時(shí)間:2024-01-30 14:58:58
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程,我們?yōu)槟扑]十篇處理垃圾滲濾液的方法范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來(lái)更深刻的閱讀感受。
1 滲濾液的產(chǎn)生
垃圾處理廠填埋是我國(guó)目前垃圾處理的基本方法之一。但是垃圾填埋場(chǎng)中滲濾液的處理一直是填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理中非常棘手的問(wèn)題。滲濾液是填埋場(chǎng)中液體重力流動(dòng)的產(chǎn)物,主要來(lái)源于雨水和垃圾內(nèi)的水分。滲濾液的成分個(gè)體差異很大,主要取決于填埋場(chǎng)的運(yùn)行時(shí)間、地表深度、生物環(huán)境及垃圾成分。另外,當(dāng)?shù)亟涤昵闆r、填埋場(chǎng)的地質(zhì)情況及覆土層的性質(zhì)等因素影響滲濾液產(chǎn)生多少。滲濾液產(chǎn)生有三個(gè)部分:一是外部水分滲入垃圾中,主要是降水、地表水和地下水;二是垃圾自身的水分;三是垃圾中有機(jī)微生物分解產(chǎn)生的水。由于影響滲濾液成分的因素包括物理因素,化學(xué)因素以及生物因素,所以滲濾液個(gè)體差異較大,沒(méi)有共同性,本身有復(fù)雜性和污染性。如不加以處理而直接排放進(jìn)環(huán)境,會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。以保護(hù)環(huán)境為目的,對(duì)滲濾液的處理是必不可少的。
2 滲濾液的特性
滲濾液具有不同于其他污水的特點(diǎn),比較難處理,主要有以下特點(diǎn):
(1)滲濾液組成成分比較復(fù)雜,含有多種有毒有害的物質(zhì)。其中有機(jī)污染物多達(dá)77種(其中促癌物、輔致癌物5種),還含有難以生物降解的酚類(lèi)化合物和苯胺類(lèi)化合物等各種危險(xiǎn)有機(jī)物。(2)垃圾滲濾液中化學(xué)需氧量、五日生化需氧量濃度可達(dá)到每升數(shù)千到幾萬(wàn)毫克,和一般污水相比,濃度大的驚人。(3)垃圾滲濾液中含有十多種金屬離子,其中鐵的濃度可高達(dá)2050mg/L,鉛的濃度可高達(dá)12.3mg/L,鋅的濃度可高達(dá)130mg/L,鈣的濃度可高達(dá)4200mg/L。(4)氨氮含量很高,且隨填埋場(chǎng)的運(yùn)行時(shí)間增加而升高,最高濃度可以達(dá)到每升數(shù)千到數(shù)萬(wàn)毫克,嚴(yán)重抑制和降低了生物處理中微生物的活性。(5)營(yíng)養(yǎng)元素的比例失調(diào)。由于氨氮含量高,C/N的比值經(jīng)常出現(xiàn)失調(diào)的情況:且磷元素缺乏,一般BOD5/TP大于300,比值與微生物所需要的碳磷比(100:1)相差很遠(yuǎn)。這些性質(zhì)給垃圾滲濾液的處理帶來(lái)了一定難度。
3 滲濾液的影響與危害
滲濾液的組成成份十分復(fù)雜,而且如果滲透土壤,就會(huì)給周?chē)牡叵滤畮?lái)嚴(yán)重污染,從而影響人類(lèi)健康。據(jù)監(jiān)測(cè),通常在距離垃圾填埋場(chǎng)最近的地下水中有害物質(zhì)的含量和種類(lèi)最多,而且一千米外仍然含有有機(jī)污染物。另外,滲濾液還有滲透持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、污染物濃度高、個(gè)體差異大等特征,給治理工作帶來(lái)很大困難。地下水源和周?chē)寥酪坏┍晃廴荆胪ㄟ^(guò)人為凈化補(bǔ)救,基本上很難實(shí)現(xiàn),費(fèi)用也極其昂貴,從而會(huì)給環(huán)境和人民健康帶來(lái)不可估計(jì)的損失。
4 滲濾液的處理方法
垃圾滲濾液的處理是城市垃圾填埋場(chǎng)正常運(yùn)行的必不可少的環(huán)節(jié)之一。很多不同的處理方法都在研究討論中,但是現(xiàn)在垃圾滲濾液處理的方法主要是生物處理、物化處理和土地處理。
4.1 生物處理
垃圾滲濾液的生物處理可分為厭氧和好氧處理2種,主要是利用微生物的分解作用、硝化和反硝化作用來(lái)去除滲濾液中的有機(jī)物和氨氮。
(1)厭氧生物處理技術(shù):厭氧生物處理的運(yùn)用已有近百年的歷史。但直到近20年來(lái),隨著微生物學(xué)、生物化學(xué)等學(xué)科的發(fā)展和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累,不斷開(kāi)發(fā)出新的厭氧處理工藝,克服了傳統(tǒng)工藝的水力停留時(shí)間長(zhǎng)、有機(jī)負(fù)荷低等缺點(diǎn),使它在處理高濃度的有機(jī)廢水方面取得了良好的效果,而且對(duì)水質(zhì)、水量的變化具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。它構(gòu)造簡(jiǎn)單,設(shè)有氣、水、液三相分離器。且不需要攪拌和水力回流、污泥回流等機(jī)械設(shè)備,耗能和建造費(fèi)用少,維護(hù)管理容易。
(2)好氧生物處理技術(shù):好氧生物技術(shù)在垃圾滲濾液處理中運(yùn)用廣泛,其主要有:活性污泥法、生物膜法、生物氧化塘、好氧膜生物反應(yīng)器等處理方法。生物膜法和活性污泥法是在本世紀(jì)發(fā)展起來(lái)并得到廣泛運(yùn)用的污水處理工藝。垃圾滲濾液作為高濃度的有機(jī)廢水,生物膜法和活性污泥法在其處理當(dāng)中運(yùn)用比較廣泛。活性污泥法因其費(fèi)用低、效率高而在垃圾滲濾液的處理中得到廣泛的應(yīng)用。這些方法對(duì)降低垃圾滲濾液中的BOD5、CODcr和氨氮有一定的效果,還可以去除另一些污染物如鐵、錳等金屬離子。生物膜法具有耐水量沖擊的優(yōu)點(diǎn),可用于復(fù)雜的水質(zhì),而且生物膜上能夠生長(zhǎng)世代較多的微生物,如硝化菌之類(lèi)。我國(guó)也進(jìn)行了低氧一好氧兩段活性污泥處理垃圾滲濾液的研究,杭州天子嶺填埋場(chǎng)采用該法處理滲濾液,但效果不穩(wěn)定。
4.2 土地處理
土地處理是人類(lèi)最早采用的污水處理方法。滲濾液的土地處理包括慢速滲濾系統(tǒng)(SR)、快速滲濾系統(tǒng)(RI)、表面漫流(OF)、濕地系統(tǒng)(WL)、地下滲濾土地處理系統(tǒng)(UG)以及人工快速滲濾處理系統(tǒng)(ARI)等多種土地處理系統(tǒng)。土地處理主要通過(guò)土壤顆粒的過(guò)濾,離子交換吸附和沉淀等作用去除滲濾液中懸浮顆粒和溶解成分。通過(guò)十壤中的微生物作用,使?jié)B濾液中的有機(jī)物和氮發(fā)生轉(zhuǎn)化,通過(guò)蒸發(fā)作用減少滲濾液量。目前用于滲濾液處理的土地法主要是回灌和人工濕地。
但是土地處理系統(tǒng)多用于城市污水處理,在垃圾滲濾液的處理中也有人作過(guò)研究,認(rèn)為施澆垃圾滲濾液后土壤的養(yǎng)分含量提高,通氣空隙增多,土壤的肥力明顯提高,但是對(duì)于重金屬和有毒有害物、質(zhì)濃度高的垃圾滲濾液不大適合。英國(guó)也有運(yùn)用回灌法處理滲濾液的例子,但是被認(rèn)為是一種非徹底的滲濾液處理方法。
4.3 物化處理
Abstract: in recent years foreign scholars of landfill leachate treatment for a large amounts of exploration and research, achieved some success experience, some of which have been used in engineering practice. In our country of landfill leachate treatment research started late, low starting point, a lot of failure, but also had some valuable experience. Because of leachate water to the complex and changeable, at present there is no perfect process, according to the different most of the specific conditions of the landfill and other economic technical requirements to adopt targeted process. In landfill leachate treatment at home and abroad and the present situation, the current leachate treatment scheme is off the main processing field and individual treatment two kinds big. The main process have biological treatment method, chemical method, and the method of comprehensive midway
Key words: the landfill; Leachate; Processing method
中圖分類(lèi)號(hào):R124文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引 言:城市垃圾的處理 (處置)方法主要有焚燒、堆肥 和填埋等。其中垃圾衛(wèi)生填埋法由于成本低、技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單、處理迅速,是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的垃圾處置方式。填埋法處理城市生活垃圾會(huì)產(chǎn)生大量的污染物濃度高、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、流量極不均勻且水質(zhì)變化大的滲濾液,這些滲濾液不加處理則會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境水體產(chǎn)生嚴(yán)重的二次污染。城市生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液 (以下簡(jiǎn)稱(chēng)滲濾液)的處理一直是填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理中非常迫切而棘手的問(wèn)題。
