垃圾渗滤液处理方法范文
时间:2023-12-21 17:37:28
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篇1
垃圾渗滤液是一种黑色、恶臭、构成复杂、浓度高的有机废水,有机物污染程度、氨氮含量浓度非常高,难以处理的生化物质含量较多,具有强毒性。渗滤液污染后的水,水质变化很大,无法再进行使用。这些,已经成为环保部门和卫生部门重点关注、待续解决的问题。要解决这个难点,就要先了解渗滤液的特点、目前各地在处理过程中存在的难点,然后才能选取对应、合适的方法进行处理。
一、垃圾渗滤液的特点
垃圾渗滤液是垃圾在堆场存放和填埋时由于自然发酵、雨水作用和地表水、地下水的浸泡作用而渗滤出来的垃圾污水。产生的来源主要有垃圾自身的含水、垃圾自然生化反应所产生的水、堆场地下的潜水层反渗的水和自然的降水,其中自然降水具有集中、时间短和往复的特性,成为构成渗滤液的主要部分。
渗滤液是一种构成成分复杂、浓度高的有机废水,其性质取决于垃圾的构成成分、垃圾的颗粒大小、处理压实的程度、堆场的自然气候、地段的水文条件和垃圾处理填埋的时间等因素,一般来说有以下特点:
(1)水质复杂,危害性大
(2)有机物污染程度、氨氮含量浓度高。
(3)氨氮含量高,并且随填埋时间的延长而升高。
(4)水质变化大。
(5)金属含量较高。
(6)渗滤液中的微生物营养元素比例失调,主要是碳、氮、磷的比例失调。
二、垃圾渗滤液的处理的难点
1.垃圾渗滤液造成的附近水质水量变化大,构成成分中有毒有害物质的含量较高,并且会随着填埋场使用时间的延长,可生化性越来越差,氨氮等浓度越来越大,优化处理的难度也越来越高。进行渗滤液处理时,一般情况下都对这种情况缺乏充分的认识和足够的应对方法,而且处理所采用的工艺方案也不能适应这种变化,这样就导致渗滤液的处理设备在运行初期还尚能够满足需求,但在一段时间之后就出现不达标的情况,原有的处理系统不能随之适应,渗滤液中的污染物去除效果也会越来越差。
2.垃圾渗滤液处理难度最大的是关于高浓度氨氮的去除和可生化处理的可能性低。在实际垃圾渗滤液处理过程中,出水大多数不能达到相关的标准进行排放,主要因为氨氮超标,再就是有机物污染程度高。
(1)由于氨氮在渗滤液中的浓度高,传统的生化处理方法中,有关硝化和反硝化工艺处理的操作,难以达到处理要求。现多采用的方法是,用吹脱法去除氨氮。但这样会吹脱出大量氨、苯酚、硫化氢等恶臭气体,造成空气污染,影响周边的环境。如果进行废气吸收净化设备的配置,又会增加投资和运行费等成本的投入。此外,由于其容易腐蚀等原因,吹脱装置的耐用性很差。采用膜分离(例如反渗透)的方法进行处理时,分离出来的浓缩液大多是回灌造成的。回灌的垃圾渗滤液不断循环,会造成污染物的累积,主要是氨氮的不断累积,随着时间的推移,其浓度升高导致降解难度加大。
(2)由于渗滤液可生化性差,碳、氮、磷的含量比例失调,而且构成的成分中有毒有害物含量较高,所以不适于直接采用生化法处理。尤其具有高氨氮、低碳氮比特性的垃圾渗滤液,一般要先采取化学混凝的方法进行预先处理,目的是去除里面的金属离子和难以降解的有机物质,同时也是为了降低里面的有机物污染程度,提高可生化改善的可能性。不过,进行了有机物污染程度的去除操作后,会出现影响后续进行的生化处理缺乏碳源的情况,会造成除氮效果不好。如果要要提升除氮的效果,那么就需要加强营养物的投加从而导致处理费用的加大;如果不进行部分有机物污染程度的支除,处理后渗滤液中的有机物污染程度又达不到标准。
3.渗滤液的处理需要使用具备抗冲击能力大的工艺处理系统,过去所采用的工艺流程和操作规范都偏于复杂化,成本投入大、管理运行的费用高,并且大多数的效果都达不到保证稳定运行和处理标准的要求。
目前对垃圾渗滤液进行处理的工艺关键,主要是关于高浓度氨氮处理工艺技术和渗滤液深度处理工艺技术两个方面的处理研究与实施。
三、垃圾渗滤液的处理的方法分析
1.循环回喷处理方法分析
垃圾渗滤液回喷处理的优势在于是成本投入少,管理费用低。最有效的是在北方降雨量少的地区,垃圾中的水分较低的垃圾填埋场,采用回喷的方法是最为经济、有效的;但是,如果是在南方地区,由于地区的降雨量大,垃圾中的水分较高,使用此方法会受到限制。
通过喷洒循环后的渗滤液需要采取进一步的处理才能进行排放。由于垃圾渗滤液回喷是不断循环的,这样会造成氨氮成分的不断累积,也有可能最终使氨氮成分的浓度远高于未循环渗滤液中的浓度,这样就会给治理渗滤液的目的达成增大难度。
2.物化处理方法分析
在新建垃圾填埋场产生的渗滤液,大多数重金属离子成分的浓度要远远高于重金属元素本身对微生物的毒害作用,所以对于重金属离子成分的去除多采用物化处理的方法操作。
渗滤液处理在采用生物处理的方法时,渗滤液中含有的营养成分的实际含量要远大于微生物生存所需的浓度,所以为了确保方法的有效性,要进行适当的预处理,不然这样的生长环境将不利于微生物的生长,长期下来会影响微生物处理的效果。由于存在时间长的渗滤液中大分子的有机物含量非常高,这样就会造成化学氧化从而使生物降解难以实现,所以在进行操作前也要先进行处理。物化处理是渗滤液预先处理常采取的方法。
物化处理的方法可以除去渗滤液中的一部分污染物,并且能够提高渗滤液后续的可生化处理性,为后续工艺处理负担的减轻奠定了基础。但是,物化处理单独使用时,也有局限性,这样不能使垃圾渗滤液的处理达到处理标准,所以一般是作为预处理工艺来实施的,这样能降低处理难度,为后续处理的其它方法的操作,创造了良好的前提条件。
在操作时,如果使用普通的絮凝剂进行对垃圾渗滤液的处理,对于其中的有机物污染程度去除是很有限的,一般也就能达到20%左右的效果,这是达不到处理要求的。垃圾渗滤液的物化处理需要使用见效快、耗用低、价格低、对pH环境适应性强的絮凝剂。
为了改善渗滤液中碳与氮的比例,过去多采取先进行吹脱再进行生化处理的方法,使用氨吹脱处理对氨氮含量的却除有一定的效果,但前提是需要加药操作来调整pH值,这样就会造成运行成本高,操作环境恶劣,操作过程中易产生非常严重的二次污染,无论是现场操作人员还是环保部门都不提倡采取这种工艺处理方法。
3.生化工程处理方法分析
现今的渗滤液处理工艺技术,无论采取什么样的处理方法,生化处理法都一种必不可少的工艺处理方法。在进行厌氧处理或好氧处理时,去除有机污染物或进行转化时,都是通过让微生物起作用而达到目的的。生化处理的方法可以有效达成污染物浓度降低的目的,成本投入少,具有很较强的可处理性。
但是,生化处理法,也同其它方法一样,有其自身的局限性,使用此方法会出现以下问题∶
(1)渗滤液的水质会伴随着填埋场使用时间的延长而发生变化,时间长了,进行生化处理的可行性会越来越差。
(2)由于垃圾渗滤液自身存在的问题,如氨氮含量与有机物的污染程度的比例不协调等,会导致培养好的处理污泥难以持续作用。
(3)垃圾渗滤液使用厌氧处理方法时,在达到去处部分有机物污染程度的效果时,也会带来氨氮含量上升的情况,给后续处理带来更大的麻烦。
(4)高氨氮、低碳氮比的特性,会让传统的生物脱氮工艺处理方法效果不良,这同时也是生化处理法对时间长的填埋场产生的渗滤液处理,很难起到效果的一个原因。
4.膜分离处理技术分析
膜分离处理技术一般有超滤、反渗透、膜生物反应器等几种。膜分离处理技术的特点是在处理过程中,不会发生相应的变化,处理的有效性高;通常情况下,也不再需要加注其它物质来协助处理,减少了原材料和药剂的成本投入;在膜分离处理过程中,分离、浓缩过程是同时进行的,这样能使回喷的浓缩液量有所减少;膜分离处理方法运用时,还不会受到自然环境的变化影响,可以在多种气候条件下进行;能够实现自动化控制;处理后的水质稳定,水质能符合标准。
由于膜分离处理方法的投入和成本费用都不低,因此大多数的反映是,成本上难以维持。近些年来,由于其它传统生化处理方法有不完成达标的情况,又没有其它更好的处理方法可以替代,在成本允许的范围内,垃圾渗滤液处理工程中只是将膜分离处理法当作深度处理的一种方法来使用,处理后的水,多用于城市绿化、车辆清洗、道路养护等方面。
四、结语
