垃圾渗滤液处理前景范文

时间:2023-12-25 17:37:43

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垃圾渗滤液处理前景

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关键词:垃圾填埋场;渗滤液组合;处理工艺

中图分类号:TU74文献标识码: A

近年来,随着城市发展和生活水平的提高,固体垃圾产生量逐年增加,已成为世界性的环境污染问题。目前比较经济和环保的处置方法是卫生土地填埋。然而,在填埋过程中所产生的垃圾渗滤液是亟需解决的关键问题。垃圾渗滤液是一种成分复杂、含有大量的“致癌、致畸”化合物和重金属的有机废水,若不妥善处理,会污染地下水、地表饮用水源,并对环境和人体造成极大危害。目前,垃圾渗滤液的处理方法主要包括物化法、回灌法和生物法,其中生物法因具有运行费用低、处理效率高,不会产生二次污染等优点,而被世界各国广泛采用。

一、垃圾渗滤液处理的来源和特点

垃圾渗滤液中污染物主要有以下三个来源:垃圾本身含有的大量可溶性有机物、无机物在雨水、地表水或地下水的浸入过程中溶解的污染物;垃圾通过生物、化学、物理作用产生的可溶性的污染物;覆土和周围土壤渗入的可溶性污染物。垃圾渗滤液的组成受垃圾成分、气候、水文地质、垃圾填埋时间和填埋方式等因素的影响,垃圾渗滤液主要有以下几个特征:渗滤液水质水量随时间变化大;渗滤液成份复杂,一般而言渗滤液中的有机物可分为三类:低分子量的脂肪酸类、腐殖质类高分子的碳水化合物及中等分子量的灰黄霉酸类物质;COD浓度很高,随着填埋时间的延长,BOD/COD值降低甚至低于0.1,说明稳定期和老龄渗滤液的可生化性较差;氨氮含量高;金属离子含量高;色度高,有臭味。

二、选择垃圾渗滤液处理工艺的原则

根据进水水质特点、排放标准要求、渗滤液处理的规模,结合当地自然和社会经济等条件综合分析确定,选择垃圾渗滤液处理工艺的原则如下:(1)处理工艺确保出水稳定并达到设计排放标准,处理技术先进、可靠;(2)工程运行费用低,管理、维修方便,运转自动化程度较高;(3)可根据进水水量、水质灵活调整运行方式和参数,最大限度地发挥处理装置和构筑物的处理能力。借鉴和参考国内外先进技术和经验,结合当地的实际情况,选择切实可行的处理工艺,保障垃圾渗滤液处理处理系统的正常、稳定运行。

三、垃圾填埋场渗滤液组合处理工艺

1.膜处理系统性能

近几年来,基于膜处理的相关新型组合工艺在垃圾渗滤液处理上得到了广泛的应用。一般常用的是超滤膜、纳滤膜和反渗透膜,由于垃圾渗滤液的难处理性,通常使用多种膜集成工艺处理。该工程采用超滤+纳滤双膜法工艺,超滤错流水回流至SBR出水池,纳滤浓水回灌填埋场区,总回收率为75%。采用双膜法出水水质稳定可靠,完全达到设计排放标准。由于预处理和生化处理已经去除了大部分污染物,因此,膜通量能长时间保持稳定,清洗频率较低,大大降低了运行成本。

2.超临界水氧化

超临界水氧化(SCWO)是利用超临界水的特殊性质,使有机物和氧气在超临界水中迅速发生氧化反应来彻底分解有机物的新型废水处理技术。与常规水处理方法相比,该技术具有处理彻底、反应迅速、无二次污染等优点。

SCWO对垃圾渗滤液中的有机物具有极好的降解效果,在较短的反应时间(5~10min),温度为400~450℃时,垃圾渗滤液中COD和NH3-N的去除率可以分别达到99%和97%以上,甚至出水的COD、pH、色度、NH3-N、SS等指标可以直接达到国家规定的《生活垃圾填埋场污染控制标准》。在温度为450℃、反应时间为300s、氧化系数为3.5、压力25MPa和MnO2催化作用下,出水COD和NH3-N分别降至50.75mg/L和17.66mg/L。P.T.Williams等进行了两种垃圾渗滤液(工业垃圾渗滤液和生活垃圾渗滤液)的亚临界水氧化和SCWO试验,渗滤液中数十种有机污染物的去除率均大于99.99%,垃圾渗滤液中的有机物可以在超临界条件下得到完全的氧化。

3.重金属去除效果

SCWO技术不仅可以去除垃圾渗滤液中的有机污染物,而且可以去除废水中的重金属。渗滤液SCWO出水的Ni、Co、Cu、Zn、Cd、Pb等各种重金属离子的去除率均大于98%,只是在间歇式反应釜被冷却时重金属离子有部分溶解于水样中,导致浓度有所增大;马承愚等在连续式SCWO系统的出水中未检测到Cu、Cr、Pb、Cd的存在,渗滤液中重金属离子的去除率达到了100%。

4.垃圾渗滤氨氮去除的方法

1)反渗透法

利用高压下的反渗透膜选择性通过某种物质而截留其他物质,实现对液体混合物不同组分的分离,这是反渗透法的特点。用反渗透膜处理技术,在超低压下,研究氨态氮去除的特点,并对工艺条件进行优化,实现了高效分离。这些研究为此技术在该领域中的应用提供参考。但此法缺点很多,一是膜容易被污染,而是设备成本较高,限制了其在国内外的废液处理上的应用。

2)吸附法

利用多孔性的固体,使渗滤液中氨氮被吸附在固体表面而去除的方法,这是吸附法的特点。由于沸石内表面积大,因而它具有较强的离子交换和吸附能力。在国内,天然沸石资源丰富,沸石吸附法有很大的应用前景,且此法可以回收氨,实现变废为宝,而且此法没有二次污染。但是对该法用于渗滤液处理的研究还不太多,用于实际生产还有待进一步研究。