1 滲濾液處理方法介紹
1.1 常用的處理方法
1)生物處理法
分為好氧生物處理法、厭氧生物處理法和厭氧―好氧組合處理方式三種。好氧生物處理法包括活性污泥法、曝氣氧化塘法和生物膜法。厭氧生物處理法包括普通厭氧硝化、兩相厭氧硝化、厭氧濾池、上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧復(fù)合床(UASBF)等。厭氧―好氧組合處理方式包括SBR法、AB法、厭氧池―SBR法、厭氧池―活性污泥法、厭氧/好氧生物床等。
2)物理化學(xué)處理法包括混凝沉淀法、化學(xué)氧化法、吸附法和膜分離法等。
3)土地處理法包括循環(huán)回灌法和土壤植物處理系統(tǒng)。
1.2 滲濾液處理方法的比較
垃圾滲濾液的多種處理方法,各具優(yōu)缺點(diǎn)。
生物法中,好氧工藝的活性污泥法和生物膜法的處理效果最好,停留時(shí)間較短,已有豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),但工程投資大、運(yùn)行管理費(fèi)用高;相對(duì)而言,曝氣氧化塘工藝簡(jiǎn)單、投資少、便于管理,但停留時(shí)間長(zhǎng)、占地面積大且易受季節(jié)影響。厭氧處理工藝適于高濃度的有機(jī)廢水,它的缺點(diǎn)是停留時(shí)間長(zhǎng),污染物的去除率較低,對(duì)溫度的變化敏感。因此,對(duì)高濃度的垃圾滲濾液采用厭氧―好氧組合處理工藝既經(jīng)濟(jì)合理,又提高了處理效率。目前我國(guó)已有不少填埋場(chǎng)采用此法,例如:福州紅廟嶺的UASB―氧化溝―穩(wěn)定塘工藝,處理垃圾滲濾液水量為1000m3/d;入口水質(zhì)CODcr為8000mg/L、BOD5為5500mg/L;CODcr的去除率為95%、BOD5的去除率為97%,去除率較高,但出口水質(zhì)仍未達(dá)到《生活垃圾填埋控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889―1997)中垃圾滲濾液二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。還有,廣州大田山垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)滲濾液的處理采用厭氧―氣浮―好氧工藝,進(jìn)水水質(zhì)CODcr為8000mg/L、BOD5為5000mg/L、SS為700mg/L、pH值為7.5 ;出水水質(zhì)CODcr為100mg/L、BOD5為60mg/L、SS為500mg/L、pH值為6.5~7.5,達(dá)到了垃圾滲濾液的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。雖然厭、好氧組合工藝的處理效果相對(duì)較好,但此工藝組合的搭配協(xié)調(diào)較為困難。
與生物處理相比,物化處理不受水質(zhì)水量變動(dòng)的影響,出水水質(zhì)比較穩(wěn)定,尤其是對(duì)BOD5/COD值較低(0.07~0.20)的難以生物處理的垃圾滲濾液有較好的處理效果,現(xiàn)已成為滲濾液后處理工藝中最常用的方法之一。但其成本較高,不適于大水量垃圾滲濾液的處理。同時(shí)可以查看中國(guó)污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。
土壤植物處理系統(tǒng)是在人工控制的條件下,通過(guò)土地―植物系統(tǒng)的物理―生物―化學(xué)的綜合反應(yīng),使?jié)B濾液得到凈化。循環(huán)回灌法實(shí)質(zhì)上是以填埋場(chǎng)為巨大的生物濾床,將滲濾液收集起來(lái),通過(guò)噴灌使之回流到填埋場(chǎng)。其凈化作用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是減量。滲濾液回灌后通過(guò)蒸發(fā)或被植被吸收,減少了滲濾液的場(chǎng)外處理量;二是加速穩(wěn)定化進(jìn)程。回噴可增加垃圾濕度,增強(qiáng)微生物活性,加快甲烷的產(chǎn)生速率及有機(jī)物的分解,縮短填埋垃圾的穩(wěn)定化進(jìn)程。例如,北英格蘭的Seamer Carr垃圾填埋場(chǎng),部分垃圾滲濾液采用了滲濾液再循環(huán)后,發(fā)現(xiàn)COD值和金屬濃度有較大幅度的下降。
目前該項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用的較少。據(jù)資料介紹,例如,唐山市垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)的滲濾液處理采用了循環(huán)回灌法,滲濾液被收集并經(jīng)沉淀調(diào)節(jié)池處理后,回灌至填埋場(chǎng);沉淀調(diào)節(jié)池中的沉淀污泥與滲濾液也一并回流至填埋場(chǎng),避免了污泥的二次污染。還有杭州天子嶺填埋廠,通過(guò)循環(huán)回灌法基本可實(shí)現(xiàn)滲濾液的產(chǎn)生與蒸發(fā)量的平衡,同時(shí)可使COD由10400mg/L降至142mg/L,TN由899mg/L降至18mg/L。但是,循環(huán)回灌法對(duì)氨氮的去除效果并不明顯,其只能降低垃圾滲濾液的濃度、減少其產(chǎn)量,而且產(chǎn)生的低濃度滲濾液不能直接排放。
2 我國(guó)的垃圾滲濾液處理方法
2.1 預(yù)處理方法
現(xiàn)今,垃圾滲濾液的排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格,目前我國(guó)能真正滿足衛(wèi)生填埋標(biāo)準(zhǔn)的填埋場(chǎng)并不多,許多填埋場(chǎng)因?yàn)橘Y金所限無(wú)法建造能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的垃圾滲濾液收集處理系統(tǒng)。因此,我們應(yīng)發(fā)展投資小、效果好的滲濾液處理技術(shù)。但是,由于垃圾滲濾液成分復(fù)雜、水質(zhì)水量變化大、污染物濃度高,單獨(dú)采用一種方法處理難以滿足要求,因此須采用多種方法的組合工藝。如用生物法或土地法作為預(yù)處理,再綜合考慮處理效果、資金及用地情況來(lái)選擇后續(xù)處理的工藝組合即可滿足要求。根據(jù)本文對(duì)各種處理方法的比較,土地處理法節(jié)約用地、經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單,生物法的工藝搭配協(xié)調(diào)困難,投資相對(duì)較高。因此,從我國(guó)目前的國(guó)情出發(fā),選擇土地處理法為預(yù)處理方法是適宜的。
2.2 后續(xù)處理的方式方法
后續(xù)處理可分為合并處理和單獨(dú)處理兩種方式。
1)合并處理
合并處理是指將預(yù)處理后的滲濾液輸入城市污水處理廠進(jìn)行處理。垃圾滲濾液通過(guò)土地處理法進(jìn)行預(yù)處理后,重金屬濃度大大降低,不會(huì)對(duì)城市污水處理廠的微生物造成毒害;水量和有機(jī)物含量減少,基本不會(huì)對(duì)城市污水處理廠造成沖擊負(fù)荷,但考慮到污水處理廠對(duì)滲濾液的接納能力,應(yīng)嚴(yán)格控制滲濾液與城市污水的混合比,滲濾液濃度越高,滲濾液和污水的混合比就應(yīng)控制得越小,因此需在填埋場(chǎng)附近加筑中間調(diào)節(jié)池,在雨季和水量較多時(shí),可將過(guò)剩的滲濾液排入調(diào)節(jié)池中。另外,經(jīng)土地法預(yù)處理后,滲濾液的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)仍不均衡,氨氮濃度較高、磷含量較低。而城市污水量較大,可起到稀釋作用,還可補(bǔ)充磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),保證了生化處理所需的C∶N∶P的比例,達(dá)到滲濾液與城市污水共同處理的目的。因此,采用合并處理作為后續(xù)處理方式,既不影響城市污水處理廠的正常運(yùn)作,又能保證出水水質(zhì),還可節(jié)約土地、節(jié)省工程投資和運(yùn)行管理費(fèi)用,也不必考慮工藝搭配組合的問(wèn)題。所以,該方式是一種比較理想的處理方案。但需注意的是垃圾填埋場(chǎng)和城市污水廠的距離及城市污水處理廠對(duì)滲濾液的接納能力。
2)單獨(dú)處理
單獨(dú)處理是指在填埋場(chǎng)附近建設(shè)污水處理廠以進(jìn)行滲濾液的處理。當(dāng)垃圾填埋場(chǎng)遠(yuǎn)離城市污水處理廠時(shí),為避免滲濾液長(zhǎng)距離輸送帶來(lái)的高額費(fèi)用,可考慮在填埋場(chǎng)附近單獨(dú)建設(shè)處理系統(tǒng)。處理系統(tǒng)要根據(jù)預(yù)處理后的水量、水質(zhì)進(jìn)行選擇。一般來(lái)說(shuō),應(yīng)用土地處理法進(jìn)行預(yù)處理后,水量和有機(jī)物含量較少、氨氮含量較高,應(yīng)建議采用物理化學(xué)處理法對(duì)滲濾液進(jìn)行深度處理。
3 結(jié)束語(yǔ):
1)垃圾滲濾液的成分復(fù)雜、水質(zhì)水量變化大、污染物濃度高、處理難度大。主要的處理方法有生物處理法、物理化學(xué)處理法和土地處理法。單獨(dú)采用一種方法處理垃圾滲濾液難以滿足排放要求,因此必須采用多種方法的組合工藝。
2)以循環(huán)回灌法為預(yù)處理,再把滲濾液輸送至城市污水處理廠進(jìn)行合并處理是適合我國(guó)的滲濾液處理方法。但必須考慮到填埋場(chǎng)和污水處理廠的距離及污水廠對(duì)滲濾液的接納能力。如單獨(dú)處理,則建議采用物理化學(xué)處理法進(jìn)行深度處理。
3)建議對(duì)循環(huán)回灌法與其它工藝搭配的處理方法進(jìn)行試驗(yàn)研究,以解決工藝的協(xié)調(diào)問(wèn)題。另外,在研究垃圾滲濾液處理方法的同時(shí),還應(yīng)當(dāng)研究減少滲濾液產(chǎn)生量的填埋技術(shù)。
參考文獻(xiàn):
[1]鄭雅杰.垃圾填埋場(chǎng)滲濾液特征及其治理[J].水資源保護(hù),1997, (2):11-14.