通过以上的探讨,可以看出,垃圾渗滤的处理有多种方法可以解决,但每种方法又有各自的优势和局限性。一味的追求单一的方法,不计成本的投入,不但会加大成本,事与愿违,还会增加因此带来的其它环境污染。要做好垃圾渗滤液的处理,需要根据各地的自然条件、垃圾渗滤液的特点,采取综合的应对方法进行处理,才能达成渗滤液处理的综合效益。
参考文献:
[1]蒋宝军.生活垃圾渗滤液吸附降解及催化氧化技术的研究[J].哈尔滨工业大学,2011(3)
篇2
关键词:垃圾焚烧发电厂,渗滤液处理站,恶臭气体,除臭技术
随着社会进步,经济发展,人们环境意识增强和生活质量的不断提高,各类水厂及渗滤液处理站恶臭气体控制与处理问题已越来越受到重视。论文大全,除臭技术。根据项目环境影响评价报告批复要求,焚烧电厂渗滤液处理站恶臭污染物厂界浓度限值达到《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)中二级标准。
1、臭气来源
垃圾焚烧电厂渗滤液处理站的臭气主要来源于调节池、预处理间、污泥贮池
及污泥脱水系统。这些致臭物质按照其化学成分一般可分为四类。第一类是含硫化合物,如硫化氢、甲硫醇、甲基硫醚以及噻吩等。第二类是含氮化合物,如氮、三甲胺、酰胺等。第三类是烃类化合物,如烷烃、烯烃、炔烃以及芳香烃等。第四类是含氧有机物,如醇、醛、酮以及有机酸等。这些污染物具有易挥发、嗅阈值低等特点,不仅严重污染周边居民的生活环境,危害人体健康,而且对渗滤液处理站的金属材料、设备和管道具有强烈腐蚀性。因此采取除臭措施非常必要。论文大全,除臭技术。
2、除臭方法介绍
根据除臭的性质,焚烧电厂渗滤液处理站的除臭主要分为物理法、化学除臭法和生物除臭法等三大类。物理法主要有大气稀释法和吸附法;化学除臭主要有焚烧除臭、臭氧除臭、活性氧除臭、高能粒子除臭;生物除臭法含洗涤式活性污泥法、曝气式活性污泥法、生物土壤法、生物滤池法、纯天然植物提取液喷洒除臭法及生物滴滤塔等。
其中,焚烧除臭法是根据恶臭物质的特点,在控制一定的温度和接触时间的条件下,使臭气直接燃烧,达到脱臭的目的,此方法适用于高浓度的臭气处理。由于焚烧电厂渗滤液处理站在焚烧电厂内,具备燃烧处理的条件,且无二次污染产生,因此,焚烧电厂渗滤液处理站的臭气宜采用焚烧处理法。
3、臭气系统设计
3.1 恶臭气体的控制与收集
恶臭气体控制主要为对恶臭气体产生源进行封闭设计,同时用风机抽气对封闭空间进行换气,以将恶臭气体集中收集,避免恶臭气体无组织外逸。论文大全,除臭技术。
3.2恶臭气体量的确定
封闭空间换气量的大小可根据室内是否进人,按2~10次/h换气量计算;不进人或一般不进人的地方,空气交换量应为2~3次/h;对于有人进入、但工作时间不长的空间,空气的交换量为3~5次/h;有人长时间工作的空间,空气的交换量为5~10次/h。论文大全,除臭技术。在具体确定换气次数时,要同时考虑恶臭气体浓度,在浓度较高时要适当增大换气次数。
现以光大宿迁市生活垃圾焚烧发电厂渗滤液处理站为例,本处理站的处理规模为250吨/日。各臭气源的结构尺寸如表1所示:
表1 臭气源规格
序号 名称 规格 数量 单位 备注 1 调节池 L×B×H=20.1×10×7.2m 2 座 超高1米 2 事故池 L×B×H=20.1×5×7.2m 1 座 超高1米 3 污泥贮池 L×B×H=6.0×5.35×4.2m 1 座 超高0.5米 4 预处理间 L×B×H=16.55×5.1×5.3m 1 座
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关键词:垃圾渗滤液;污染特性;处理技术
Abstract: this article through to the generation of landfill leachate and pollution characteristics are analyzed, and the feasibility of landfill leachate treatment technology to China's development of the technology of landfill leachate work made some of their own views.
Keywords: landfill leachate treatment; Pollution features; Processing technology
中图分类号: R124.3文献标识码:A 文章编号:
随着居民生活水平的不断提高,便捷卫生的生活条件下,城市垃圾的数量却与日俱增,严重影响着人们的生活环境。城市垃圾目前的主要处理手段是填埋,处理方法相对高效,但垃圾填埋却极易造成二次污染,其中,垃圾渗滤液的污染最为严重,它能够对水体、突然和大气造成严重的危害,导致土地、水体的富营养化、地下水质的污染,甚至直接危害到人们的身体健康。
1、垃圾渗滤液的产生
垃圾渗滤液,一种来源于垃圾的高浓度废水化合物,它主要是指垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水、地下水的反渗或垃圾之间的生化反应所产生的水分,在扣除掉饱和持水量后所剩余的物质。
二、垃圾渗滤液的污染特性分析
(一)构成复杂
由于垃圾渗滤液是一种含量非常复杂的高浓度废水化合物,其中酸酯类、醇酚类和酮醛类等烃类化合物及其衍生物占大多数,这样污染物的危害较大,很多都被我国列为优点控制污染物的“黑名单”之中。
(二)成分浓度高
垃圾渗滤液的浓度很高,所含成分的变化范围也比较大。垃圾渗滤液这一特性使得它同其他污染物有着明显的区别,增加了垃圾渗滤液的处理难度,使得垃圾渗滤液的处理工艺要更为复杂和严格。
(三)不稳定性
垃圾渗滤液拥有很高的不稳定性,较普通污染物相比,容易受到气候和环境的影响。
由于垃圾渗滤液的形成方式同水分有很大关系,因此雨季垃圾渗滤液浓
度明显高于旱季。
垃圾渗滤液受气温影响比较大,干冷季节的垃圾渗滤浓度要低于其他季
节。
垃圾渗滤液的浓度也会随着填埋时间的长短发生变化。填埋初期的垃圾
渗滤液的浓度相对比较低,而填埋一段时间之后,垃圾渗滤液的浓度会升高,而渗滤液的成分开始发生非常大的变化,其中,氨氮的浓度会大幅升高,但重金属元素的含量会相对减少。。
二、我国垃圾渗滤液的处理现状
受到经济影响,我国开始卫生填埋的时间比较短,垃圾渗滤液的设施建设和推广也比较晚,目前,我国对于垃圾渗滤液的处理方式主要有以下两种:
(一)污水联合处理技术
渗滤液同污水合并处理工作是目前最为理想的垃圾渗滤液处理方式,污水处理厂进行污水处理工作的同时,对垃圾渗滤液进行相应技术的处理工作,这样既能够节省单独建立渗滤液处理工程的高昂费用,利用污水处理厂的相关技术,达到对渗滤液的稀释、分解目的。但这种处理技术存在一定问题,首先是是渗滤液的输送问题。由于渗滤液具有非常大的危害性,因此在运输过程中必须保持遵守的运输规定,并使用特殊的密封设备,大大增加的资金的浪费。此外,由于渗滤液中所含成分比较复杂,在处理过程中容易造成污水厂的冲击负荷,甚至影响和破坏污水厂的正常运行。
渗滤液回灌技术
渗滤液回灌技术在处理渗滤液的工作中具有比较多的优点,设施简单,投资少,收益高,对污染物的约束力大。但垃圾渗滤液的回灌技术也存在着相应的问题,由于回灌技术是在固定空间进行的循环工作,一次循环必定会造成渗滤液的浓度增加,这便使得操作过程中气体挥发性增大,造成安全隐患,引发安全事故。并且,恶臭气体的挥发,还会对周围环境造成极大的影响和危害。
三、垃圾渗滤液的处理技术研究
我国渗滤液的处理技术起步比较晚,因此,我们在积极借鉴和引用国外先进处理技术的同时,也要加强自身技术水平的提高和完善。
(一)因地制宜的处理技术
由于垃圾渗滤液的不稳定性,因此,不同地区的垃圾渗滤液的处理方式应该有所不同。北方气候以干燥少雨为主,因此,选用渗滤液回灌技术进行处理比较有效,而对于多雨潮湿的南方地区来说,可以使用目前比较先进的土壤-植物法进行渗滤液的处理工作。
(二)多种技术的有效结合
垃圾渗滤液处理厂处理渗滤液的方法有生物法、土地法和物化法等处理方法。必须采用更为合理和多种手段结合的方法,才能真正的做好渗滤液工作,达到排放标准,防止对环境的污染。
