摘要

為了重新估計和改進有機化合物的減少，對位於越南山區的大麥垃圾填埋場進行了更詳細的調查，並利用該填埋場的滲濾液進行了一些實驗。在此基礎上，提出了改善大麥遺址有機化合物下降的方案_3./小時₂O₂也進行了作為一種替代方法的芬頓處理。所有原料的水質參數都有明顯的變化。無論哪種變化，滲濾液中bodd和COD普遍較高，顯示出有機物的長期流出，BOD5與COD的比值較高，在0.17 ~0.32之間。最終排放水達到越南排放標準。HRT從20 h延長到40 h, BOD5的去除率較高，但對COD和色度的去除率無明顯影響。Fe與H的質量比的變化₂O₂(O)從2.3到3.4對BOD5和COD的去除率略有增加，但對顏色的去除率無明顯差異。O_3./小時₂O₂使脫色效果明顯增加，而反應時間的調整是一個重要因素。該處理體係含O_3./小時₂O₂將是大麥遺址的一種替代方法。

關鍵字

垃圾填埋場滲濾液;有機化合物;BOD5;鱈魚;顏色;生物處理;芬頓處理;凝固;O_3./ H2 O

簡介

根據最近的經濟發展，垃圾的數量在越南迅速增加。Tatsuo等人[1]報告說，河內市的垃圾量在2002年將達到2,415噸/天，胡誌明市在2000年將分別達到4,210噸/天。自然資源環境部(MONRE) 2004年發布的報告也模擬了固體廢物總量將分別在2015年達到4000萬噸/年、2020年達到7000萬噸/年、2025年達到9000萬噸/年，分別為[2]。該報告還指出，越南的垃圾填埋場總數為91個，而配備了衛生處理係統的垃圾填埋場隻有不到20%。此外，垃圾填埋場處理係統的運行效率並不高。

在越南，隻有少量的垃圾經過篩選、曝氣分離、粉碎，然後作為肥料回收。然而，從經濟的角度來看，幾乎所有的垃圾都是收集在一起，直接傾倒到垃圾填埋場，而不焚燒。因此，食品殘渣中生物可降解成分的長期流出嚴重影響了水環境的惡化。Tatsuo等人[1]還報告稱，在河內市和胡誌明市，城市垃圾約占垃圾總量的70%。此外，由於高濕度和多降雨等自然條件，大量滲濾液可能從堆填區溢出。另一方麵，由於城市麵積的擴大和人們對良好水環境意識的提高，在城市周邊地區新建垃圾填埋場的難度越來越大。因此，最近的垃圾填埋場往往是新建在遠離城市中心和/或山區的地區。

對越南垃圾填埋場現狀進行了多次調查[3-5]。這些調查表明，越南垃圾填埋場的滲濾液一般含有高濃度的有機化合物，因此需要開發更有效的處理方法。同時也表明了處理技術的資金不足和相關知識的缺乏。然而，這些調查主要針對大城市郊區的垃圾填埋場，而不是可能對水環境造成嚴重影響的山區垃圾填埋場。因此，今後有必要對山區垃圾填埋場進行調查。在這些背景下，Takahashi等人[6]對越南的6個垃圾填埋場進行了調查，其中包括位於泰國阮省北部山區的大麥垃圾填埋場(Damai site)。這些報道還表明，在大麥的一些場地安裝了芬頓處理，以去除不可生物降解的有機化合物和顏色。芬頓處理已被應用於垃圾滲濾液和城市汙水的處理[7-9]，表現出了不受傳質限製、無能量形式、工藝簡單等優點。另一方麵，人們普遍認為芬頓的處理存在一些問題。即pH調整為3左右，隨後pH調整到中性區域進行放電，並處理Fe(OH)_3.在反應過程中產生的汙泥是必要的。由於人力和麵積的不足，這些工序在大麥現場是一項繁重的任務。

芬頓處理和過氧化氫臭氧氧化(O_3./小時₂O₂)被稱為典型的高級氧過程(AOP)，具有產生和使用具有高氧化電位的羥基自由基(HO•)的共同特點。考慮到H₂O₂已用於大麥地區的fenton處理_3./小時₂O₂是大麥地區可以接受的處理方法，可以取代芬頓處理。然而，關於O_3./小時₂O₂已在越南報道[10,11]。