一、垃圾滲濾液的基本性質(zhì)和危害
(一)垃圾滲濾液的產(chǎn)生特點(diǎn)
當(dāng)進(jìn)入填埋場(chǎng)的水大于蒸發(fā)和提供給垃圾本身一定的濕度時(shí),多余部分的水即從垃圾場(chǎng)中滲濾出來(lái),即形成垃圾滲濾液。進(jìn)入填埋場(chǎng)的水主要有兩部分,一是垃圾本身所含水量;它包括垃圾本身所含的顯水和垃圾在長(zhǎng)期的厭氧發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生出來(lái)的化合水。二是有效降水量;其主要受降水量、蒸發(fā)量、氣溫和徑流量等因素的影響。眾多實(shí)踐表明,垃圾滲濾液的產(chǎn)生量主要受當(dāng)?shù)氐慕邓坑绊懀邓康拇笮∮种苯佑绊懤鴿B濾液的多少。而降水量受季節(jié)性的影響很大,因此滲濾液的產(chǎn)生量又與季節(jié)的變化密切相關(guān)。一般來(lái)說(shuō),在我國(guó)冬季和春季的降水量較小,夏季和秋季的降水量多而大,故冬季和春季內(nèi)的滲濾液產(chǎn)生量相對(duì)較小,夏季和秋季內(nèi)的滲濾液產(chǎn)生量大而多,在我國(guó)北方尤顯突出。由此看來(lái),全年內(nèi)的滲濾液產(chǎn)生量很不平衡,繼而又對(duì)水質(zhì)的變化產(chǎn)生影響。這一特點(diǎn)為滲濾液的處理帶來(lái)了一定難度。
(二)垃圾滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn)
垃圾滲濾液的水質(zhì)除與降水量的多少直接相關(guān)外,還與填埋場(chǎng)的垃圾填埋時(shí)間有關(guān),處于酸性發(fā)酵階段的較“年輕”的填埋場(chǎng)產(chǎn)生出來(lái)的滲濾液,PH5.5~6.5,CODcr15,000~40000mg/l或更高,CODcr/BOD5值為1.5~3.0,由于PH較低,故其中的重金屬含量較高,往往可達(dá)3~30mg/l。而處于堿性發(fā)酵階段的較“老”填埋場(chǎng)產(chǎn)生出來(lái)的滲濾液,PH為7~8,CODcr1,500~5,000mg/l,CODcr/BOD5值大于10,重金屬含量往往小于5mg/l。滲濾液的另一特點(diǎn)是含氮量和含鹽量高,氮多以氨氮的形式存在,其主要是在廢物的厭氧分解過(guò)程中,由各種蛋白質(zhì)和其它含氮化合物的分解而產(chǎn)生出來(lái)的,約占TKN的80~90%。鹽主要為氯化物(2000~4000mg/l)和硫酸鹽(100~500mg/l)。滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn)也給其處理工藝的選擇帶來(lái)一定的難度。
(三)垃圾滲濾液的危害
垃圾滲濾液中除含有高濃度的有機(jī)物和氨氮外,還含有大量的有毒有害污染物質(zhì)如重金屬等。如果處理不好,將嚴(yán)重污染周?chē)h(huán)境和水體,尤其是對(duì)地下水的污染。據(jù)對(duì)7600個(gè)垃圾填埋場(chǎng)的調(diào)查發(fā)現(xiàn),有2000個(gè)填埋場(chǎng)對(duì)人體健康產(chǎn)生了直接威脅,所以必須對(duì)其進(jìn)行有效處理。
二、垃圾滲濾液的處理方法及應(yīng)用
眾多研究結(jié)果表明,垃圾滲濾液可用生物法、化學(xué)絮凝、炭吸附、膜過(guò)濾、脂吸附、氣提等方法單獨(dú)或聯(lián)合處理,而其中生物法因其費(fèi)用低,效率高而得到最廣泛的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)外最普遍使用的滲濾液處理方法是好氧生物法,此法可有效地降低BOD5、CODcr和氨氮,還可去除其它污染物,如鐵、錳等金屬。在好氧法中又以延時(shí)曝氣法用得最多,另外還有曝氣穩(wěn)定塘和生物轉(zhuǎn)盤(pán)等。對(duì)于BOD5含量低,氨氮含量高,一般BOD5/NH3-N
(一)與城市污水合并處理法
如果能將垃圾滲濾液直接送到城市污水處理廠或與城市污水相類(lèi)似的污水處理廠與這些污水合并處理,是最簡(jiǎn)單最經(jīng)濟(jì)的處理方法。由于滲濾液中所含成份與城市污水基本相同,所不同之處則是滲濾液中的BOD5、CODcr及氨氮含量高于城市污水中的含量。但由于城市污水量較大,可將滲濾液中的有機(jī)物及氨氮加以稀釋?zhuān)瑫r(shí)又可彌補(bǔ)滲濾液中磷含量的不足,而對(duì)于城市污水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)說(shuō)又不產(chǎn)生任何影響。據(jù)國(guó)外資料介紹,當(dāng)滲濾液的CODcr濃度在24000mg/l時(shí),其體積占城市污水處理總體積的2%時(shí),對(duì)污水處理廠的處理效果不產(chǎn)生影響,如CODcr濃度為3500mg/l,其滲濾液體積占城市污水處理總體積的40%時(shí),污水處理廠的處理效果也不受影響。因此,將滲濾液送到城市污水處理廠共同處理是可行的,并且污水處理廠中的剩余污泥又可作為垃圾回填到垃圾填埋場(chǎng)。由于剩余污泥中的微生物含量很高,可加速垃圾中有機(jī)物的分解穩(wěn)定,縮短垃圾的發(fā)酵期,從而縮短垃圾填埋場(chǎng)的穩(wěn)定過(guò)程。將滲濾液與城市污水共同處理的綜合處理工藝,可減少城市污水處理廠的污泥處理部分,又可減少垃圾填埋場(chǎng)的污水處理部分,因此可使整個(gè)工程造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用大大降低,是改善投資效果,提高環(huán)境效益的最佳選擇。但采用該處理工藝時(shí),需要考慮如下幾個(gè)因素:(1)城市污水處理廠或與其相類(lèi)似的污水處
理廠必須具有二級(jí)以上的污水處理設(shè)施;(2)城市污水處理廠
二級(jí)污水處理設(shè)施或與其相類(lèi)似的污水處理廠的設(shè)計(jì)規(guī)模和遠(yuǎn)景規(guī)劃;(3)垃圾填埋場(chǎng)與城市污水處理廠或與其相類(lèi)似的
污水處理廠的距離等。
(二)滲濾液?jiǎn)为?dú)處理法
對(duì)于大多數(shù)目前現(xiàn)已存在的城市來(lái)說(shuō),情況往往是不盡人意的。很多城市的污水處理已先行,而垃圾處理只是近幾年來(lái)才實(shí)施的項(xiàng)目,并且垃圾填埋場(chǎng)往往又遠(yuǎn)離城市,其滲濾液與城市污水合并處理具有一定的困難。因此,在這種情況下必須對(duì)滲濾液進(jìn)行單獨(dú)處理。
中圖分類(lèi)號(hào): TU824 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、垃圾滲濾液概念分析
所謂垃圾滲濾液主要是指垃圾填埋場(chǎng)中垃圾自身含有的一些水分,在進(jìn)行填埋處理以后和雨水以及雪水或其他水分,除去垃圾及覆土層的飽和水份,經(jīng)過(guò)垃圾層與覆土層后形成的一種廢水,這種廢水成分復(fù)雜,具有較高的污染物濃度。
一般情況下,垃圾滲濾液中主要有三種有機(jī)物:一種是低分子量的脂肪酸,二是中等分子量的酸類(lèi)物質(zhì),三是高分子量的碳水化合物類(lèi)物質(zhì)。隨著時(shí)間的推移,有機(jī)物的成分會(huì)逐漸發(fā)生變化。剛開(kāi)始填埋的時(shí)候,有機(jī)物中的可溶性有機(jī)碳大概在90%,其中濃度較大的是乙酸、丁酸與丙酸,還有部分灰黃霉酸。垃圾填埋的時(shí)間越長(zhǎng),滲濾液中的脂肪酸的含量會(huì)降低,但是,灰黃霉酸的成分反而會(huì)大幅度增加。
垃圾滲濾液中的水分主要來(lái)自以下幾個(gè)方面:一是來(lái)源于填埋中的垃圾中的有機(jī)物,二是有降雨降雪的滲入,三是外部地表水的滲入,四是地下水的滲入,五是垃圾填埋以后微生物的厭氧分解而產(chǎn)生的,其中最多的是外部水的滲入,所以控制滲濾液的產(chǎn)量最為有效的方法是控制外部水的滲入,做好雨污分流和堆體防滲。
二、現(xiàn)階段我國(guó)城市垃圾場(chǎng)滲濾液處理現(xiàn)狀分析
近些年來(lái)我們國(guó)家的城市化發(fā)展速度迅猛,根據(jù)目前的增長(zhǎng)速度可以預(yù)測(cè),2012年我們國(guó)家城市生活垃圾達(dá)到2.64億噸,到2030年會(huì)達(dá)到4.09億噸,到2050年達(dá)到5.28億噸。全國(guó)城市人均固體廢物產(chǎn)量為440公斤,每年總量達(dá)到1.6億多噸,占世界總量的四分之一以上,并且,每年還在以8%至10%的速度快速增長(zhǎng),我國(guó)的環(huán)境監(jiān)測(cè)總站對(duì)國(guó)內(nèi)三百多個(gè)城市的垃圾處理廠進(jìn)行了調(diào)查顯示,衛(wèi)生填埋廠占垃圾處理廠的87.5%。填埋場(chǎng)內(nèi)每年都有大量的垃圾滲濾液產(chǎn)生,滲濾液的處理成為衛(wèi)生填埋場(chǎng)所面臨的最大問(wèn)題,如果處理不當(dāng)將造成水、土壤、大氣、生物等多方面的二次污染,并且極難恢復(fù)。
為防止填埋過(guò)程中造成二次污染,滲濾液處理方法和技術(shù)的研究也日益得到重視。由于滲濾液水質(zhì)、水量的復(fù)雜多變性,目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)十分完善的滲濾液處理工藝,大多根據(jù)不同填埋場(chǎng)的具體情況及其他經(jīng)濟(jì)技術(shù)要求提出有針對(duì)性的處理方案和工藝。
垃圾滲濾液處理難度主要有以下兩方面:
1. 滲濾液高濃度氨氮的問(wèn)題
高濃度的氨氮是滲濾液的水質(zhì)特征之一,根據(jù)填埋場(chǎng)的填埋方式和垃圾成分的不同,滲濾液氨氮濃度一般從數(shù)十至幾千mg/L不等。隨著填埋時(shí)間的延長(zhǎng),垃圾中的有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)氮,滲濾液的氨氮濃度有升高的趨勢(shì)。 與城市污水相比,垃圾滲濾液的氨氮濃度高出數(shù)十至數(shù)百倍。一方面,由于高濃度的氨氮對(duì)生物處理系統(tǒng)有一定的抑制作用;另一方面,由于高濃度的氨氮造成滲濾液中的C/N比失調(diào),生物脫氮難以進(jìn)行,導(dǎo)致最終出水難以達(dá)標(biāo)排放。
2. 滲濾液可生化性差的問(wèn)題
滲濾液可生化性差主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是指隨著填埋場(chǎng)填埋時(shí)間的延長(zhǎng),滲濾液的生化性降低,在填埋后期,可生化性很差,BOD5/COD值小于0.1,此時(shí)的滲濾液俗稱(chēng)“老化”滲濾液。另一方面,在填埋初期,雖然滲濾液的可生化性較好,但是光靠生物處理也很難將之處理至二級(jí)甚至一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以下,一般來(lái)講,滲濾液的COD中將近有500~600mg/L 無(wú)法用生物處理的方式處理。
滲濾液處理技術(shù)既有與常規(guī)廢水處理技術(shù)的共性,也有其極為顯著的特殊性。滲濾液的處理有場(chǎng)內(nèi)和場(chǎng)外兩類(lèi)處理方案。具體方案有以下幾種:①預(yù)處理后直接排入城市污水處理系統(tǒng)合并處理;②滲濾液向填埋場(chǎng)的循環(huán)噴灑處理;③建設(shè)獨(dú)立的場(chǎng)內(nèi)完全處理系統(tǒng)。
