摘要

为了重新评估和改善有机化合物的减少，对越南某山区大麦垃圾填埋场进行了较为详细的调查，并利用该填埋场的渗滤液进行了一些试验。在此基础上，提出了提高大麦遗址有机物含量降低的方案_3./小时₂O₂作为fenton处理的一种替代方法。各生料的水质参数均有明显变化。无论变化情况如何，原渗滤液中BODs和COD总体较高，有机物长期流出，BOD5 / COD比值较高，为0.17 ~0.32。最终排放的水符合越南的排放标准。HRT从20 h延长到40 h对BOD5的去除程度较高，但对COD和颜色的去除效果不明显。铁与氢重量比的变化₂O₂(O)从2.3到3.4，对BOD5和COD的去除略有增加，但对颜色的去除无明显差异。O_3./小时₂O₂使脱色率明显提高，而反应时间的调节是一个重要因素。含O_3./小时₂O₂将是Damai站点的一种替代方法。

关键字

垃圾填埋场渗滤液;有机化合物;BOD5;鳕鱼;颜色;生物处理;芬顿处理;凝固;O_3./ H2 O

介绍

随着最近经济的发展，越南的垃圾数量迅速增加。Tatsuo等[1]报道，2002年河内和2000年胡志明市的垃圾排放量分别达到2415吨/天和4210吨/天。自然资源和环境部2004年发布的报告还模拟了2015年固体废物总量将达到4000万吨/年、2020年7000万吨/年、2025年9000万吨/年，分别为[2]。这份报告还显示，越南的垃圾填埋场总数为91个，配备卫生处理系统的只有不到20%。此外，垃圾填埋场的处理系统并不一定能有效地运作。

在越南，只有少量的废物经过筛选、曝气分离、粉碎，然后作为肥料回收利用。但是，从经济的角度来看，几乎所有的垃圾都是收集在一起直接倒入垃圾填埋场而不是焚烧。因此，食品残渣中生物可降解成分的长期流出，严重威胁着水环境的恶化。Tatsuo等人[1]也报道了河内和胡志明市的城市垃圾约占垃圾总量的70%。此外，由于自然条件，如高湿度和多雨，大量渗滤液可能会从堆填区倾倒区溢出。另一方面，随着城市面积的扩大和人们对良好水环境意识的提高，在城市周边地区新建垃圾填埋场越来越困难。因此，最近的垃圾填埋场往往是新建在远离城市中心和/或山区的地区。

对越南垃圾填埋场现状进行了许多调查[3-5]。这些调查表明，越南的垃圾渗滤液通常含有高浓度的有机化合物，需要开发更有效的处理方法。同时也指出了处理技术的资金短缺和知识缺乏的问题。但是，这些调查主要针对大城市郊区的垃圾填埋场，而不是可能对水环境造成严重影响的山区垃圾填埋场。因此，今后有必要对山区垃圾填埋场进行调查。在此背景下，Takahashi等人[6]对越南6个垃圾填埋场进行了调查，其中包括位于泰国阮省北部山区的Damai垃圾场(Damai site)。这些报告还表明，在大麦地区安装了fenton处理来去除不可生物降解的有机物和颜色。Fenton法已被应用于垃圾渗滤液和城市污水的处理[7-9]，显示出无传质限制、无能量形式、工艺简单等优点。另一方面，人们普遍认为在fenton处理中存在一些问题。即pH调节在3左右，后期pH再调节至中性区进行放电，处理Fe(OH)_3.在反应过程中产生的污泥是必要的。在大麦工地，由于人力和面积的不足，这些工作是繁重的。

fenton法和臭氧氧化法均适用_3./小时₂O₂)已被称为典型的高级氧工艺(AOP)，其共同特点是生产和使用羟基自由基(HO•)，具有高氧化电位。考虑到H₂O₂已用于大麦厂的fenton处理，O_3./小时₂O₂在大麦地区是一种可接受的方法，可以取代fenton处理。然而，有关O_3./小时₂O₂在越南也有报道[10,11]。

本研究在前人[6]报告的基础上，进一步进行了更详细的调查，估计了大麦遗址中有机物的减少程度。并行的调查,进行了一些实验环境技术研究所越南科学技术学院(让)重新评估目前的有机化合物的减少程度专刊的网站,然后,计划改善提出了有机化合物的减少和O_3./小时₂O₂作为fenton处理的一种替代方法。

大麦遗址的现状

大麦遗址，占地27万平方米²该公司位于河内北部山区，距离河内市中心约100公里，自2002年以来一直由城市管理Thai Nguyen公司运营。从泰阮市及其郊区收集的生活垃圾直接倾倒到现场，没有焚烧。图一为大麦垃圾场。排土场位于上方(图一左侧)，接收渗滤液的蓄水池位于下方(图一右侧)。