微电解法是以金属腐蚀的原理处理渗滤液中的一种高级氧化技术,通过铁屑在渗滤液中同Cu、C、-N等物质发生反应,生成氧化还原反应,形成絮凝物质从滤液中分离。这种方法操作简便,经济型强,处理效果良好。
氧化沟工艺,是污水处理方法中一种成熟的处理技术,在处理COD、-N等物质上都有着不俗的表现,因为其耐冲击负荷强、处理效果好、处理单元少等优点,目前已经收到广泛的应用在垃圾渗滤液的处理工作中。
砂滤技术,砂滤技术是渗滤液处理工作中的后期处理技术,也是切实可行的处理工艺。它是利用均粒石英砂等物质对渗滤液进行相关的处理工作,主要对渗滤液中的悬浮物体、COD及色度进行处理,达到理想排放的效果。
(三)加强对相关技术的研发和改良
依照我国的基本国情和经济发展防线,加大对新型技术材料的研发力度,不断完善垃圾渗滤液处理技术,找出更为经济有效的处理渗滤液的新方法。目前,硝化反硝化、厌氧反厌氧等氨氮处理概念目前已经被提出并在研究中取得了良好的效果,具有需氧量低、能耗低、负荷高等优点,是处理氨氮成分的比较理想的方法。
总结:
垃圾渗滤液,对我国生态环境造成了极大的污染和危害,为了能够积极改善环境状况,坚持可持续发展战略,标准化、规范化的垃圾渗滤液处理工作是必不可少的。因地制宜,合理的应用垃圾渗滤液处理技术,能够更有效的开展垃圾渗滤液的的处理工作,并且符合我国国情,降低能源消耗,将环境污染降到最低。同时,今后应该继续加大对新型垃圾渗滤液处理技术的研发力度,寻求更好的解决办法,使我国的垃圾渗滤液处理工作达到一个新的高度。
参考文献:
[1] 胡冬雯,汤庆合,江家骅,秦冰,明鲁平,邵一平.上海市生活垃圾处置规划模式的比较研究[J].上海环境科学,2008(03)
篇4
【关键词】 卫生填埋 垃圾渗滤液 处理处置技术
前言
目前,我国大部分城市以卫生填埋作为垃圾处理的基本方式,在今后一段时期,卫生填埋处理仍将是国内城市生活垃圾处理的基本方式。卫生填埋作为目前最常见的垃圾处理方法,也存在着诸多污染问题,特别是填埋过程中产生的大量垃圾渗滤液,如不妥善处理,会对周围的水体和土壤造成严重污染。
1 垃圾渗滤液及其污染特性
垃圾渗滤液是垃圾在堆放和填埋过程中由于发酵、雨水冲刷和地表水、地下水浸泡而渗滤出来的污水。来源主要有四个方面[1]:垃圾自身含水、垃圾生化反应产生的水、地下潜水的反渗和大气降水,其中大气降水具有集中性、短时性和反复性,占渗滤液总量的大部分。
渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水,其性质取决于垃圾成分、垃圾的粒径、压实程度、现场的气候、水文条件和填埋时间等因素,一般来说有以下特点:
1.1 水质复杂,危害性大。有研究表明[2],运用GC-MS联用技术对垃圾渗滤液中有机污染物成分进行分析,共检测出垃圾渗滤液中主要有机污染物63种,可信度在60%以上的有34种。其中,烷烯烃6种,羧酸类19种,酯类5种,醇、酚类10种,醛、酮类10种,酰胺类7种,芳烃类1种,其他5种。其中已被确认为致癌物1种,促癌物、辅致癌物4种,致突变物1种,被列入我国环境优先污染物“黑名单”的有6种。
1.2 CODcr和BOD5浓度高。渗滤液中CODcr和BOD5最高分别可达90000 mg/L、38000mg/L甚至更高[3]
1.3 氨氮含量高,并且随填埋时间的延长而升高,最高可达1700mg/L。渗滤液中的氮多以氨氮形式存在,约占TNK40%-50%。
1.4 水质变化大。根据填埋场的年龄,垃圾渗滤液分为两类:一类是填埋时间在5年以下的年轻渗滤液,其特点是CODcr、BOD5浓度高,可生化性强;另一类是填埋时间在5年以上的年老渗滤液,由于新鲜垃圾逐渐变为陈腐垃圾,其pH值接近中性,CODcr和BOD5浓度有所降低,BOD5/CODcr比值减小,氨氮浓度增加。
1.5 金属含量较高。垃圾渗滤液中含有十多种金属离子,其中铁和锌在酸性发酵阶段较高,铁的浓度可达2000mg/L左右;锌的浓度可达130mg/L左右,铅的浓度可达12.3mg/L,钙的浓度甚至达到4300mg/L[4]
1.6 渗滤液中的微生物营养元素比例失调,主要是C、N、P的比例失调。一般的垃圾渗滤液中的BOD5:P大都大于300。
2 垃圾渗滤液对环境的影响
通过对某填埋场的渗滤液处理情况进行调查发现,填埋场运行至今,大约处理了约80万吨的渗滤液,同时约有32万吨的渗滤液从污水库中溢出直接进入纳污水域,并且目前还有9.6万吨渗滤液存储于污水库内。经过化学分析,在污水库出口处的渗滤液CODcr平均值为2800mg/l,BOD5平均值为1750mg/l,氨氮708mg/l,总氮平均浓度达700mg/l,平均色度达251度,金属含量不高,以色质联机对有机物定性分析,发现渗滤液中有机物最高含碳数可达12,主要为环烷烃、酯类、羧酸类、苯酚和硫磺等。经过处理后排入纳污水域的水质CODcr值为283mg/l,仍超标1.83倍,BOD5值为108mg/l,超标2.6倍,NH3-N值为190mg/l,超标11.67倍,总氮679mg/l,色度133度,并且含有大量有机物,说明了该场污水处理过程还未能满足污水达标排放,受此影响,该填埋场的一级纳污水体的水质已经明显恶化。这一情况已经引起当地部门的高度重视。
3 渗滤液的处理工艺改进
针对该垃圾填埋场存在的问题,对该场污水处理设施提出以下改进建议:(l)改革处理工艺,增加“FEO”前处理工段,(2)完善厌氧反应器的配套设施,(3)对奥贝尔氧化沟进行改造,(4)加强对氧化塘的运行管理。希望通过此次改进能是处理后的废水达标排放,有效控制渗滤液对周边环境造成的污染。
4发展趋势
垃圾填埋场渗滤液的控制和处理是保证垃圾的长期、安全处置的关键。因此,对渗滤液处理的研究至关重要。通过分析和总结目前渗滤液处理现状,今后渗滤液处理研究应把重点放在以下几个方面。
首先,现有的渗滤液处理方法多种多样,各具特色,因此,运用时不能生搬硬套,而要因地制宜。不同地域的地理位置、地理结构、气象条件以及垃圾成分等因素的差别都会导致渗滤液质和量的差异。如针对北方降雨量少而蒸发量大的特点,渗滤液回灌法就比较经济有效;而南方温暖湿润的气候就有利于应用土壤-植物法处理渗滤液的开发和应用。
其次,垃圾填埋的稳定化研究也是必要的。促进填埋垃圾的稳定化,不仅可以缩短填埋垃圾的稳定化时间,提高产气速率,而且可以缩短垃圾渗滤液产生的周期,在一定程度和范围内改善渗滤液的处理难度。
第三,渗滤液的主要两大特点和难点就是其氨氮浓度高以及可生化性差。对于其产生机理,目前只是基于一定的定性认识,还缺乏对于其动力学特征等深层次机理的研究。而这些问题的研究,将有助于对渗滤液处理方法的研究和开发,找出更为经济有效的处理渗滤液的新方法。
参考文献
[1]喻晓,张甲耀,刘楚良.垃圾渗滤液污染特性及其处理技术研究和应用趋势[J].环境科学与技术,2002,25(5):43-45
[2] 刘军等.运用GC-MS联用技术对垃圾渗滤液中有机污染物成分的分析.环境污染治理技术与设备,2003,8(4):
[3]杨军等.垃圾填埋场渗滤液处理方法及其分析.四川环境,2005,24(1):
[4]陈玉成等.城市生活垃圾渗沥水的污染及其全过程控制.环境科学动态,1995,(4):
[5]沈耀良,王宝贞.城市垃圾填埋场渗滤液处理方案及其分析[J].给水排水,1999,25(8):18-22
篇5
关键词:城市垃圾;垃圾渗滤液;处理工艺
1引言
随着我国城市化发展进程的加快,城市人口的不断增加,城市垃圾也越来越多,垃圾的成份也日趋复杂,因此造成的环境污染也日益严重,城市垃圾的处理已经成为目前亟待解决的首要问题。目前比较经济和环保的处置方法是卫生土地填埋,它能够长期、安全、可靠地处理无再利用价值的固体废弃物[1]。因此,近年来垃圾卫生填埋场在各个城市兴建起来。填埋场设计和管理的一项主要内容就是垃圾渗滤液的控制和处理,如果垃圾渗滤液处理不当就会对环境造成二次污染,致使垃圾的卫生填埋失去应有的价值和意义[2]。故垃圾渗滤液处理是否达标排放是衡量一个填埋场是否为卫生填埋场的重要指标之一[3]。渗滤液的成分相对比较复杂,含有很多污染物质,如果不经过处理直接排放将会对城市环境造成巨大的危害。并且由于垃圾渗滤液的水质和水量变化较大,给处理工艺的选择和运行带来困难。因此,垃圾渗滤液是一种处理难度较大的废水[4]。