(1)與城市污水處理廠的合并處理(場(chǎng)外處理)
滲濾液經(jīng)預(yù)處理后與大、中型規(guī)模城市污水處理廠合并處理是最為簡(jiǎn)單有效的處理方案,它不僅可以節(jié)省單獨(dú)建設(shè)滲濾液處理系統(tǒng)的巨額費(fèi)用,還可以降低處理成本,利用污水處理廠對(duì)滲濾液的緩沖、稀釋作用和城市污水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)實(shí)現(xiàn)滲濾液和城市污水的同時(shí)處理。但這并非是普遍適用的方法,一方面,由于垃圾填埋場(chǎng)往往遠(yuǎn)離城市污水處理廠,滲濾液的輸送將造成較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān);另一方面,由于滲濾液所特有的水質(zhì)及其變化特點(diǎn),在采用此種方案時(shí),如不加以控制,則可能對(duì)城市污水處理廠造成沖擊負(fù)荷(一般滲濾液水量不能超過(guò)城市污水廠設(shè)計(jì)規(guī)模的0.5~1%),影響甚至破壞城市污水處理廠的正常運(yùn)行。
(2)循環(huán)噴灑處理(場(chǎng)內(nèi)處理)
該方法是將垃圾滲濾液收集經(jīng)調(diào)節(jié)池厭氧均化預(yù)處理后,回噴到垃圾填埋場(chǎng)。通過(guò)回噴可提高垃圾層的含水率(由25~30%提高到60~70%),增加垃圾的濕度和微生物的活性。將填埋場(chǎng)當(dāng)作一個(gè)大的生物濾池,上層垃圾作為好氧生物濾池,下層作為厭氧生物濾池,并通過(guò)填埋層中土壤顆粒的過(guò)濾、離子交換吸附和沉淀等作用去除滲濾液中懸浮固體和溶解成份,通過(guò)微生物作用使?jié)B濾液中的有機(jī)物和氮發(fā)生轉(zhuǎn)化,降低滲濾液污染物濃度,縮短填埋垃圾的穩(wěn)定化過(guò)程。其次,滲濾液通過(guò)回噴,在太陽(yáng)照射下,可蒸發(fā)掉部分水量以減少滲濾液的產(chǎn)生量。
回噴方法除具有加速垃圾的穩(wěn)定化、減少滲濾液的場(chǎng)外處理量、降低滲濾液污染物濃度等優(yōu)點(diǎn)外,還具有節(jié)省投資的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。但其存在著以下兩個(gè)問(wèn)題:
1.不能消除滲濾液,由于噴灑或回灌的滲濾液量受填埋場(chǎng)特性和氣象條件的限制,因而仍有大部分滲濾液須外排處理;
2.通過(guò)噴灑循環(huán)后的滲濾液仍需要進(jìn)行處理方能排放,尤其是由于滲濾液在垃圾層中的循環(huán),導(dǎo)致NH3-N不斷積累,甚至最終使其濃度遠(yuǎn)高于其在非循環(huán)滲濾液中的濃度。
除上述原因外,還由于我國(guó)仍處于垃圾填埋技術(shù)應(yīng)用的初級(jí)階段,尚存在回噴過(guò)程中滲濾液的致病病菌容易感染人群和污染空氣等環(huán)境衛(wèi)生問(wèn)題、安全及設(shè)計(jì)技術(shù)問(wèn)題。故該方法可作為臨時(shí)性處理方法,能達(dá)到減少滲濾液的目的,但不宜長(zhǎng)期單獨(dú)使用。
(3)建設(shè)獨(dú)立的場(chǎng)內(nèi)完全處理系統(tǒng)
在填埋場(chǎng)內(nèi)建造獨(dú)立的滲濾液處理設(shè)施,根據(jù)國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)調(diào)研的情況,在滲濾液的處理方法中,常用的處理方法大致可分為物化法、生物法、膜法和高級(jí)氧化法等,通過(guò)幾種方法組合處理垃圾滲濾液,以下著重對(duì)滲濾液處理的幾種技術(shù)進(jìn)行介紹。
三、城市垃圾場(chǎng)滲濾液處理技術(shù)分析
我們國(guó)家對(duì)于垃圾滲濾液場(chǎng)內(nèi)完全處理技術(shù)主要有以下幾個(gè)方面:
1、物化法
物理化學(xué)方法主要有活性炭吸附、化學(xué)沉淀、吹脫、化學(xué)氧化與還原、離子交換、膜分離及濕式氧化法等多種方法。
2、生化法
常規(guī)的生化處理工藝主要有厭氧處理工藝和好氧處理工藝。
四、結(jié)束語(yǔ)
總而言之,垃圾滲濾液具有污染物濃度高,成分十分復(fù)雜,水質(zhì)和水量隨季節(jié)變化非常大的特點(diǎn),是一種難于處理的污水。如果只采用一種方法進(jìn)行處理根本沒(méi)有辦法滿足排放要求,所以,要結(jié)合所治理的滲濾液的具體特點(diǎn),合理的選用多種方法組合的處理工藝。
在對(duì)我國(guó)已有的垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)的垃圾滲濾液處理方法進(jìn)行了大調(diào)的調(diào)查顯示,我國(guó)大多數(shù)地區(qū)仍使用比較單獨(dú)的滲濾液處理方法,在出水水質(zhì)提高和技術(shù)改進(jìn)上還有很大的空間。目前使用最為廣泛有效的就是厭氧-好氧-物理化學(xué)-膜方法相結(jié)合的處理工藝,有著穩(wěn)定的滲濾液處理效果。
我國(guó)的滲濾液處理才剛剛起步,還有很多值得研究的方面,隨著膜處理和高級(jí)氧化等新技術(shù)的引進(jìn)和投入應(yīng)用,給滲濾液處理帶來(lái)了更多的處理思路。目前,我國(guó)在滲濾液的處理上還存在建設(shè)運(yùn)行費(fèi)用高,系統(tǒng)操作復(fù)雜等問(wèn)題,如何在節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用的同時(shí),使系統(tǒng)的管理運(yùn)行簡(jiǎn)單方便,是滲濾液處理中需要不斷探討的課題。
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[中圖分類(lèi)號(hào)] X7 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2012)-11-63-2
我國(guó)北方地區(qū)氣候較南方干旱,顆粒物是城市空氣中的主要污染物,垃圾填埋場(chǎng)在處理工程中要根據(jù)北方的氣候特點(diǎn)選擇方法。北方城市垃圾場(chǎng)垃圾填埋過(guò)程還存在著諸多弊端,填埋時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的刺激性氣體和大量的滲濾液,對(duì)空氣和地下水會(huì)造成嚴(yán)重污染。我們要解決環(huán)境污染就要先了解污染的根源和性質(zhì),垃圾滲濾液究竟是如何產(chǎn)生的,又是如何對(duì)環(huán)境造成污染的呢?
1垃圾滲濾液的產(chǎn)生和特點(diǎn)
垃圾滲濾液是指來(lái)源于垃圾填埋場(chǎng)中垃圾本身含有的水分、進(jìn)入填埋場(chǎng)的雨雪水及其他水分,扣除垃圾、覆土層的飽和持有水量,并經(jīng)歷垃圾層和覆土層而形成的一種高濃度廢水。由定義可看出垃圾滲濾液具有水質(zhì)性和有害性?xún)蓚€(gè)特點(diǎn)。
垃圾滲濾液有五個(gè)主要來(lái)源即自然降水、垃圾中的水分、地表徑流、有機(jī)物分解生成的水分和地下水的反滲。由于降水和地表徑流的水量最大,其對(duì)垃圾的淋溶是產(chǎn)生滲濾液的主要來(lái)源。有研究表明,垃圾的含水量接近50%時(shí),每噸的垃圾會(huì)產(chǎn)生大約80公斤的滲濾液。滲濾液一般多是深顏色的,其中含有大量的有機(jī)物質(zhì)和重金屬并且伴有刺激性氣味。垃圾滲濾液對(duì)環(huán)境的污染表現(xiàn)在三個(gè)方面:首先是刺激性氣味的污染。垃圾滲濾液存在著大量的氮磷物質(zhì),水分不能做到充分溶解,從而產(chǎn)生了很多的刺激物質(zhì)產(chǎn)生惡臭的氣味。其次是對(duì)水源的污染。人類(lèi)的用水大量來(lái)自于地表和地下水,滲濾液對(duì)地表和地下水的污染是其主要的污染形式。這種對(duì)水源的污染表現(xiàn)在有氧有機(jī)物的污染、病原微生物的污染和高濃度有機(jī)廢水的污染三個(gè)方面。最后就是對(duì)土壤的污染。滲濾液滲入土壤后會(huì)產(chǎn)生一些化學(xué)及生物反應(yīng),會(huì)增加農(nóng)作物的重金屬性和毒性,降低土壤的營(yíng)養(yǎng)和產(chǎn)量,進(jìn)一步會(huì)危害到食用者的身體健康。
我國(guó)北方各城市的環(huán)境和人們生活習(xí)慣的差異性,使得垃圾滲濾液的成分存在著不同,但主要成分還是基本相同的。其中無(wú)機(jī)常量成分、重金屬、溶解性有機(jī)物和稀有生物質(zhì)是其主要成分。
2現(xiàn)階段我國(guó)北方城市垃圾滲濾液處理技術(shù)和工藝應(yīng)用現(xiàn)狀
由于我國(guó)的幅員遼闊氣候條件復(fù)雜,各地人們的生活習(xí)慣存在差異,使得垃圾滲濾液的成分存在著不同,而北方城市由于東西地勢(shì)的不同導(dǎo)致了生態(tài)環(huán)境上很大的差異化。我們要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況來(lái)正確選擇處理方法。近年來(lái)我國(guó)治理環(huán)境污染的力度在逐年加大,從《中華人名共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》到《中華人民共和國(guó)水污染防治法》再到《循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》,這些都彰顯著科學(xué)發(fā)展觀的思想和可持續(xù)發(fā)展這一總方針。我們應(yīng)該如何做好城市垃圾的處理工作?首先就要做到有法可依、有法必依。2008年我國(guó)實(shí)施了生活垃圾污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB16889-2008)取代了1997年制定的控制標(biāo)準(zhǔn)(GB16889-1997)。新標(biāo)準(zhǔn)提高了對(duì)填埋場(chǎng)的選址和設(shè)計(jì)上的要求,增添了對(duì)一些工業(yè)固體廢物和生活污水進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)的要求,更是提出了經(jīng)過(guò)處理并符合標(biāo)準(zhǔn)的垃圾焚燒物質(zhì)可以進(jìn)入填埋場(chǎng)的新標(biāo)準(zhǔn)。這一標(biāo)準(zhǔn)還對(duì)填埋場(chǎng)中垃圾產(chǎn)生的刺激性氣味做出了嚴(yán)格的控制措施,有利于保障人們的身體健康。
現(xiàn)階段我國(guó)垃圾滲濾液處理主要包括兩種方式即場(chǎng)外處理和場(chǎng)內(nèi)處理,其中具體的處理技術(shù)包括生化處理法、回灌法、土地處理法和物化處理法等四種方法。
2.1生化處理法
