垃圾渗滤液的危害范文

时间:2023-12-25 17:36:26

导语:如何才能写好一篇垃圾渗滤液的危害,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

垃圾渗滤液的危害

篇1

【关键词】垃圾滤液 垃圾危害 地下水污染

1.垃圾渗滤液的产生来源及危害

垃圾渗滤液是指垃圾在堆放和填埋过程中由于发酵和降水的淋滤、冲刷,以及地表水和地下水的浸泡而滤出来的有机污水。

渗滤液的来源主要是由以下几方面产生:①降水(包括降雨和降雪)直接落入填埋场;②地表水进入填埋场;③地下水进入填埋场;④填埋场垃圾废物中含有部分水。

渗滤液是一种高浓度毒性大的有机废水,由于其浓度高,流动缓慢,渗漏持续时间长,对周围地下水和地表水均会造成严重的污染。一个不合格的垃圾填埋场就是一个大的再生污染源,其污染延续时间可以长达数十年,甚至上百年。一旦地下水源和周围土壤被其污染,与地下水连通后向周围扩散,有的地区每年可达1km的速度向外扩散,10年后将有300km2的区域遭到污染。污染一旦产生,想用人工方法修复,技术上将十分困难,其费用也是极其昂贵。国内外有关垃圾渗滤液污染地下水和饮用水源的事故屡有发生,给人民生活生产带来了非常大的危害和损失。

2.垃圾渗滤液的产生量及渗漏量

垃圾填埋场渗滤液对地下水的影响,一般需要大量的资料外还需要通过复杂的数学模型进行分析计算。这里主要根据降雨入渗量和填埋场垃圾含水量估算渗滤液的产生量。从土壤的自净、吸附、弥散能力以及有机物自身降解能力等方面,定性和定量的预测填埋场渗滤液可能对地下水产生的影响。

(1)渗滤液的产生量受垃圾含水量、填埋场区降水情况以及填埋作业区大小的影响;同时也受到场区蒸发量、风力的影响和场地地面情况、种植情况等因素的影响。最简单的估算方法是假设整个填埋场的剖面含水率在所考虑的周期内等于或超过相应田间持水率,用水量平衡法进行计算:

Q=(Wp-R-E)Aa+QL

式中:Q―渗滤液的年产生量,m3/a;Wp―年降水量;R―年地表径流量,R=C×Wp;C―地表径流系数;E―年蒸发量;Aa―填埋场地表面积;QL―垃圾产水量。

(2)渗滤液渗漏量对于一般的废物堆放场、未设置衬层的填埋场,或者虽然底部为粘土层,渗透系数和厚度满足标准但无渗滤液收排系统的简单填埋场,渗滤液的产生量就是渗滤液通过包气带土层进入地下水的渗漏量。对于设有衬层、排水系统的填埋场,通过填埋场底部下渗的渗滤液渗漏量Q为:Q渗滤液=AKs

式中:Q渗滤液―通过填埋场底部下渗的渗滤液渗漏量,cm3/s;d―称层的厚度,cm;Ks―衬层的渗透系数,cm/s;A―填埋场底部衬层面积,cm2;hmax―填埋场底部最大积水深度,cm。

3.防治地下水污染的措施

人类对固体垃圾的处理最初是简单的堆放,认识到其对周围环境产生的危害后,采取了卫生填埋方法,这是垃圾最终处置且行之有效的方法之一。但卫生填埋中比较重要的一环是防止渗滤液对地下水的污染,其防渗措施和防渗材料是关键环节。目前填埋场的防渗措施主要有:底层收集和排泄系统、底部衬垫层、封顶覆盖层。最终处置的基本原则是合理地、最大限度地使其与自然和人类环境隔离,减少有毒有害物质释放进入地下水的速率和总量,将其在长期处置过程中对环境的影响减至最低程度。城市生活垃圾填埋场的安全处置期在30~40年。为了防止渗滤液对地下水造成污染,应从填埋场选址的天然环境地质条件和工程措施等方面考虑。

(1)工程防渗措施:填埋场衬层系统是防止垃圾填埋处置污染环境的关键工程屏障。根据渗滤液收集系统、防渗系统和保护层、过滤层的不同组合,填埋场的衬层系统有不同的结构,如单层衬层系统、复合衬层系统、双层衬层系统和多层衬层系统等。

底层收集和排泄系统是填埋场的底层设置收集和排出渗滤液的装置。一方面收集系统将收集的渗滤液稀释后送入污水处理厂处理或回灌进填埋场让其进行生物降解自净,另一方面排出系统使渗滤液按照设计路径可控制排出,对防止和减少渗滤液对地下水的污染起着重要的作用。排出管道一般采用耐腐蚀、抗老化、光滑阻力系数小的材料。底部衬垫层的作用是防止未及时排走的渗滤液的渗漏,这是防止渗滤液污染地下水的关键。顶部覆盖层的作用主要是防止大气降水或地表径流入渗,同时也可以阻止填埋场中有害气体的释放。要求的安全处置时间越长,所选用的衬层就应该越好。重点是填埋场所选用的衬层(类型、材料、结构)防渗性能及其在垃圾填埋需要的安全处置期内可靠性是否满足;把渗滤液封闭于填埋场中,使其进入渗滤液收集系统;防止地下水进入填埋场中,增加渗滤液的产生量。

渗滤液穿透衬层所需时间一般要求应大于30年。采用下述简单公式计算:t=

式中:d―衬层厚度,m;v―地下水运移速度,m/a。

(2)填埋场场址地质屏障措施:一般来说,在含水层中的强渗透性砂、砾、裂隙岩层等地质介质对有害物质具有一定的阻滞作用,但由于@些矿物质的表面吸附能力一再因吸附量的增大而减弱。此外,地下水径流量的变化,对有害物质的阻滞作用不可能长时间存在,因而含水层介质不能被看做是良好的地质屏障。

地质介质的屏障作用可分为三种类型:①隔断作用。在不透水的深地层岩石层内处置的废物,地质介质的屏障作用可以将所处置废物与环境隔断。②阻滞作用。对于在地质介质中只被吸附的污染物质,虽然其在此地质介质中的迁移速度小于地下水的运移速度,所需的迁移时间比地下水的运移时间长,但此地质介质层的作用仅是使该污染物进入环境的时间延长,所处置废物中的污染物质,最终会大量进入到环境中来。③去除作用。对于在地质介质中既被吸附又会发生衰变或降解的污染物质,只要该污染物在此地质介质层内有足够的停留时间,就可以使其穿透此介质后的浓度达到所要求的低浓度。

篇2

关键词:城市垃圾 , 渗滤液,处理技术 , 问题

Abstract: this paper mainly introduces the landfill leachate treatment and the formation of the influencing factors and landfill leachate treatment to the harm of the city. Thus furtheranalyzes urban landfill leachate treatment processing technology points, introduces an operation management simple, low cost, adaptable "biological method + membrane law" handling system, and puts forward the technology in the processing of attention shall be paid to the problem, providing people with effective reference.

Key words: the city garbage, leachate, processing technology, problem

中图分类号:R124.3 文献标识码:A文章编号:

随着我国经济的快速发展,城市垃圾量也随之增加,垃圾的妥善处理已成为人们急需解决的问题。我国大多数城市采用卫生填埋或焚烧的方式处理垃圾,由此产生了大量的垃圾渗滤液。液渗滤液具有水质复杂、水量波动大、有毒有害物质含量高等污染特性,其一旦进入外部环境就会造成严重的二次污染,若渗滤液处理不当,不仅会污染土壤和地表水源,甚至会污染地下水对生态环境和人体健康带来巨大危害。因此,垃圾渗滤液的有效处理势在必行。

1 城市垃圾渗滤液的产生及影响因素

1.1 垃圾渗滤液的来源

垃圾渗滤液,又称渗沥水或浸出液,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,渗滤液的来源于降水、垃圾含有的水和微生物厌氧分解产生的有机废水。垃圾渗滤液是高浓度有机废水,若未经处理直接排放或未达标排放,会对周围的地下水、地表水和土壤造成严重的污染。

1.2 垃圾渗滤液的影响因素

影响垃圾填埋场的渗滤液量的主要因素有:1)垃圾自身因素,即垃圾含水量和饱和持水量,一般垃圾中有机物含量越高,则所含的水量就越多,相应的垃圾渗滤液量就越多;2)气候因素,即降水量和蒸发量,降水量越大,蒸发量越小,则垃圾产生的渗滤液就越多;3)土地因素,包括地形、地质、地貌、植被等,这些主要决定入渗量和排渗量,入渗量越大,排渗量越小,则垃圾产生的渗滤液量就可能越多;4)时间因素,上述 3 个因素都有时间的积累效应。

2 垃圾渗滤液的危害

渗滤液中含有大量的有机物、氨氮、病毒、细菌、寄生虫等有害有毒成分。其表现特征为:水质波动大,成分复杂,生物可降解性随填埋场场龄的增加而逐渐降低,金属离子含量低,污染物浓度高,持续时间长,流量小而且不均匀。如果垃圾渗滤液处理不当就会对环境造成二次污染,不仅会污染土壤和地表水源,甚至会污染地下水对生态环境和人体健康带来巨大伤害与威胁。

3 垃圾渗滤液处理中技术要点分析

《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)实施后,对垃圾渗滤液的处理控制提出了更严格的要求。渗滤液水质水量受各种因素影响而变得非常复杂,存在大量生物难以降解的有机物,目前渗滤液的处理工艺主要有土地处理、物理处理、化学处理、生物处理等,但采用单一工艺处理,往往只能在某些指标上取得好效果,很难使出水达到排放标准。因此渗滤液的处理工艺不是一种方法能够完成的,而是多种方法的组合工艺。

目前,渗滤液处理的组合工艺主要有两种,一种是以生化反应为主的“生物法+膜法(纳滤/反渗透)”处理系统;另外一种是以DT盘式膜组件为主的高压膜过滤工艺。DT盘式膜组件是独家工艺,过滤原理即为常见卷式反渗透膜过滤的原理,

本文重点介绍“生物法+膜法”的处理系统。生化法处理设备和运行管理简单,成本低,对水质和水量的变化有很好的适应能力,适合我国生化垃圾有机物含量高、渗滤液可生化能力较高的特点,当前得到了广泛应用。

3.1 早期生物处理工艺

早期的渗滤液处理工艺缺乏设计经验,对渗滤液的水质特性考虑不够充分,处理工艺主要参照城市污水处理工艺,选择生物法中的氧化沟,SBR及接触氧化工艺的比较多,由于这些工艺在曝气量、停留时间上考虑的不足,最后导致了运行的失败。

例如某城市渗滤液处理厂选择“厌氧+氧化沟+沉淀池”的处理工艺,要求出水达到GB16889-1997二级标准,但是由于渗滤液水质水量随时间变化大,尤其随着填埋场时间的增长,可生化性低,导致出水不能稳定达标;昆山市第三垃圾填埋场渗滤液处理采用的是“厌氧+生物接触氧化”工艺,运行过程中进水水质远低于设计值,结果造成厌氧效果大幅下降,整个系统出水无法达标。