2垃圾渗滤液的性质
2.1渗滤液的来源
垃圾填埋场的渗滤液主要有以下来源:自然降水、废物中自身含有的水分、地表径流、有机物分解生成的水分、地下水等。
2.2渗滤液的特征
影响垃圾渗滤液水质的因素包括水分供给情况、填埋场表面情况、垃圾性质、填埋场底部情况、填埋场操作运行方式和填埋的时间等[5]。正因为影响垃圾渗滤液的因素多种多样,才会使得渗滤液中污染物质的种类、浓度变化很大,所表现出来的特征是水质波动较大、成分相对复杂、生物可降解性随着填埋场的场龄增加而逐渐降低、金属离子含量低、污染物浓度高、持续时间长、流量小且不均匀等[6]。城市垃圾渗滤液污染物含量的典型指标见表1[7~12]。
从表1中可知,垃圾渗滤液分为年轻渗滤液、中位年龄和老龄渗滤液,渗滤液中有机污染物质很多,且含有10多种重金属离子,水质很复杂。并且渗滤液的COD、BOD和氨氮含量很高。除此之外,垃圾渗滤液的水量变化很大,填埋场中产生的渗滤液量的多少会受很多因素的影响,如降雨量、蒸发量、地下水的渗入量、垃圾自身的特性、地表径流量和填埋场的结构等等[13]。
3垃圾渗滤液的处理技术
近年来,国内外对于垃圾渗滤液处理技术的研究取得了很大的进步。尤其是在欧美等经济发达的国家,对垃圾渗滤液的研究已经取得了一些成果,在处理垃圾渗滤液的方法上,现在比较常见的有:物理化学处理法、生物处理法、土地过滤法等。
3.1物理化学处理法
物理化学法就是通过一系列物理、化学反应去除垃圾渗滤液中的不可溶组分和可吸附有机物,同时将垃圾渗滤液中的难生物降解有机物转化为易生物降解的有机物并将其去除[1]。物理化学法主要有混凝沉淀法、活性炭吸附法、化学沉淀法、化学氧化法、密度分离法等。物理化学处理法受水质水量变化影响较小,出水水质相对比较稳定,尤其是对BOD/COD比值介于007~020之间含有毒、有害的难以生化处理的渗滤液处理效果比较好[14]。
3.1.1混凝沉淀法
混凝沉淀法是将混凝剂投加在废水当中,使废水中的悬浮物和胶体聚集形成絮凝体,再加以分离的方法。在目前,常采用的混凝剂多为AL2(SO4)3、FeSO4、FeCl3以及聚铁、聚铝等[15~17](表2)。
3.1.2化学氧化法
化学氧化法是利用强氧化剂氧化分解废水中的污染物质,以达到净化废水的目的,是最终去除废水中污染物质的有效方法之一[18]。化学氧化法主要去除渗滤液中的色度和硫化物,对COD的去除率通常为20%~50%[19]。处理垃圾渗滤液方面应用的化学氧化法主要有Fenton法、光化学氧化法、电化学氧化法等(表3)[21~29]。
(1)Fenton法。Fenton 试剂是一种由H2O2、Fe2+组成的均相催化氧化体系,氧化和絮凝作用是其去除有机污染物的2 个主要途径。选用Fenton工艺对经过生化处理的城市垃圾渗滤液进行深度处理,结果表明:该工艺具有氧化和混凝的双重作用,其最优工艺条件为:[H2O2]=38.8mol/L、初始pH值=3、混凝pH值=8,反应时间60min,H2O2为一次投加。在此条件下,COD和TOC的去除率分别达63.43%和80.58%[20]。郭劲松等[21]对垃圾渗滤液进行实验,在最佳的实验条件下,考察了Fenton试剂对渗滤液中不同表观分子质量和不同种类有机物的去处效果。结果表明,进水COD为4500mg/L,去除率可达76%,且Fenton试剂对富里酸和腐殖酸的去除率分别为85%和68.4%。王杰等[22]以颗粒活性炭为催化剂,建立活性炭-Fenton催化氧化体系,对垃圾渗滤液进行有效处理,分别考察了反应时间、pH值、活性炭用量和过氧化氢用量对废水处理效果的影响,结果表明:在反应时间为30min、pH值=3、活性炭用量20g/L、硫酸亚铁用量0.02mol/L和过氧化氢用量2ml/L的条件下,可使废水的COD从3000mg/L降至1522.2mg/L,COD去除率达到48.26%。
(2)光催化氧化法。光催化氧化法是一种能耗低、易操作、工艺较为简单、没有二次污染的技术,并且对于一些特殊的污染物质的处理比其他方法要好,因此该法应用前景良好。其原理是在废水中加入一定数量的催化剂,在光的照射下产生自由基,利用自由基的强氧化性达到处理目的[23]。光催化化学采用的半导体有二氧化钛、氧化锌、三氧化二铁。D E Meeroff等[24]用TiO2作催化剂进行光催化氧化垃圾渗滤液实验,垃圾渗滤液经过4h的紫外光催化氧化后,COD去除率达到86%,BOD/COD从0.09提升到0.14,氨氮去除率为71%,色度去除率为90%;反应完成后85%可被回收。黄本生[25]等以城市生活垃圾为研究对象,采用悬浮态半导体催化剂对渗滤液进行处理实验。研究表明,在一定的实验条件下,用ZnO/TiO2复合半导体催化剂处理垃圾渗滤液效果较好,用光催化氧化法处理垃圾渗滤液,COD的去除率可达84.48%。T I Qureshi[26]等用紫外光-光催化氧化法处理垃圾渗滤液,在最佳的实验条件下,TOC和颜色的去除率分别为61%和87.2%,BOD/COD显著增加,从0.112提升至0.32,COD的去除率也达到63%。
(3)电化学氧化法。电解氧化法处理废水的实质就是利用电解作用把水中有毒物质变成无毒或是低毒物质的过程[27]。E Turro等 [28]对影响垃圾渗滤液电解氧化处理的因素进行了研究,以Ti/IrO2-RuO2为电极,HCLO4为电解质,结果表明:反应时间、反应温度、电流密度和pH值是影响处理效果的主要因素,在温度为80℃、电流密度为0.032A/cm2、pH值=3的条件下反应4h,COD由2960mg/L降至294mg/L,TOC由1150mg/L降至402mg/L,色度去除率可达100%。魏平方[29]等用电化学氧化法处理垃圾渗滤液,研究表明,电化学氧化过程可有效的去除垃圾渗滤液中的污染物。当电流密度为12A/dm2,氯化物浓度为6000mg/L时,用SPR阳极电解240min,可去除90%COD、3000mg/L氨氮。
2014年7月绿色科技第7期3.1.3吸附法
吸附法是利用吸附材料的巨大表面积和不规则的网孔结构,使垃圾渗滤液中的污染物质吸附在其表面而被去除。吸附法应用于垃圾渗滤液的处理中,主要去除的是渗滤液中难降解的有机物、金属离子和色度等[30~32]。
3.2生物处理法
生物处理法分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及厌氧~好氧组合生物处理。生物处理法处理效果好、运行成本低,适合于处理生化较好的渗滤液。目前为止,生物处理法是目前最有效、应用最多的处理方法,该法可以有效的降低渗滤液中的COD、BOD和氨氮,还可以去除铁、锰等金属。
3.2.1好氧和厌氧生物处理法
好氧生物处理法常用的处理方法有活性污泥法、曝气稳定塘、生物膜法、生物滤池和生物流化床。好氧生物处理能够有效的降低水中的BOD、COD和氨氮。O.N.Agdag[33]等对垃圾渗滤液进行处理,研究了一个两阶段的顺序升流式厌氧污泥反应器(UASB)和好氧完全搅拌式反应器(CSTR)。结果表明,COD的去除率一直在稳步提升,最终可高达90%。A.Uygur[34]等进行的垃圾渗滤液处理研究实验,在pH值=12时用石灰石进行预处理,再用序批式反应器(SBR)进行深度处理,最后可去除62%的COD。
结果表明,在平均进水氨氮,TN质量浓度和COD分别为2315,2422,13800mg/L的条件下,去除率分别可达99%,87%,92%,能同时实现有机物和氨氮的有效深度去除。高锋[40]等利用ASBR和SBR组合工艺对垃圾渗滤液进行实验。ASBR 反应器作为厌氧消化反应器,主要完成初步降解有机物的目的,并且处理后的渗滤液对后续的好氧生物处理较为有利,经SBR处理后的渗滤液COD的去除率可达92%左右。
3.3土地处理法
土地处理技术利用土壤、微生物和植物组成的陆地生态系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能处理填埋场渗滤液,常见的渗滤液土地处理方式有人工湿地和回灌两种。土地处理投资少、运行费用低,但受气候条件限制,一般只应用于干旱地区。王传英[41]采用回灌技术处理城市生活填埋场渗滤液,结果表明,渗滤液的回灌对COD和氨氮有一定的去除效果。土地处理技术与其他处理系统相比,是一种便宜去除填埋场渗滤液污染物的途径,但从长远看来,该系统存在重金属及盐类在土壤中积累与饱和问题,这会对土壤结构及植物的生长带来负面影响。另外,随着使用时间的延长,其处理效率会下降。