該方法具有施工費(fèi)用低廉、處理效率較高的特點(diǎn),是垃圾滲濾液處理中最常見(jiàn)的一種方法。生化處理法是指利用微生物的代謝作用,使廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì),以實(shí)現(xiàn)凈化的方法。可分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法兩種。(1)廢水的厭氧生物處理法是利用厭氧微生物以降解廢水中的有機(jī)污染物,使廢水凈化的方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)包括消耗能量少、污泥產(chǎn)生率低和抗毒能力高等,適合運(yùn)用在處理高濃度的垃圾滲濾液上。國(guó)外有些垃圾填埋場(chǎng)采用厭氧濾池處理滲濾液取得了顯著成效,其中的COD去除率基本上能達(dá)到90%以上,但當(dāng)垃圾處理量接近飽和時(shí)這種方法的效果就會(huì)顯著下降。厭氧生物處理法有著不能去除氨氮成分和易受環(huán)境條件影響的缺點(diǎn)。有韓國(guó)學(xué)者研究表明,COD的去除率隨著時(shí)間和溫度的增加會(huì)不斷上升。這種方法處理后的滲濾液還不能直接向外界排放,只能是作為滲濾液在好氧處理以前的準(zhǔn)備階段。(2)廢水的好氧生物處理法是利用需氧微生物分解廢水中的有機(jī)污染物,使廢水無(wú)害化的處理方法。上世紀(jì)末國(guó)際上一些發(fā)達(dá)國(guó)家就開(kāi)始運(yùn)用活性污泥法處理垃圾滲濾液。經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證,這種方法能去除滲濾液中90%的BOD和80%以上的有機(jī)碳。北京的一些垃圾填埋場(chǎng)甚至能通過(guò)這種方法,使得滲濾液中的有機(jī)污染物去除率達(dá)到90%以上。當(dāng)然好氧處理法也存在著一些缺陷,外界溫度的劇烈變化、滲濾液中磷含量過(guò)低、泡沫過(guò)多等問(wèn)題都可能出現(xiàn)。
2.2物化處理法
物化顧名思義就是物理和化學(xué)的雙重運(yùn)用,是指通過(guò)物理和化學(xué)反應(yīng)來(lái)去除滲濾液中的有害有機(jī)物和難溶物質(zhì),將滲濾液中難以降解的有機(jī)成分轉(zhuǎn)化為容易降解的有機(jī)物,最終達(dá)到清除的目的。滲濾液的物化處理法具體工藝包括化學(xué)沉淀法、吹脫法、高級(jí)氧化法、活性炭吸附法、膜法處理、混凝法、超聲波法和電化等方法。這種方法存在著成本高的弊端,國(guó)內(nèi)有些研發(fā)企業(yè)正在著重于降低成本的研究。這種方法多運(yùn)用在垃圾滲濾液預(yù)處理和深度處理方面,不是現(xiàn)階段的主流方法。
2.3土地處理法
這種方法其實(shí)也是一種物化方法,是利用土壤中的物理化學(xué)和生物成分來(lái)分解滲濾液中的有機(jī)物來(lái)完成去除的方法。土地處理法有著成本低、方便操作和適合在開(kāi)闊地帶施工的優(yōu)點(diǎn)。土壤中的植被和生物還可以利用滲濾液中的營(yíng)養(yǎng)成分來(lái)優(yōu)化地質(zhì),滲濾液中的重金屬也會(huì)給土壤造成重大危害。土地處理法一般適用于荒地和山地,耕地中不能運(yùn)用這種方法。
2.4回灌法
滲濾液的回灌法是指將垃圾底層的滲濾液取出再?gòu)睦盥裆蠈踊蛳聦庸嗳氲姆椒ā_@種方法也是利用土地的過(guò)濾作用來(lái)凈化滲濾液的。回灌法是以上方法中最簡(jiǎn)便的,成本低廉工藝簡(jiǎn)單是其主要優(yōu)點(diǎn)。但它不能把滲濾液處理干凈,而且其暴露性會(huì)污染空氣,滲透性還會(huì)對(duì)地下水造成污染。回灌法由于其低廉的成本已在國(guó)際上的到廣泛應(yīng)用,歐洲和北美60%以上的國(guó)家都運(yùn)用了這種方法。據(jù)研究表明,這種方法能使?jié)B濾液中的BOD5和CODcr分別降低了30-350mg/l和70-500mg/l。我國(guó)從20世紀(jì)末開(kāi)始運(yùn)用這種方法,近些年已經(jīng)廣泛運(yùn)用在各城市的垃圾填埋場(chǎng)。
現(xiàn)階段南北方垃圾滲濾液處理方法雖然有較大區(qū)別,但這些方法中都存在著諸多問(wèn)題,氨氮濃度過(guò)高,難降解的有機(jī)物種類(lèi)繁多和水質(zhì)可生化性較差等問(wèn)題一直影響著垃圾處理進(jìn)程的加快。
3對(duì)北方城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理技術(shù)的創(chuàng)新與展望
先進(jìn)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。當(dāng)前的可持續(xù)發(fā)展觀鼓勵(lì)和督促著科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,垃圾填埋處理這一新穎課題需要我們各代人共同努力來(lái)解決,做到實(shí)事求是和具體問(wèn)題具體分析的結(jié)合。
中圖分類(lèi)號(hào):R124.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):16749944(2013)04021703
1引言
惡臭作為大氣污染公害之一,在全球范圍內(nèi)受到了各國(guó)廣泛重視,國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者對(duì)惡臭治理技術(shù)進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究與探索。在不同惡臭源中,垃圾填埋場(chǎng)惡臭處理是目前研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。垃圾填埋過(guò)程中所產(chǎn)生的種類(lèi)繁多,成分復(fù)雜,垃圾滲濾液含有較高濃度的氨氣、硫化氫、甲烷等多種成分的惡臭氣體,對(duì)周邊的環(huán)境造成極大的污染,嚴(yán)重影響人們的正常生活[1]。如何有效控制垃圾滲濾所產(chǎn)生的惡臭,關(guān)鍵是對(duì)垃圾滲濾液源頭調(diào)節(jié)池的惡臭和污泥惡臭處理,然而目前還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出能夠廣泛應(yīng)用于垃圾滲濾液惡臭處理的技術(shù)[2]。因此,筆者根據(jù)垃圾滲濾液產(chǎn)生臭味的特點(diǎn),采用新型復(fù)合微生物除臭劑從垃圾處理填埋和垃圾滲濾處理不同階段投加使用,探索復(fù)合微生物菌劑對(duì)垃圾滲濾液臭味去除效果,以待提高生化處理垃圾滲濾液的效率和質(zhì)量,為除臭劑推廣使用和垃圾滲濾除臭工程治理提供理論依據(jù)。
2材料與方法
2.1實(shí)驗(yàn)材料
新型復(fù)合微生物除臭劑:來(lái)源于江蘇碧程環(huán)保設(shè)備有限公司。
2.2實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1實(shí)驗(yàn)室內(nèi)檢測(cè)
采集垃圾滲濾液于實(shí)驗(yàn)室密封容器內(nèi),新型生物除臭劑按垃圾滲濾液10%添加量加入到盛有新鮮垃圾滲濾液250mL的錐形瓶(500mL)中,于28℃,轉(zhuǎn)速為180 r/min的恒溫振蕩培養(yǎng)3d,然后恒溫靜止培養(yǎng)2d,每12h測(cè)定垃圾滲濾液氨態(tài)氮的數(shù)值,測(cè)定方法采用HJ-537-2009《水質(zhì)-氨氮的測(cè)定 蒸餾-中和滴定法》。同時(shí),每天采用嗅閾值法測(cè)定惡臭嗅閾值。
垃圾滲濾液的嗅閾值的測(cè)定,采用美國(guó)頒布的《水質(zhì)檢測(cè)方法中的嗅閾值測(cè)定方法》 (2000年),即用無(wú)臭水稀釋水樣,直至聞出最低可辨別臭氣的濃度(嗅閾濃度),用其表示臭氣的閾限,水樣稀釋到剛好聞出臭味的稀釋倍數(shù)成為嗅閾值[3]:
嗅閾值=水樣體積(mL)+無(wú)臭水樣體積(mL)水樣體積(mL)。
2.2.2垃圾滲濾液周?chē)鷲撼魵怏w檢測(cè)和水質(zhì)特征檢測(cè)
浙江某垃圾滲濾液處理廠,垃圾滲濾液調(diào)節(jié)池是開(kāi)放式的,有著強(qiáng)烈的惡臭氣味,表1是該垃圾滲濾液的水質(zhì)特征。新型生物除臭劑與垃圾滲濾液按照1∶500比例噴灑到垃圾滲濾液調(diào)節(jié)池,在調(diào)節(jié)池風(fēng)口選擇3個(gè)位置采集惡臭氣體樣品帶回實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)。臭氣采樣方案依據(jù)GB 16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》附錄C和GB 14554-1993《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行,氨氣濃度依據(jù)HJ534-2009《環(huán)境空氣-氨的測(cè)定 次氯酸鈉-水楊酸分光光度法》,硫化氫依據(jù)GB/T11742-1989《居民區(qū)大氣中硫化氫衛(wèi)生檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法亞甲藍(lán)分光光度法》[4]。
表1垃圾處理廠垃圾滲濾水質(zhì)特征
COD/(mg·L-1)BOD/(mg·L-1)NH3N/(mg·L-1)顏色SS/(mg·L-1)pH值嗅閾值32361126680暗褐色5466.8625
3結(jié)果與分析
3.1實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)新型復(fù)合微生物除臭劑對(duì)垃圾滲濾液
處理效果垃圾滲濾液中NH3N含量較高,是產(chǎn)生臭味和影響垃圾滲濾液可生化性的重要原因[5]。因此,對(duì)垃圾滲濾液中NH3N的去除,是新型復(fù)合微生物除臭劑功效最為突出的特征。從垃圾滲濾液現(xiàn)場(chǎng)采集回來(lái)的滲濾液中添加10%復(fù)合微生物除臭劑,在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)條件下,其N(xiāo)H3N變化趨勢(shì)如圖1所示。由圖1可以看出在28℃培養(yǎng)條件下,培養(yǎng)初期垃圾滲濾液NH3N變化較慢,在12h之后,NH3N出現(xiàn)快速的下降,表明復(fù)合微生物制劑消耗部分NH3N轉(zhuǎn)化為其他成分,后期對(duì)NH3N的降解趨勢(shì)逐漸平緩,最后培養(yǎng)102h,垃圾滲濾液NH3N的最終含量為473.21mg/L,降解率為26.11%。
圖1復(fù)合微生物除臭劑對(duì)垃圾滲濾液
氨態(tài)氮去除效果垃圾滲濾液中產(chǎn)生異味的物質(zhì)種類(lèi)較多,除了產(chǎn)生氨氣,還有硫化氫、烴類(lèi)等異味物質(zhì),嗅閾值較高是其主要的特點(diǎn),也是評(píng)定垃圾處理廠的重要指標(biāo)[6]。挑選實(shí)驗(yàn)室嗅覺(jué)敏感且實(shí)驗(yàn)前不吃異味食物的6個(gè)人測(cè)試,效果選擇4個(gè)人以上聞不出異味而定。在實(shí)驗(yàn)室對(duì)垃圾滲濾液去除一個(gè)效果如圖2所示。由圖2可以看出,垃圾滲濾液初始嗅閾值為885,在初期培養(yǎng)階段,嗅閾值降低很慢,主要由于細(xì)菌初期的生長(zhǎng)階段,在培養(yǎng)第1天后,菌劑中的優(yōu)勢(shì)菌種達(dá)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,開(kāi)始快速降解垃圾滲濾液中的氨態(tài)氮和有機(jī)質(zhì)及其他異味物質(zhì),隨著菌群的生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的限制,嗅閾值的降低幅度逐漸減小,培養(yǎng)5d后,嗅閾值達(dá)到357,新型微生物除臭劑對(duì)垃圾滲濾液異味去除率達(dá)到59.67%。