本研究在先前報告[6]的基礎上進一步進行了更詳細的調查，估計了大麥遺址目前有機化合物減少的程度。與此同時，在越南科學技術學院(lET)環境技術研究所進行了一些實驗，重新估計了大麥遺址有機化合物減少的現狀，並提出了改善有機化合物減少的方案_3./小時₂O₂也進行了作為一種替代方法的芬頓處理。

大麥遺址的現狀

大麥遺址占地27萬平方米²該項目位於距離河內市中心約100公裏的北部山區，自2002年以來一直由城市管理泰國阮公司運營。從太原市及其郊區收集的生活垃圾直接傾倒在該場地，而沒有焚燒。圖1為大麥垃圾場。垃圾場位於上方區域(圖1的左側)，而接收原始滲濾液的蓄水池位於下方區域(圖1的右側)。

圖1:大麥工地排土場及水庫。

圖2為大麥遺址處理廠的外觀。右邊的綠房子是行政中心。表1顯示了該處理係統的容量和處理流程。未經處理的滲濾液暫時儲存在第一個貯水池中，如有必要，將pH值調整到中性區域。隨後，對滲濾液進行生物處理去除有機物，並進一步進行芬頓處理和聚氯化鋁(PAC)混凝/沉降(芬頓/PAC處理)去除不可生物降解的有機物和顏色，達到越南排放標準(QCVN40 B級)[6]。最後處理後的水排到附近的水體中。由於是一個完全開放的係統，很容易預料到水質參數將受到現場降雨的影響。

照片2:處理廠外觀。

能力(m3./天)	治療流
400	原滲濾液→水庫→PH調整→曝氣→沉澱→Fenton→PAC→混凝/沉澱 水庫→→放電

表1:大麥場址現有處理係統

目前生物處理的反應條件為混合液懸浮物(MLSS)濃度為2000 ~ 3000 mg/L，水力停留時間為20 h。目前fenton/PAC處理的反應條件為:FeSO的量₄•7 h₂O添加量為400 mg/L, H₂O₂(50%)加入150mg /L，反應時間30min, PAC加入量400~ 600mg /L。Fe與H的質量比₂O₂(O)約為2.3。

方法

可持續再利用評價

未經處理的滲濾液取自第一個貯水池。在更詳細的調查中，每個處理後的水也分別在生物處理、芬頓處理和PAC混凝/沉澱後和最終水庫。所有取樣水儲存在lET的冰箱中，保持在4^oC剛開始分析水質參數。

lET反應新條件的確定與實驗的構建

所有使用的化學品均由Wako純化學工業(日本)生產。混合液來自大麥現場曝氣池。所有實驗均在常溫下進行。

未經處理的滲濾液首先被凝固。使用瓶式試驗器(JLT 6，意大利)進行凝血。基本反應條件參照大麥站的反應條件。采用500 mg/L的PAC溶液作為混凝劑，同時加入5mg /L的a101溶液作為助凝劑。將這些混凝劑添加到500毫升的原始滲濾液中，調整pH值為7至8。分別以150轉/分快速攪拌3分鍾和以50轉/分緩慢攪拌3分鍾，然後，溶液沉澱60分鍾。

混凝後的上清進行生物處理。加入4 M-H，溶液的pH值控製在7 ~ 8之間₂所以₄或2.5 M-NaOH溶液。圖1是生物處理裝置的示意圖。基本反應條件參照大麥站的反應條件。確定MLSS的濃度為2500 mg/L。大麥場址由於有利用未使用曝氣池的空間，曝氣池HRT可由20延長至40 h，故HRT調整為40 h，同時調整為20 h。

圖1:生物處理裝置示意圖。

對生物處理後的水進行fenton處理或O_3./小時₂O₂．芬頓處理的基本反應條件參考大麥位點和文獻[7-9]。fenton處理前用4 M-H2 SO4將生物處理水的pH值調整為3.5。之後，加入400毫升FeSO₄•7 h₂O(濃度400 mg/L)和100或150 mL H₂O₂(30%，濃度為100 mg/L)加入到1000 mL的樣品溶液中。fenton處理中Fe與H2 - 02 (O)的合適重量比已報道為3.5[12]，在FeS0為400 mg/L的情況下₄•7 h₂O和100 mg/L H₂O₂(30%)，計算重量比為3.4。以200 rpm的轉速攪拌20 min，靜置30 min。上清洗淨後的溶液作為fenton處理後的處理水。