3.2 膜生物反应器(MBR)应用

针对早期生化法在渗滤液处理上的不足,MBR系统在设计生化反应部分时充分考虑渗滤液的水质特性,以反硝化池和硝化池为主,在停留时间、池体深度以及曝气量方面,充分满足渗滤液中有机物降解的需要。

膜技术在垃圾渗滤液处理中的应用引起了我国学者的极大关注。膜生物法(MBR)是近些年发展起来的一种集膜过滤和生物处理于一体的新型、高效的处理技术,在处理高浓度难降解有机物废水方面有着广泛的应用前景。在MF和UF基础上研发的MBR系统已经广泛应用于生化反应末端的泥水分离过程,利用膜的截留作用使微生物完全被截留在生物反应器中,实现水力停留时间和污泥龄的完全分离,使生化反应器内的污泥浓度从3-5g/L提高到10-20g/L,从而提高了反应器的容积负荷,使反应器容积减小,大大提高了生化系统的运行效果。

篇3

垃圾渗滤液的处理是目前国内环保界的研究热点,同时也是一个难点。垃圾渗滤液是一种高污染、强烈恶臭的污水,生活垃圾处理设施在没有解决渗滤液处理的情况下投入运行,会产生新的二次污染。

为开拓视野、学习先进经验,更好的服务于水泥回转窑处理生活垃圾的科研计划。通过现场调研及有关资料分析,生活垃圾焚烧发电厂在生活垃圾收集、堆放、储存等工艺上与水泥窑处理生活垃圾有很大的相似之处,调研、研究、分析生活垃圾焚烧发电厂垃圾渗滤液产生量、主要成分、处理工艺等技术参数,对确定水泥窑处理生活垃圾产生的渗滤液处理方案有很好的借鉴意义。

2.调研内容

垃圾渗滤液产生量

主要包括单位质量生活垃圾产生渗滤液质量。

垃圾渗滤液主要成分

主要包括:BOD5、CODcr、SS、其他成份。

垃圾渗滤液处理工艺流程

根据垃圾渗滤液不同的生化、物理、化学性质,采取不同处理工艺流程,保证经处理后的垃圾渗滤液达到国家排放标准。

3.垃圾渗滤液主要特性

垃圾焚烧厂渗滤液具有明显的特点,即成分复杂,水质、水量变化大且呈非周期性,无疑给对其进行有效而稳定的处理带来较大困难。

垃圾渗滤液量的产生受众多因素的影响,不仅水量变化大,而且其变化呈明显的非周期性。由于垃圾投放和收运过程都是一个敞开的作业系统,因而渗滤液的产生量受气候和季节变化的影响极为明显。在设计中,要通过调查分析,掌握水量及其变化规律,并在选择渗滤液处理工艺时考虑此特性。

采用生化法,则必须设置足够容积的调节池,以满足最大水量的储存,及均化水质的要求。

1)成分复杂

渗滤液属高浓度有机废水。一般情况南方沿海城市垃圾渗滤液中化学耗氧量CODcr浓度范围20000~75000mg/L,生物耗氧量BOD5浓度范围10000~35000mg/L,悬浮物SS约为6000mg/L,pH4~6,同时还含有多种有机物和无机物(含有毒有害成分),因而其水质是相当复杂的,污染物种类多,而且浓度存在短期波动性和长期变化的复杂性。垃圾渗滤液一般呈黄褐色或灰褐色,挥发出的气体带有强烈恶臭,对人体有危害,能使人产生恶心、尿血、头晕等症状。通过质谱分析,垃圾沥滤液中有机物种类高达百余种,其中所含有机物大多为腐殖类高分子碳水化合物和中等分子量的灰黄霉酸类物质。

2)水质变化

BOD5/CODcr 比值的变化大。新运进垃圾焚烧厂的垃圾大部分是比较新鲜的生活垃圾,BOD5/CODcr 值较大,也就是说可降解的有机物较多。随着储存时间的增加,BOD5/CODcr 值会有变小的趋势。但是同垃圾填埋场渗滤液相比,由于垃圾焚烧厂垃圾贮存的时间较短,一般在3天左右,所以垃圾渗滤液的可生化性变化的不是很大。

3)金属离子问题

在渗滤液的多种污染物中,金属离子(尤其是重金属离子)因其对环境特殊的危害性和对生物处理工艺的影响而比较引人注意。渗滤液中含有的多种重金属离子,由于其物理和化学环境而使垃圾中的高价不溶性金属离子转化为可溶性金属离子而溶于渗滤液中(所谓物理环境主要是指淋溶作用,化学环境主要是指因微生物对有机物的水解酸化使pH下降以及在厌氧条件下形成的还原环境),所以在处理工艺中要考虑去金属离子的问题。

4)NH4+ -N 浓度问题

渗滤液中高浓度的NH4+ ―N 是导致处理难度增大的一个重要原因。高浓度的NH4+ ―N 及其随时间的变化,不仅加重了受纳水体的污染程度,也给处理工艺的选择带来了困难,增加了复杂性。过高的NH4+ ―N 要求进行脱氮处理,而处理的结果使水中的C/N 值更低,反过来抑制常规生物处理的进行。同时应考虑水中碱度、含磷量等问题。

4.典型垃圾渗滤液处理工程简介

昆明市东郊垃圾焚烧发电厂渗滤液处理工程

该厂垃圾处理规模目前为西南最大,项目总投资4亿元,采用国内先进的“循环流化床焚烧技术”,装配4台日处理垃圾550吨的循环流化床焚烧锅炉,安装2台15MW凝汽式汽轮发电机组,不但能有效解决昆明市的垃圾污染问题,还能变废为宝,建成后每天能发电70万度。城市生活垃圾经过中转、压缩后,含水率较低,据该项目现场负责人介绍,到场后垃圾含水率约为5%。鉴于垃圾渗滤液对环境的危害,该公司投资了2000多万专门建设垃圾渗滤液污水处理站,采用先进的污水处理工艺,每天能处理60m3垃圾渗滤液。污水经处理达到国家一级排放标准后全部回用于厂区垃圾倾卸平台冲洗、垃圾车冲洗、绿化用水和循环冷却水系统补充水等,真正做到零排放。

4.1 垃圾渗滤液产生量

该工程所用城市生活垃圾经中转、压缩后,含水率较低,根据现场负责人介绍,到场后垃圾渗滤液产生量约为5%。

4.2 垃圾渗滤液的主要成分

4.3 处理工艺

4.3.1工艺流程

4.3.2 处理各阶段水质参数

4.3.3 工艺流程简介

UASB(上流式厌氧污泥床)

渗滤液先经自动细格栅再进入均衡池,栅距0.5毫米,去除固体物,以保护下游设备不易受损。经隔渣后的渗滤液流进均衡池。均衡池同时设有两台输送泵(1台备用)作为输送渗滤液及控制流量。经过渗滤液调整后,渗滤液会进入UASB反应器。该反应器有机负荷设计为10kgCOD/(立方米/日)。在反应器中,有机物首先分解为有机酸,然后分解为甲烷和二氧化碳。 反应器顶部有一系列的三相分离器,将甲烷气、污泥和处理后水有效地分开。经过厌氧处理后,渗滤液的碳氮比会降至1.46:1,造成碳氮比失调。为给SBR池提供足够的碳源作反硝化,以减低化学品消耗,部分渗滤液将旁通至SBR,以增加碳氮比值达3.2:1作为反硝化之用。

SBR(序批式活性污泥池)

经厌氧处理后,污水进入两个SBR池。SBR工艺是活性污泥法的一种,采用操作较为弹性的分批进、出水设计。各SBR的池操作周期基本可分为五个步骤:进水、反应(生物降解,硝化及反硝化)、沉淀(沉淀及澄清)、排水(排去上清液)、静止(排泥)。 以预设的计算机逻辑编程(PLC)控制上述五个步骤的分段时间。每个SBR单元安装了4台表曝机以供应微生物生长所需的氧气。此外,每个单元内安装了3台潜水式搅拌器,l台澄清泵及2台(1台备用)潜水式剩余污泥泵。 为提供反硝化的缺氧状态,表曝机会根据设定的计算机程序,间断地开关。当表曝机停止时,潜水式搅拌器会自动启动,防止水中活性污泥沉淀。池内设计MLSS6000 mg/L。沉淀后,澄清液将被2台澄清泵送至出水暂存池,再利用输送泵将池水泵进微滤系统(CMF)作深度处理。剩余污泥将被污泥泵抽至污泥贮储存池暂存,不定期由槽车运送到填埋场作最终处理。为提供足够的碳磷比值,必须定期将磷酸投入池内,以维持活性污泥的生长。

CMF(连续微滤系统)

CMF是滤膜工艺的一种,在膜的一侧施加一定的压力,使水透过滤膜,阻隔大于膜孔径的悬浮物、细菌、有机污染物等物质。 CMF系统是由微滤膜柱、压缩空气系统反冲洗系统以及PLC自控系统等组成。微滤膜柱的直径为120mm,高度为1160mm,内装的中空纤维外径为550 mm,内径为250mm,孔径0.2mm,膜表面积为33.5m2。在20℃时单根微滤膜柱水通量为0.9~1.35m3/h。CMF系统的操作由PLC自动控制,水由中空纤维膜外向膜内渗透,正常工作压力很低,工作范围为30~100kPa,最高达到200kPa。一般30~40分钟用压缩空气反冲一次,反冲时,压缩空气由中空纤维膜内吹向膜外,反冲压力为600kPa,时间1~2分钟,反冲洗水量为进水量的10~12%。CMF系统一般工作14~30天,需进行化学清洗一次。

RO(反渗透系统)

反渗透膜是目前工业用最微细的过滤设备。反渗透膜可阻挡所有可溶性盐、无机分子和任何分子量大于100的有机物通过,脱盐率达95%以上。CMF滤液流至反渗透系统的中间储水箱,2台高压泵分别将滤液抽至2列RO系统。RO进流及滤液设有导电计及流量计以监控其操作。在进入RO前,会投加防垢剂以防止反渗透膜结垢及投加硫酸。 经过一段操作时间,当下降幅度达致10~15%,反渗透膜就要进行清洗。由于渗透液的污染性较高,必须进行化学清洗,若要提高清洗效率,适当再配合用热水清洗。反渗透出水流入储存池作为回用用途。浓缩液则被泵至调节池。

5.确定垃圾渗滤液处理工艺方案

5.1垃圾渗滤液处理工艺方案

根据假设工程规模,本方案初步假定处理量为240m3/d,设计进水水质参数如下:

初步建议方案如下:参考垃圾焚烧发电厂渗沥液处理工程工艺流程,克服运行中缺点,接触氧化池改为更高效的SBR反应池,并增加机械过滤器一套,大大减轻后续处理工序的负荷,经超滤、反渗透深度处理后,达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准,直接排放。