圖2新型微生物除臭劑對(duì)垃圾滲濾液異味去除效果2013年4月綠色科技第4期
李南華,等: 新型生物除臭劑對(duì)垃圾滲濾液除臭效果評(píng)估環(huán)境與安全
3.2現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定新型生物除臭劑對(duì)垃圾滲濾液處理效果
垃圾滲濾液處理過(guò)程中,調(diào)節(jié)池惡臭是填埋場(chǎng)惡臭的最為主要的組成部分之一,其成分主要是厭氧微生物對(duì)有機(jī)質(zhì)降解所產(chǎn)生的惡臭氣體,而氨氣和硫化氫是最為主要的部分,也是判斷惡臭排放標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)[7]。通過(guò)把新型復(fù)合微生物除臭劑噴灑在調(diào)節(jié)池中,在不同時(shí)間段檢測(cè)垃圾滲濾液調(diào)節(jié)池旁空氣中氨氣和硫化氫的標(biāo)準(zhǔn),分別在調(diào)節(jié)池的下風(fēng)口距離調(diào)節(jié)池10m處采集惡臭氣體,選擇3個(gè)采樣點(diǎn),計(jì)算出平均值,結(jié)果如圖3所示。
圖3新型微生物除臭劑對(duì)垃圾滲濾液主要惡臭
氣體去除效實(shí)驗(yàn)檢測(cè)得出在未使用新型生物除臭劑時(shí),氨氣的濃度為184.25mg/m3,硫化氫的濃度為15.24mg/m3,噴灑生物除臭劑2~8d,氨氣和硫化氫得到充分的降解,隨后降解速度逐漸減少,在使用15d后,調(diào)節(jié)池周?chē)諝庵邪睔獾馁|(zhì)量濃度達(dá)到1.35mg/m3,硫化氫的質(zhì)量濃度達(dá)到0.048mg/m3,符合國(guó)家惡臭污染物廠界標(biāo)準(zhǔn)值的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(新擴(kuò)改建)。
4結(jié)語(yǔ)
(1)研制的新型生物除臭劑在垃圾滲濾液調(diào)節(jié)池噴灑使用,提高了垃圾滲濾液中生物系統(tǒng)對(duì)氨態(tài)氮和有機(jī)質(zhì)的降解,減少了氨氣、硫化氫等惡臭氣體的產(chǎn)生。
(2)垃圾滲濾液調(diào)節(jié)池旁空氣中氨氣和硫化氫的質(zhì)量濃度與氣溫和水面蒸發(fā)量相關(guān),所測(cè)的氨氣和硫化氫的質(zhì)量濃度受到氣溫和蒸發(fā)量的影響。
(3)在調(diào)節(jié)池的下風(fēng)口測(cè)定空氣中的氨氣和硫化氫的質(zhì)量濃度,氨氣的質(zhì)量濃度為1.35mg/m3,硫化氫的質(zhì)量濃度為0.048mg/m3,符合GB14554-93《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)新改擴(kuò)建標(biāo)準(zhǔn),極大地改善了垃圾滲濾液處理廠的惡臭環(huán)境。
參考文獻(xiàn):
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中圖分類(lèi)號(hào):U664.9+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化水平的提高,城市垃圾的排放量不斷增加,由此造成的資源緊張和污染愈加嚴(yán)重。作為城市垃圾中二次污染問(wèn)題內(nèi)容之一的滲濾液處理方法和技術(shù)的研究也日益得到重視。垃圾滲濾液的組成復(fù)雜,污染物濃度高,水質(zhì)波動(dòng)較大,處理難度較高。對(duì)于垃圾滲濾液的處理,一方面通過(guò)優(yōu)化垃圾填埋場(chǎng)的構(gòu)造,減少滲濾液的發(fā)生量,另一方面根據(jù)不同填埋場(chǎng)的具體情況及其它經(jīng)濟(jì)技術(shù)要求提出有針對(duì)性的處理方案和工藝。
1滲濾液的來(lái)源
垃圾滲濾液的產(chǎn)生主要包括生活垃圾本身含有的和填埋過(guò)程中發(fā)生厭氧生物反應(yīng)生成的水份以及填埋場(chǎng)區(qū)的淺層地表滲流水及降水滲入。滲濾液產(chǎn)生量及滲濾液組成的影響因素很多,主要包括垃圾組成,氣溫及年平均降雨等氣候條件,填埋區(qū)的水文地質(zhì)條件。此外,隨填埋時(shí)間及填埋垃圾降解階段而有很大變化。
2 滲濾液的組成
2.1 有機(jī)組分構(gòu)成城市生活垃圾填埋場(chǎng)早期滲濾液中COD值可達(dá)每升數(shù)萬(wàn)毫克,晚期滲濾液一般在每升數(shù)千毫克。從有機(jī)物在不同物理組分上看,基本為溶解態(tài)組分和膠體態(tài)組分,顆粒態(tài)組分含量較少。
滲濾液中主體有機(jī)物包括揮發(fā)性脂肪酸(分子量
此外,滲濾液中還存在芳類(lèi)化合物、鹵代烴、臨苯二甲酸鹽、酚類(lèi)化合物、苯胺類(lèi)化合物以及其它微量有機(jī)物質(zhì)。濃度一般濃度在每升數(shù)毫克或更低。2.2無(wú)機(jī)離子和氨氮滲濾液中含有較高濃度的Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Cl-、HCO3-、SO42-。它們濃度在每升幾十至幾千毫克之間波動(dòng)。滲濾液中NH3-N的主要來(lái)源是填埋垃圾中蛋白質(zhì)等含氮類(lèi)物質(zhì)的生物降解。濃度最高可達(dá)5000mg/L以上,一般濃度在500~2000mg/L之間,較高的氨氮濃度致使?jié)B濾液C/N過(guò)低,營(yíng)養(yǎng)比例失衡,此外氨氮濃度過(guò)高也會(huì)降低生物酶活性,造成滲濾液的可生化性較低。
2.3重金屬離子填埋場(chǎng)含有一定量的鎘、銅、鉛、鉻、砷、錫、鋅、鉬、鈷、汞等重金屬元素。重金屬離子容易與無(wú)機(jī)離子及大分子有機(jī)物等發(fā)生離子交換、沉淀、吸附、絡(luò)合(螯合)等作用,因此重金屬存在的化學(xué)形態(tài)相當(dāng)復(fù)雜,呈絡(luò)合態(tài)的重金屬離為主要存在形態(tài)。一般地,滲濾液中大多數(shù)重金屬因在堆體內(nèi)的吸附、沉淀等衰減而濃度很低,一般約在0.002~0.5mg/L之間,無(wú)需處理即可達(dá)標(biāo)。鋅由于是兩性元素,溶解度較大,所以濃度較高,一般處于0.5~2mg/L之間,高時(shí)可達(dá)幾十上百mg/L。
3 滲濾液的處理方式
目前主要的垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理方式有以下四種:
① 將未經(jīng)處理的填埋場(chǎng)滲濾液運(yùn)至城市污水處理廠予以合并處理;
② 將填埋場(chǎng)滲濾液進(jìn)行預(yù)處理后運(yùn)至城市污水處理廠予以合并處理,即預(yù)處理——合并處理;
③ 將滲濾液進(jìn)行填埋場(chǎng)循環(huán)噴灑處理;
④ 在填埋場(chǎng)建設(shè)污水處理廠進(jìn)行單獨(dú)處理。
3.1合并處理
將滲濾液與城市污水處理廠合并處理是填埋場(chǎng)滲濾液最簡(jiǎn)單的處理方案,不僅節(jié)約了場(chǎng)內(nèi)建設(shè)污水處理廠所需的大額支出,而且省掉了污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用,降低了處理成本。城市污水處理廠大量的城市污水對(duì)滲濾液產(chǎn)生稀釋、緩沖作用,并且為滲濾液處理提供了必須的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。盡管有以上優(yōu)點(diǎn),但合并處理并不是普遍適用的方案。一般來(lái)說(shuō)垃圾填埋場(chǎng)往往距離城市污水處理廠較遠(yuǎn),滲濾液的運(yùn)輸成本會(huì)比較高。此外,由于滲濾液特殊屬性,過(guò)量的滲濾液會(huì)對(duì)城市污水處理廠造成沖擊負(fù)荷,影響城市污水處理廠的正常運(yùn)行,甚至導(dǎo)致崩潰。因此在考慮合并處理時(shí),應(yīng)考慮距離因素及滲濾液與城市污水的混合比。
目前,國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有足夠的經(jīng)濟(jì)條件在在所有垃圾填埋廠場(chǎng)內(nèi)建設(shè)獨(dú)立的污水處理廠,合并處理不失為一種經(jīng)濟(jì)的處理方案,但須根據(jù)實(shí)際情況及滲濾液的特性進(jìn)行深入的可行性研究,找到可行的預(yù)處理方法和合理的滲濾液與城市污水混合比例,采用高效、穩(wěn)定的合并處理工藝系統(tǒng)。
3.2預(yù)處理--合并處理
預(yù)處理-合并處理是基于減輕垃圾滲濾液含有的毒性物質(zhì)對(duì)城市污水處理廠運(yùn)行產(chǎn)生的危害而采取的一種場(chǎng)內(nèi)聯(lián)合處理方案。滲濾液首先通過(guò)場(chǎng)內(nèi)預(yù)處理設(shè)施予以處理,一方面去除氨氮、重金屬離子、SS、色度等污染物質(zhì),另一方面通過(guò)厭氧生化改善滲濾液可生化性,降低負(fù)荷,為后續(xù)的合并處理創(chuàng)造有利條件。
對(duì)于高濃度的氨氮的去除可采用吹脫等物化方法,此外可以結(jié)合生化工藝考慮采用具有脫氮功能的處理系統(tǒng)(A2/O或A/O)。對(duì)于重金屬離子去除的預(yù)處理工藝多采用化學(xué)混凝沉淀等物化法。
3.3場(chǎng)內(nèi)回噴
場(chǎng)內(nèi)回噴是指滲濾液經(jīng)收集后,通過(guò)回灌系統(tǒng)在場(chǎng)內(nèi)實(shí)施循環(huán)噴灑處理。場(chǎng)內(nèi)回噴是可作為有效的滲濾液處理方法。滲濾液經(jīng)場(chǎng)內(nèi)循環(huán)噴灑,可通過(guò)蒸發(fā)、植被吸收減少滲濾液的發(fā)生量,從而降低滲濾液處理成本;此外,通過(guò)場(chǎng)內(nèi)回噴可增加填埋垃圾的的含水量,增強(qiáng)微生物活性,以利于污染物的降解。此方法的應(yīng)用需要注意衛(wèi)生安全等問(wèn)題。
目前美國(guó)已有200多座垃圾填埋場(chǎng)采用了此項(xiàng)技術(shù),該項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用較少。據(jù)資料介紹,唐山市垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)采用了循環(huán)噴灑處理方法處理滲瀝液[2]。滲瀝液經(jīng)收集并經(jīng)沉淀調(diào)節(jié)池處理后,噴灌回流至填埋場(chǎng);沉淀調(diào)節(jié)池中的沉淀污泥與滲瀝液一并回流至填埋場(chǎng),避免了污泥的二次污染。
3.4單獨(dú)處理
1.概述
近幾年,中國(guó)城市化進(jìn)程發(fā)展迅速,城市生活垃圾平均以每年8%-10%的速度增長(zhǎng)。衛(wèi)生填埋法由于其具有成本低、技術(shù)成熟、管理方便等優(yōu)點(diǎn),在垃圾處理中得到了廣泛的應(yīng)用。在填埋工程中,會(huì)產(chǎn)生污染極強(qiáng)的垃圾滲濾液,雖然量不大,但若處置不當(dāng),會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康帶來(lái)巨大危害。
2.垃圾滲濾液的特性