O_3./小時₂O₂，這是芬頓處理的另一種方法，也使用半批式臭氧化裝置進行，如圖2所示。將1.5 L的生物處理水置於高100 em、直徑5.4 em(總容積2.3 L)的反應器中，加入1.6 mL的H₂O₂(30%)。樣品溶液在含10mg臭氧/Lata的氣泡氧氣中臭氧化，流速為4ll /min，持續時間達100 min₂O₂來啊_3.100分鍾後調整為0.4左右(60分鍾後調整為0.6)，因為據報道合適的值在0.5- 1.0[13]範圍內。

圖2:臭氧化裝置示意圖。

結合這些反應條件，在lET中進行了1-F、1-0、2-F和2-0的實驗室規模實驗。表2顯示了新處理體係的反應條件。實驗如下:

1-F和2-F: PAC混凝→生物處理→Fenton處理;

1-0和2-0:PAC混凝→生物處理→O_3.H₂O₂．

1-F和1-0的反應條件一般采用大麥站的反應條件，目的主要是重新估計大麥站的現狀。另一方麵，2-F和2-0的反應條件對大麥位點的反應條件進行了改進，目的是促進有機化合物的降解。

該係統將Fenton處理和PAC混凝分離。將PAC混凝作為生物處理的前處理。由於HO•能與多種有機化合物發生反應，一般希望將AOP置於處理係統的後期。結果，芬頓處理和O_3./小時₂O₂生物處理後放置。在1-F和1-0的實驗中，Fe與H的重量比₂O₂(O)和反應時間_3./小時₂O₂分別調整為2.3和100 min。在2-F和2-0的實驗中，Fe與H的重量比₂O₂(O)調整為3.4，反應時間為O_3./小時₂O₂從100分鍾縮短到60分鍾，因為長期臭氧氧化[11]效率不高。圖3顯示了新的處理係統和采樣點。

圖3:在IET和采樣點進行新的處理係統。

分析方法

5天生化需氧量(BOD₅)、化學需氧量(COD)、顏色按標準方法[14]測定。

結果與討論

進一步調查原滲濾液及處理過的水

2013年5月，越南[6]的砷、總汞、鎘和鉛等重金屬濃度已顯示低於排放標準。然後，以BOD為目標進行抽樣₅， COD和顏色，以調查有機化合物的減少。

在前次報告[6]的基礎上進行了更詳細的調查，並對數據進行了分析，估計了目前大麥遺址有機化合物減少的程度。圖4顯示了原始滲濾液中BOD、COD和顏色的變化。2014年12月采樣前實際確認了一次暴雨，這將是水質參數值偏低的主要原因之一。

圖4:變化的生化需氧量₅、COD和原始滲濾液的顏色。

如圖4所示，每個采樣日的水質參數變化明顯。拋開變化不談，按需出版₅代表有機物含量的COD在原滲濾液中普遍較高，說明有機物長期流出。按需發行比率₅鱈魚(BOD₅/COD)代表生物降解[7]較高，為0.17~ 0.32。此外，2014年、2015年和2016年的顏色分別為320、320和460，所有原始滲濾液外觀均為深棕色，可能來源於煙熏物質。氯離子濃度在320 ~ 618 mg/L之間。

圖4表明，需要進一步的調查，以估計目前各工藝有機化合物減少的程度，因為已觀察到原始滲濾液的變化。2013年調查隻取原滲濾液(①)，後續調查也分別取生物處理(曝氣→沉澱)(②)、fenton/PAC處理(fenton→PAC→混凝/沉澱)(③)和最終排放水(④)後的三樣水。

圖5為2014年12月各工藝處理後原滲濾液和處理水水質參數變化情況。隨著反應的進行，BOD₅、COD、顏色逐漸降低。因此，越南的BOD排放標準₅最終出水達到50、COD 150、色度150。2015年1月和2016年2月也觀察到了同樣的趨勢。圖3為2016年12月采集的原滲濾液及各處理水的外觀。①~④分別對應上述解的樣本數。芬頓/PAC(③)處理後的水色相為較暗的黃色，含有少量懸浮物。由於這些懸浮物的沉澱和/或雨水的稀釋，在最後一個油藏(④)中觀察到進一步的改善。結果表明，大麥場址最終排放的水達到了越南排放標準，但也表明淨化程度在一定程度上取決於最後的水庫。