工艺流程图

5.1.1主要建构筑物设计

⑴UASB厌氧反应器

根据工艺流程,UASB厌氧反应器前设置调节池,调节池通过水解酸化作用,CODcr去除率30%。

UASB反应器以CODcr容积负荷设计,进水温度为25℃,主要技术指标如下:

经过计算,UASB反应器设计尺寸为L×B×H=15000×15000×13700,CODcr容积负荷为10CODcr/(m3.d)。

⑵SBR好氧反应器

SBR好氧反应器以CODcr容积负荷设计,主要技术指标如下:

经过计算,反应器设计容积为400m3,分成两格,每格尺寸为L×B×H=9000×4500×5500。反应周期为12h。

6.结论

篇4

[关键词] 垃圾渗滤液;陕北地区;DTRO

垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水,主要来源于降水、生物降解水和垃圾本身的内含水,如果不能妥善处理,会严重污染生态环境和危害人体健康。垃圾渗滤液的成分与垃圾种类、填埋方式、填埋时间、气候等诸多因素有关,不仅水量变化大,而且变化无规律[1-2]。由于垃圾渗滤液水质、水量的时间和地域变化性,不仅采用单一的处理方法不能满足其处理要求,需要通过不同方法的优化组合与灵活应用才能进行有效地处理,而且适用于某一填埋场或某一地区填埋场渗滤液处理工艺方法往往不是普遍适用的技术,需要因地制宜采用不同的工艺[3]。

1 垃圾渗滤液水质特征[3-5]

1.1 水质复杂,危害性大

垃圾渗滤液中含有大量的有机物,含量较多的为烃类及其衍生物、酸酯类、酮醛类、醇酚类和酰胺类等。张兰英等人采用GC-MS-DS联用技术鉴定出垃圾渗滤液中有93种有机化合物,其中22种被列入我国和美国EPA环境优先控制污染物的黑名单中。此外,垃圾渗滤液中还含有10多种金属和植物营养素(氨氮等),水质成分十分复杂。

1.2 CODcr和BOD5浓度高

通常情况下,垃圾渗滤液中CODcr最高浓度达到90000mg/L,BOD5最高浓度达到38000mg/L,和城市污水相比浓度高。一般规律是,垃圾填埋初期渗滤液中BOD5/CODcr可达0.5以上,表现出良好的可生化性,随着填埋时间的推移,BOD5/CODcr也随之降低,可生化性变弱。

1.3 氨氮含量高

高浓度NH3-N是垃圾渗滤液重要水质特征之一,且随着填埋场年数的增加NH3-N浓度也随之增加,到最后封场时浓度可高达10000mg/L,C/N的比值失调且磷元素缺乏,严重影响到微生物活性,给生化处理带来一定的难度。

1.4 重金属含量高

垃圾渗滤液中含有10多种重金属离子,主要包括Fe、Zn、Pb、Cd、Cr、Hg、Mn、Ni等。其中铁的浓度可高达2050mg/L,铅的浓度可高达12.3mg/L,锌的浓度可高达130mg/L。重金属含量与当地工业废弃物掺入比例紧密相关。在微酸环境下,渗滤液中重金属溶出率偏高,一般在0.5%~5.0%。

2 垃圾渗滤液常用处理技术

2.1 土地处理[2-3, 6]

土地处理技术包括氧化塘、人工湿地及回灌。

⑴ 氧化塘技术是利用水塘天然自净能力处理生活污水的方法。通常垃圾渗滤液中污染物较高,且土地资源有限,很难满足氧化塘需要的大面积、低负荷的要求。

⑵ 人工湿地是近年来兴起的一种渗滤液土地处理技术,是人为创造一个适宜水生生物和湿生植物生长的环境,经预处理后的渗滤进入人工湿地系统处理。但该技术缺乏设计经验参数和规范,且处理负荷低,仅能起到辅助改善水质的作用。

⑶ 回灌技术是目前垃圾填埋场最常用的渗滤液处理方法,原理是通过土壤颗粒的过滤、离子交换、吸附和沉淀作用去除渗滤液中的悬浮固体颗粒和溶解成分,同时将填埋场垃圾层作为一个填料的厌氧生物反应器,利用其中的微生物达到降解有机物的目的。但受气候条件限制,一般只应用于干旱地区。

2.2 生物处理

生物处理技术多种多样,具有处理效果好、运行成本低等优点,是目前垃圾渗滤液处理中采用最多的方法,主要包括厌氧处理、好氧处理以及厌氧-好氧联合处理三种类型。尤其是厌氧-好氧联合处理工艺,可有效去除COD、BOD、氨氮等高浓度有机污染物。

例如北京阿苏卫垃圾卫生填埋场采用"厌氧+氧化沟"的方法处理垃圾渗滤液[7],杭州天子岭垃圾填埋场采用"缺氧+好氧两段活性污泥法"进行垃圾渗滤液的处理[8]。但根据调查,已建成的垃圾渗滤液污水处理普遍存在运行效果差的现象。主要是由于渗滤液废水复杂多变的特性使得微生物不能适应,渗滤液营养比例失调、重金属含量过高都将抑制微生物活性,导致污泥培养不起来或培养好的污泥难以维持。早期渗滤液可生化性高,可以依靠一系列的生物处理方法处理,但到了后期还得采用必要的化学-物理的处理方法来处理[3]。

2.3 物化处理

目前,渗滤液处理采用的物化法主要有混凝沉淀、化学氧化、吸附、吹脱及膜分离等方法。

⑴ 混凝沉淀:是通过投加化学混凝剂与废水中可溶性物质反应发生沉淀或混凝吸附细微悬浮物、胶体下沉,主要用于渗滤液中悬浮物、高分子有机物、重金属的去除。

⑵ 化学氧化:是通过添加强氧化剂使废水中的无机物及有机物氧化分解,从而降低了废水的COD和BOD,以达到净化目的。该法处理中老年垃圾渗滤液的去除效果良好,但成本较高。

⑶ 吸附法:主要用作除臭、去色、重金属以及难生物降解有机物的去除,尤其对直径在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较好。吸附法易受pH值、水温及接触时间等因素的影响。

⑷ 吹脱法:用于吹脱水中溶解气体和某些挥发性物质,针对中老年填埋场的渗滤液中营养比例失调,为调整C/N可对其进行氨吹脱预处理。目前氨吹脱主要形式有曝气池和吹脱塔,去除渗滤液中的氨氮效果明显,但处理产生的废气容易造成二次污染,且处理费用明显较高[9]。

⑸ 膜分离法:是指在一定压力差作用下,使高分子溶质流过膜表面时被截留,与溶剂分离,从而达到水质净化的目的。近几年膜处理技术在国内垃圾渗滤液处理方面发展较快,通常采用的膜技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透,其中以反渗透(RO)分离技术应用最为广泛。膜技术对渗滤液的水质处理效果明显,且不受渗滤液水质变化和气候因素的影响,系统运行灵活,自动化程度高[10]。

在实际工程应用中,单独采用一种技术不可能做到达标排放,因此在使用时往往采取组合工艺对渗滤液进行处理。垃圾渗滤液处理推荐采用"预处理+生物处理+深度处理"组合工艺,以达到较好的处理效果。

3 渗滤液处理工艺实例

针对陕北地区干燥、少雨的气候条件,选择榆林市神木县、府谷县和榆阳区3个生活垃圾填埋场为例,同时选择与陕北地区气候相近的鄂尔多斯市(东胜区)生活垃圾填埋场、宁夏回族自治区吴忠市生活垃圾填埋场作为参考对象。

3.1 填埋场实际运行情况

各垃圾填埋场基本情况见表1。

3.2 渗滤液处理工艺

垃圾填埋场渗滤液处理的主流工艺为预过滤(砂滤/芯滤)+反渗透(DTRO),具体工艺流程示意见图1。

垃圾渗滤液首先汇集在调节池,经水量、水质调节后再泵入原水罐,通过加酸调节pH以防止无机盐类结垢,经加压后再进入砂式过滤器和芯式过滤器过滤降低SS浓度。根据实际情况,在进入芯式过滤器前加入适量阻垢剂防止结垢现象的发生,芯式过滤器为膜柱提供最后一道保护屏障。预处理后的渗滤液进入第一级DTRO系统,在膜组件中进行反渗透,产生的透过液进入第二级DTRO系统,第一级DTRO浓缩液排入浓缩液储罐用于回灌填埋区;第二级DTRO系统透过液进入清水储罐,浓缩液则回流进入第一级DTRO的进水端进一步处理。膜组件的清洗由系统根据压差自动执行,只需要在两个清洗剂储罐中分别置入酸性清洗剂和碱性清洗剂即可[11]。

3.3 运行效果

垃圾填埋场渗滤液经二级DTRO工艺处理前后水质情况见表2。

根据垃圾填埋场渗滤液处理设施进、出口水质监测报告分析,对于不同填埋阶段的垃圾填埋场渗滤液水质,二级DTRO系统对CODcr、BOD5、NH3-N等污染物的去除均能达到理想效果,对CODcr的去除率为97.5%~99.8%,对BOD5的去除率为99.2%~99.6%,对NH3-N的去除率为97.6%~99.9%,出水水质满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表2污染物排放浓度限值的要求。

3.4 工艺参数对比

DTRO反渗透处理工艺对污染物的去除率主要取决于膜的截留率,而与膜的截留率有关的系统运行参数主要有:进水电导率、悬浮物浓度、温度、pH、膜通量以及水回收率等[12-13]。通过对比各垃圾填埋场渗滤液DTRO反渗透系统的运行参数,便可找出影响渗滤液处理效果的原因所在,见表3。

从工艺参数对比分析,DTRO反渗透系统在实际运行过程中,进水水质悬浮物浓度超出设计要求的7.3倍,电导率和pH值也超出最佳运行工况范围,由此导致的结果是水回收率大幅降低,并且出现了膜阻塞、频繁更换膜组件等问题。

电导率是间接衡量渗滤液含盐量的指标,主要反映渗滤液中的重金属离子含量。进水水质电导率和悬浮物浓度偏高,导致第一级DTRO反渗透膜的运行负荷增大,直接影响反渗透膜的使用寿命,对于在实际运行操作中,针对高电导率的渗滤液,可以通过优化膜配置,调整第一级DTRO系统的膜通量、水回收率及膜柱数等参数以满足处理要求。

pH值的高低对膜系统性能也有很大影响,垃圾渗滤液在进入DTRO之前需将pH值调为酸性,一方面可防止难溶无机盐结垢,另一方面可使渗滤液中游离氨与酸形成二价铵盐,而DTRO对类似多价离子的截留率很高,可以提高氨的去除率。透过液的流量与pH值成反比,pH值越高,透过液流量越小,最终导致水回收率的下降。

3.5 DTRO处理工艺的可行性

陕北地区生活垃圾填埋场渗滤液采用二级DTRO工艺进行处理,出水水质良好,各项指标均能满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表2规定的排放限值要求,不受渗滤液可生化性、碳氮比变化的影响,在处理老龄垃圾填埋场渗滤液、北方寒冷干燥地区的渗滤液方面具有明显优势。同时,DTRO反渗透系统具备运行灵活,可连续或间歇运行,安装及维修简单等优点[14-15]。

陕北地区气候干燥,蒸发量远大于降雨量,适宜采用回灌的方式处理垃圾渗滤液浓缩液,DTRO反渗透系统产生的浓缩液回灌填埋场,利用垃圾层作为生物反应器可以实现有机物的消解,是渗滤液处理过程中一个经济可靠的环节。

4 结论

陕北地区垃圾填埋场渗滤液采用二级DTRO工艺进行处理,出水效果良好,各项指标均可达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表2规定的排放限值要求。结合渗滤液浓缩液回灌,可以解决陕北地区垃圾渗滤液处理的问题。

DTRO系统运行过程中,在预处理达不到设计效果或运行管理不规范的情况下,反渗透膜容易受到污染,导致设备故障率较高,处理能力下降,渗滤液处理效果与设备的运行管理密切相关。

参考文献:

[1] 杨秀敏,张桂梅.城市垃圾渗滤液对地下水的污染及防治对策[J].山西水利科技,2008 (1):39-40,54.