5.回灌法

回灌法是把填埋场作为一个以垃圾为填料的巨大生物滤床,渗滤液经覆土层和垃圾层,发生一系列生物、化学和物理作用而被降解和截留,同时使渗滤液由于蒸发而减少。分析了循环回灌法对渗滤液不同组分的去除效果,发现回灌出水中HA、FA的比例提高,HyI比例下降,同时回灌出水中各组分的芳香性构成程度提高,但羧基官能团含量减少,DOM中小分子量有机质所占比例有所下降。回灌法对渗滤液的去除效果随垃圾堆体高度的增加而增加,但是进入垃圾堆体的有机负荷不能无限制增加,否则会破坏渗滤液回灌系统。

6.好氧厌氧结合处理法

中国现行的渗滤液处理厂大多采用厌氧-好氧结合处理系统以实现废水达标排放。采用上流式厌氧复合床(UBF)-缺氧/好氧膜生物反应器(AOMBR)工艺处理垃圾渗滤液,当进水渗滤液COD在10000mg/L左右时,出水COD为1000mg/L左右,COD总去除率>90%。AOMBR系统能够实现稳定脱氮,进水NH+4-N最高质量浓度达2000mg/L左右时,出水NH+4-N质量浓度为50~100mg/L,NH+4-N去除率为95%左右。

综上所述,城镇生活垃圾渗滤液处理工艺基本上是借用城镇污水处理工艺方法进行,尚无针对垃圾渗滤液的特性,创建独立的处理方法。为避免产生次生污染,省、市有关主管部门应对具有垃圾渗滤液处理试验研究力量的单位、公司给予财力支持,以深入渗滤液处理工艺的组合研究,探索更完善的、新型的城镇生活垃圾渗滤液处理工艺,这样对促进我国垃圾处理事业有很大的促进作用。

参考文献:

[1]李莉.生活垃圾填埋场渗滤液物化和生化预处理及组合处理工艺研究[D].重庆大学,2010.

篇2

关键词:垃圾填埋场;渗滤液;处理技术

中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2011)-07-0276-2

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。垃圾渗滤液中含有多种污染物,包括重金属离子和有机物,不仅在水中存在时间长,范围广,而且危害极大,若不妥善处理将对环境造成严重污染。有效收集和处理垃圾渗滤液已成为城市环境急需解决的问题,垃圾渗滤液的处理技术成为研究者关注的热点和难点。

1 垃圾渗滤液的产生及特点

垃圾渗滤液,又称浸出液或渗沥水,是垃圾填埋场中不可避免的二次污染物[1],主要来源于降水、垃圾含有的水和微生物厌氧分解产生的有机废水[2]。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。

垃圾渗滤液污染物含量受垃圾成分、填埋年限、气候条件和填埋场设计等多种因素的影响[3]。垃圾渗滤液水质特点可以概括为:①污染物种类多,成分复杂,浓度高。刘军等使用GC-MS 对垃圾渗滤液中有机组分进行分析,共有63种有机化合物,大多是难以生物降解的有机化合物,如酚类、杂环类、杂环芳烃、多环芳烃类化合物,约占渗滤液中有机组分的70%以上[3];有机物浓度高,COD和BOD5浓度高,最高可达几万mg/L。②水质、水量变化复杂。垃圾填埋场的水文气候条件、地质条件、地理位置、构造方式、填埋时间等不同,垃圾渗滤液的成分和产量也发生变化。而且生物可降解性随填埋龄的增加而逐渐降低。③营养比例失衡。渗滤液中氨氮含量高,C/N值常出现失调情况,同时p缺乏,微营养比例不能满足水处理的要求。

2 垃圾渗滤液处理工艺技术

在《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008) 于2008年7月1日颁布实施后,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,在此不多作介绍,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。

2.1 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。

例如北京阿苏卫渗滤液处理厂选择“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。

另外,早期渗滤液生化处理工艺选择沉淀池进行泥水分离,但是由于高污泥浓度的污水在沉淀池中的沉降性差,抗污泥膨胀的能力差,从而造成生化池中的污泥浓度偏低,出水水质不稳定。

2.2 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。

据相关实例数据表明,MBR系统对COD的去除率在90%以上,NH3-N在95%以上。任鹤云等采用MBR法处理渗滤液,生化部分采用硝化/反硝化工艺,膜部分采用的超滤+纳滤膜,出水COD小于60mg/L,SS小于50mg/L,氨氮小于18.8mg/L重金属等未检出[4];康建雄等应用UASB-A/O-膜工艺处理垃圾渗滤液取得良好效果,CODcr,BOD5和氨氮的去除率分别达97.3%、98.6%和92.8%,出水水质优于国家排放标准[5]。

2.3 膜处理技术

膜处理技术包括微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)和反渗透膜(RO)等,常用于二级处理后的深度处理,多以微滤(MF)、超滤(UF)代替沉淀、过滤、吸附、除菌等常规深度处理中的预处理,以纳滤(NF)、反渗透(RO)进行水的软化和脱盐。在垃圾渗滤液处理系统中,由于渗滤液的生化性较差,单独依靠生化反应和MBR系统并不能完全实现水质达标排放,因此MBR的出水需要进一步深度处理。根据目前的处理技术,MBR出水还可通过NF或RO系统进一步处理,RO和NF都能去除细菌、微生物、溶解盐等,但RO效果更好。一般RO和NF之前的进水都必须进行预处理,对SS及浊度都有明确的要求,一般SS≤1mg/L,浊度≤5NTU,pH控制在中性左右。对RO、NF影响比较大的环境因素除进水水质外,还有压力、温度等,这些因素是可控的,因此系统运行的稳定性有了一定保证。