圖5:2014年12月原滲濾液及各處理水水質參數變化情況。

圖3:12月滲濾液原液(①)及各處理水(②~③)的外觀。2016年。

為了了解大麥現場目前有機物的下降程度，計算了生物處理和fenton/PAC處理對各采樣水中有機物的去除率。圖6和圖7分別為生物處理和fenton/PAC處理的去除率。圖6顯示了下降幅度的巨大變化和低BOD₅去除率介於16 - 67%之間。考慮到BOD₅一般活性汙泥法，BOD去除率可達90%以上₅大麥遺址的去除率很低，包括BOD在內的有機物的去除率還有提高的空間₅組件。圖7還顯示了fenton/PAC處理和生物處理的巨大差異。

圖6:生物處理的去除率。

圖7:fenton/PAC處理的去除率

大麥遺址現狀的再評價及改善措施

更詳細的調查顯示，有機化合物的減少還有改進的空間。因此，在lET中進一步進行了表2和圖3所示的1-F、1-0、2- f、2-0的一些實驗。1-F和1-0的實驗主要是對大麥遺址的現狀進行重新估計，2-F和2-0的實驗主要是對有機物減少的改善。

實驗數	目的	反應條件
		凝固PAC	生物處理		芬頓處理		O3./小時2O2
			美國職業足球大聯盟(毫克/升)	荷爾蒙替代療法(h)	FeSO4 (毫克/升)	H2O2(30%)(毫克/升)	氣體流量 率(L / min)	H2O2mL / 1.5升	反應時間(分鍾)
參考	-	400 ~ 600	2000 ~ 3000	20.	400	150	-	-	-
行進 10	大麥遺址現狀的再估計	500	2500	20.	400	150	-	-	-
		500	2500	20.	-	-	4	1．6	One hundred.
2 - f 2 o	大麥遺址現狀的改善	500	2500	40	400	One hundred.	-	-	-
		500	2500	40	-	-	4	1．6	60

表格2：新處理體係的反應條件

圖8顯示了BOD的變化₅(A)， COD (B)，顏色(C)。如圖8A所示，BOD的程度較高₅將HRT從20延長到40小時，從而獲得去除效果₅在越南，2-0和2-F滿足排放標準，但1-F和1-0不滿足排放標準。這些結果表明，HRT的延長有助於BOD的增加₅去除。另一方麵，在1-F、1-0、2-F和2-0之間，COD和顏色去除的程度幾乎相同，如圖8B和C所示，說明HRT的延長對COD和顏色的去除沒有明顯的影響。

圖8:bod5 (A)、COD (B)、顏色(C)的變化
過程;RL:原液，PAC: PAC混凝，BT:生物處理，
芬頓:芬頓處理，03/H202:過氧化氫臭氧化。
水平虛線:越南的排放標準。

Fe與H的質量比的變化₂O₂(O)從2.3到3.4(從1-F到2-F)對BOD的去除略有增加₅1-F和2-F的最終顏色值滿足越南的排放標準，如圖8A和b所示，但在去除顏色的過程中，1-F和2-F之間沒有明顯的差異(見圖8C)。這說明Fe與H的重量比的變化₂O₂(O)帶來的隻是H數量減少帶來的經濟優勢₂O₂，水質參數下降不足。

BOD下降₅值和最終BOD₅符合越南的排放標準。如圖8C所示，在1-0和2-0中顏色去除率明顯增加，其中O_3./小時₂O₂用來代替芬頓治療。因此，最終的BOD值₅2-0的COD、顏色符合越南排放標準。將反應時間從100 min縮短到60 min是具有成本效益的，但2-0反應30min後的處理水不符合BOD排放標準₅和COD(未在圖8中顯示)_3./小時₂O₂在大麥遺址，H₂O₂反應時間的調整是降低有機物含量和經濟效益的重要因素。

BOD的最終值₅2-0得到的COD、顏色符合越南排放標準，表2和圖3所示的2-0處理體係將是大麥場址的備選方法，特別是在去除顏色方麵的增加。表3總結了2-0與2-F的新處理體係的特點。由於生物處理中的HRT和反應時間等反應條件的調整_3./小時₂O₂這是一個非常重要的因素，為了尋找最佳條件，還需要進行更多的定量實驗和分析。