[2] 刘睿倩,高志永,王琪,等.生活垃圾填埋场渗滤液污染防治技术政策.中国环境科学研究院,2012,8.

[3] 陈长太,曾扬.城市垃圾填埋场渗滤液水质特性及其处理[J].工程与技术,2001,9:19-21.

[4] 胡蝶,陈文清,张奎,等.垃圾渗滤液处理工艺实例分析[J].水处理技术,2011,3:132-135.

[5] 韩静.应用反渗透技术处理垃圾填埋场渗滤液[J].中国环境管理干部学院学报,2012,4:52-54.

[6] 马超,郝桂媛.东北寒冷地区垃圾填埋场渗滤液的处理[J].黑龙江生态工程职业学院学报,2009,9.6-8.

[7] 金永麒.阿苏卫垃圾填埋场渗沥液处理中活性污泥的驯化与调试[J].环境科学与技术,2001,94(2):35-36.

[8] 胡勤海,金明亮,等.吹脱-SBR-吸附混凝法处理垃圾填埋场渗滤液[J].环境污染与防治,2000,22(3):21-23.

[9] 王文斌,董有,刘士庭.吹脱法去除垃圾渗滤液中的氨氮研究[J].环境污染治理技术与设备,2004,6:51-53.

[10] 何红根.UF+DTRO膜处理垃圾渗滤液的研究[D].武汉理工大学学位论文,2007.

[11] 刘飞.DTRO工艺处理垃圾渗滤液的研究[J].环境科技,2015,4:25-29.

[12] 蒋宝军,谢杰,王剑寒.碟管式反渗透垃圾渗滤液处理系统运行效能及分析[J].吉林建筑工程学院学报,2007,6:34-36.

[13] 邱端阳,张辉,柴晓利.两级管网式反渗透工艺处理垃圾填埋场渗滤液[J].中国给水排水,2013,6:15-17,21.

[14] 程峻峰,郑启萍,徐得潜.二级DTRO工艺在垃圾渗滤液处理中的应用[J].工业用水与废水,2014,8:63-65.

篇5

关键词:垃圾渗沥液 MBR 钠滤 反渗透 DTRO

1.概述

近几年,中国城市化进程发展迅速,城市生活垃圾平均以每年8%-10%的速度增长。卫生填埋法由于其具有成本低、技术成熟、管理方便等优点,在垃圾处理中得到了广泛的应用。在填埋工程中,会产生污染极强的垃圾渗滤液,虽然量不大,但若处置不当,会对生态环境和人体健康带来巨大危害。

2.垃圾渗滤液的特性

渗滤液水质随垃圾成分、垃圾数量、垃圾填埋作业方式、填埋时间以及当地水文地质和气象条件等而异。虽然各填埋场的渗滤液不尽相同,但是总的来说有以下特点。垃圾渗滤液水质主要有如下特点:水质复杂、有机污染物种类繁多、有机污染物浓度高、离子含量多、氨氮含量高、营养元素的比例失调等。

3.我国生活垃圾渗滤液处理进展

我国生活渗滤液处理经历了两个阶段。第一阶段从9 0年代初期开始,处理工艺主要参照城市污水处理采用单纯的生物处理方法,第二阶段从 9 0年代后期开始,主要采用生化处理+物化处理相结合和单纯物化的处理方法。

3.1 单纯生物处理

此阶段填埋场渗滤液处理工艺大多参照常规污水处理工艺设计、建造;对渗滤液的特殊性考虑不够,未考虑渗滤液的变化特性,仅在填埋初期有些效果,但是随着填埋时间的延长,成分越来越复杂,营养比例失衡,渗滤液可生化性变差,处理效果明显变差。

杭州市天子岭废弃物处理总场采用的处理工艺是两段式活性污泥法,实际运行经验表明垃圾渗滤液用常规的生物处理是难以达标排放的。尤其是氨氮的处理。渗滤液中的氨氮浓度随着垃圾填埋年限的增加而增加,可高达3000mg/L左右。当氨氮浓度过高时,会影响微生物的活性。降低生物处理的效果。同时由于渗滤液中含有较多难降解有机物,一般在生化处理后,COD浓度仍在500-2000mg/L范围内。

3.2 生物处理+物化处理

随着填埋场使用年限的增加。垃圾填埋场渗滤液的水质也发生了较大的变化,总体体现是水质、水量波动较大。渗滤液的处理仅靠常规生化处理方法是难于达到排放标准的,在此阶段,研究人员开始重视渗滤液的水质、水量及处理特性。尤其是高浓度的氨氮、有毒有害物质、重金属离子及难于生物处理的有机物的去除。

为了保证生物处理的效果,必须为生物处理系统有效运行创造良好的条件。相应的要采用物化处理手段相配合。通常采用的物化处理方法有:化学氧化、氨吹脱、混凝沉淀、吸附、膜分离等。

为了达到环保的要求。在填埋场渗滤液处理上进行了各种方法的研究和实践。广州大田山垃圾填埋场也对垃圾渗滤液处理工艺进行了改造,曾改造成氨吹脱+SBR处理工艺;深圳下坪渗滤液处理厂采用氨吹脱+ 厌氧复合床+ S B R的处理工艺,出水标准为三级标准。

自2000年以后,开始把膜处理作为处理手段用于渗滤液处理,以满足排放标准的要求,采用较多的是MBR+钠滤、MBR+反渗透膜、MBR+钠滤+反渗透膜。

青岛小涧西垃圾填埋场渗滤液处理站规模200m3/ d,采用膜生物反应器(MBR)+纳滤处理工艺。

广州兴丰垃圾填埋场渗滤液处理站处理规模700m3/ d,采用厌氧+好氧+连续微滤+反渗透处理技术。

招远和荣成垃圾处理厂渗沥液处理站处理规模120 m3/ d和100m3/ d,采用硝化反硝化+超滤+纳滤+卷式反渗透工艺技术。

采用膜技术处理垃圾渗滤液是行之有效的技术方案,渗滤液经生化处理和超(微)滤系统后,隔除了渗滤液中大于0.2μm的固体、细菌和不溶性的有机物,使大部分有机污染物和微生物强制截留在生化处理系统进行强制处理,渗滤液中的有机污染物通过同化和异化作用,一部分转化为微生物进入污泥中,一部分转化为CO2排入大气中,生化池由于污泥浓度高,污泥龄长,对氨氮和TN也有较好的处理效果,渗滤液中的氨氮一部分进入微生物成为生化污泥,一部分通过硝化作用生成硝酸盐氮仍保留于渗滤液中,另一部分通过反硝化作用生成氮气排入大气中。MBR出水污染物基本达不到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)标准,后续需增加去除氨氮、盐类和难降解有机物的钠滤和反渗透,为确保水质的稳定达标,目前通常同时增加钠滤和反渗透工艺,运行初期MBR出水水质较好,出水经过钠滤即可达标。但是随着填埋场的运行,渗滤液有机污染物(BOD、COD)降低,可生化性变差、氨氮升高,导致生化池内营养严重失衡,此时需外加大量碳源以平衡生化池营养,致使运行费用增加较多,同时MBR出水氨氮和难降解有机物升高,此时需同时运行钠滤和反渗透才能稳定达标。

3.3 单纯物化处理方法

由于采用物化+MBR+钠滤+反渗透工艺,工艺流程较长、系统复杂,运行管理麻烦,尤其是随着填埋场的运行,渗滤液有机污染物(BOD、COD)降低,可生化性变差、氨氮升高,导致生化池内营养严重失衡,此时需外加大量碳源以平衡生化池营养,致使运行费用增加较多,另外此工艺生成的化学污泥、生化污泥和膜过滤浓缩液(约20-30%)也全部回灌垃圾填埋场。

在此基础上,目前一些垃圾处理厂采用物化方法直接浓缩的处理技术,主要包括两级DTRO膜过滤和蒸发离子交换工艺。

DTRO膜(碟管式反渗透膜)是反渗透的一种形式,是专门用来处理高浓度污水的膜组件,其核心技术是碟管式膜片膜柱。具有独特的流体力学特性,从而保证了膜的最优化清洗,防结垢性能较好,能有效处理高浊度流体;膜分离过程中无相变,能耗低,可在常温下进行;可有效地去除无机盐和有机小分子杂质,具有较高的脱除率和水回用率;膜分离装置简单,操作简便,便于实现自动化。此工艺比较适合垃圾填埋场后期及封场后的垃圾渗沥液处理,但DTRO膜也有许多不足之处:初期投资费用高,单位体积渗沥液处理费用相对较贵;渗沥液经反渗透处理的浓缩液常采用回喷填埋场的方法,结果往往使垃圾渗沥液盐浓度上升,导致反渗透操作压力上升,膜寿命缩短,能耗增加。

重庆长生桥垃圾填埋场渗滤液处理站处理规模500m3/ d,采用二级反渗透(DTRO)工艺技术。山东东营垃圾填埋场渗滤液处理站处理规模100m3/ d,也采用此技术。

蒸发离子交换工艺近几年也有所应用,主要采用海水淡化的原理,利用空气压缩机补偿蒸汽热量损失重新进入系统对渗滤液进行加热蒸发,将垃圾渗滤液进行浓缩(浓缩液20%左右回灌垃圾填埋场),工艺优点使用的材质主要为高标准的不锈钢,使用寿命较长,缺点是蒸发过程中部分氨氮进入蒸馏出水中,出水需后接离子交换将氨氮去除才能达标,而离子交换工艺恰恰在电厂脱盐处理中以被反渗透所取代。