滲濾液水質(zhì)隨垃圾成分、垃圾數(shù)量、垃圾填埋作業(yè)方式、填埋時(shí)間以及當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)和氣象條件等而異。雖然各填埋場(chǎng)的滲濾液不盡相同,但是總的來(lái)說(shuō)有以下特點(diǎn)。垃圾滲濾液水質(zhì)主要有如下特點(diǎn):水質(zhì)復(fù)雜、有機(jī)污染物種類(lèi)繁多、有機(jī)污染物濃度高、離子含量多、氨氮含量高、營(yíng)養(yǎng)元素的比例失調(diào)等。
3.我國(guó)生活垃圾滲濾液處理進(jìn)展
我國(guó)生活滲濾液處理經(jīng)歷了兩個(gè)階段。第一階段從9 0年代初期開(kāi)始,處理工藝主要參照城市污水處理采用單純的生物處理方法,第二階段從 9 0年代后期開(kāi)始,主要采用生化處理+物化處理相結(jié)合和單純物化的處理方法。
3.1 單純生物處理
此階段填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝大多參照常規(guī)污水處理工藝設(shè)計(jì)、建造;對(duì)滲濾液的特殊性考慮不夠,未考慮滲濾液的變化特性,僅在填埋初期有些效果,但是隨著填埋時(shí)間的延長(zhǎng),成分越來(lái)越復(fù)雜,營(yíng)養(yǎng)比例失衡,滲濾液可生化性變差,處理效果明顯變差。
杭州市天子嶺廢棄物處理總場(chǎng)采用的處理工藝是兩段式活性污泥法,實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明垃圾滲濾液用常規(guī)的生物處理是難以達(dá)標(biāo)排放的。尤其是氨氮的處理。滲濾液中的氨氮濃度隨著垃圾填埋年限的增加而增加,可高達(dá)3000mg/L左右。當(dāng)氨氮濃度過(guò)高時(shí),會(huì)影響微生物的活性。降低生物處理的效果。同時(shí)由于滲濾液中含有較多難降解有機(jī)物,一般在生化處理后,COD濃度仍在500-2000mg/L范圍內(nèi)。
3.2 生物處理+物化處理
隨著填埋場(chǎng)使用年限的增加。垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的水質(zhì)也發(fā)生了較大的變化,總體體現(xiàn)是水質(zhì)、水量波動(dòng)較大。滲濾液的處理僅靠常規(guī)生化處理方法是難于達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的,在此階段,研究人員開(kāi)始重視滲濾液的水質(zhì)、水量及處理特性。尤其是高濃度的氨氮、有毒有害物質(zhì)、重金屬離子及難于生物處理的有機(jī)物的去除。
為了保證生物處理的效果,必須為生物處理系統(tǒng)有效運(yùn)行創(chuàng)造良好的條件。相應(yīng)的要采用物化處理手段相配合。通常采用的物化處理方法有:化學(xué)氧化、氨吹脫、混凝沉淀、吸附、膜分離等。
為了達(dá)到環(huán)保的要求。在填埋場(chǎng)滲濾液處理上進(jìn)行了各種方法的研究和實(shí)踐。廣州大田山垃圾填埋場(chǎng)也對(duì)垃圾滲濾液處理工藝進(jìn)行了改造,曾改造成氨吹脫+SBR處理工藝;深圳下坪滲濾液處理廠采用氨吹脫+ 厭氧復(fù)合床+ S B R的處理工藝,出水標(biāo)準(zhǔn)為三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
自2000年以后,開(kāi)始把膜處理作為處理手段用于滲濾液處理,以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求,采用較多的是MBR+鈉濾、MBR+反滲透膜、MBR+鈉濾+反滲透膜。
青島小澗西垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理站規(guī)模200m3/ d,采用膜生物反應(yīng)器(MBR)+納濾處理工藝。
廣州興豐垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理站處理規(guī)模700m3/ d,采用厭氧+好氧+連續(xù)微濾+反滲透處理技術(shù)。
招遠(yuǎn)和榮成垃圾處理廠滲瀝液處理站處理規(guī)模120 m3/ d和100m3/ d,采用硝化反硝化+超濾+納濾+卷式反滲透工藝技術(shù)。
采用膜技術(shù)處理垃圾滲濾液是行之有效的技術(shù)方案,滲濾液經(jīng)生化處理和超(微)濾系統(tǒng)后,隔除了滲濾液中大于0.2μm的固體、細(xì)菌和不溶性的有機(jī)物,使大部分有機(jī)污染物和微生物強(qiáng)制截留在生化處理系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)制處理,滲濾液中的有機(jī)污染物通過(guò)同化和異化作用,一部分轉(zhuǎn)化為微生物進(jìn)入污泥中,一部分轉(zhuǎn)化為CO2排入大氣中,生化池由于污泥濃度高,污泥齡長(zhǎng),對(duì)氨氮和TN也有較好的處理效果,滲濾液中的氨氮一部分進(jìn)入微生物成為生化污泥,一部分通過(guò)硝化作用生成硝酸鹽氮仍保留于滲濾液中,另一部分通過(guò)反硝化作用生成氮?dú)馀湃氪髿庵小BR出水污染物基本達(dá)不到《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)標(biāo)準(zhǔn),后續(xù)需增加去除氨氮、鹽類(lèi)和難降解有機(jī)物的鈉濾和反滲透,為確保水質(zhì)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo),目前通常同時(shí)增加鈉濾和反滲透工藝,運(yùn)行初期MBR出水水質(zhì)較好,出水經(jīng)過(guò)鈉濾即可達(dá)標(biāo)。但是隨著填埋場(chǎng)的運(yùn)行,滲濾液有機(jī)污染物(BOD、COD)降低,可生化性變差、氨氮升高,導(dǎo)致生化池內(nèi)營(yíng)養(yǎng)嚴(yán)重失衡,此時(shí)需外加大量碳源以平衡生化池營(yíng)養(yǎng),致使運(yùn)行費(fèi)用增加較多,同時(shí)MBR出水氨氮和難降解有機(jī)物升高,此時(shí)需同時(shí)運(yùn)行鈉濾和反滲透才能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
3.3 單純物化處理方法
由于采用物化+MBR+鈉濾+反滲透工藝,工藝流程較長(zhǎng)、系統(tǒng)復(fù)雜,運(yùn)行管理麻煩,尤其是隨著填埋場(chǎng)的運(yùn)行,滲濾液有機(jī)污染物(BOD、COD)降低,可生化性變差、氨氮升高,導(dǎo)致生化池內(nèi)營(yíng)養(yǎng)嚴(yán)重失衡,此時(shí)需外加大量碳源以平衡生化池營(yíng)養(yǎng),致使運(yùn)行費(fèi)用增加較多,另外此工藝生成的化學(xué)污泥、生化污泥和膜過(guò)濾濃縮液(約20-30%)也全部回灌垃圾填埋場(chǎng)。
在此基礎(chǔ)上,目前一些垃圾處理廠采用物化方法直接濃縮的處理技術(shù),主要包括兩級(jí)DTRO膜過(guò)濾和蒸發(fā)離子交換工藝。
DTRO膜(碟管式反滲透膜)是反滲透的一種形式,是專(zhuān)門(mén)用來(lái)處理高濃度污水的膜組件,其核心技術(shù)是碟管式膜片膜柱。具有獨(dú)特的流體力學(xué)特性,從而保證了膜的最優(yōu)化清洗,防結(jié)垢性能較好,能有效處理高濁度流體;膜分離過(guò)程中無(wú)相變,能耗低,可在常溫下進(jìn)行;可有效地去除無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)小分子雜質(zhì),具有較高的脫除率和水回用率;膜分離裝置簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便,便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。此工藝比較適合垃圾填埋場(chǎng)后期及封場(chǎng)后的垃圾滲瀝液處理,但DTRO膜也有許多不足之處:初期投資費(fèi)用高,單位體積滲瀝液處理費(fèi)用相對(duì)較貴;滲瀝液經(jīng)反滲透處理的濃縮液常采用回噴填埋場(chǎng)的方法,結(jié)果往往使垃圾滲瀝液鹽濃度上升,導(dǎo)致反滲透操作壓力上升,膜壽命縮短,能耗增加。
重慶長(zhǎng)生橋垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理站處理規(guī)模500m3/ d,采用二級(jí)反滲透(DTRO)工藝技術(shù)。山東東營(yíng)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理站處理規(guī)模100m3/ d,也采用此技術(shù)。
蒸發(fā)離子交換工藝近幾年也有所應(yīng)用,主要采用海水淡化的原理,利用空氣壓縮機(jī)補(bǔ)償蒸汽熱量損失重新進(jìn)入系統(tǒng)對(duì)滲濾液進(jìn)行加熱蒸發(fā),將垃圾滲濾液進(jìn)行濃縮(濃縮液20%左右回灌垃圾填埋場(chǎng)),工藝優(yōu)點(diǎn)使用的材質(zhì)主要為高標(biāo)準(zhǔn)的不銹鋼,使用壽命較長(zhǎng),缺點(diǎn)是蒸發(fā)過(guò)程中部分氨氮進(jìn)入蒸餾出水中,出水需后接離子交換將氨氮去除才能達(dá)標(biāo),而離子交換工藝恰恰在電廠脫鹽處理中以被反滲透所取代。
4.滲濾液處理總結(jié)
滲瀝液水質(zhì)具有自身的特點(diǎn),滲濾液工藝選擇需根據(jù)水質(zhì)進(jìn)行選擇。
目前較為成熟采用普遍的工藝主要為MBR+鈉濾/反滲透或兩級(jí)DTRO膜工藝。
中圖分類(lèi)號(hào): R124 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
1概 述
城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的處理一直是填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理中非常棘手的問(wèn)題。滲濾液是液體在填埋場(chǎng)重力流動(dòng)的產(chǎn)物,主要來(lái)源于降水和垃圾本身的內(nèi)含水。在垃圾填埋過(guò)程中產(chǎn)生的污染性極強(qiáng)的垃圾滲濾液極易下滲污染地下水,若處理不當(dāng)會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康帶來(lái)巨大危害,因此垃圾滲濾液的有效處理十分迫切已成為目前國(guó)內(nèi)外環(huán)境工程領(lǐng)域的難點(diǎn)之一。以保護(hù)環(huán)境為目的,對(duì)滲濾液進(jìn)行處理是必不可少的。
2滲濾液處理工藝
現(xiàn)有的垃圾滲濾液處理技術(shù)主要分為生物法、物化法和土地法三大類(lèi)。生物處理法中厭氧處理有上流式厭氧污泥床UASB、厭氧折流板反應(yīng)器ABR、厭氧塘、EGSB、IC 等;好氧處理有好氧曝氣塘、活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤(pán)和滴濾池等,無(wú)氧/好氧(A/O)混合處理。物化法主要有化學(xué)混凝沉淀、活性炭吸附、化學(xué)氧化、催化氧化、膜處理、膜滲析、氣提及濕式氧化法等多種方法等。土地處理如人工濕地等主要通過(guò)土壤顆粒的過(guò)濾,離子交換吸附和沉淀等.
3滲濾液處理方法介紹
目前的滲濾液的處理方法大致可分為回灌法、物化法、生物法、土地法等.