苏也研究表明,MBR-NF工艺经过4个多月的运行,运行稳定,在进水CODcr远高于设计值的情况下,出水状况仍然良好,满足设计要求[6]。

2.4 组合工艺流程

目前由于环境污染的不断加重,国家从加强环保的角度出发,颁布了《生活垃圾填埋场污染控制标准排放标准》(GB16889-2008),其中出水总氮成为一个重要的指标(非敏感地区40mg/L,敏感地区20mg/L)。为了满足新的垃圾渗滤液排放标准中对总氮的要求,原有MBR工艺进一步优化,增加一个二级硝化反硝化环节,如图1所示,MBR工艺优化为A/O/O+A/O+外置超滤膜(UF)可以保证出水总氮达标排放。

图1 工艺流程图

综上所述,渗滤液处理的工艺以“生物法+膜处理”为主,该工艺技术处理渗滤液可以达到2008年《生活垃圾填埋场污染控制标准排放标准》的排放要求。其中,生化处理过程可以有效地降解、消除污染物,膜分离处理过程可以有效地分离去除不可生化降解的残余污染物。

3 结论和建议

垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水,其处理技术各有利弊,单独采用任何一种处理技术很难使渗滤液达标排放。因此,必须将处理工艺由单一化向多元化发展,通过组合工艺充分发挥各工艺的优势,以达到满意的处理效果。“生物法+膜处理”工艺技术处理渗滤液可以达到2008年《生活垃圾填埋场污染控制标准排放标准》的排放要求,但在垃圾渗滤液的处理过程中仍存在一些问题。

3.1 老龄化填埋场渗滤液可生化性差

渗滤液的可生化性差,新生渗滤液用生化法处理是可行的,但是随着填埋场时间的延长,渗滤液的可生化性降低,尤其是在填埋后期,可生化性很差,B/C不足0.1,生化法使用受到限制。应根据填埋场所处阶段来选择合适的工艺进行渗滤液处理。

3.2 浓缩液处理

膜分离过程可以有效地分离去除不可生化降解的残余污染物,但同时会产生浓缩液,浓缩液的最终处理也是目前水处理行业中一个亟待解决的问题。目前浓缩液的处理方法主要有回灌法、蒸发法、高级氧化+混凝沉降组合法、活性碳吸附和离子交换法等,但是回灌法势必造成盐的累积;蒸发法能耗相当大,而且蒸发器要有很强的抗腐蚀能力;高级氧化+混凝沉降法对有机物有很好的去除效果,但是对总氮去除效果不明显;活性碳吸附和离子交换法用来处理浓缩液很容易达到饱和容量,再生困难,运行费用昂贵。

渗滤液水质如果可生化性好的话,优先选择生化法,但是渗滤液中含有大量难降解的物质和毒性物质,生化出水仍需要深度处理,膜技术的应用解决了深度处理的问题,但是膜处理也存在膜污染和浓缩液处理的问题,如何通过技术改进和工艺组合降低运行成本和减少膜污染是今后研究的方向。

参考文献

[1] 陈玉成,李章平.城市生活垃圾渗沥水的污染及全过程控制[J].环境科学动态,1995,4:15-17.

[2] 王宗平,陶涛,金儒霖.垃圾渗滤液处理研究进展[J].环境科学进展,1999,7(3):32-39.

[3] 刘军,鲍林发,汪苹.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[J].环境污染治理技术与设备,2003,4(8):31-33.

[4] 任鹤云,李月中.MBR法处理垃圾渗滤液工程实例[J].给水排水,2004,10:36-38.

[5] 康建雄,李静,闵海华,等.UASB-A/O膜工艺处理渗滤液工程设计案例[J].华中科技大学学报(城市科学版),2003,20(2):85-87.

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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4

关键词:影响因素;处理应用

前言

在垃圾处理工艺中,混凝沉淀是应用最普遍的关键技术环节之一,环境工程环境处理是建设项目环境保护工作的重要组成部分,是建设项目全过程环境管理不可缺少的重要环节。其目的就是将国家有关的环境保护法律法规、工程质量的法规标准、建设项目环境影响报告书的要求落实到工程项目的设计及施工当中。要工程环境的监理工作当中,加强项目施工期环境的保护管理及监控,落实好环保的投资,防治环境的污染,实施的生态保护以及保障工程项目的建设能顺利的进行有重要意义。

在城市的生活垃圾卫生的填埋处理,工程的整理是一项环保工程,对城市环境的质量改善有重要的意义。但工程建设中也将产生废水、废气、噪声等环境污染因素。尤其是垃圾填埋场产生的渗滤液,含有高浓度废水及细菌、病毒等致病菌,很容易造成二次污染。渗滤液处理质量的好坏是衡量一个城市垃圾填埋场是否达到卫生填埋标准的重要指标之一。所以渗滤液处理工程质量的好坏直接影响到垃圾处理场整个工程的质量及建成后的正常运行。而环境工程环境处理工作是控制整个建设过程的关键所在。

1 实验目的

在实验室特定的条件之下,混凝的沉淀研究对垃圾的填埋场的垃圾渗滤液中ss的消除及活性炭吸附能力,废水中CODcr的消除,找到适合的处理条件及办法,为实际工程项目提供设计的依据。

2 实验材料及仪器

MY3000-6B型搅拌仪,PHB-4型式PH计,分析天平,HY-3型振荡器。分子量为12.01粉状活性炭,聚合氯化铝混凝剂,配成浓度为10g/L,某垃圾填埋场垃圾渗滤液。

