生活垃圾渗滤液催化氧化处理技术

生活垃圾渗滤液是在处理生活垃圾过程中产生的一种高浓度有机废水，具有水质水量变化大、污染物浓度高、水质成分复杂的特点，生活垃圾渗滤液的处理一直是一个世界性的难题。我国由于人口众多，生活垃圾产生量大，导致我国每年生活垃圾渗滤液产生量非常巨大，同时我国历年积存的生活垃圾渗滤液量同样非常巨大，这些垃圾渗滤液如果不能被有效处理，将对我国人民的健康和环境保护事业造成巨大威胁。
当前治理我国垃圾卫生填埋场处理垃圾渗滤液面临的主要问题是现有垃圾渗滤液处理工艺运行成本过高、处理产生的二次污染严重。我国许多垃圾卫生填埋场不能负担高额的垃圾渗滤液处理系统运行费用，导致其垃圾渗滤液处理系统不能连续运行，甚至有些垃圾卫生填埋场直接将垃圾渗滤液导入地下，造成了严重的地下水污染，间接污染了水源地。研发出一套行之有效的低运行成本且处理效果好的垃圾渗滤液处理工艺已成为我国环保科研工作者需要完成的一项重要任务。
以催化氧化技术为主体的垃圾渗滤液组合处理工艺在所有的垃圾渗滤液处理工艺中是最有发展前途的，催化氧化技术处理垃圾渗滤液是垃圾渗滤液处理技术的发展方向。本书系统全面地介绍了催化氧化技术处理垃圾渗滤液的原理、技术要点、研究现状，以及著者十几年来对生活垃圾降解及催化氧化技术处理垃圾渗滤液的研究成果。著者期待本书的内容能够对国内从事垃圾渗滤液处理技术研究的同行有一定的参考和借鉴作用。也期望能有更多的专家学者关注和研究我国的垃圾渗滤液处理技术，研发出低成本、高效率的垃圾渗滤液处理工艺方案，从而更快解决我国垃圾渗滤液处理面临的难题。
本书由吉林建筑大学蒋宝军著。吉林建筑大学市政与环境工程学院院长霍明昕、执行院长林英姿和给排水科学与工程系主任宋铁红为本书的出版提供了大量的支持和帮助，著者对几位领导深表感谢。吉林建筑大学研究生阮峻杰、王新培、孙一文承担了本书大量图表的整理工作，为本书的顺利出版做出了重要贡献，在此一并致谢。
由于著者水平有限，书中的疏漏和不妥之处在所难免，敬请各位读者批评指正，著者不胜感激。

著者
2020年8月

本书介绍了生活垃圾渗滤液的来源、危害、国内外垃圾渗滤液处理技术现状，结合著者十几年来对生活垃圾降解及渗滤液催化氧化技术的实验研究成果，对催化氧化技术处理垃圾渗滤液的原理、技术要点、研究现状等进行了系统阐述，并介绍了一些典型的垃圾渗滤液处理工程实例。本书具有实验研究和理论分析紧密结合的特点。
本书可供从事垃圾渗滤液处理工程的技术人员、科研人员、管理人员阅读参考，也可供高等学校环境工程专业师生学习使用。

1生活垃圾渗滤液概述1
1.1生活垃圾基本知识1
1.1.1生活垃圾的概念和分类1
1.1.2生活垃圾的处理方法2
1.2垃圾渗滤液的产生、来源及水质特点4
1.2.1垃圾渗滤液的产生4
1.2.2垃圾渗滤液的来源4
1.2.3垃圾渗滤液的水质特点5
1.3垃圾渗滤液的危害及排放标准6
1.3.1垃圾渗滤液的危害6
1.3.2垃圾渗滤液的排放标准6
1.4垃圾渗滤液处理方案14
1.4.1垃圾渗滤液的场外处理方案14
1.4.2垃圾渗滤液的场内处理方案14
1.5垃圾渗滤液处理技术15
1.5.1垃圾渗滤液的生物处理技术15
1.5.2垃圾渗滤液的物理化学处理技术21
1.5.3高级氧化技术的优化组合研究33
1.6垃圾渗滤液的常见处理工艺37
1.6.1生物处理＋膜处理工艺37
1.6.2全膜吸附过滤处理工艺37
1.6.3低耗蒸发＋离子交换处理工艺38
1.6.4三类常见处理工艺的对比38
1.7垃圾渗滤液处理技术存在的问题39
1.7.1生物处理技术存在的问题39
1.7.2物化处理技术存在的问题40