治療係統	優勢	Disad有利的
2 - f	按需執行的有效性5和鱈魚 無臭氧產生成本	去色無效PH調節汙泥處理
2 - 0	在有效性生化需氧量5，COD和去色 沒有pH值調整 沒有汙泥處理	臭氧產生成本

表3:新處理係統的特點

結論

本研究在先前報告[6]的基礎上進一步進行了更詳細的調查，估計了大麥遺址目前有機化合物減少的程度。與此同時，在lET中進行了一些實驗，重新估計了大麥遺址有機化合物減少的現狀，並提出了改善有機化合物減少的方案_3./小時₂O₂也進行了作為一種替代方法的芬頓處理。得到以下結論:

1. 所有滲濾液的水質參數均有明顯變化。拋開變化不談，按需出版₅原始滲濾液COD普遍較高，表明有機物長期流出，BOD占比較高₅對COD的影響較高，為0.17~0.32。
2. 越南BOD排放標準₅大麥場區最終出水達到50、COD 150、色度150。
3. HRT從20 h延長到40 h, BOD的程度較高₅但對COD和色度的去除率無明顯影響。
4. Fe與H的質量比的變化₂O₂(O)從2.3到3.4對BOD的去除略有增加₅和COD，但在去除顏色方麵沒有檢測到差異。
5. O_3./小時₂O₂使脫色效果明顯增加，而反應時間的調整是一個重要因素。
6. 該處理體係含O_3./小時₂O₂會是大麥遺址的替代方法嗎

致謝

這些調查和實驗是AIST針對亞洲國家的水項目的一部分。感謝大麥現場的運營人員提供采樣水，感謝阮泰大學Van博士安排采樣時間。

參考文獻

1. Tatsuo K, Yamada M, Ishigaki T, Otsuka K, Ueki S(2006)越南社會主義共和國的垃圾現狀。日本坎京中心33:71-76。
2. 閃亮球控股有限公司、EJ商業夥伴有限公司、八日工程顧問公司(2014)越南滲濾液處理技術項目編製調查報告。5.［Ref。］
3. 藤田M, Ike M，石垣T，淺野M(2003)越南河內廢物處理和處置現狀。Kankyo Gijyutsu 32: 611-616。
4. 蘇達順，岡明，藤井勇(20 13)越南胡誌明市垃圾填埋場現狀。Kankyo Gigyutsu 42:108 - 111。
5. 石木天，田田M，黎文基，曹the Ha，範洪越，等(2002)越南河內垃圾填埋場滲濾液的現場調查與深度氧化處理。日本社會水環境雜誌25:629-634。［Ref。］
6. 高橋N，市川H，清野F，柴田S，明BC，等。(2014)越南垃圾填埋場及滲濾液現場調查。Yosui Kogyo 627: 5-12。
7. Chamarro E, Marco A, Espulgas S(2001)使用Fenton試劑提高有機化學的生物降解性。水Res 35: 1047-1051。［Ref。］
8. 高淑華，張福生(1996)垃圾滲濾液中難降解有機物的改進Fenton法。水科學技術34:455-462。［Ref。］
9. Lopez A, Pagana M, Volpe A, DiPinto AC (2004) Fenton對成熟垃圾滲濾液的預處理。Chemospher 54: 1005 - 1010。［Ref。］
10. Tap VH, Tuyen TV(2015)陶瓷Raschig環-利用過氧化物(O_3./過氧化氫)。臭氧科學，37:22-28。［Ref。］
11. 土延電視(2015)垃圾滲濾液臭氧氧化處理研究。第41屆越日科技合作聯合委員會會議記錄。
12. Inamori F(1987)水和廢水處理信息81 Fenton處理。由井到海井29:551。
13. Adamus CD, Scanlan PA(1993)過氧化氫I臭氧高級氧化法增強1,4 -二惡烷的生物降解性和礦化。臭氧水廢水處理1,S3.60-S 3。［Ref。］
14. 美國公共衛生協會(2012年)《水和廢水檢驗標準方法，第19版》，華盛頓特區。［Ref。］

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條信息

文章類型:研究文章

引用:高橋N, HibinoT, Kiyono F, Ichikawa H, Trinh Van T，等(2017)越南Damai垃圾填埋場調查及減少有機化合物的改進建議。國際J水廢水處理3(1):doi http://dx.doi.org/10.16966/2381-5299.136

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出版的曆史:

收到日期:2017年1月10

接受日期:2017年1月30日

發表日期:2017年2月3日