图1:大麦场址排土场及水库。

图2为大麦厂区污水处理厂外观。右边的绿房子是行政中心。表1显示了该处理系统的容量和处理流程。原始渗滤液暂时储存在第一个水库，如果必要，pH值调整到中性区域。然后，对渗滤液进行生物处理，去除有机化合物，并进一步进行fenton处理和聚氯化铝(PAC)混凝/沉淀(fenton/PAC处理)去除不可生物降解的有机物和颜色，达到越南(B类QCVN40)[6]排放标准。最终处理后的水被排放到附近的水体。由于是一个完全开放的系统，很容易预计水质参数会受到降雨的影响。

照片2:处理厂外观。

能力(m3./天)	治疗流
400	原渗滤液→储液池→PH调节→曝气→沉淀→Fenton→PAC→混凝/沉淀 水库→→放电

表1:大麦场址污水处理系统现状

目前生物处理的反应条件为混合液悬浮固体(MLSS)为2000 ~ 3000 mg/L，水力停留时间(HRT)为20 h。目前fenton/PAC处理的反应条件为:FeSO的用量₄•7 h₂O的添加量为400 mg/L, H的添加量为400 mg/L₂O₂(50%)添加量为150 mg/L，反应时间为30 min, PAC添加量为400~600 mg/L。铁与氢的重量比₂O₂(O)约为2.3。

方法

可持续再利用评价

未经处理的渗滤液是从第一个水库中提取的。在更详细的调查中，每个处理的水也分别经过生物处理、fenton处理和PAC混凝沉淀法，以及最终的水库。所有采样水保存在lET的冰箱中，并保持在4^oC在水质参数分析前。

新反应条件的确定及实验的建立

所有使用的化学品都是由Wako Pure Chemical industries(日本)生产的。混合液从大麦厂曝气池中获得。所有实验都是在环境温度下进行的。

先将原渗滤液凝固。用意大利JLT 6瓶试验器进行混凝。碱反应条件参照大麦基地的反应条件。以500 mg/L的PAC溶液为混凝剂，加入5 mg/L的a101溶液为助凝剂。将这些混凝剂添加到500 mL的原渗滤液中，调整pH值为7 ~ 8。分别在150 rpm下快速搅拌3 min和在50 rpm下缓慢搅拌3 min，然后将溶液沉淀60 min。

将混凝后的上清进行生物处理。通过添加4 M-H，溶液的pH值控制在7 ~ 8之间₂所以₄或2.5 M-NaOH溶液。图1显示了生物处理装置的示意图。碱反应条件参照大麦基地的反应条件。将MLSS浓度调整至2500 mg/L。由于大麦场地有一个未使用曝气池的使用空间，曝气池的HRT可以从20 h延长到40 h，因此将HRT调整为40 h和20 h。

图1:生物处理装置示意图。

采用fenton法或O_3./小时₂O₂．fenton处理的基本反应条件参照大麦站和文献[7-9]。在fenton处理前，用4 M-H2 SO4将生物处理水的pH值调至3.5。之后，400毫升FeSO₄•7 h₂O(浓度为400 mg/L)和100或150 mL的H₂O₂在1000 mL的样品溶液中加入30%(浓度为100 mg/L)， fenton处理中Fe / H2 02 (O)的适宜质量比约为3.5[12]，当FeS0为400 mg/L时₄•7 h₂O和100 mg/L的H₂O₂(30%)，计算重量比为3.4。200 rpm搅拌20 min，静置30 min，倾取上清液后的溶液作为fenton处理后的处理水。

O_3./小时₂O₂，这是fenton处理的另一种方法，也使用半批次式臭氧化装置进行，如图2所示。将1.5 L的生物处理水放入高度100 em、直径5.4 em(总容积2.3 L)的反应器中，加入1.6 mL的H₂O₂(30%)。用10 mg臭氧/Lata流速4 Ll/min的气泡氧气对样品溶液进行臭氧化，臭氧化时间达100 min₂O₂来啊_3.100分钟后调整为0.4(60分钟后为0.6)，因为据报道合适的值在0.5- 1.0[13]范围内。

图2:臭氧化装置示意图。

结合这些反应条件，在lET中进行了1-F、1- 0,2 - f和2-0的实验室规模实验。表2显示了新处理系统的反应条件。实验结果如下:

1-F和2-F: PAC混凝→生物处理→Fenton处理

1-0、2-0:PAC混凝→生物处理→O_3.H₂O₂．

1-F和1-0的反应条件一般采用大麦基地的反应条件，目的主要是重新估计大麦基地的现状。另一方面，2-F和2-0的反应条件对大麦位上的有机化合物进行了修饰，目的是改善有机物的减少。