4.渗滤液处理总结

渗沥液水质具有自身的特点,渗滤液工艺选择需根据水质进行选择。

目前较为成熟采用普遍的工艺主要为MBR+钠滤/反渗透或两级DTRO膜工艺。

MBR+钠滤/反渗透比较适合新建垃圾填埋场渗滤液处理。两级DTRO膜工艺比较适合可生化性差营养失衡的后期及封场后的垃圾渗沥液处理。

篇6

关键词:重金属;微波消解;垃圾渗滤液;ICP-MS

前言

垃圾填埋场渗滤液是指垃圾在堆放和填埋过程中由于垃圾自身所含水份或垃圾发酵和雨水的淋浴、冲刷以及地表水和地下水的浸泡而滤出来的污水,其形成的特殊性导致了水质的复杂性[1],也成为地下水和地表水污染的重要来源[2,3]。重金属是垃圾渗滤液的主要污染成分之一[4],重金属在水体和土壤的污染具有长期的累积效应,对人们的生产生活影响深远。对垃圾渗滤液中重金属成分进行分析非常必要。

1 实验

1.1 主要仪器与试剂

NexIONTM 300Q型电感耦合等离子质谱仪,美国Perkin Elmer公司;DEENA 60全自动石墨消解仪,美国Thomas Cain公司;PURELAB Option S7型超纯水机,英国GLGA公司。

质谱调谐液(Be、Ce、Fe、In、Li、Mg、Pb、U1μg/L),美国Perkin Elmer公司;硝酸、盐酸、过氧化氢、高氯酸均为优级纯;氩气(99.999%)。

1.2 样品前处理

1.3 样品测定

将ICP-MS开机,待抽真空达到要求后;用质谱调谐液调节仪器指标,达到测定要求后,调谐P/A因子,编辑方法,依序测定标准系列、全程序空白和样品溶液。根据标准曲线线性回归方程计算样品中待测元素的含量。

仪器主要工作参数:RF功率1300W;雾化器氩气流速0.94L/min;等离子体氩气流速16.0L/min;载气流量1.20L/min;采集模式为Scanning;重复次数3次;积分时间2S。

2 结果

七寨垃圾填埋场位于河源市紫金县临江镇境内,为生活垃圾填埋场,于2009年底建成竣工,目前正在使用中。

3 讨论

由表2的分析结果可知,七寨垃圾填埋场垃圾渗滤液中铁、锰、镁、铝、锌、铬、汞的含量相对较高,尤其是镁、铁、锰、铝的含量较为突出,其他金属成分含量较低。在所检测出来的数据中,有10种属优先污染物[5],分别为铜、铅、锌、镉、镍、铬、锑、砷、硒、铊。由此可见,七寨垃圾填埋场垃圾渗滤液中存在大量重金属污染物,如不妥善处理,将对水体、土壤等造成很大的危害。

参考文献:

[1] 赵由才,龙燕,张华.生活垃圾卫生填埋技术[M].北京:化学工业出版社,2004.

[2] Mikac N,Djikiya A N.Assessment of groundwater contamination in the vicinity of a municipal waste landfill.Wat.Sci Tech.,1998,37(8):37 -44

[3] Hallbourg R R,Delfino J J,Larnar M anic priority pollutants in ground water and surface water at three landfill in north central florida.Water A i r Soil Pollut.,1992,65(3/ 4):307 - 322

[4] 龙腾锐,易浩,林于廉等.垃圾渗滤液处理难点及其对策研究[J].《土木建筑与环境工程》,2009,31(1)114

篇7

关键词:垃圾渗滤液,处理技术

中图分类号:R124.3 文献标识码:A 文章编号:

1、前言

长期以来,由于生活垃圾在最终处置过程中(填埋、焚烧等)将产生大量高浓度、难降解的垃圾渗滤液,对环境产生严重污染;尤其是填埋场产生的垃圾渗滤液,由于产量巨大,危害严重,已经受到广泛关注,在国内外都成为研究热点。

2、垃圾渗滤液处理技术

2.1 物化处理

目前常用的物化方法有吸附、磷酸铵镁沉淀法(MAP法)、超声波、混凝、膜分离、高级氧化等。物化法同生化法相比较,一般不受垃圾渗滤液水质水量变动的影响,出水水质比较稳定,尤其对BOD5/COD比值较低(0.07~0.20)难以生物降解的垃圾渗滤液有较好的处理效果。

2.1.1吸附法

吸附剂主要用于脱除渗滤液中难降解的有机物、金属离子和色度等。目前应用较为普遍的吸附材料是活性碳。Aziz等研究采用序列间歇式反应器处理渗滤液,在曝气率为1 L·min-1和接触时间5.5 h的条件下,PAC-SBR对COD、色度、NH3-N和TDS的去除率分别为64.1%,71.2%,81.4%和1.33%。Rodriguez等分别采用活性碳和XAD-8等3种不同的树脂处理沉淀后的渗滤液上清液,发现活性碳的吸附能力最强,能将渗滤液上清液的COD从1 000 mg·L-1以上降到200 mg·L-1以下。于清华研究絮凝-吸附法预处理垃圾渗滤液,在经絮凝之后,吸附剂粉煤灰的最佳投放量为200 g·L-1的条件下,CODcr,NH3-N、悬浮物、色度和重金属离子去除率分别达79.64%,83.23%,58.75%,92.56%和60.37%~96.33%。

2.1.2 超声波

其原理是利用超声波使溶液产生5 000 K高温以上的气泡及强氧化性的自由基,使绝大部分有机物得到完全的降解,特别适用于有毒难降解有机物。超声波技术由于具有简便、高效、少污染的特点,近来已受到国内外研究者的关注,并开始用于处理垃圾渗滤液。Roodbari等用超声波对渗滤液进行预处理。在最优实验条件下,实验证明渗滤液可生化性显著提高,BOD5/COD由原来的0.210提高到0.786。Neczaj等用超声波技术预处理渗滤液,当频率为20 kHz,振幅为12 m时,COD和氨氮的去除率分别为90 %和70 %。Wang等用超声波辐射180 min后,渗滤液中氨氮的去除率可高达96%。

2.1.3微波法

微波法处理垃圾渗滤液也是国内外学者研究的一个热点。王杰等采用微波-活性炭-Fenton催化氧化预处理垃圾渗滤液。经微波功率300 W条件下预处理之后,组合工艺对垃圾渗滤液中COD、氨氮、SS和浊度去除率分别达到68.22%,78.08%,78.55%和99.02%,颜色由黑褐色去除为接近无色,BOD5/COD由0.21提高到0.45。Orescanin等采用臭氧化-电氧化和臭氧化-微波法处理BOD5/COD=0.001的渗滤液,最终色度、浊度、悬浮物、氨、COD和铁的去除率分别为98.43%,99.48%,98.96%,98.80%,94.17%和98.56%.

2.2 生物处理

垃圾渗滤液的生物处理主要是指依靠处理系统中的微生物的新陈代谢作用以及微生物絮体对污染物的吸附作用来去除渗滤液中的有机污染物的废水处理方法,可分为厌氧和好氧两种。

2.2.1 厌氧工艺

厌氧处理工艺主要有升流式厌氧污泥床(UASB)、内循环厌氧反应器(IC)、厌氧流化床反应器、厌氧滤池(AF)以及上述反应器的组合型如厌氧复合反应器(UBF)等。 厌氧工艺具有设计负荷高的优点,且处理过程耗能较少,因此在高浓度有机废水处理中,常被作为首选工艺。 原渗滤液经过厌氧处理后,COD 去除率可达到 30%~80%。

2.2.2 好氧工艺

渗滤液处理常用的好氧处理工艺包括氧化沟、A/O 工艺以及 SBR类工艺,这些方法的两大功能是去除有机物和生物脱氮,对降低垃圾渗滤液中的 BOD5、COD 和氨氮都取得一定的效果。渗滤液好氧处理的核心是硝化/反硝化机理,该过程可将去除 COD 和去除 NH3-N 有机地结合起来。好氧处理法包括曝气氧化池、好氧稳定塘、生物转盘和滴滤池等。这些处理方法可有效降解 BOD、COD 和氨氮, 尤其适合高 BOD 的渗滤液处理。

2.2.3 厌氧—好氧相结合的处理工艺

在实际工程应用中, 往往采用厌氧和好氧相结合的组合工艺。 原因如下:

a)厌氧法多适用于高浓度有机废水的处理,能有效的降低好氧法不能除出的有机物,具有抗冲击负荷能力强的优点,但其出水的综合指标往往不能达到处理要求和排放标准;

b)厌氧阶段可大幅度去除水中的悬浮物和有机物 ,其后续好氧处理工艺的污泥量可得到有效地减少,从而后续处理设备容积可有效降低,降低了成本;

c)厌氧法能耗低、运行费低,尤其在处理高浓度有机废水时,厌氧法要比好氧法经济得多;

2.2.4RBS+膜工艺相结合处理工艺

RBS是将自然界在山间土壤或沼泽中进行的净化原理融入到人工环境中,在有机性污水中投入腐植前驱物质和硅酸盐的粉末,从而促进污浊物质的土壤化反应(腐植化)。通过这种方法诱导的微生物群(土壤菌群)与标准活性污泥法不同,具有许多特长。

1)RBS的原理

标准活性污泥法是由需氧性微生物的活动而引起有机物的分解、气体化、低分子化,而RBS是到达了腐植化的过程。腐植化指的是由土壤中微生物群的活动,分解动植物遗体等新鲜的营养源,起到高分子凝集化的作用。土壤中存在的硅酸盐在厌氧的(一部分需氧的)条件下,发酵·发霉反应引起有机物的高分子凝集化,土壤菌群正是起到促进有机物的高分子凝集化的作用。RBS是灵活运用了土壤中的微生物群(以下称土壤菌群)的活动原理来进行排水机理的技术。

2)RBS的特点

a.高品位的处理水

BOD 去除率高达95%以上(根据情形有时达到99%以上),处理水的BOD达到10mg/L之下也有可能。标准活性污泥法的去除率为90%左右。

b.高效的脱氮、脱磷性能

去除 BOD 的同时也能有效地去除氮和磷。与通常的标准活性污泥法相比,除氮过程中相关的菌群(硝化菌、脱氮菌)在污泥中大量存在的缘故,高效率的处理氮的同时,利用污泥的螯形构造的特点,能有效地将磷从污泥中取出并除去。

c.良好的污泥性状。

因本工艺是利用腐植化反应开发而成的排水纯理技术,污泥的凝集性、压密性很好,沉降性也很高。优良的沉降性使沉淀槽内的污泥分离不易发生故障, 运行管理简单。

优良的污泥沉降性能维持生物纯理槽内的活性污泥的高浓度 (MLSS混度),因此高BOD的排水不需稀释也能处理。

3、垃圾渗滤液处理技术研究展望

圾渗滤液处理越来越受到关注,但是由于渗滤液水质水量变化大,有机物浓度高,毒性大,目前还没有切实有效的方法对其进行处理。渗滤液物化处理技术尽管出水水质稳定,能够适应渗滤液水质、水量大幅度变化的特点,对BOD/COD较低而难以生物处理的垃圾渗滤液有较好的处理效果,但是物理化学法处理费用较高,一般用于渗滤液预处理或深度处理。生物处理技术是一种应用较为广泛、经济、成熟的技术,但由于垃圾渗滤液水质与一般污水有较大差异,且不稳定,所以单纯的生化处理技术难以满足要求,应加强预处理或后续处理技术的研究。在选择垃圾渗滤液生物处理工艺时,必须详细测定垃圾渗滤液的各种成分,分析其特点,以便采取相应的对策。还应通过小试或中试,取得可靠优化的工艺参数,以获得理想的处理效果。单独采用一种方法处理垃圾渗滤液难以满足要求,必须采用多种处理方式和处理技术的组合工艺。因此,生物法与物理化学法的组合以及发展新处理技术,是今后垃圾渗滤液处理研究的主要方向。