4结语
最佳的渗滤液的处理方法要求充分降低对环境的影响,这也正是现代垃圾渗滤液处理方法面临的主要问题。生活垃圾渗滤液作为一种高浓度、成分复杂和水质变化大的有机废水,采用单纯的生化法、物化法及土地法等无法实现渗滤液的最终无害化处理。虽然近年来各种垃圾渗滤液处理技术不断涌现出来,取得了较好的效果,但是仍然存在一定问题。因此选择垃圾渗滤液处理工艺的时候,应根据渗滤液的特性以及各地实际情况,因地制宜地选用处理方法,并通过实验取得优化的工艺参数,用于指导实践。
垃圾渗滤液处理首先应该在源头上进行有效控制,减少渗滤液量,并且加快污水处理的先进技术在渗滤液处理上的研究和应用,探寻渗滤液高浓度有机废水资源化处理利用的新途径,争取化害为利,变废为宝。
在垃圾渗滤液的处理过程中,选择何种工艺最适合还得依赖于渗滤液废水的性质。根据废水中COD、BOD以及氨氮和重金属的浓度,选择适当的工艺进行处理,并且应该在处理过程中考虑整体的因素,如填埋场的年龄、厂房的灵活性和可靠性、季节变化、投资和运营成本以及对周围环境的影响等,因此,选择恰当的处理方法应考虑诸多因素,以选择最有效、最经济并且对周围环境影响最小为原则。
综合考虑经济和处理效果等诸多因素,今后垃圾渗滤液的处理方法中将有可能更多的采纳过滤-混凝沉淀法,采用常用的混凝剂及活性炭吸附过滤就能达到很好的处理效果,并且投入成本相对较低。
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篇6
随着我国经济的增长,城市化进程的加快,城市垃圾也随之增多。近年来,我国兴建了一批垃圾填埋场,改变了长期以来对垃圾的无控制处置的状况。然而垃圾填埋后产生的垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水,如不妥善处理,对周围的环境造成严重的污染。为此,垃圾渗滤液的处理问题又摆在了人们的面前。合理、有效地处理垃圾渗滤液非常重要。
2.垃圾渗滤液的处理方法
对渗滤液的处理,不仅要考虑工艺方法对渗滤液的处理效果,而且要考虑工艺对水质、水量变化的适应性。渗滤液的处理一般包括物理化学法和生物处理法。
2.1生物法
生物法分为好氧生物处理法、厌氧生物处理法、厌氧-好氧结合法、土地处理法等。bod5/cod一般在0.4-0.75,采用生物处理可达到良好的去除效果。但随着填埋时间的增长,垃圾层日趋稳定,易降解的小分子有机物浓度不断降低,难降解的大分子有机物逐步占有优势,其bod5/cod值甚至可低于0.1,可生化性变差,这表明生物法处理垃圾渗滤液的效率随填埋年龄的增加越来越低。
2.1.1好氧处理法
好氧处理包括活性污泥法、生物膜法、氧化沟、生物塘、生物转盘和滴滤池等。生物膜法和活性污泥法在污水处理中应用广泛,活性污泥法因其运行费用低,效率高而得到广泛的应用。美国和德国的几个活性污泥法污水处理厂的运行结果表明,通过提高污泥浓度来降低污泥有机负荷,可以获得令人满意的垃圾渗滤液处理效果。kaenan报导用活性污泥法能去除渗滤液中99%的 bod5。pirbazari等人对众多实际运行的垃圾渗滤液处理系统调查后发现,活性污泥法比其它好氧法处理效果更佳,但活行污泥法处理垃圾渗滤液的效果受温度影响较大。
与活性污泥法相比,生物膜法具有对水量、水质冲击负荷适应能力强等优点,而且生物膜上能生长世代较长的微生物,如硝化菌之类,能有较好的消化能力。c.peddie等用直径0.9m的生物转盘处理cod小于1000mg/l、nh3-n小于50mg/l的渗滤液,其出水bod5小于25mg/l、nh3-n小于0.1mg/l。与活性污泥相比,曝气氧化塘体积大,有机负荷低,尽管降解速度慢,但由于其工艺简单,在土地允许的条件下,是最省钱的垃圾渗滤液好氧处理方法。美国、加拿大、英国、澳大利亚和德国的小式规模的研究表明,采用曝气氧化塘能获得较好的垃圾渗滤液处理效果。总的来说,好氧处理法可有效地降低bod5、cod和氨氮,还可去除铁、锰等金属,是应用广泛的处理方法。
2.1.2厌氧生物处理
厌氧生物处理的应用已有近百年的历史。处理的方式主要有厌氧生物滤池、厌氧接触池、上流式厌氧污泥床反应器及分段厌氧硝化等。但直到近20年来,随着微生物学、生物化学等学科发展和工程实践的积累,不断开发出新的厌氧处理工艺,克服了传统工艺的水力停留时间长,有机负荷低等特点,使它在理论和实践上有了很大进步,在处理高浓度有机废水方面取得了良好效果。而且能耗少,操作简单,投资及运行费用低廉,而且由于产生的剩余污泥量少,所需的营养物质也少。
2.1.3厌氧-好氧结合法
厌氧法适用于处理污染物浓度较高的废水,但出水水质达不到排放标准,因而常将厌氧与好氧系统组合起来。实践证明,对高浓度的垃圾渗滤液,厌氧与好氧结合法是经济高效的处理工艺。邹莲花等人报导了采用厌氧-吹脱-好氧-混凝沉淀流程处理深圳市玉龙坑生活垃圾填埋场渗滤液,当渗滤液cod为25000mg/l、bod5为15000mg/l、nh3-n为1000mg/l时,出水各项指标都能达标。
2.1.4 土地处理法
土地处理主要通过土壤颗粒的过滤,离子交换吸附和沉淀等作用去除渗滤液中悬浮固体和溶解成分。利用土壤微生物(好氧性微生物和厌氧性微生物)作用使渗滤液中的有机物和氮发生转化,通过蒸发作用减少渗滤液的水量。对其去除机理,唐家富等作了土壤净化试验研究。目前用于渗滤液处理的土地法主要是回灌法和人工湿地。回灌法是将不经过任何处理的渗滤液用泵直接回喷到填埋层表面,借助填埋场覆土层的生物降解、物理化学作用等达到净化水质的目的,同时依靠土壤表面的蒸发和表层植被的蒸腾作用,削减渗滤液水量。回灌减轻了污染物的溶出负荷,加快了污染物的溶出过程,减轻了对环境潜在的污染。同时渗滤液回灌使渗滤液水质得到均化,减轻了渗滤液处理设施的冲击负荷,有利于提高处理效果。因此渗滤液回灌是一种值得推广的填埋场管理方法。卢成洪等对回灌法处理垃圾填埋场渗滤液的依据、工艺流程、技术参数均作了阐述。唐山市垃圾填埋场和贵阳高雁城市城市生活垃圾卫生填埋场也用回灌法来处理垃圾渗滤液。人工湿地是近几年才出现的一种新的土地处理工艺。
2.2物理化学法
物化法主要有化学沉淀、膜法(包括微滤,超滤、反渗透等)、吸附法、化学氧化、光电催化氧化等方法。
2.2.1化学沉淀法
该法是从液态连续介质中分离出呈分散状态的颗粒杂质的重要手段。混凝过程包括混合、凝聚、絮凝等几种作用。其主要原理是通过向水中投加混凝剂和絮凝剂,使其中颗粒杂质脱稳并絮凝成较大的絮凝体,继而通过沉降、上浮、过滤等过程进行分离。常用的混凝剂主要有铝盐、铁盐等。
化学沉淀对于去除重金属离子是比较有效的,但该法对于去除渗滤液中的其它有机污染物的效果不好,处理后废水的codcr仍然远远高于有关的排放标准。因此,该法不能作为单一工艺来处理垃圾渗滤液,同时沉淀物的后处理仍将是一个问题。
2.2.2膜法
也称膜分离技术,是利用特殊的薄膜对水中的成分进行选择性分离,包括电渗析、扩散渗析、反渗透、超滤和液体膜渗析等分离技术。膜分离是利用某些膜的半渗透性进行溶质与水的分离,半透膜只允许水和某些溶质透过,而其它溶质及颗粒物均无法通过,与传统的简单过滤相比,超滤和反渗透有所不同。砂滤及超微滤可截留分子量10000-100000 g/mol以上的分子,反渗透则可截留摩尔质量在几十g/mol以上的离子和分子。由于截留物质大大增加,超滤与反渗透一般是在简单过滤预处理之后进行。
膜分离污染物的效果是显而易见,经分离后的出水能够达到国家相应的排放标准,该法能连续操作,机械化程度高,易于管理,水质的不稳定性对膜处理效果的影响较小。但该技术在国内至今不能被应用欲实际工程,究其原因为膜材料成本高,且膜在处理这种受污染较严重的水体时,膜极易被污染,较难清洗,难以再次利用。开发一种成本低廉的膜产品以及相应的膜清洗技术对该法的实际工程应用价值的提高具有深远意义。
2.2.3吸附法