3 实验过程

3.1混凝沉淀实验

经实验室测定,垃圾渗滤液原水水质范围为pH:8.01-8.66、水温:19.3~26.09℃,CODcr:1200-1500mg/L,BODs:470-620mg/L,SS:194-220mg/L。

3.1.1最佳投药量的测定

提取垃圾渗滤液200mL放在烧杯当中,慢速(50r/min)进行搅拌,逐渐的加入混凝剂直到出现矾花。此时混凝剂量形成矾花的最小投加量,试验结果是形成矾花最小的混凝剂的投加量数值为1mL。

在1-6号的混凝实验里实验试用杯中加入1000mL的垃圾渗滤液,根据矾花形成最小的混凝剂投加量,再分别往杯中投放4mL、6mL,7mL、8mL、9mL、10mL的混凝剂量。搅拌机快速进行搅拌约1min,转速为300r/min;中速进行搅拌10min,转速为100r/min;慢速进行搅拌10min,转速为50r/min。静置进行沉淀20min,提取杯中上清液体200mL,进行测定SS浓度(每个水样测定三次,取平均值)。对于垃圾的渗滤液,聚合氯化铝随着投加量的增加而增加,SS的消除率上升,最佳的投加量为9mL,也就是相当于在原水中90mg/L,消除率达到64%。当投加量大于90mg/L,SS的消除率将会下降。

3.1.2最佳pH值测定

在混凝的实验6个专用杯里,加入1000mL的原水,进行测定水样的pH值及温度。在编号1、2、3、4、5号的试验杯的pH值分别调整到6、7、8、9、10。编号6号杯为原水,其pH值为8.04。按最佳的投药量,向各个试验杯里添加相同剂量混凝剂为9mL。快速进行搅拌1min,转速控制为300r/min;中速进行搅拌10min,转速控制为100r/min;慢速进行搅拌10min,转速控制为50r/min。静置进行沉淀20min,提取试验杯中上清液200mL,进行测定SS的浓度。结果为60.9%。原水的pH值为8.04,去除率为57.7%,考虑其与原水的pH值相近,从经济角度进行考虑,在实际应用当中可以不进行调整pH值。

3.1.3最佳混凝搅拌速度的测定

按前面的实验得出的最佳pH值与最佳的投药量,分别向装有1000mL水样的实6个验杯中加入同剂量混凝剂9mL,然后调整pH为8.0,快速进行搅拌1min,转速控制为300r/min。随后进行调整转速,在编号为1、2、3、4、5、6号试验杯分别以30r/min、50r/min、80r/min、110r/min、140r/min、180r/min转速进行搅拌20min,停止搅拌后,静置大约20min后。取烧杯中上清液200mL,进行测定ss浓度(每个水样测定进行三次)。混凝阶段的最佳搅拌转速为80-110r/min时,得到最大ss的去除率为68.7%。

由实验得出,作为混凝剂的聚合氯化铝处理垃圾渗滤液时的最佳处理条件为混凝剂投加量90mg/L,pH值为8.00,反应阶段的搅拌速度为80-110r/min。

3.2活性炭的吸附试验

采用间歇实验进行测定活性炭的吸附对垃圾渗滤液COD,去除率。取适量活性炭于蒸馏水中浸泡24h后在103℃温度下烘24h,备用。活性炭的最佳的投加量、最佳的吸附时间及最佳pH值先单独进行测定,确定三者范围分别在0.4~0.6g,50-70min,9.0~10.5段,由此三因素做正交实验。

4 垃圾场概况

随着城市的发展,某市的生活垃圾日产生量已达到500-700t,原有的垃圾堆放场均无填埋场,己不能满足城市发展的需要,因此有关部门决定在位于某市南偏东的柳江县里雍乡宜步村立冲沟,新建日处理生活垃圾600t的生活垃圾卫生填埋场。

垃圾场在营运期间,将产生由填埋区垃圾渗出液、场区生活区卫生污水和洗车生产废水组成的污水。垃圾渗出液是垃圾场的主要污水,每天产生量约200m2,主要污染物为COD、BOD5、NH3-N、SS,污染物浓度很高。此外场区生活污水、生产洗车废水每天产生量约80m2。垃圾场产生的污水通过严格的处理达标后,经立冲沟排入柳江。

5 地下水的环境影响分析的评价

5.1自然的环境条件的影响分析

实际自然环境中影响地下水的因素主要是地下水含水层出露的情况程度、覆盖层的厚度以及共岩性、埋藏的深度等等。依据评价区域水文地质条件,确定因素的情况如下:

(1)含水层的出露情况:赋存径流于评价区域的地下水的主要的通道为一条水位低槽。该通道规模小,未能形成管道流,因此地表没天然的露头。

(2)覆盖层的厚度以及岩性:评价区域覆盖层的厚度如大于20m,岩性二叠系栖霞组(Plq)坚硬半坚硬厚层状硅质的灰岩夹泥质的硅质岩,其透水性非常差。

(3)地下水的埋藏深度:根据评价区域的地下水位的统测的结果,该区域内的地下水位埋深大约是20m,埋深比较大地段甚至可达到40多米。

以上的水文地质条件可以得知,在评价区域的地下水属于自然的防护条件较好不容易污染基岩裂隙水区。

5.2人类的生产生活影响分析

(1)开采的现状:评价区域内地下水属于中等的富水区,该区域的地下水每天的开采量不到150m2,属于比较弱的开采,地下水不因开采而产生不良的影响。

(2)生产生活的影响分析:评价区域没有工业的污染源,生活的卫生废水源也比较少,并且都靠近柳江河进行排放,因此对地下水的影响非常小。

5.3垃圾场营运的影响分析

垃圾场如设计在水文地质单元的排泄区内,垃圾堆放的过程,应选用技术非常成熟的HDPE膜防掺的系统,并按规定的厚度进行分层压实,使浸出的废水沿工防渗渠进行排放时,不因为垃圾场项目建设,使区域内的地下水源遭受污染。