3.1 濾液回灌法 將垃圾填埋場(chǎng)產(chǎn)生的未經(jīng)處理的滲濾液或者處理不充分的濾液部分或全部噴灌至填埋場(chǎng)的表面,利用土壤的物化吸附作用及土壤層和填埋層中微生物的代謝凈化作用,使?jié)B濾液得到凈化。但是回灌存在許多問(wèn)題,濾液進(jìn)水過(guò)高或者微生物過(guò)量繁殖容易造成土壤堵塞,垃圾填埋層中因厭氧消化而出現(xiàn)的有機(jī)酸積累水質(zhì)酸化嚴(yán)重,同時(shí)回灌技術(shù)對(duì)氨氮的去除效果不夠理想。
3.2 物化法 物化法包括混凝、吹脫、活性炭吸附、蒸發(fā)法、化學(xué)沉淀、電解催化氧化、離子交換、膜分離等多種方法。物化法相對(duì)穩(wěn)定,一般不受垃圾滲濾液水質(zhì)、水量變化的影響。物化法出水水質(zhì)穩(wěn)定,尤其對(duì)可生化性較低的垃圾滲濾液有較好的處理效果。但由于物化法處理費(fèi)用高,通常只用于滲濾液的預(yù)處理或深度處理。
3.3 生物法 在眾多方法中生物法由于其投資運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低為各污水廠首選。生物法一般可分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩大類(lèi),好氧處理工藝有活性污泥法、曝氣氧化塘、穩(wěn)定塘、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、滴濾池等。厭氧處理工藝有厭氧生物濾池、厭氧接觸法、上流式厭氧污泥床、厭氧混合床等。生物法是垃圾滲濾液處理中最常用的一類(lèi)方法,因其運(yùn)行費(fèi)用低、處理效率高、不會(huì)出現(xiàn)化學(xué)污泥等特點(diǎn)而被世界各國(guó)廣泛采用。當(dāng)滲濾液的BOD5/CODCr 值大于0.3 時(shí),表明滲濾液的可生化性較好,可采用生化法處理。生化處理具有處理效果好、成本低等優(yōu)點(diǎn),它是目前應(yīng)用最廣泛的處理方法。
3.3. 1 好氧處理
用活性污泥法、氧化溝、好氧穩(wěn)定塘,生物轉(zhuǎn)盤(pán)等好氧法處理滲濾液都有成功的經(jīng)驗(yàn),好氧處理顆幼小的降低BOD5、COD和氨氮,還可以去除另一些污染物質(zhì)如鐵、錳等金屬。在好氧法中又以延時(shí)曝氣法用的最多,還有曝氣穩(wěn)定塘和生物轉(zhuǎn)盤(pán)(主要用以去除氮)。下面將對(duì)目前主要工藝予以介紹
1. 傳統(tǒng)活性污泥法 滲濾液可用生物法、化學(xué)絮凝、炭吸附、膜過(guò)濾、脂吸附、氣提等方法單獨(dú)或聯(lián)合處理,其中活性污泥因其費(fèi)用低、效率高而得到最廣泛的應(yīng)用。
2.曝氣穩(wěn)定塘與活性污泥法相比,曝氣穩(wěn)定塘體積大,有機(jī)負(fù)荷低,盡管降解進(jìn)度較慢,但由于其工程簡(jiǎn)單,在土地不貴的地區(qū),是最省錢(qián)的垃圾滲濾液好氧生物處理方法.美國(guó)、加拿大、英國(guó)、澳大利亞和德國(guó)的小試、中試及生產(chǎn)規(guī)模的研究都表明,采用曝氣穩(wěn)定塘能獲得較好的垃圾滲濾液處理效果。
3. 生物膜法 與活性污泥法相比,生物膜法具有抗水量、水質(zhì)沖擊負(fù)荷的優(yōu)點(diǎn),而且生物膜上能生長(zhǎng)世代時(shí)間較長(zhǎng)的微生物,如消化菌之類(lèi)。應(yīng)當(dāng)指出,這種滲濾液的性質(zhì)與城市污水相近,對(duì)于較強(qiáng)的滲濾液此方法是否食用還待研究。
3.3.2厭氧生物處理
厭氧生物處理的有目的運(yùn)用已有近百年的歷史.但直到近20年來(lái),隨著微生物學(xué)、生物化學(xué)等學(xué)科發(fā)展和工程實(shí)踐的積累,不斷開(kāi)發(fā)出新的厭氧處理工藝,克服了傳統(tǒng)工藝的水力停留時(shí)間長(zhǎng),有機(jī)負(fù)荷低等特點(diǎn),使它在理論和實(shí)踐上有了很大進(jìn)步,在處理高濃度(BOD5≥2000mg/L)有機(jī)廢水方面取得了良好效果。
厭氧生物處理有許多優(yōu)點(diǎn),最主要的是能耗少,操作簡(jiǎn)單,因此投資及運(yùn)行費(fèi)用低廉,而且由于產(chǎn)生的剩余污泥量少,所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也少。
近年來(lái),開(kāi)發(fā)的厭氧生物處理方法有:厭氧生物濾池、厭氧接觸池、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器及分段厭氧硝化等。
3.3.3 厭氧與好氧的結(jié)合方式
雖然實(shí)踐已經(jīng)證明厭氧生物法對(duì)高濃度有機(jī)廢水處理的有效性,但單獨(dú)采用厭氧法處理滲濾液也很少見(jiàn).對(duì)高濃度的垃圾滲濾液采用厭氧-氧處理工藝即經(jīng)濟(jì)合理,處理效率又高.COD和BOD的去除率分別達(dá)86.8%和97.2%。
4 結(jié)論和建議
通過(guò)對(duì)上述幾種處理方法及處理工藝的分析比較可得以下結(jié)論,并提出水質(zhì)、水量等方面的建議和意見(jiàn):
1 垃圾滲濾液的來(lái)源和特點(diǎn)
1.1 垃圾滲濾液的來(lái)源
垃圾滲濾液是城市生活垃圾在填埋場(chǎng)堆放過(guò)程中,由于受到雨水的淋洗以及地下水和地表水的長(zhǎng)期浸泡將會(huì)產(chǎn)生垃圾滲濾液,這是垃圾自身產(chǎn)生的水分經(jīng)過(guò)枯枝落葉層和土壤將會(huì)形成的高濃度的有機(jī)廢水[1]。垃圾滲濾液的主要來(lái)源包括以下幾種方式:
(1)降雨的滲入:其中包括雨雪,這是產(chǎn)生滲濾液的主要來(lái)源,這種方式具有時(shí)間短、濃度高和可重復(fù)性,這也是工程設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的依據(jù);
(2)外部地表水流入:包括地表徑流和地面灌溉兩種方式;
(3)地下潛水的反滲:在垃圾填埋場(chǎng)滲濾液水位比場(chǎng)外的水位要低的情況下,如果沒(méi)有采取滲流控制措施,地下水將會(huì)滲透垃圾填埋場(chǎng)當(dāng)中。垃圾滲濾液的產(chǎn)生量也會(huì)受到地下水的影響;
(4)垃圾自身的水分:這包括垃圾本身攜帶的水分和從空氣中吸附的水分;
(5)垃圾降解過(guò)程的水分:垃圾中的有機(jī)組分在垃圾填埋場(chǎng)內(nèi)分解時(shí)將會(huì)產(chǎn)生水分,其生產(chǎn)的量和垃圾的成分、pH值、溫度和壓力存在很大的關(guān)系[2]。
1.2 垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn)
垃圾滲濾液中含有大量的有機(jī)物、氨氮、寄生蟲(chóng)和有毒有害的重金屬成分,其中的成分非常復(fù)雜,水質(zhì)和水量的變化也很大,如表1所示。
目前,我國(guó)已經(jīng)建立成千上萬(wàn)個(gè)大型的和小型的垃圾填埋場(chǎng),并且還在不斷的建設(shè)中。這樣就會(huì)產(chǎn)生大量的垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)滲濾液,如果不能夠得到適當(dāng)?shù)奶幚恚@肯定會(huì)對(duì)地下水造成了嚴(yán)重的影響,這樣將會(huì)威脅到人們的公共衛(wèi)生[3]。垃圾滲濾液污染控制的重要內(nèi)容就是需要分析滲濾液的特點(diǎn),從而合理地選擇垃圾滲濾液處理工藝。
2 垃圾滲濾液的處理研究現(xiàn)狀
目前,國(guó)內(nèi)外處理垃圾滲濾液的方法可分為場(chǎng)外處理和場(chǎng)內(nèi)處理。在國(guó)外,垃圾滲濾液的產(chǎn)生量較小時(shí),可以考慮與城市污水聯(lián)合處理,即場(chǎng)外處理。有研究表明,城市污水總量比垃圾滲濾液的量大于200,滲濾液增加的負(fù)荷小于10%時(shí),場(chǎng)外處理方法可行,且效果較好。若控制不好比例,則會(huì)對(duì)城市生活污水處理廠造成沖擊負(fù)荷,滲濾液中的有毒有害物質(zhì)也會(huì)對(duì)污水的生物處理產(chǎn)生副作用,嚴(yán)重時(shí)可破壞整個(gè)污水處理廠的正常運(yùn)行[4]。而場(chǎng)內(nèi)處理,通常指在垃圾填埋場(chǎng)內(nèi)的循環(huán)噴灑處理,又或者靠近垃圾場(chǎng)單獨(dú)建立滲濾液污水處理廠。目前,國(guó)內(nèi)大部分城市都選擇獨(dú)立的場(chǎng)內(nèi)處理工藝,尋求高效的處理方法也在不斷的研究嘗試當(dāng)中。最常采用的有生物處理法、物化處理法和土地處理等方法。
3 兩級(jí)A / O生物處理技術(shù)
A/O是Anoxic/Oxic的縮寫(xiě),兩級(jí)A/O是硝化反硝化的處理工藝,分別用A1、O1、A2、O2來(lái)表示。在傳統(tǒng)的二級(jí)生物處理的基礎(chǔ)上,廢水的生物脫氮通過(guò)硝化細(xì)菌及反硝化細(xì)菌的作用,將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮并最終轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑥亩_(dá)到脫氮的目的。除此之外,該處理工藝不需要額外添加碳源,因?yàn)閺U水中的有機(jī)污染物可作為反硝化反應(yīng)的碳源,可見(jiàn)反硝化反應(yīng)是最為經(jīng)濟(jì)的節(jié)能型降解過(guò)程。
3.1 工藝的可行性分析
滲濾液中有高濃度的有機(jī)污染物,它們中的大多數(shù)都是很難完全生物降解的腐殖類(lèi)、灰黃霉酸物質(zhì),而垃圾滲濾液處理的核心內(nèi)容,是力求出水指標(biāo)中的CODcr、BOD5、NH3-N和TN去除率滿足出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。在諸多處理方法當(dāng)中,生物處理方法的成本是最低的,由于其消耗的化學(xué)物質(zhì)是最低的,同時(shí)還能夠除去大多數(shù)的NH3-N。為了能取得良好且穩(wěn)定的處理效果,以生物處理方法為主,輔以適當(dāng)?shù)暮罄m(xù)處理方法,成為近年來(lái)國(guó)內(nèi)外常用的綜合處理工藝。
3.2 處理工藝流程
垃圾滲濾液由污水泵提升到調(diào)節(jié)池,接著泵入進(jìn)水過(guò)濾器,在這里大顆粒雜質(zhì)得以去除,下一步進(jìn)入兩級(jí)A/O生物處理系統(tǒng),進(jìn)行兩級(jí)硝化和反硝化作用,在厭氧段厭氧菌將污水中的纖維、淀粉、碳水化合物等可溶性有機(jī)物和懸浮污染物水解為有機(jī)酸,使大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物,當(dāng)這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進(jìn)入好氧池進(jìn)行好氧處理時(shí),可提高污水的可生化性。為了實(shí)現(xiàn)泥水分離,提高微生物的濃度,接下來(lái)通過(guò)外置式的膜系統(tǒng),進(jìn)一步提高反應(yīng)的去除率。同時(shí)剩余污泥排入污泥儲(chǔ)池,最終制成泥餅填埋。滲濾液污水后續(xù)處理流程為納濾和反滲透。當(dāng)納濾出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)以后,合格的出水將會(huì)排放到產(chǎn)水池;如果水質(zhì)不合格時(shí),超濾膜系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)控制進(jìn)入到反滲透系統(tǒng),使有機(jī)污染物和氨氮去除達(dá)標(biāo),出水將會(huì)排到池中。擬以日處理100噸原料水為處理對(duì)象,其過(guò)程如圖1所示。
4 結(jié)語(yǔ)
在進(jìn)行垃圾滲濾液處理時(shí),整個(gè)過(guò)程的實(shí)施效率成為關(guān)鍵所在,為了使其出水能夠達(dá)到相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn),對(duì)傳統(tǒng)A/O工藝進(jìn)行優(yōu)化,采用兩級(jí)A/O生物處理技術(shù)及后續(xù)膜處理技術(shù),其在垃圾滲濾液處理的過(guò)程中具有很好的應(yīng)用效果,能耗也很低,其還具有運(yùn)行穩(wěn)定和管理簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)。
參考文獻(xiàn):
[1]代晉國(guó),宋乾武,張h,秦琦.新標(biāo)準(zhǔn)下我國(guó)垃圾滲濾液處理技術(shù)的發(fā)展方向[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào),2011,03:270-274.