吸附处理中常用的吸附剂是活性炭。活性炭对水中苯类化学物、酚类化学物等许多有机物有较强的吸附作用,对分子直径在10-8-10-5cm或分子量在400以下的低分子溶解性有机物的吸附性好,对极性强的低分子化学物及腐质酸类高分子有机物的吸附能力差,此外,活性炭对一些重金属氧化物有较强的吸附能力。活性炭吸附具有装置简单,对水质、水量变化适应性强等特点。j.fettig等人对活性炭吸附预处理垃圾渗滤液进行了研究。
2.2.4化学氧化法
化学氧化法是利用氧化还原反应改变水中的有毒、有害物质的化学性状,使其达到无害化的一种处理方法。化学氧化可用于脱色、去除重金属、酚、氰和有机化合物的降解及消毒、除澡等。氯气、臭氧、双氧水、高锰酸钾等通常被用作氧化剂。化学氧化法应用于垃圾渗滤液的处理中主要效果在于除臭和脱硫,cod去除率通常在20-50%之间。但可以大大提高了渗滤液的可生化性。
2.2.5光、电催化氧化法
光、电催化氧化法是近年发展起来的一种污(废)水处理新技术。
弓晓峰等人在利用紫外光氧化法深度处理垃圾渗滤液的研究中发现,当ph=3时对cod的去除率最高,也即在酸性条件下fenton试剂光照处理渗滤液的效果最好。黄本生等人将zno/tio2复合半导体催化剂用于垃圾渗滤液的深度处理,出水水质达到了国家排放标准。
光、电催化氧化反应同样存在运行费用高这一缺点,欲采用该方法处理渗滤液,其首要问题是提高电流的利用率,所以选择优良的电极材料以及设计电子—空穴产率高的光、电催化反应器已经成为该法处理渗滤液的两大主要研究方向。
2.2.6蒸发法
垃圾渗滤液蒸发处理时,水从渗滤液中沸出,污染物残留在浓缩液中。所有重金属和无机物以及大部分有机物的挥发性均比水弱,因此会保留在浓缩液中,只有部分挥发性烃、挥发性有机酸和氨等污染物会进入蒸汽,最终存在与冷凝液中。蒸发处理工艺可把渗滤液浓缩到不足原液体积的2%-10%。与其他处理不同,蒸发对水质变化的影响不大,但ph是蒸发的重要影响因素,ph影响渗滤液中挥发性有机酸和氨的离解状态,从而改变它们的挥发程度,另外,酸性条件对蒸发器金属材料腐蚀性较强。
3研究方向
根据渗滤液处理存在的问题,目前我国垃圾渗滤液处理工艺的关键主要集中在以下两个方面:高浓度氨氮处理技术和渗滤液深度处理技术。
3.1高浓度氨氮处理技术
高浓度氨氮处理技术,目前应用较多的主要有氨吹脱和生物脱氨技术。氨吹脱技术大多用空气为吹脱介质,低效率的吹脱设备吹脱的方式。因此,新型高效吹脱装置的开发,脱氨尾气的妥善处理成为了今后研究的方向。
除了氨吹脱的方法脱氨以外,生物脱氮也是一种经济、有效的脱氨方式。mavinic d.s.等人的研究表明,在外加碳源的条件下,采用前置反硝化的mle工艺处理高氨氮渗滤液时,试验取得了较好的结果,并在研究中提出了厌氧氨氧化去除氨氮的概念。这些技术如果能在渗滤液中应用成功,将可以提高生物脱氮的能力。
3.2渗滤液深度处理技术
对于"老化"的渗滤液,由于生物处理基本无效,因此,必须采用以物化为主的深度处理技术处理。深度处理技术一般有深度氧化法,如臭氧氧化、臭氧+光催化氧化、臭氧催化氧化,以及膜处理技术等。
深度氧化技术的研究主要集中在高效反应器的研制,以提高单位能耗的处理效率,降低反应的能量输入,找出适合中国国情的渗滤液深度处理技术,使渗滤液达到相应排放标准。
4 结束语
由于高级的处理技术意味着较高的投资和运行费用,如何找到一种廉价的处理方式,成为人们关注的问题。人工湿地处理技术由于具有建设和运行成本低、设备简单、易于维护等优点,用该技术处理渗滤液在近几年得到了一定应用。
人工湿地系统对于处理"老化"渗滤液具有较好的效果,因此也可作为渗滤液深度处理的方法,对于有地方建造湿地的填埋场应予以推广。另外对于封场后的垃圾填埋场的渗滤液也可采用人工湿地的处理方式。这是由于封场后的填埋场一般需在其表面覆盖粘土和营养土,并种上绿化植物,以防止雨水的侵入和填埋气体的扩散。如果将绿化植物改为芦苇等植物,并做好渗滤液的收集排放设施,这样不但可以利用闲置的土地大幅度降低渗滤液的处理成本,还可以取得良好的处理效果。
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[9]刘文辉,武奇,刘增超,郑先俊,化学沉淀/fenton法处理垃圾渗滤液的研究,工业 安 全 与 环 保,2008.5。
篇7
关键词:垃圾渗滤液;铁碳电解法;废水处理
中图分类号:X705 文献标识码:A
引言
垃圾渗滤液[1,2]是垃圾堆放过程中渗透出来的一种含有各种有机和无机污染物的液体,是一种高浓度有机废水,不经处理排放会污染地表和地下水,从而对人体和水生环境造成危害。由于垃圾种类、成分的多样性,使产生的垃圾渗滤液成分复杂,同时垃圾渗滤液的水量受垃圾的性质、填埋场的土质、气象和水文条件的影响[3]。因此,垃圾渗滤液的处理一直是世界性的一个难题。
垃圾渗滤液的传统处理方法包括生化法和物理化学法,物理化学法由于处理效果不是很理想而很难得到实际应用,生化法更因为垃圾渗滤液的可生化性低而没有很好的处理效果[4,5]。
铁碳微电解技术,又称为内电解法,是近几十年来被泛应用于各种工业废水处理的一种电化学方法,铁碳微电解具有使用范围广、工艺简单、处理效果好等特点,尤其对于高COD以及色度较高的工业废水具有较明显的技术优势。难生物降解的废水经铁碳微电解工艺处理后可生化性大大提高,有利于进行后续生物处理[6~8]。
本研究用铁碳微电解法对垃圾渗滤液进行处理,以寻求最佳反应条件,以期为实际应用中采用铁碳微电解处理垃圾渗滤液的工艺条件的选择提供有益的参考。
1 实验部分
1.1 垃圾渗滤液水质
本实验使用的垃圾渗滤液来自南京天井洼垃圾填埋场,经稀释8倍后使用,稀释后垃圾渗滤液的pH为7.7左右,COD为1363mg/L。铁屑来自南京赛瑞金属粉末有限公司,活性炭来自南通通森活性炭有限公司,其余试剂均为分析纯。
1.2 实验方法
取150mL的垃圾渗滤液置于烧杯中,调节pH值,投加一定量的铁屑和碳黑,开启磁力搅拌进行处理,处理一定时间后静置5min,取一定量的上清液离心分离,取5mL溶液分别测定剩余的COD。计算COD去除率。用单因素法考察铁屑用量、铁碳比、pH值、反应时间等因素对处理效果的影响。
2 结果与讨论
2.2 铁碳质量比对COD去除率的影响
2.3 pH对COD去除率的影响
2.4 反应时间对COD去除率的影响
固定铁屑用量、pH值、及铁碳质量比,测定不同反应时间对垃圾渗滤液COD去除率的影响。其结果见图4。
3 结论
铁碳微电解技术能够较好地处理垃圾渗滤液,当铁屑用量为10g/L,铁碳质量比为2:1,pH为3,常温反应30min后处理效果最佳,COD去除率能达到75.6%。作为垃圾渗滤液的预处理技术,铁碳微电解技术具有潜在的应用价值。
参考文献
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篇8
关键词:垃圾渗滤液;环境技术管理
Abstract: in recent years foreign scholars of landfill leachate treatment for a large amounts of exploration and research, achieved some success experience, this paper analyzes the characteristics of landfill leachate and in landfill leachate treatment, the problems existing in the management. Pointed out the treatment technology of landfill leachate facing the technical difficulties. From environmental technology management and the project technology development, the paper to China of landfill leachate management and control support.