5.4在异常情况下的影响分析

(1)在柳江河出现特大洪水的情况下:1996年在“7.19”特大洪水期间,柳江河水在评价项目建设地段的洪水位为86.94m,而与建设项目配套的污水处理池,是建设项目地带高程最低的设施,其地面标高亦达90m以上。因此建设项目不会因柳江河特大洪水的淹没造成新的污染。

(2)丰水期地下水位抬升的情况:从地下水位标高监测数据看,评价区域地下水位埋深一般大于20m,在地下水位与垃圾填埋场之间,则为碎屑岩组成的隔水层。在建设项目所在的区域内,末见有地下水的天然露头点,说明评价区域地下水主要运移于地下20m以下的岩溶裂隙(管道)。因此垃圾填埋场的建设,不会因地下水位的抬升顶托而造成地下水的污染。

(3)在建设项目人工防渗设施出现异常的情况下:如填埋场内的人工防渗设施受到破坏,垃圾渗出水在天然状态下溢流,则会对评价区域地下水造成污染。但评价区域岩层资料显示,该区域内岩层透水系数大多数为0.005-1.828m/d,属弱和微弱透水性,因此渗出的垃圾污水大部分仍可排入污水处理池,仅有很小的一部分污水对地下水形成污染。由于垃圾场位于地下水单元排泄区的终端,因此污水对地下水的影响范围不大,约为1.5km2。

篇5

公司订货金额远超市场预期。罗来家纺(002293)自2011年底订货政策的调整,不再给订货指标,经营压力不断缓解,库存经管这几年的消化,基本已处于正常水平。同时加盟商逐渐对未来前景重拾信心。基于罗莱主品牌直营业务二季度已较一季度有所好转,小品牌业务近年基本保持较快增长,因此预计公司业绩拐点基本确立。

公司股价上涨有望延续。根据对于港股运动品牌在2013年三季度上涨趋的研究,订货会集中在情况出现改善后,虽然最终业绩还有待确认是否改善,但估值修复将提前推动股价上涨,估值修复的幅度基本会回到股价下跌前水平。因此借鉴港股运动品牌经验,考虑到公司在本轮股价大幅下跌前平均估值基本都在20倍以上,且今日深交所交易公开信息显示,机构对公司的关注度得到重新提升,预计公司股价上涨将有望延续。

操作策略:二级市场上,该股前几个交易日股价连续上涨,累计涨幅超过19%,从中长期角度看,公司已经探明经营和估值底部,相信公司多品牌矩阵发展策略下的未来市场份额将得到提升。预计市场充分消化吸收后,公司股价将继续上扬,投资者可择机介入。

维尔利:业绩或将跨越式增长

积极布局固废和大环保业务。2013年是维尔利(300190)业绩低点,但新签订单较好,餐厨垃圾也在不断取得突破。从公司现有公告看,公司已经相继中标了衢州市生活垃圾、海口市颜春岭等项目,公司正在积极布局固废和大环保业务,未来业务或迎来跨越式增长。

推进公司在餐厨垃圾领域的品牌树立。公司公告称公司首个餐厨BOT项目与常州市城管局正式签署,特许经营期25年。今年以来由于地方对于垃圾渗滤液处理的重视,公司传统业务订单相比2012年下半年有显着回升,陆续公告了宁海、三亚、衢州等订单。大量填埋和焚烧招投标项目确定后,渗滤液处理工艺也将陆续确定,我们预计公司下半年订单或好于上半年,全年订单或达到5亿元以上,并创历史新高。通常渗滤液项目施工周期较短,现有业务高增长可期。相信餐厨项目和现有渗滤液订单顺利推动完全可以保证了公司2014年业绩的高增长。

操作策略:二级市场上,该股筑底反弹冲上近期高位后,出现典型的拐点型标的。同时,受益于公司在餐厨垃圾产业具备相关核心技术拥有无可比拟的先发优势,相信能够给公司带来更好的业绩,有望催化公司股价再次启动。

恒宝股份: 震荡上行

全年业绩有望再上新台阶。2013年1-9月恒宝股份(002104)实现营业收入7.97亿元,同比增长27.5%;净利润1.19亿元,同比增长49%;每股收益0.27元, 3Q单季营收2.86亿元,同比增长39%;净利润4817万元,同比增长69%,同比增速加快,每股收益0.11元。同时,三季末存货余额较年初大增84%,较中期时的数据有明显的提升。预计全年业绩在30%—60%之间,按照目前的发展趋势,实际业绩很有可能超过预测中值。

金融 IC 卡正步入发卡全盛时期。四大行方面,在公司有良好客户基础的农行,公司有望获得较大份额;工行若启动新一轮招标,公司存在较高概率入围;而中行方面,目前出货进度远滞后于工、建两行,在央行频繁出台的督导政策引导下,明年或明显加速,公司作为主要供应商之一也将随之受益。从中报看,其他股份制银行、城商行以及中小机构中的发卡正在启动,来自这部分客户的收入爆发时点较大可能集中体现在明后年。

操作策略:二级市场上,该股进入5月份以来涨多跌少,最近几天需观察下跌是否持续;该股近期的主力成本为14.84元,股价呈强势特征,此股长线看仍是牛市,投资者可积极介入。

东阿阿胶:毛利率不断提升

财务状况改善明显。东阿阿胶(000423)前三季度收入、归母净利润及扣非净利润分别为28.51、8.61及8.38亿元,同比增长分别为53.24%、16.47%及25.77%。母公司的收入、净利润分别为19.19和9.46亿元,同比增长分别为28.67%和28.24%。母公司毛利率、销售费用率及管理费用率分别为76.6%、17.4%及10.1%,同比分别提升3.9、2.2及3.4个百分点。母公司经营性现金流转正为2.75亿元,较为健康。