结语

1)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、物化法无法实现渗滤液的最终无害化处理,应根据渗滤液具体的水质选择组合工艺,即先用物化法预处理,再用生化法处理,最后经过深度处理。

2)在选择处理工艺时,先要测定渗滤液的成分,在有条件的情况下,根据垃圾填埋场所处的地理位置和经济状况因地制宜的选择渗滤液处理方案。

参考文献

篇8

[关键词]城市生活垃圾卫生填埋填埋气体渗滤液

1城市生活垃圾现状

随着现代工业的兴起和城市迅猛发展,人口大量涌入城市,使城市的生活垃圾产生量大大增加。这些垃圾占用大量的土地,且种类繁多,成分复杂、危害性强。如果处理不当,势必污染城市的大气、水、土壤等,进而降低和破坏城市自然生态系统的调节净化能力[1]。

目前国外城市垃圾采用的处置方式主要有卫生填埋、焚烧、堆肥等3种,表1为这3种处置方式的比较。

表1生活垃圾处置方式对比

工艺 优点 缺点 适用范围

卫生填埋 处理量大、方法简单、费用低 占地大、管理要求高、对外部环境要求高、使用期限有限 无机物>60%、含水量0.5 t/d

焚烧 处理量大、占地小、无害化彻底 费用高、控制不当产生二次污染物如SO2、NOx、飞灰等 垃圾低位热值>3300 kJ/kg时,不需添加辅助燃料

堆肥 处理量大、费用低、工艺相对简单 肥分含量低,长期使用影响土壤结构 垃圾中可生物降解有机物≥10%、从肥效出发应>40%

我国城市生活垃圾处置也主要采用填埋、焚烧和堆肥等方法,其中,以填埋为主,占70%以上;其次是高温堆肥,占20%以上;焚烧量甚微[2]。

焚烧与堆肥技术在我国发展较慢,原因主要为:(1)我国城市生活垃圾未实行分类收集,垃圾成分复杂不利于燃烧与堆肥;(2)焚烧厂的投资太大,运行成本太高;(3)控制不当将产生二次污染问题;(4)垃圾堆肥产品销路不畅;(5)工艺技术和设备与国外亦有较大的差距。

针对我国现阶段国情,我国绝大部分垃圾仍采用填埋进行处理为主,并且在今后相当长时间内,垃圾填埋处理还将占主导地位。

2卫生填埋技术

在我国,由于垃圾填埋场启用时间早,许多填埋场在最初的选址、设计、施工和使用中,未按现行的城市生活垃圾卫生填埋技术规范执行,填埋场底部和周边都没有采取防渗措施,垃圾产生的渗漏液和填埋气体,极易给周边环境和企业、社区带来污染和安全隐患。

2.1 填埋气体。填埋气体是城市生活垃圾中的有机成分经过厌氧降解产生的混合气体,其主要组成为CH4、CO2、H2、N2和O2,还有少量的H2S、NH3、辛烷、氯乙烯等,其中CH4、CO2(沼气主成分)占填埋气体的99.5%~99.9%,NH3、H2S等有毒的恶臭气体,占填埋气体的0.2%~0.4%。这些气体一旦遇到房屋或棚罩阻拦,将不断积累,最终可能导致火灾和爆炸事故。垃圾内的易燃易爆物质在一定条件下,也会自行燃烧爆炸。

2.2 渗漏液。垃圾渗滤液主要来源于垃圾本身、垃圾发酵过程以及受水体浸泡而产生的废水。其主要特征为:渗滤液中污染物的浓度非常高,成分复杂,水质恶劣,一般COD浓度达几千或者上万;一些年代久的垃圾填埋场,COD浓度可高达几万,并且含有高浓度的氨氮,渗滤液可生化性很差,含有大量的重金属、多种病源微生物等有毒有害物质,而且渗滤液的组成成分会随着填埋时间的延长越来越恶劣。

3填埋气与渗漏液的处理技术

3.1 填埋气的收集技术

3.1.1竖井收集系统。早期的填埋气主要用竖井收集系统,具体做法是在填埋场填埋作业后不久,通过挖掘机械或人工打井的方式建造竖井系统。

3.1.2表面收集系统。填埋场在表面覆盖完成以后,便可进行表面收集系统的安装。整个系统是由排气管编织而成的收集网,填埋气通过排气细管输送到系统的几个中央采气点进行收集。

3.1.3水平收集系统。水平式收集系统是在垃圾填埋到一定高度后,在填理场内铺设水平收集主管,然后,将水平气管收集到的气体汇集到主收集管。

3.2 填埋气的应用

3.2.1直接燃烧。对填埋气进行加工处理后,可以直接供给工业及温室用户,其中以供暖或工业生产为用途的热效率最高。填埋气的经济效益取决于填埋场到用户的距离及发生源的连续性。

3.2.2发电。主要由填埋气收集燃烧系统和发电系统组成,填埋气经收集后,经加压输送至内燃发机组,燃烧转化成电能传输出去。

3.3 渗滤液的处理现状

渗滤液水质复杂,这给渗滤液的处理处置带来了很大的困难,目前国内外还没有非常完善的处理工艺,对渗滤液的主要处理途径是:

3.3.1与城市污水合并处理。将垃圾渗滤液就近引入城市污水处理厂,与城市污水合并进行处理。

3.3.2渗滤液回灌技术处理。用适当的方法,将在填埋场底部收集到的滤渗液从其覆盖表面或覆盖层下部重新灌入填埋场。

3.3.3渗滤液处理厂处理。目前,用于垃圾渗滤液处理的方法主要有生物法和物理化学法。

3.4 渗滤液的主要处理工艺

3.4.1活性炭吸附法

在渗滤液的处理中,该方法主要用于去除水中难降解的有机物(酚、苯、胺类化合物等)、金属离子(汞、铅、铬)和色度,一般情况下,对COD和NH3-N的去除率为50%~70%[3]。活性炭吸附法处理可适应水量和有机负荷的变化,且设备紧凑,管理方便。方士等[4]用回流式两级序列间歇式活性污泥法(SBR)―活性炭吸附混凝工艺处理高氨氮、低碳氮比的垃圾渗滤液,粉末活性炭和铝盐投加量分别为1‰(W/V)和0.4‰(W/V),吸附时间为100 min,总的水力停留时间为82 h,CODCr和氨氮的去除率可以稳定在90%以上,出水中氮的主要形态为NO2--N,出水CODCr

3.4.2化学氧化

化学氧化法可以分解渗滤液中难降解的有机物,从而提高废水的生物降解性能。其中高级氧化技术因能够产生极强氧化性的・HO自由基而越来越广泛地被用于处理渗滤液。Fenton法由于费用低、操作简便而受到人们的重视。张晖等[5]介绍了Fenton 法处理垃圾渗滤液的中试试验,结果表明,当双氧水与亚铁盐的总投加比一定(H2O2/Fe2+=3.0)时,COD的去除率随双氧水投加量的增加而增加。当双氧水的总投加量为0.1 mol/L时,COD的去除率可达67.5%。Fenton 法在处理高浓度的有机污水方面有很大的潜力,但它的缺点是对pH值敏感,且处理后的废水需进行铁离子分离回收。其他的氧化剂主要有臭氧、氯和氯系氧化剂,但后者由于残留产物的高毒性,不适合采用。

值得一提的是,近年来出现的光催化氧化技术,它具有工艺简单、能耗低、易操作、无二次污染等特点,尤其对一些特殊污染物的处理具有显著的效果。因此,该方法在垃圾渗滤液的深度处理方面有很好的应用前景。谭小萍等[6]对影响垃圾渗滤液的光催化处理的因素进行了研究。结果表明:光强越大,最佳TiO2投量就越小;最佳反应时间一般宜在1.5~2.5 h;波长为253.7 nm的紫外线杀菌灯价格低廉、使用广泛、处理效果好,COD去除率可达40%~50%,脱色率可达70%~80%。

3.4.3组合工艺处理技术

如前所述,垃圾渗滤液由于水质复杂使得单一工艺不能很好地达到理想的处理效果。所以宜采用组合工艺对渗滤液进行处理。

目前国内外已经发展出许多组合工艺,且取得了较好的处理效果。Laitinen等[7]研究了SBR和淹没式膜生物反应器(MBR)组合工艺处理垃圾渗滤液,在SBR中,SS、BOD5、NH3-N和PO43--P的去除率分别达到89%、94%、99.5%和82%。MBR进一步提高了出水水质,并减少了水质的波动,其中SS和PO43--P的去除率分别超过了99%和88%,BOD5和NH3-N的去除率均超过97%,TN去除率可以达到50%~60%。王延涛[8]研究山西省平顺县填埋场渗滤液处理工艺(如图1所示),该工艺采用高效专用微生物处理单元缺氧+厌氧(UBF)―曝气生物流化床(BFB)组合工艺,运行结果表明:当进水SS为600 mg/L,NH4+-N浓度为700 mg/L,BOD、COD的浓度分别为4500 mg/L、10000 mg/L,经过处理后,出水SS、NH4+-N、BOD和COD的浓度分别降到75 mg/L、10~30 mg/L、30~50 mg/L、600~900 mg/L;总去除率:SS=95%,BOD=99%、COD=94%。

3.4.4膜渗析与分离系统

膜处理一般与其他处理方法联用,超滤或微滤常常作为反渗透的预处理。袁维芳等[9]对广州市大田垃圾填埋场渗滤液预处理出水进行了反渗透实验研究,结果表明,进水压力为3.5 MPa,pH值为5~6的条件下,当进水COD浓度为250~620 mg/L时,出水浓度几乎为0,去除效率达100%,平均透水量为30~42 L/(m2・h)。但膜分离方法一次性投资费用大,而且对浓度较高的渗滤液,处理费用很高。

4结语

在我国,卫生填埋技术是生活垃圾处理的主要手段,而填埋产生的渗滤液是一种高浓度、成分复杂、水质水量易变化的污水,人们对渗滤液的处理一直处于探索和发展之中。针对垃圾渗滤液的处理,可选用的方法虽然较多,但不同程度地都存在一些缺陷,如何选择最佳处理,工艺或将现有的处理工艺有机结合,降低运行成本,提高出水质量是目前需要研究解决的问题。

参考文献:

[1] 段丽杰,马继力,孟凡萍.城市生活垃圾对城市生态系统的破坏及防治对策分析[J]. 内蒙古环境科学,2009,21(5): 26-36.

[2] 高惠璇.应用多元统计分析[M]. 北京:北京大学出版社,2005.

[3] 周爱姣,陶涛. 垃圾填埋场渗滤液物化处理的现状及发展趋势[J]. 重庆环境科学,2001,23(6):67-70.