Keywords: landfill leachate treatment; Environmental technology management
中图分类号:R124.3 文献标识码: A 文章编号:
引 言:城市生活垃圾的处理方法主要有堆肥法、填埋法和焚烧法等。但垃圾卫生填埋仍是普遍应用的一种处置方法,即使在发达国家,填埋处理率仍然很高。
垃圾渗滤液,是垃圾填埋处理后,由于大气降水的淋溶及地表水、地下水的浸泡,固体废弃物在物理、化学及微生物作用下,产生的高浓度有机废水。这种废水中含有大量有毒有害污染物,如果直接排入环境将严重污染地表水、地下水。我国第一次污染源普查共调查垃圾处理厂2353座,排放的渗滤液中污染物含量:化学需氧量32.46万吨,氨氮3.22万吨,其中氨氮排放量约占全国氨氮排放总量的1.8%。因此垃圾渗滤的无害化处理是垃圾卫生填埋过程中必须特别重视的一个问题。
1垃圾渗滤液特点
1)垃圾渗滤液属于高浓度有机废水, 具有NH3-N 、BOD和COD浓度高,水质水量变化大、有毒有害污染物种类多、微生物营养比例失调的特点。
2)垃圾渗滤液水质随着填埋方式、地理位置、季节、填埋年龄有重大变化,特别是垃圾填埋场“场龄”的影响更大。 “年轻”垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液具有BOD、COD浓度高、可生化性较好、pH低的特点。“老龄”垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液具有BOD浓度低、COD浓度高、氨氮浓度高,pH值高的特点。
垃圾渗滤液中含有的大量有毒有害污染物目前已经引起人们的关注,国内有关研究者采用GC-MS-DS联用技术检出垃圾渗滤液中93种有机化合物,其中22种列入我国及美国EPA环境优先控制污染物黑名单。随着分析手段及人们对环保意识的提高,垃圾渗滤液中诸如环境内分泌干扰素等有毒有害物质对人体的危害已经越来越受到健康组织的重视。
2垃圾渗滤液处理存在问题分析
对于垃圾渗滤液处理技术路线一般是“预处理技术+生化处理技术+深度处理技术”,预处理技术的主要目的是去除氨氮、无机物及提高垃圾渗滤液的可生化性。生化处理的主要目的是去除垃圾渗滤液中溶解性有机物、氨氮,深度处理的主要目的是进一步处理渗滤液中的难降解有机污染物、悬浮物、氨氮等物质。目前我国已经建成的垃圾渗滤液处理工程大部分采用了这条技术路线。通常采用的预处理技术包括物理化学法,如吹脱、化学沉淀等,实际工程中应用多的是氨的吹脱处理。生化处理技术相对比较成熟,包括厌氧处理技术和好氧处理技术,技术相对成熟可靠。深度处理技术目前主要以膜技术为主导。表1是我国部分城市垃圾渗滤液处理情况。从表1可以看出,按照目前的排放标准,只有反渗透技术可以使垃圾渗滤液达标排放。反渗透技术处理效果毋庸置疑,但是其设备稳定性、投资及运行成本以及反渗透过程中产生的浓缩液的处理问题也是限制其广泛应用一个因素。我国大部分已经建成的垃圾渗滤液处理工程处理工艺为“预处理+生化处理”,为了达标排放,均需要技术升级改造。对于很多新建项目为了达到环保要求,也不遗余力选择反渗透处理技术。采用反渗透技术在经济发达地区可行,但在经济欠发达地区还是有一定困难得,比如广州市生活垃圾卫生填埋场,垃圾渗滤液处理采用反渗透技术,日处理800m3垃圾渗滤液,投资8000万元,运行成本在50元/t,宁波垃圾填埋场日处理170m3渗滤液,处理采用反渗透技术,投资在1200万元,运行成本在30元/t。因此,在有些地区出现了“想建的,犹豫了,不想建的,有理由了,正在建的,面临建好以后不能达标排放,已经建成的,面临技术升级改造”的状况。所以,我国垃圾渗滤液处理存在极大的技术需求。
表1 我国部分垃圾渗滤液处理情况
垃圾填埋场名称 渗滤液产生量m3/d 原始浓度(mg/L) 处理工艺流程 出水水质(mg/L)
COD 氨氮 COD 氨氮
青岛垃圾填埋场 170 3000 3000 A/O+MBR外置+NF 150 25
广州垃圾填埋场 800 8000 2000 水解酸化+SBR+微滤+RO 50 0
宁波垃圾填埋场 170 3000 1500 混凝沉淀+水解酸化+A/O+MBR内置+RO 50 0
上海垃圾填埋场 1260 18000 2600 水解酸化+SBR 1000 150
大连垃圾填埋场 100 8000 3000 混凝气浮+水解酸化+CAST+RO 50 0
我国垃圾渗滤液处理存在的主要技术问题包括:
篇9
关键词:垃圾渗滤液;处理方案;研究动态;新型处理技术
Abstract: According to the sources and characteristics of the MSW landfill leachate, describes the various programs of landfill leachate treatment, leachate treatment technology advantages and disadvantages by dynamic comparison of domestic and foreign, make mature economy the most important means of leachate treatment - biochemical method.Key words: landfill leachate; treatment programs; Research Trends; new processing technology
中图分类号:[TE991.3] 文献标识码: A文章编号:2095-2104(2012)
垃圾渗滤液是垃圾填埋过程中产生的二次污染,是一种成分复杂的高浓度有机废水,主要来源于降水和填埋废物本身的内含水,其对环境的污染是填埋场最主要的环境问题之一。它可以污染水体、土壤、大气等,使地面水体缺氧、水质恶化、富营养化,威胁饮用水和工农业用水水源,使地下水丧失利用价值,有机污染物进入食物链将直接威胁人类健康。
1.垃圾渗滤液的来源和污染特性
1.1来源
垃圾渗滤液,是指垃圾在堆放和填埋过程中由于发酵和雨水的淋浴、冲刷,以及地表水和地下水的浸泡而滤出来的污水,它是垃圾填埋过程中产生二次污染的主要因素之一,造成水体、土壤、大气、生物等多方面的污染。它的来源按照产生量的大小排列主要分为三个部分:
1.1.1大气降水、地表径流及反渗的地下水;
1.1.2垃圾自身含水;
1.1.3由于微生物的厌氧分解作用而垃圾产生的水。
垃圾含水47%时,每吨垃圾可产生0.0722吨渗滤液,而生化反应产生的水要少得多,大气降水具有集中性、短时性和反复性,未及时引流的降水渗过垃圾层形成的渗滤液占总量的绝大部分。
1.2污染特性
1.2.1水质复杂,污染物种类繁多,危害性大。垃圾渗滤液中不仅含有多种耗氧有机污染物,还含有各类金属离子和植物营养素(氨氮等),在有工业垃圾进入的垃圾填埋场,渗滤液中还会含有毒有害有机污染物。
1.2.2污染物浓度极高。垃圾渗滤液中CODcr含量最高达8000 mg/L,BOD5含量最高达3500 mg/L,NH3-N含量最高达7400 mg/L。和城市污水浓度相比,浓度非常高[3]。
1.2.3明显的变化性,水质水量变化较大[1]。
①产生量呈季节性变化,雨季明显大于旱季。②污染物组成及其浓度随填埋年限的延长而变化。一般而言, CODcr、BOD5、BOD5 / CODcr随填埋场的“年龄”增长而降低,碱度上升。一般将填埋龄3~5年的填埋场的渗滤液称为早期渗滤液,其中易生物降解的挥发性脂肪酸含量较高,约占总有机碳的60%~70%,BOD5 / CODcr比值较高,一般在0.4~0.8,氨氮浓度为1000 mg/L左右。填埋龄超过3~5年后,渗滤液易生物降解的有机物比例会明显下降,称为晚期渗滤液。其BOD5 / CODcr比值一般为0.1~0.2,氨氮浓度反而增高,此时的处理目标以氨氮的去除为主。
2.垃圾渗滤液的处理方案
目前,国内外渗滤液的处理分为场内、场外和场内外联合三大类处理方案〔3〕,具体方案有以下几种:
2.1场外合并处理
合并处理就是将渗滤液引入附近的城市污水处理厂,利用污水处理厂对渗滤液的缓冲、解释作用和城市污水中的营养物质实现渗滤液和城市污水的同时进行处理,是目前最为简单的处理方案,它不仅可以节省单独建设渗滤液处理系统的大额费用,还可以降低处理成本。采取此种方案必须考虑输送成本和渗滤液污染物浓度较高的特性。
2.2场内外联合处理
在进行合并处理时,为减轻直接混合处理时渗滤液中有毒有害物质对污水处理厂的冲击危害,必须对垃圾渗滤液在填埋场内进行一定的预处理,然后通过管道排入污水处理厂合并处理,在投资及运行成本均较少的条件下能在场内去除相当部分对后续生物处理影响较大的污染物,从而对渗滤液的污染负荷加以缓冲并使下步的合并处理运转更顺利。
2.3场内回灌处理
渗滤液的循环喷洒是一种较为有效的处理方案。通过回喷可以达到两个方面的作用:
2.3.1可提高垃圾层的含水率(由20%-25%提高到60%-70%),增加垃圾的湿度,增强垃圾中微生物的活性,加速产甲烷的速率、垃圾中污染物溶出及有机物的分解。2.3.2不仅降低了渗滤液的污染物浓度,还因喷洒过程中挥发等作用而减少渗滤液的产生量,对水量和水质起稳定化的作用,有利于废水处理系统的运行和费用的节省。
2.4场内完全处理
通常,综合对垃圾渗滤液处理的地理位置、经济投入、技术水平等各种因素的考虑,很多填埋场内必须建立场内完全处理系统。但是由于渗滤液的高污染负荷、成分随时间改变等特性,尤其是各种有毒有害物质含量较高,加大了处理难度,而且一般都要求进行各种工艺进行组合处理才能达到排放标准。