篇6

关键词: 反渗透;环境工程;应用

中图分类号:B82-058 文献标识码:A 文章编号:

引言

随着社会的不断发展,人们对于环境问题的重视程度也在不断地提高,现今,环境保护相关的工程和技术已被全社会所共同关注。所以,环境工程相关的技术手段的合理运用,也就显得尤为重要。在其相关的技术当中,反渗透技术是一项较为特殊的技术,其主要是海水以及苦咸水进行有效淡化的重要技术手段,在实际的运用当中有着非常好的效果,此外,反渗透技术还在纯水的制备当中扮演着重要的角色。而随着进一步的研究和发展,现在,反渗透技术已广泛地使用于环境工程建设当中的多个方面,其分离浓缩的过程在食品、医药的浓缩方面,以及净水、水软化以及水源的污染控制和回收再利用方面发挥着不可替代的作用,已经逐渐地成为环境工程当中的重要技术手段。本文基于这样的前提之下,对反渗透技术的相关原理和工作的基本流程进行了详细的阐述,对其机理进行了多层次的探究,进而对反渗透技术在环境工程当中的具体应用情况进行了多角度的分析,旨在加强此项技术在实际的使用和操作当中的效果,更好地为社会和人民服务。

1 反渗透技术概述

1.1 反渗透技术的基本原理

反渗透技术又可以成为逆渗透技术,其主要是以压力差作为主要的推动力,从溶液当中分离出相关的溶剂的膜的分离过程。因为其和自然渗透的方向是相反的,所以称之为反渗透。此项技术根据对各种不同物料的不同的渗透压,可以达到使大于渗透压的反渗透法达到分离的效果,进而进行提取、纯化以及浓缩的操作,达到最初的目的。

1.2 反渗透技术的基本透过机理

反渗透技术一般的来讲分为三种基本的透过机理,即氢键理论、溶解扩散型以及优先吸附—毛细孔孔流理论,下文将对其进行详细的分析和探究。

a) 氢键理论。氢键理论的模型将醋酸纤维膜看成是一种高度的、有序的矩阵结构聚合物,在实际的操作过程当中,当水进入到醋酸纤维膜的非结晶部分当中之后,与其中的羟基氢原子发生一系列的反应,进而形成结合水。水分子能够在一个氢键的位置之上,移动至另外一个位置,而当实际的操作过程当中,外界施加进一步的压力之后,水分子就依次地从上至下的一系列氢键位置上面进行移动,通过聚合物,直到离开醋酸纤维膜的表面层,进入到膜的多空层当中,而由于其中存在有大量的毛细管水,所以水分可以畅通地经过;

b) 溶解—扩散性。在这一模型当中,是将半透膜看成是一种完全的致密的中性界面,而水以及溶质的透过膜过程是分成两个阶段来进行的。首先的一个阶段是水以及溶质吸附到膜材质的表面之上,接下来的 1 个阶段是水和溶质在膜当中进行扩散,进而传递,直至最后通过膜,达到最初的效果和目的;

c) 优先吸附—毛细管流动。此模型的主要理论是将反渗透膜看成是一种细微的多孔的结构物质,根据相关的吸附方程作为其基本的理论依据,认为膜的相关化学性质使其对溶液当中的溶质具有一定的排斥作用。在实际的操作当中,靠近膜表面的浓度梯度急剧下降,进而在溶液的膜表面上形成一层可以被膜吸附的纯净水层。然后,在反渗透的进一步压力作用之下,纯水层当中的水分子不断地透过反渗透膜,盐一类的物质被膜所排斥,当离子的化合价越高的时候,排斥的效果和作用就越强。

2 反渗透技术在环境工程当中的应用

根据上文对反渗透相关原理以及模型的详细介绍,可以对其主要的技术有着一个较为初步的了解和掌握,下文将根据反渗透技术在实际当中的应用进行深入的探究,帮助在实际的使用和操作过程当中有着更加准确的应用。反渗透技术由于其分离率较高,同时操作上比较便捷、能耗较低、运行的费用较低等特点,在环境工程当中有着极为广泛的运用,且取得了非常好的效果。

2.1 重金属废水处理

在反渗透的相关环境工程应用当中,对于重金属的废水处理是比较重要的 1 个部分。通过采用超低压的反渗透膜分离以及稀释溶液当中的铜离子、铬离子等等,测试的结果表示,在进行了相关的反渗透处理之后,截留率随着进料压力的不断增加而增加,而当压力进一步地增加至某一值时,对于铜离子以及铬离子的截留率达到了百分之九十九以上,效果极为明显,为环境工程的具体建设和应用做出了重大的贡献。现今,国外很多地区的电镀厂已经采用了膜分离渗透技术,对其排出的污水进行处理,在进行了相关的研究之后发现,在压强差大于一定数值且温度处于 20 ℃~25 ℃之间的时候,可以使料液的浓缩度达到原有的 10 倍以上,而采用了低压复合反渗透膜技术进行相关的处理之后,可以发现其中的铜离子以及铬离子的脱除率会进一步地提升。在韩国的某公司的实际操作当中,运用反渗透进行高导电率的二次处理废水的相关工作,成功地将其中的单价离子以及二价离子进行去除,而根据相关的报道,使用反渗透的相关技术,运用到环境工程当中,可以使废液当中的Pb、Cu、Cr、As、Se、Hg 等离子的脱除率高达 95%以上,有的甚至能达到 99%以上,实际处理和应用效果非常显著,为环境工程的相关建设作出了极大的贡献。