2生活垃圾加速降解及渗滤液减量途径42
2.1垃圾降解的机理42
2.2投加微生物营养盐加速生活垃圾降解速率43
2.2.1投加营养盐加速生活垃圾降解研究的目的及意义43
2.2.2营养盐加速生活垃圾降解实验方案及实验装置44
2.2.3营养物质添加对生活垃圾降解速率的影响45
2.3厌氧填埋生活垃圾最佳降解主要参数48
2.3.1厌氧填埋生活垃圾降解最佳含水率48
2.3.2厌氧填埋生活垃圾降解最佳压实密度49
2.3.3厌氧填埋生活垃圾降解最佳温度50
2.4垃圾渗滤液减量途径51
2.4.1垃圾渗滤液减量实验研究的目的及意义51
2.4.2垃圾渗滤液减量化实验装置及方法52
2.4.3添加填料减少垃圾渗滤液产生量实验分析53
2.4.4填料添加对垃圾渗滤液水质的影响55
2.4.5添加填料对生活垃圾降解速率的影响58
2.4.6锯末添加方式对垃圾渗滤液产生量的影响60
2.4.7锯末添加方式对垃圾渗滤液COD的影响61
2.4.8锯末对渗滤液中污染物质的吸附去除62

3垃圾渗滤液传统催化氧化处理技术68
3.1催化氧化技术的机理及分类68
3.1.1催化氧化技术机理68
3.1.2催化氧化技术分类68
3.2Fenton试剂催化氧化垃圾渗滤液实验研究69
3.2.1Fenton试剂在垃圾渗滤液中的应用69
3.2.2Fenton催化氧化渗滤液的实验材料及方法69
3.2.3Fenton技术对垃圾渗滤液的处理效能70
3.2.4两种渗滤液处理方案的比较74
3.3臭氧催化氧化垃圾渗滤液实验研究75
3.3.1催化剂简介75
3.3.2垃圾渗滤液臭氧催化氧化实验装置77
3.3.3垃圾渗滤液臭氧催化氧化实验方法77
3.3.4催化剂的负载比较85
3.3.5臭氧的分解机理86
3.3.6催化剂对臭氧吸收率的影响88
3.3.7催化剂投加量对去除垃圾渗滤液COD和氨氮的影响89
3.3.8臭氧投加量对去除垃圾渗滤液污染物的影响90
3.4催化剂的表征与分析92
3.4.1SEM表征与分析92
3.4.2EPMA表征与分析92
3.4.3XRD表征与分析94
3.4.4XPS表征与分析97
3.5臭氧催化氧化垃圾渗滤液的影响因素研究99
3.5.1实验方法99
3.5.2催化剂投加量对垃圾渗滤液污染物去除的影响99
3.5.3pH值对垃圾渗滤液污染物去除的影响101
3.5.4臭氧投加量对垃圾渗滤液污染物去除的影响104
3.5.5不同COD浓度垃圾渗滤液臭氧催化氧化效果比较108
3.5.6垃圾渗滤液氧化前后可生化性比较109
3.5.7催化剂存放寿命比较110
3.5.8投加催化剂对水样中重金属离子浓度的影响110

4垃圾渗滤液新型催化氧化处理技术113
4.1氧化亚铜（Cu2O）/氧化石墨烯（GO）催化氧化垃圾渗滤液实验研究113
4.1.1催化剂的制备方法113
4.1.2实验材料和方法115
4.1.3催化剂投加量对垃圾渗滤液处理效果的影响117
4.1.4催化剂反应时间对垃圾渗滤液处理效果的影响118
4.1.5催化剂投加量对垃圾渗滤液可生化性的影响120
4.1.6Cu2O/氧化石墨烯复合催化剂表征分析121
4.2二氧化钛（TiO2）/氧化石墨烯（GO）催化氧化垃圾渗滤液实验研究125
4.2.1催化剂的制备125
4.2.2实验材料和方法126
4.2.3催化剂投加量对垃圾渗滤液处理效果的影响128
4.2.4催化反应时间对垃圾渗滤液处理效果的影响129
4.2.5催化剂投加量对垃圾渗滤液可生化性的影响131
4.2.6TiO2/氧化石墨烯复合催化剂表征分析132

