超声波、紫外-超声波作用效果的对比
• 3.2 超声波-曝气联用对氨氮的去除效果
• 3.2.1 试验材料和装置
• 3.2.2 曝气量对氨氮去除的影响
• 3.2.3 超声波-曝气的协同作用
• 3.3 紫外-超声波-曝气共同作用
• 3.3.1 试验材料和装置
• 3.3.2 曝气量对紫外-超声波-曝气系统脱氮作用的影响
• 3.3.3 添加紫外光前后的脱氮效果
• 2 的添加对该系统脱氮作用的影响'>3.3.4 TiO₂的添加对该系统脱氮作用的影响
• 3.4 本章小结
• 4 矿化垃圾柱对垃圾渗滤液中氨氮的去除
• 4.1 矿化垃圾的特点
• 4.2 矿化垃圾柱对氨氮的去除
• 4.2.1 试验材料和装置
• 4.2.2 启动和运行
• 4.2.3 氨氮的转化
• 4.3 本章小结
• 5 结论与建议
• 5.1 试验结论
• 5.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录