2.2 城市垃圾的渗滤液处理

在城市的垃圾渗滤液当中,其主要的性质为水质比较复杂,且水量变化较大,有害的污染物质浓度较高,氨氮含量以及金属的含量很高。一般地来讲,中国城市渗滤液使用的处理技术是生物处理技术,但是由于反渗透技术能够更加高效地截留污水当中存在的溶解态的无机污染物质以及有机污染物质,所以在近几年当中得到了广泛的运用和发展,前景较好。在意大利的某城市垃圾渗滤液的处理当中,通过反渗透技术的相关设备和技术的运用,将垃圾填埋场当中的渗透滤液进行了一系列的测试和处理,而实验的结果表明,当渗滤液的浓度逐渐地增加的时候,渗透量大大地降低,而当操作当中的压力进一步加大时,COD 的去除率则可以上升至 98%,达到了非常好的使用效果。另外,在中国北京房山区垃圾填埋场当中,运用反渗透的相关理论和技术手段,对其中的渗滤液进行了实际的实验处理,其结果同样表明,通过相关的反渗透技术的使用,可以对进水的水质进行有效的处理,完全可以使排放出的水质达到污染控制的一级标准,而随着高压反渗透相关技术的出现以及实践当中不断地应用加强,其在环境工程当中发挥的作用将更加明显。

2.3 印染废水的处理

在印染的相关工业当中,其排出的废水有着极大的污染,含有染料、助剂、无机盐以及纤维杂质、酸碱等等,其染料当中的硝基以及胺类化合物对环境有着较大的污染,同时其中还含有一系列的重金属元素离子,直接进行排放的话会对环境造成很大程度的破坏。而通过反渗透技术的相关运用,在印染行业当中,可以对其排放的污水进行极为有效的处理,根据相关的报道以及文献资料,反渗透技术非常适合使用在染色槽当中的离子以及大分子的处理之上,在使用了一系列的技术手段之后,第一级苦咸水用膜可以有超过 96%的脱除率,颜色脱除率可以达到 90%以上,总碳脱除率可以达到 85%以上,第二级脱除率可以达到 98%以上,实际的使用效果非常明显,对于环境工程来讲有着非常重大的贡献。

3 结语

综上所述,根据对反渗透技术的相关原理以及模型进行详细的分析,对其具体的在环境工程当中的应用情况进行逐步的分析,力求在实际的操作和使用当中达到更好的效果,更加合理地为社会和人民服务。

参考文献:

[1] 钟 清.浅议环境保护工程[J].现代环境卫生工程,2002

篇7

关键词:臭氧预氧化;废水处理;研究进展

引言

近年来,生活污水越来越多,工业污水也逐渐增多,如何正确治理、利用污水成为了大众关注的重点问题。只有正确利用废水,缓解水资源紧缺的问题才能得到解决。臭氧预氧化是废水处理中的重要步骤,所以对臭氧的研究应更加重视。为了更好地研究该领域、研究废水处理,就应及时了解目前研究的进展,为以后发展做准备。

1臭氧预氧化工艺研究概况

O3是一种氧化性强的强氧化剂,O3的净水作用也是全球公认的。O3可将废水中有毒物质及难以降解的有机物分子部分断裂,在废水处理中有着显著成绩。相关研究表明,废水处理中使用的臭氧预氧化技术是进一步处理的前提,为之后的处理提供了很好的保证,可以说,臭氧预氧化有着重要意义和光明前景。以前只是在饮用水消毒中使用O3作净化,但经过不断试验开始将O3加入到废水处理中,效果十分显著。臭氧预氧化对水体有着很大影响。O3能很大程度去除有机物,但也有专家认为O3对水质造成了另一种破坏。此外,O3还影响着废水酸碱度、内部物质浓度等,所以臭氧预氧化是一项较为复杂的研究,还需更多努力。虽然国内外专家有许多关于O3性质的研究,但仍不能给出明确结论,还处于研究阶段,进展也在不断前进,未来发展还有很大空间[1]。

1.1生物活性炭工艺

臭氧生物活性工艺的原理是将O3通过化学反应与活性炭等形成有吸附作用的过滤器,这种工艺能将降解技术与吸附作用结合在一起,有效提高过滤效果。臭氧生物活性炭的优点是费用低,对有机物等难以去除的物质去除效率高,且效果持续,能使用较长时间。废水经过臭氧氧化,将其中的大分子有机物降解为小分子,并产生更多O2,使有机物更容易被活性炭吸附,同时为水内微生物提供营养。微生物在活性炭上生长形成生物膜,降解小分子,活性炭使用寿命无形中增长。活性炭本身空隙相对较大,过滤效果必定没有长出生物膜的活性炭效果好,这种组合通过不断实践也充分表现了其优势。O3和活性炭结合在一起是一种新形式,通过与其他物质比较,在相同条件下产生使活性炭效果更活跃的现象,利用不同量活性炭也可作为比较。实践证明,不同O3的投入量都使O3效果相同[2]。

1.2曝气生物滤池工艺

曝气生物滤池早在20世纪就已开始使用,这种工艺占地面积小、处理效果好,且能实现智能自动化操作,近年来成为研究重点。生活污水经过生化处理后有机物在水中残留的都是难以降解部分,O3加入使得这些物质成功降解,使该工艺有了突破性进展,也让相关技术有了新的研究方向。O3将废水色度明显降低,除色效果好且提高废水可生化性。