[4] 方士,卢航,蓝雪春. 两级SBR-PAC 吸附混凝法处理垃圾渗滤液的研究[J].浙江大学学报,2002,28(4):435-439.

[5] 张晖,Huang C P. Fenton法处理垃圾渗滤液[J].中国给水排水,2001,17(3):1-3.

[6] 谭小萍,王国生,汤克敏.光催化法深度处理垃圾渗滤液的影响因素[J].中国给水排水,1999,(5):52-54.

[7]Niina Laitinen,Antero Luonsi,Jari Vilen. Landfill leachate treatment with sequencing batch reactor and membrane bioreactor[J]. Desalination,2006,191(1-3):86-91.

篇9

关键词:非平衡等离子体; 垃圾渗滤液; 实验研究;

中图分类号:O53 文献标识码:A 文章编号:

卫生填埋是目前世界上应用最广的城市固体废弃物处置方法,仅2003 年我国就有约1.48 亿吨的城市固体废弃物通过卫生填埋处置[1] 。垃圾渗滤液是垃圾在填埋过程中产生的二次污染物,其中含有高浓度的有机污染物、氨氮(NH4+-N)和无机离子,如果收集或处理不当,将对周围环境造成极大危害[2]。因此垃圾渗滤液的处理是影响填埋成功与否的关键因素之一。

垃圾渗滤液处理技术比较

处理垃圾渗滤液的方法通常有物理化学法和生物法两种。物化处理不受水质水量变动的影响,尤其是对BOD5/COD比值较低(

高级氧化处理技术被认为是一条处理难降解、可生化性差废水的有效途径;它具有运行费用低,处理效率高、极少产生二次污染、对绝大多数的难降解物质破坏较彻底等诸多优点,所以高级氧化技术(AOP)逐渐成为各国水处理技术研究的热点,如湿湿空气氧化法、超临界水氧化法、光催化氧化法、低温等离子体氧化法等。近年来发展的液相非平衡等离子体,是一种复合型的高级氧化技术。利用高压脉冲放电过程中发生的高温热解、光化学氧化、液电空化降解、超临界水氧化以及高能电子辐射等综合效应,产生各种对污染物具有强氧化作用的活性自由基及低温非平衡等离子体,富集了离子、电子、自由基以及激发态的原子和分子等高活性粒子(各种-羟基(·OH)自由基和过氧化氢(H2O2)、臭氧(O3)),可迅速而无选择性地将垃圾渗滤液中的有机物分子激发、电离或断键,降解为分子量更小、毒性更低的有机物甚至将其无机化,其无需外加氧化剂、高温、高压、外加光源等一些技术手段,是一种全新、高效、低能耗的处理难降解有机废水技术[3][4]。

目前,等离子处理难降解废水的趋势主要集中于:(1)高稳定性、廉价纳秒级短脉冲电源的研制;(2)反应器与电源的有效匹配,使降解过程中的能耗进一步降低;(3)有机废水在等离子反应过程中降解机理的详细研究。

实验部分

本实验主要研究内容

实验所取垃圾渗滤液来自浙江杭州天子岭垃圾填埋场,取回后于4 ℃冰箱保存,垃圾渗滤液的污染特征可用COD、BOD5、BOD5 /COD

pH、SS、NH3 - N、重金属等参数表示。 实验备用,实验前,对渗滤液的部分水质指标进行了检测。其原水样水质指标如下表1所示:

表 1垃圾渗滤液原样水质

从上表数据可知,COD的值大于BOD,可以看出原污水可生化性较差,水样中还原性物质的量远大于可为生物利用的有机物的量,看出原污水可生化性较差,水样中还原性物质的量远大于可为生物利用的有机物的量,可能出水中含有某些物质比如大分子的有机污染物,因此难于被生物降解。

本实验研究主要从电压、电极结构、液膜厚度、稀释倍数四个方面研究等离子体对垃圾剩滤液的降解效果,并评价等离子技术对传统处理技术的优越性。

实验条件与仪器

表 2 实验条件

实验现场相关图片

图 1高压放电瞬间图

Fig. 1 The moment of High Voltage Discharge during the test

图2处理后效果图

Fig. 2.Removal efficiency after the test

结果与讨论

实验影响因素的探讨

电极结构对降解效果的影响

电极结构实验

量取10ml 垃圾渗滤液到反应中,将高压针尖(用细的针)与液面的距离调到0.5 mm,改变针尖根数(1,3,8) 进行实验,考察不同电极数对垃圾渗滤液的降解影响。

图3 COD浓度随放电时间变化关系图

图4 氨氮浓度随放电时间变化关系图

图5 检测项目降解效果图

电极结构实验结果表明:COD的浓度值随放电时间的延长而逐渐升高,在30min到达最大值,逐渐升高的原因是因为电极放电后渗滤液中多环芳烃类难降解有机物与等离子体(·oH自由基等)作用,生成可化学氧化的有机化合物,从而表现为COD值的升高。经过多次放电处理后,由于放电过程中产生的·OH的氧化作用及臭氧、紫外光等多效应综合作用,使渗滤液的COD浓度逐渐下降。从氨氮浓度与处理时间的关系图看出,氨氮对于放电次数降解波动很大,但是8电极呈比较好的线性关系。综合降解效果图,不难看出3根和8根电极COD和氨氮降解效果普遍好于单个电极,COD的平均降解率达到50~70%,氨氮降解率为33%,总磷降解效果很明显达40~70%,非平衡等离子体可去除部分水样色度的。

电压结构对降解效果的影响

电压实验

量取10ml 垃圾渗滤液到反应中,将高压针尖(用细的针)与液面的距离调到0.5 mm,采用3根高压电极,改变电压进行实验(45, 70, 100),考察放电电压对降解的影响,当电压高以后或许只有一根高压极放电。

图6 COD浓度随放电时间变化关系图

图7 氨氮浓度随放电时间变化关系图

图8 检测项目降解效果图

电压结构试验表明:有图可知COD在不同的电压下,COD的值与放电时间呈显不同的关系,在三根电极情况下电压70v时COD降解效果明显优于45v和100v,降解率可达70%,说明电压对降解效果能产生较大影响。氨氮降解效果在三种电压下比较稳定,电压处于100v处理效果最好,处理效果达到50%~85%。总磷的去除高压与低压差别不大,去除率在2~10%。

液膜厚度对降解效果的影响

液膜厚度实验

将高压针尖(用细的针)与液面的距离调到0.5 mm,采用3根高压电极,将电压固定在约65 V(使尽可能多的电极放电),改变液膜厚度进行实验 取渗滤液水样分别为10ml(液膜厚度7.046mm ),15ml( 液膜厚度9.09mm),20ml (液膜厚度14.032mm),考察液膜厚度对放电的影响。

图11 检测项目降解效果图

液膜厚度实验实验结果表明:液膜厚度处于15ml各指标降解效果最理想,由于液膜厚度不同,COD和氨氮的变化趋势呈现不同的特点,COD降解效率在40~60%之间,氨氮的降解受液膜厚度影响波动较大,在反应30min后氨氮浓度有明显的上升,可能污染物中很多含氮有机物分解,从而导致氨氮浓度上升,随后由于氨氮继续分解为小分子物质所以放电后期氨氮浓度明显下降,时在本组实验中色度的去除比较明显降解率可达40~50%,

溶液浓度对降解效果的影响

稀释倍数实验:量取10ml “稀释后”的垃圾渗滤液到反应中,将高压针尖(用细的针)与液面的距离调到0.5 mm,采用3根高压电极,将电压固定在约65 V(使尽可能多的电极放电),改变垃圾渗滤液的稀释倍数(5倍,10倍,20倍),考察稀释倍数的影响。

图12 pH值随放电时间变化关系图

图13 COD浓度随放电时间变化关系图

图14 氨氮浓度随放电时间变化关系图

图15 检测项目降解效果图

稀释倍数实验表明: COD随稀释倍数的增加降解率明显下降,分析降解百分率不难发现稀释对总磷的降解有有很大影响,尤其对渗滤液pH影响最大,pH值本组实验中波动很明显,出现的值在3~8之间,且处理时间大于20min之后溶液pH下降明显,这很好的证明了在放电过程中电离产生强氧化性自由基,·O、·OH、·OH2等与激发态分子、破碎基团及其他自由基等发生一系列等离子体化学,脱色过程中生成了大量含羧基的物质,使pH下降明显。此外污染物在10倍稀释时色度去除很明显,去除率达到90%以上。

结论

综合各种因素而言,在3根电极条件下,70v左右的电压,液膜厚度为14.032mm时,氨氮降解效果较好,取液膜厚度为14.032mm时,生化性BOD/COD比值>0.5,稀释对于降解效果影响不大,氨氮处理效果随放电时间的延长而提高,稀释10倍数时处理达到预定效果,相对较理想的处理时间为30~45分钟。

本实验有效地证明了非平衡等离子体对与垃圾剩滤液确实具有良好的的降解效果。它是一种高效、简洁、处理效果理想的新颖的垃圾渗滤液处理技术,具有反应速度快、降解有机物彻底、无公害、水质适用范围广等优点,大大提高滤液出水的可生化性,降低渗滤液毒性。对于未来垃圾渗滤液的处理无疑具有良好的借鉴作用,且这一技术在未来将具有有很大的探索发展空间。

本次实验研究存在电极利用的效率问题。此外利用等离子体技术处理污染物存在耗能高,处理成本是限制其工程应用的主要因素。节能降耗、倡导绿色低碳 是当今社会的关注点,在今后的研究中通过对电极结构的改进,向着低能耗方向迈进。

参考文献

[1]. China Environmental Protection Bureau[M]. China Environmental State Bulletin. Beijing: 2004

[2].Li X Z, Zhao Q L, Hao X D. Ammonium removal from landfill leachate by chemical precipitation[J]. Waste Manage, 1999, 19 (6):

[3].赵华侨著. 等离子体化学与工艺[M]. 合肥: 中国科技大学出版社,1993.

[4].Rboinson,J.W. Hma,M. Balaste. Ultraviolet Radiation from Electrical Discharge in water[J]. APpl. Phy, 1973, 44:72.

[5].Yan Keping. Application of Corona- Induced Non- thermal Plasma in Gas Cleaning [J]. Science &Technology Review, 2007, 5: 69-74.

[6].郭香会,李劲. 脉冲放电等离子体处理硝基苯废水的实验研究[J]. 电力环保技术. 2001,17,37-38.

[7].李杰,周志刚,工慧娟,李国峰,吴彦,可用于光催化研究的脉冲放电流光光源[J].化学通报. 2006,69,57-61.

[8].Wen. Y.Z, Jiang. X.Z. Degradation of 4- chorophenol by high-voltage Pulse corona discharges Combined with ozone[J].Plasma Chemistry and Plasma Processing, 2002, 22:175-185.

[9].Clements. J.S, Sato. M, Davis. R.H.. Preliminary investigation of Prebreakdown Phenomena and

chemical reactions using a Pulsed high-voltage discharge in water. IEEE. Trans. Ind. Appl. 1987,23,224一235.