该处理系统分离了Fenton处理和PAC混凝处理。采用聚合氯化铝进行混凝预处理，进行生物处理。由于HO•可与多种有机化合物发生反应，一般希望将AOP放置在处理体系的后期。因此，fenton处理和O_3./小时₂O₂经生物处理后放置。在1-F和1-0的实验中，铁与氢的重量比₂O₂(O)和反应时间_3./小时₂O₂分别调整到2.3分钟和100分钟。在2-F和2-0的实验中，铁与氢的重量比₂O₂(O)调整为3.4,O_3./小时₂O₂从100分钟缩短到60分钟，因为长期臭氧化效率不高。图3显示了新的处理系统和采样点。

图3:在IET和采样点进行新的处理系统。

分析方法

5天生化需氧量(BOD)₅)、化学需氧量(COD)、颜色按标准方法[14]测定。

结果与讨论

进一步调查原渗滤液和各处理水

2013年5月，as、总Hg、Cd、Pb等重金属的浓度已经显示低于越南的排放标准[6]。然后，针对BOD进行抽样₅考察有机物的减少情况。

本文在前人报道的基础上进行了较为详细的调查，并对数据进行了分析，估计了大麦遗址中有机物的减少程度。图4显示了原浸出液中BOD s、COD和颜色的变化。实际上在2014年12月取样前就已经确认有一场强降雨，这将是水质参数值偏低的主要原因之一。

图4:变化的生化需氧量₅、COD和颜色。

如图4所示，在每个采样日，水质参数都有明显的变化。不管有什么变化，按需生产₅原渗滤液中有机物含量COD普遍较高，说明有机物长期流出。BOD的比例₅鳕鱼(BOD₅/COD)表示可生物降解性[7]为0.17~ 0.32。此外，2014年、2015年和2016年的颜色分别为320、320和460，所有原渗滤液外观均为深褐色，可能来源于烟熏物质。氯离子浓度在320 ~ 618 mg/L之间。

图4表明，由于已观察到原渗滤液的变化，需要进一步的调查来估计每一种工艺所减少的有机化合物的目前程度。2013年调查仅取原渗滤液(①)，后续调查分别取生物处理(曝气→沉淀)(②)、fenton/PAC处理(fenton→PAC→混凝/沉淀)(③)和最终排放水(④)后的3个采样水。

图5为2014年12月各工艺处理后原渗滤液和处理水水质参数变化情况。随着反应的进行，BOD₅、COD、色度均逐渐降低。因此，越南的生化需氧量排放标准₅最终出水COD为150，色值为150。2015年1月和2016年2月也观察到了同样的趋势。图3为2016年12月采集的渗滤液原液和各处理水的外观。从①到④的样本号分别对应上述解决方案。经fenton/PAC(③)处理后的水的色相较暗黄色，且含有少量悬浮物。由于这些悬浮固体的沉淀和/或降雨的稀释，在最后一个水库中的保留(④)观察到了进一步的改善。结果表明，大麦站点最终排放的水满足越南排放标准，但也表明，在一定程度上的净化取决于最后一个水库。

图5:2014年12月原渗滤液及各处理水水质参数变化

图3:12月渗滤液原液(①)和各处理水(②~③)的外观。2016年。

为研究大麦遗址水体中有机物的当前减少程度，计算了各采样水体中生物处理和fenton/PAC处理对有机物的去除率。图6和图7分别为生物处理和fenton/PAC处理的去除率。图6既显示了下降幅度的大变化，又显示了BOD的低变化₅去除率在16 - 67%之间。考虑到按需生产₅在常规活性污泥法(BOD)下，cod去除率可达90%以上₅大麦场地的去除率很低，包括BOD在内的有机物的降低还有提高的空间₅组件。图7也显示了fenton/PAC处理和生物处理的较大变化。

图6:生物处理的去除率。

图7:fenton/PAC处理的去除率

大麦遗址现状的重新评估及改善有机物减少的建议

从更详细的调查中可以看出，有机化合物的减少还有改进的空间。因此，我们在lET中进一步进行了表2和图3所示的1-F、1- 0,2 - f和2-0的一些实验。1-F和1-0的实验主要是为了重新估计大麦遗址的现状，2-F和2-0的实验是为了改善有机物的减少。

实验数	目的	反应条件
		凝固PAC	生物处理		芬顿处理		O3./小时2O2
			美国职业足球大联盟(毫克/升)	荷尔蒙替代疗法(h)	FeSO4 (毫克/升)	H2O2(30%)(毫克/升)	气体流量 率(L / min)	H2O2mL / 1.5升	反应时间(分钟)
参考	-	400 ~ 600	2000 ~ 3000	20.	400	150	-	-	-
行进 10	大麦遗址现状的重新评估	500	2500	20.	400	150	-	-	-
		500	2500	20.	-	-	4	1．6	One hundred.
2 - f 2 o	大麦遗址现状的改善	500	2500	40	400	One hundred.	-	-	-
		500	2500	40	-	-	4	1．6	60