3.垃圾渗滤液的处理技术
3.1垃圾渗滤液常见处理技术
目前,对垃圾渗滤液常见的处理技术〔13-14〕如图1所示:
图1 垃圾渗滤液常见处理技术
3.1垃圾渗滤液常见处理技术
3.1.1物化处理技术
物化处理的主要目的是去除渗滤液中的有毒有害重金属离子及NH 3-N,虽然物化处理不能完全代替生物处理,但某些方法,如混凝、吸附、吹脱和氧化等,则可作为预处理或深度处理而为渗滤液的达标排放和生物处理系统有效运行创造良好的条件。而且物化处理一般不受渗滤液水质水量的影响,出水水质比较稳定,尤其是对BOD/COD比值较低(0.07-0.20),难以生化处理的渗滤液,有较好的处理效果,当COD浓度为2000-400mg/L时,物理化学法的COD去除率一般可达到50%-80%.但物化处理技术针对性太强,处理效果单一,且成本高,不适于大量渗滤液的处理,一般需要复杂的工艺才能对渗滤液进行全面处理。
3.1.2生化处理技术
生物处理包括好氧处理、厌氧处理及两者结合处理的方法,它具有处理效果好、操作简单、投资及运行成本低等优点,适合于处理生化性较好的渗滤液,是目前应用最多,最为有效的处理方法,也将是将来垃圾渗滤液处理最主要的手段。
3.1.3土地处理技术
土地处理是人类最早采用的污水处理方法,主要通过土壤颗粒的过滤、离子交换、吸附和沉淀等作用去除滤液中县浮固体并将可溶解成分固定在颗粒上。同时通过土壤中的微生物使渗滤液中的有机物和氮进行转化和稳定,通过蒸腾作用减少渗滤液的量。目前用于渗滤液处理的土地法主要是回灌法和人工湿地,具体包括慢速渗滤的量。
3.2垃圾渗滤液新型处理技术(原理)
从垃圾渗滤液的特性出发,其处理的难点在于其高污染负荷,特别表现是COD和氨氮负荷,尽管一些的处理技术能够使处理的出水满足国家污水排放标准但是依然存在各方面的问题,国内外都对渗滤液的处理尤其是渗滤液的脱氮进行了积极的探索并取得一些具有指导意义的成就〔24,31-32〕。
3.2.1短程硝化反硝化(Shortcut nitrification-denitrification)
短程硝化反硝化(Shortcut nitrification-denitrification)又称亚硝酸化反硝化,是指将硝化过程控制在HNO2阶段而终止,随后进行反硝化.这个过程的反应式(1-3)如下:
NH4+含氮化合物的中间形态NH2-(亚硝化过程,好氧)(1)
NH2-含氮化合物的中间形态N2(反硝化过程,厌氧)(2)
总过程:NH4+HNO2N2 (3)
(2)同步硝化反硝化(SND,Simultaneous nitrification-denitrification)
根据传统的脱氮理论,硝化与反硝化反应不能同时发生,硝化反应在好氧条件下进行,而反硝化反应在缺氧条件下完成。因此大多数的生物脱氮工艺都将缺氧区和好氧区分隔开,即形成所谓的前置反硝化或后置反硝化工艺。然而,最近几年国外有不少试验和报道证明存在同步硝化反硝化现象(SND)尤其是有氧条件下的反硝化现象确实存在于各种不同的生物处理系统,如生物转盘〕、SBR、氧化沟〔、CAST工艺等。Paul等人利用厌氧滤池和RBC对氨氮浓度高达2140mg/L的垃圾渗滤液〕,在RBC的氨氮负荷为1.5-3.0g/(m2·d)的条件下,氨去除率高达80%-90%。反应器中碱度消耗和COD去除的情况说明氨氮去除是通过同步硝化反硝化的途径。
(3)厌氧氨氧化(ANAMMOX,Anaerobic Ammonia Oxidation)
在无氧环境中,同时存在氨和NO2-或NO3-时,NH4作为反硝化的无机电子供体,NO2-或者NO3-作为电子受体,生成氮气,这一过程称为厌氧氨氧化Anammox。
4.结语
由于垃圾渗滤液成分复杂,水质水量变化较大,所以在选择处理方案和技术时必须因地制宜并详细测定渗滤液的各种成分,分析其特点,通过实验研究取得可靠的工艺参数,选择最佳的处理方案和工艺,以获得理想的处理效果。
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作者简历:
篇10
随着经济的不断发展,生产规模的不断扩大,人来需求的不断提高,随之而来的固体废物产生量也不断增加。目前,工业发达国家的工业固体废物每年平均以2%—4%的增长率增加,同样的,生活垃圾的产生量也在不断增长。目前,我国城市生活垃圾的年增长率平均为10%。
近来,城市垃圾的处理方法主要有焚烧、堆肥和填埋等。其中垃圾卫生填埋法由于成本低、技术相对简单、处理迅速,是目前国内外应用最为广泛的垃圾处置方式。填埋法处理城市生活垃圾会产生大量的污染物浓度高、持续时间长、流量极不均匀且水质变化大的渗滤液,这些渗滤液不加处理则会对周围环境水体产生严重的二次污染。城市生活垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常迫切而棘手的问题。
2渗滤液的污染特性
2.1营养元素比例失衡
相对于生物处理,渗滤液C∶N∶P的比例不合适。
2.2渗滤液水质的易变性
(1)渗滤液水质随水量变化而变化;
(2)渗滤液水质在日、时尺度内变化较大;
(3)渗滤液水质随填埋阶段改变而改变。填埋初期,渗滤液呈黑色,可生化性较好,易于处理,而随着填埋时间的延长,渗滤液逐渐呈褐色,可生化性变差,且C∶N∶P比例失调更加严重。
2.3金属离子含量不高
渗滤液中含有多种金属离子,其浓度与所填埋垃圾的类型、组分和时间等密切相关。不同类型填埋场渗滤液种所含的金属含量并不相同,但大都不超过排放标准。
2.4微生物含量及病毒
填埋场作为“生物反应器”,其出水中含有大量的微生物种群,其中微生物主要是杆菌、大肠杆菌、大肠链球菌等,并且随填埋时间和渗滤液中的化学成分不同而发生较大变化。虽然很多市政垃圾填埋场中含有粪便,但在渗滤液中很少能发现肠道病菌。
2.5渗滤液的生物毒性
渗滤液的毒性与其所含的有机污染物含量有关。Assmuth对芬兰的3个填埋场的研究标明,渗滤液的致死性与渗滤液中所含的离子,特别是Cl-、NH3-N和轻金属含量有一定的关联性,同时发现其致死性还与反映硬度的指标(Ca2+、Mg2+等)有关。在酸性条件下,渗滤液中的金属和S对鱼的毒害作用更强,所含的悬浮物也将增加毒性,但温度的升高对毒性影响不大。垃圾渗滤液对大麦的毒性作用与渗滤液中CODCr含量有直接的关系。
3当前垃圾渗滤液处理工艺现状及问题
当前,垃圾渗滤液的处理方法包括物理化学法和生物法。物理化学法主要有活性炭吸附、化学沉淀、密度分离、化学氧化、化学还原、离子交换、膜渗析、气提及湿式氧化等多种;生物法分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者的结合。好氧处理包括活性污泥法、曝气氧化池、好氧稳定塘、生物转盘和滴滤池等;厌氧处理包括上向流污泥床、厌氧固定化生物反应器、混合反应器及厌氧稳定塘。垃圾渗滤液处理的投资、运行成本远远高于一般城市污水和工业废水,由于在垃圾体已经经历了厌氧过程,其生化性相对较差,生物处理的停留时间较长,导致设施设备的投资较大,同时垃圾渗滤液处理量一般相对较小,导致折旧、维修费较高。
各种处理垃圾渗滤液的工艺所存在的问题可归纳为如下方面:技术上可行的工艺在经济性上均较差,如膜处理,投资和运行费用均很高,且还有原液体积1/5—1/4的浓缩液需进一步处理;活性炭吸附和化学氧化,运行成本基本无法承受;经济性好的工艺在处理效果上无法达标,如生物处理,投资和运行费用均较低,但通常情况下处理出水无法达标。
4垃圾渗滤液新工艺简介
4.1电化学处理法
电化学处理法作为一种“环境友好”技术已广泛用于垃圾渗滤液的处理。利用金属腐蚀原理,以Fe、C形成原电池对废水进行处理。废铁屑是铁和炭的合金,由纯铁和Fe3C及一些杂质组成,当铁屑加入废水中则形成成千上万个细小的微电池,由于渗滤液内存在着稳定的胶体,当这些胶体处于电场中将产生电泳作用而被富集,从而沉降出来。在开展这方面研究的过程中,许多学者已对电流密度、pH值、不同电解质、氯离子浓度等因素对处理效果的影响进行了探讨,取得了较大的成果。
4.2Fenton试剂法
目前垃圾渗滤液的处理方法中生化法应用最为广泛,但由于其含有高度难降解有机物,不利于活性污泥法的运行。Fenton氧化法可以解决这一问题,它可使带有苯环、羟基、-COOH-S03-H、-NO2等取代基的有机化合物氧化分解,从而提高废水的可生化性,降低废水的毒性,改变其溶解性、混凝沉淀性,有利于后续的生化或混凝处理。
4.3高压脉冲放电技术
高压脉冲放电技术利用高功率脉冲电源对放电电极间的液体介质进行高电压、大电流的脉冲放电,本质是把较大的能量在空间和时间上进行压缩,使水介质在极短的时间内集聚极高的能量密度,形成等离子体通道,产生高温、高压、高密度活性粒子、强烈紫外光和超声波,实现对高浓度有机污染物的活性粒子氧化、光化学氧化、空化降解和超临界水氧化降解。该技术是一种降解能力高、无二次污染、适用范围广的有机污染物处理技术。
4.4蒸发处理
蒸发法主要在废水尤其是放射性废水的处理领域有较广泛的应用。它是利用外加能量蒸发废水中的水份,使其体积大大缩小。国内外关于渗滤液蒸发技术公开发表的文献很少。与传统处理工艺相比,渗滤液蒸发工艺对渗滤液的性质变化适应性强,包括BOD、COD、悬浮固体,溶解固体及进料温度等的变化。一般来说,渗滤液蒸发系统只对pH值较敏感,目前开发的蒸发器主要有热交换器式、浸没燃烧式和喷淋式三类。
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