5垃圾渗滤液厌氧-好氧-催化氧化处理技术实验研究137
5.1实验装置与方法137
5.1.1实验装置137
5.1.2实验方法138
5.2厌氧段处理垃圾渗滤液最佳控制参数138
5.2.1厌氧段水力停留时间对渗滤液COD去除率的影响138
5.2.2厌氧段水力停留时间对渗滤液氨氮去除率的影响139
5.2.3厌氧段pH值对渗滤液COD去除率的影响140
5.2.4厌氧段pH值对渗滤液氨氮去除率的影响141
5.3好氧段处理垃圾渗滤液最佳控制参数141
5.3.1好氧段水力停留时间对垃圾渗滤液COD去除率的影响141
5.3.2好氧段水力停留时间对垃圾渗滤液氨氮去除率的影响142
5.3.3好氧段pH值对垃圾渗滤液COD去除率的影响143
5.3.4好氧段pH值对垃圾渗滤液氨氮去除率的影响144
5.4催化氧化处理好氧段垃圾渗滤液出水145
5.4.1催化剂投加量对垃圾渗滤液COD去除率的影响145
5.4.2催化剂投加量对垃圾渗滤液氨氮去除率的影响146
5.4.3催化剂反应时间对垃圾渗滤液COD去除率的影响147
5.4.4催化剂反应时间对垃圾渗滤液氨氮去除率的影响148

6垃圾渗滤液处理工程实例150
6.1常州某生活垃圾填埋场渗滤液处理工程150
6.1.1工程概况150
6.1.2工艺流程150
6.1.3运行数据整理分析153
6.1.4数据讨论及分析155
6.1.5结论157
6.2山西某固废处置中心渗滤液处理工程157
6.2.1工程概况157
6.2.2工艺流程157
6.2.3控制系统160
6.2.4运行效果160
6.2.5成本分析161
6.2.6结论161
6.3南京市有机废弃物处理场渗滤液处理工程161
6.3.1工程概况161
6.3.2工艺流程162
6.3.3主要工艺单元162
6.3.4运行效果165
6.3.5结论166
6.4广西某生活垃圾填埋场渗滤液处理工程166
6.4.1工程概况166
6.4.2工艺流程166
6.4.3主要构筑物及设计参数167
6.4.4调试运行168
6.4.5运行结果169
6.4.6工艺优化措施171
6.4.7结论171
6.5山东某垃圾填埋场渗滤液处理工程171
6.5.1工程概况171
6.5.2工艺流程172
6.5.3各处理单元设计参数172
6.5.4调试运行与经验175
6.5.5结论176
6.6南通某生活垃圾焚烧发电厂渗滤液处理工程176
6.6.1项目简介176
6.6.2工艺流程176
6.6.3处理单元设计177
6.6.4工程调试及运行情况179
6.6.5建设投资及直接运行成本179
6.6.6结论180
6.7山东某垃圾焚烧发电厂渗滤液处理工程180
6.7.1工程概况180
6.7.2工艺流程181
6.7.3主要构筑物及设计参数181
6.7.4运行结果及经济分析182
6.7.5结论183
6.8江苏某垃圾焚烧发电厂渗滤液处理工程183
6.8.1工程概况183
6.8.2主要处理单元构筑物设计参数184
6.8.3工程调试187
6.8.4运行成本190
6.8.5运行建议191
6.8.6结论191
6.9十堰某生活垃圾填埋场渗滤液处理工程192
6.9.1工程概况192
6.9.2主要设计参数192
6.9.3水量平衡分析193
6.9.4主要设备配置194
6.9.5主要运行效果195
6.9.6结论195
6.10南方山谷垃圾填埋场渗滤液处理工程195
6.10.1工程概况195
6.10.2工艺介绍196
6.10.3主要构筑物和设备196
6.10.4调试过程与效果198
6.10.5实际运行情况198
6.10.6工程经济分析199
6.10.7结论200

参考文献201