表格2：新处理系统的反应条件

图8显示了BOD的变化₅(A)、COD (B)、color (C)。如图8A所示，BOD的较大程度₅将HRT从20小时延长到40小时，可获得去除效果₅2-0和2-F的值符合越南的排放标准，但1-F和1-0的值不符合越南的排放标准。这些结果表明，HRT的延长有助于BOD的增加₅去除。另一方面，在1-F、1- 0,2 - f和2-0之间，COD和颜色的去除程度基本相同，如图8B和C所示，说明HRT的延长对COD和颜色的去除没有明显影响。

图8:新处理系统对bod5 (A)、COD (B)、颜色(C)的改变。
过程;RL:原液，PAC: PAC混凝，BT:生物处理，
Fenton: Fenton处理，03/H202:过氧化氢臭氧化。
水平虚线:越南的出院标准。

铁与氢重量比的变化₂O₂(O)由2.3至3.4(由1-F至2-F)导致cod的清除量略有增加₅,鳕鱼,这些最终值大致符合排放标准在越南,如图8 a和b最终颜色值在行进和2 - f满足排放标准在越南,然而,没有可检测行进和2 - f的区别中观察到的颜色(请参见图8 c),这些表明,改变铁的重量比H₂O₂(O)只带来H减少的经济优势₂O₂，水质参数没有充分降低。

BOD的减少₅值为2-0和最终BOD₅符合越南的排放标准。如图8C所示，1-0和2-0的脱色率明显增加，其中O_3./小时₂O₂用来代替fenton处理。因此，BOD的所有最终值₅、COD、颜色2-0符合越南排放标准。将反应处理时间从100 min缩短至60 min具有较好的性价比，但2-0反应30 min后的处理水不满足BOD排放标准₅和COD(图8中没有显示)_3./小时₂O₂在大麦遗址，H₂O₂研究表明，反应时间的调整是降低有机化合物含量和节约燃点的重要因素。

BOD的最终值₅2-0得到的COD和颜色符合越南的排放标准，表2和图3所示的2-0处理系统将是Damai站点的替代方法，特别是在去除颜色的增加方面。表3总结了2-0处理系统与2-F处理系统的特点。由于反应条件如HRT在生物处理和反应时间在O_3./小时₂O₂是一个非常重要的因素，目前还需要更多的定量实验和分析来寻找最优条件。

治疗系统	优势	Disad有利的
2 - f	BOD的有效性5和鳕鱼 臭氧不产生成本	脱色效果不佳，PH调节，污泥处理
2 - 0	在有效性生化需氧量5，COD和脱色 没有pH值调整 没有污泥处理	臭氧发电成本

表3:新处理系统的特点

结论

本研究在前人[6]报告的基础上，进一步进行了更详细的调查，估计了大麦遗址中有机物的减少程度。在调查的同时，在lET中进行了一些实验，重新估算了大麦遗址中有机物减少的现状，并提出了改善有机物减少的方案，O_3./小时₂O₂作为fenton处理的一种替代方法。得到以下结论:

1. 各渗滤液的水质参数均有明显变化。不管有什么变化，按需生产₅原渗滤液中COD普遍较高，表明有机物长期流出，bodd比例较高₅COD为0.17~0.32。
2. 越南的生化需氧量排放标准₅大麦厂最终出水水质达到50、COD 150、色150。
3. HRT从20 h延长至40 h时，BOD水平较高₅但对COD和色度的去除效果不明显。
4. 铁与氢重量比的变化₂O₂(O)由2.3增加至3.4，可使BOD的清除量略有增加₅和COD，但脱色无明显差异。
5. O_3./小时₂O₂使脱色率明显提高，而反应时间的调节是一个重要因素。
6. 含O_3./小时₂O₂会是Damai站点的替代方法吗

致谢

这些调查和实验是AIST以亚洲国家为目标的水项目的一部分。我们也感谢Damai现场的工作人员为我们提供取样水，感谢Thai Nguyen大学的Van博士为我们安排取样时间。

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条信息

文章类型:研究文章

引用:Takahashi N, HibinoT, Kiyono F, Ichikawa H, Trinh Van T, et al.(2017)越南大麦垃圾填埋场调查及改善有机物减少的建议。国际给水排水3(1):doi http://dx.doi.org/10.16966/2381-5299.136

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出版的历史:

收到日期:2017年1月10

接受日期:2017年1月30日

发表日期:2017年2月3日