X-GRL by Wet Electrocatalytic oxidation Process .Ind. Eng. Chem. Res. 2007, 46,8951-8958

[10].Gyrmonpre. D. R, Fnniey. W. C, Clar. R. J. Hybrid gas liquid electrical discharge reactors for compound degradation[J]. Industry Enginnering Chemistry Research, 2004, 43: 1975-1989.

[11].Sun. B,Sato. M,Clemenst. J. s.Optical study of active species produced by a Pulsed streamer corona[J]. Journal of Electrostatics. 1997,39:189-202.

[12]Sugiarto. A. T, Shunsuke. I. Oxidative decoloration of dyes by pulsed discharge plasma in water[J]. Journal of Electrostatics. 2003, 58:135-145.

[13]. 张胜喜,李胜利. 光化学氧化法处理垃圾渗滤液影响因素的研究[J].环境科学与管理.2009.34(9):55-56;

[14]. 谭磊,王宝山; 高级氧化技术处理垃圾渗滤液的研究进展[J]. 环境科学与管理. 2009.34(4):87-93;

篇10

摘要:论述了固体废物的性质和危害,对广州市固体废物污染的现状做了较详细的分析。针对污染的问题提出了可行性建议。

关键词:广州市;固体废物;二次污染

1广州市固体废物污染现状

1.1广州市工业废物污染现状

近年来,广州市工业生产产生的固体废物急剧增加,组成成份日趋复杂。2005年全市固体废物产生总量达2334万吨,其中一般工业固体废物就占有1400万吨,该市固体废物的处理处置总量虽接近1000万吨,但现有的固体废物处理处置设施数量上远远不能满足废物处置需求,设施建设普遍简陋,达不到“无害化”的标准,二次污染严重。

1.2广州市城市生活垃圾污染现状

目前广州市平均日产垃圾6300吨。生活垃圾,主要在位于黄埔区的大田山垃圾填埋场集中处理。但由于各种原因,这些生活垃圾在处理过程中又给当地的居民群众造成了较为突出的二次污染。尤为令人吃惊的是,已开场10多年、并计划将于年内关闭的大田山垃圾填埋场,其污水处理系统至今还处于调试阶段,大量未经任何处理的污水直接排放到河涌里。

1.3广州市有毒化学固体废物污染现状

目前广州市每年的危险固体废物产量约为2万吨,废旧电子电器12万吨,废塑料包装物和农用薄膜32万吨。其中医疗废物进行集中处理处置的只有广东生活环境无害化处理中心等3家,医疗废物集中安全处置达标率只有40%;大量的危险废物被不规范焚烧或倾入没有采取防渗措施的生活垃圾填埋场,甚至直接排入环境中,造成严重的环境污染。

1.4广州市白色污染现状

广州市目前使用的是EPS(俗称白色)泡沫塑料快餐具,其年消耗量在20亿~30亿只,大量弃掷的泡沫塑料快餐具形成“白色污染”。21世纪广州市的白色垃圾有300多万吨。由于EPS泡沫塑料消耗的是无法再生的石油资源,用作发泡剂的氟利昂是对地球大气臭氧层造成不可逆转破坏的“元凶”,它埋在地里会使土壤劣化,焚烧处理又会产生10余种有毒气体污染空气,故而成为灾难性的“白色污染”。它已同汽车尾气、有磷洗涤剂一起被列为我国环保治理的三大重点。因为白色垃圾需要百年以上时间才可以在自然界自然降解,所以解决它的污染问题被称做百年难题。

2广州市固体废物污染治理对策

2.1工业固体废物污染的治理对策

(1)冶金废渣的治理对策。

①高炉渣:高炉渣的产量随冶炼技术及矿石的品位不同而变化。高炉渣属于硅酸盐材料。它化学性质稳定,并具有抗磨、吸水等特点,可供广泛应有,国内对高炉渣的应用都很重视,美、英、法、日本等国高炉渣的利用率已达100%,甚至出现了很多专营高炉渣商品的公司和工厂。我国高炉渣的利用率已达85%以上。为了适应不同的用途,高炉渣可分别被加工成水渣、矿渣碎石和膨胀矿渣等几类主要产品。

②钢渣:钢渣是炼钢过程中排出的固体废物,包括转炉渣、电炉渣等。炼钢过程中的排渣工艺,不仅影响到炼钢技术的发展,也与钢渣的综合利用密切相关。目前,炼钢过程的排渣处理工艺大体可分为如下四种:冷弃法;热泼碎石工艺;钢渣水淬工艺;风淬法。

(2)化工固体废物的治理对策。

①对硫铁矿烧渣,应根据其含铁量的不同确定其用途,铁含量高的应回炉炼铁;低铁、高硅酸盐的硫铁矿烧渣宜做水泥配料。

②铬渣可代替石灰石作炼铁熔剂。在冶炼过程中铬成为金属进入铁组分中,可彻底消除六价铬浸出的危害;根据铬渣在高温下能还原成低价态无毒铬的原理,可将铬渣掺入煤中用于发电、用铬渣作玻璃着色剂或钙镁磷肥和铸石。还可利用碳对铬渣进行干法还原除毒;用电解法处理铬酸、生产铬盐精、回收原理含铬硫酸氢钠等。

③烧碱盐泥可采用抽滤、沉淀过滤法进行处理,或用于制氧化镁等;含汞盐泥可用次氯酸钠氧化法、氯化-硫化-熔烧法进行处理,并回收金属汞。

④电石渣可制水泥或代替石灰作各种建筑材料、筑路材料等,还可用来生产氯酸钾等化工产品。

⑤其它化工废物,如,磷渣可烧制磷酸;甲醇废触媒可生产锌-铜复合微肥;溶剂厂母液可生产二甲基甲酰胺等;染料废渣制硫酸铜等产品;胶片厂的废胶片和废液可回收银。

2.2生活垃圾污染的治理对策

(1)填埋法。

①垃圾填埋场的选址。选址时遵循的原则是:远离生活区和水源地;避开上风口和水源地上游;自然地理条件不适宜飘浮扩散和渗漏。

②对填埋场需要进行严格的防渗漏处理,以免垃圾中的有害物在雨水或地表径流的冲刷下随水渗漏,污染地下水和相邻土壤。

③垃圾场表面覆土和排气管网设置。

(2)堆肥法.

堆肥生产的主要工艺过程是:生活垃圾-分类-破碎-发酵-烘干-磨粉-配料-造粒-干燥-包装-出厂。如果是生产一般堆肥,则在发酵工艺完成后,即可直接使用;如果生产有机复合肥,则在配料工艺需要添加一定配比的化肥。有机复合肥的有效肥力是一般堆肥的4~5倍。目前广州市的固体污染只有少量是用的堆肥法处理。

(3)焚烧法。

广州市现在有1座大型垃圾焚烧厂——李坑垃圾焚烧厂。李坑生活垃圾焚烧发电厂一期是广州市重点工程项目之一,项目总投资7.25亿元。投入运行的一期工程设计日处理垃圾1040吨,占目前广州市日产生活垃圾量的约1/7;该厂年发电1.3亿度,能满足10万户家庭生活所需,是符合广州特点,达到国内领先水平的垃圾焚烧发电厂。利用垃圾发电、“变废为宝”是李坑生活垃圾焚烧发电厂有别于垃圾填埋场的一大亮点。该项目还是国内第一个采用中温次高压参数的焚烧发电厂,通过提高蒸汽温度和压力有效提高蒸汽回收效率,使发电量增加20%以上。此外,与垃圾填埋场需大量占用土地不同,该厂在设计原则上尽可能节约用地,目前一期用地仅为3.2万平方米,是兴丰垃圾填埋场的1/10。

2.3白色污染处理方法

①实行垃圾分类,以利回收利用。清洁的废塑料制品可重复使用、造粒、炼油、制漆、作建材等。而从垃圾场重新分拣废塑料制品,则费时费力,且塑料的利用价值也很低。所以一定要在废塑料制品进入垃圾流之前将其分类回收上来。目前,发达国家大都走回收利用的路子。我国城镇尽快推行垃圾分类弃置已势在必行。

②依靠科技进步,发展可降解塑料。美国、日本等发达国家已研制成功以植物淀粉为主要原料的可降解塑料,大大缩短了其可降解周期。广州市新型塑料的研制也取得了重大进展,已经和正在开发出以淀粉、秸秆纤维、天然草浆等材料制成的“绿色”替代品。

③加强立法,强化管理,尽量减少或控制使用不可降解塑料的生活用品。以法规的形式明确生产者、各级销售者和消费者回收利用的义务。目前美国、日本等发达国家已明令禁止使用一次性塑料快餐餐具。广州市也为此专门制定了地方性法规,扼制“白色污染”的污染源。

2.4广州市垃圾二次污染的防治措施

(1)填埋场场底防渗。

为防止垃圾渗滤液污染地下水,必须在填埋场底采取有效的防渗措施。以前垃圾填埋场底部都铺放一层防渗材料,主要有黏土、沥青、塑料膜等合成橡胶等。近几年国外开始采用人工合成防渗层,有的采用双防渗层,效果明显好于前者。垂直防渗可采用帷幕灌浆、不透水布等。各填埋场可根据具体工程和水文地质情况,采取相应的防渗措施。

(2)渗滤液的收集处理。

垃圾渗滤液的处理方法包括生物、物化及土地处理法。生物处理法包括好氧处理、厌氧处理和厌氧-好氧处理。物化法主要有化学混凝沉淀、电解氧化、活性炭吸附、密度分离、化学氧化、化学还原、膜渗析、汽提、湿式氧化等多种方法。和生物法相比,物化法受水质水量影响小,出水水质稳定,尤其对BOD/COD较低而难以生物处理的垃圾渗滤液有较好的处理效果。由于物化法处理费用较高,一般用于渗滤液预处理或深度处理。渗滤液的土地处理包括慢速渗滤系统(SR)、快速渗滤系统(RI)、表面漫流快速渗滤处理系统(ARI)等多种土地处理系统。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颗粒和溶解成分。通过土壤中微生物作用使渗滤液中有机物和氮发生转化,通过蒸发作用减少渗滤液量。

(3)填埋气的处理和回收利用。

①填埋气的收集。由于大部分沼气在填埋场填埋过程中就已形成,所以沼气采集应在填埋过程中就开始实施。在荷兰,对正在使用的垃圾场,主要采用立式或水平式收集技术。立式采气系统是在垃圾场的填埋过程逐步建造成的,其方法是在填埋场内均匀分布竖立大口径钢管,在每个钢管外砌筑竖井,当填埋厚度达到2~5米时,将钢管向上抽一部分,并继续砌筑,直到填埋场达到设计高度,然后将钢管移走。

②填埋气的净化。溶剂吸收法是目前较为成熟的沼气净化方法,如采用双塔式溶剂吸收法提纯垃圾沼气,设备简单、成本低、操作简便,净化效果好。

2.5广州市固体废物优化方法