1.3混凝处理工艺

O3作为天然强氧化剂的主要作用就是氧化水中物质,产生无毒物质,近些年,臭氧预氧化技术迅速发展,已开始与多种技术结合在一起,发展成更有价值的复合技术。臭氧预氧化与混凝处理工艺联合在一起,形成更好的解决办法,大大改善了废水水质,实现废水再利用。根据相关研究报道,O3还可将混凝剂絮凝效果提高,帮助人们在工业废水上处理得更好。混凝工艺之前使用臭氧预氧化技术使得混凝剂用量减少,取得更好的处理结果,这是中国近年来科研成果之一,是具有很大价值的研究。在混凝技术与臭氧预氧化结合在一起后,生活污水和工业废水都有了更大的利用空间,解决了许多地方缺水问题,再生水用在许多需要的地方,给人们生活带来了许多好处[3]。

2臭氧预氧化工艺在废水处理中的应用

随着臭氧预氧化技术的不断使用,废水治理有了新途径。尽管目前来讲废水处理还是环境保护难点,但已有了很大进步,多地开始设立废水处理设施,不再放任废水流进河里。臭氧预氧化使废水处理变得更容易达标。臭氧预氧化在废水处理中的应用变得越来越重要,有必要了解一下。

2.1医药农药废水的处理

大多数医药废水和农药废水的可生化性都很差,因为其中存在很多化学物质,而基本处理办法虽然费用低但很难有作用,所以可先用臭氧预氧化工艺处理,这样就提高了废水的可生化性,为之后生物处理降低了难度。通过实践,发现臭氧预氧化工艺的效果非常明显,有效改善了废水的可生化性。农药废水是难以直接利用的废水,如果农药废水能再利用将会很大程度上节约资源,而臭氧预处理使这项难题变得容易。臭氧预氧化将农药废水中有毒物质降解,去除率大大提高,有效解决农药处理的最大问题。

2.2印染废水的处理

印染废水成分复杂,无论是色度还是其中有毒物质的含量都比较高,所以是很难处理的废水。印染废水中所含有机物大多数都有有色基团和不饱和键,而O3能将这些不饱和键断开,形成较小的分子,使这些不饱和键不再能形成有色分子,所以O3也是印染废水处理的必要物质。利用O3与染料反应,处理后可观察到色度降低到0。大量实践证明,常规处理工艺之前加入臭氧预处理能将有色基团破坏,从而去除色度,O3在这里起到了重要作用。

2.3垃圾渗滤液的处理

垃圾渗滤液是垃圾场填埋时通过重力流下的液体,这主要是降雨或垃圾本身所含液体,渗滤液酸碱度较高,污染性极强,一旦渗透就可能对周边环境造成极大危害。随着人口密度增大,城市化也越来越快,生活垃圾积攒越来越多,垃圾渗滤液成为主要问题。相关专家进行技术试验,用O3氧化溶液后,有效地将溶液内有机物降解,经济适用,其中有毒物质去除率大大提高。2.4芳香族化合物废水的处理芳香族化合物是许多工业废水中常见的物质,这种物质危害很大,所以需从废水中去除,也是废水治理的重点。O3氧化后,生物降解性提高,与其他净化工艺结合在一起,取得更好的效果,水中含酚量降低到几乎没有。在以后的研究中,臭氧预氧化将是一个主要研究方向,定会给中国废水治理带来更多的好处[4-5]。

3臭氧联合技术的研究

臭氧联合技术是根据O3的强氧化性与其他净化工艺联合在一起,更好地解决难降解物质和有毒物质的办法。根据不同废水不同特性选择不同办法,从而达到更好的效果。接下来介绍几种臭氧联合技术。

3.1超声波技术

超声波技术能将废水中难以降解的物质分解,与O3联合使用能将降解率提升。超声波使O3氧化反应进行更快,起到加速作用,反应更加完全,去除率更高。O3与超声波同时使用,起到联合作用,废水中染色迅速褪去。

3.2电解处理联合技术

电解处理联合技术的优点是效果明显、经费少、实用性强,所以很多废水治理都采用这种办法。实验中使用了电化学法、催化氧化法等,再使用O3进行反应。电解与O3联合起来,达到更好的染料废水处理结果,这是技术进步的表现,也是技术进步的过程。

3.3催化臭氧化技术

催化氧化技术是近年来用于臭氧单独氧化的基本方法。臭氧催化是一种长远的发展途径。多种化学物质能将O3作为催化剂进行反应,再利用光催化氧化法降解难以降解的物质,达到净化作用。金属催化作用也是其中的一种催化工艺,可通过不同的催化反应进行降解[6]。

3.4氧化技术

氧化技术是近年来发展起来的一项新技术,在氧化中可产生氧化能力更强的活性基团,在以后的研究方向中也能有效帮助未来的研究。臭氧预氧化技术以后的发展会更好地解决污染物,是经济发展的正确发展方向。

4臭氧预氧化在废水处理应用中存在的问题

4.1理论不完善

臭氧氧化技术在以后的发展中会有更多关注,但对O3与许多物质反应的具体细节还不能下更明确的结论,如果要进一步研究就要在理论上进行突破。只有理论上更加完善,O3研究和联合技术才能发展得更好。

4.2O3使用量不明确

在相关研究中,臭氧氧化技术运用还有待提高,其中O3的投入量对废水影响很大,但最佳投入量还不明确,对后续处理还有不利影响,应继续研究,根据不同情况改变使用量,让反应更加完全。

4.3O3性质不稳定

O3化学性质不稳定是目前的研究结果,还不能完全控制O3的反应。催化是中国科研事业的重点研究项目,而其性质不稳定是需解决的首要。选择哪种催化剂、如何使用,是臭氧预氧化在废水处理应用中存在问题的重点。

4.4处理成本高

O3的处理成本高也是废水处理应用中存在的问题。臭氧技术推广及相关实验都需要较高的经费,在以后研究中也应将降低经费作为研究考虑范围,这样才符合中国可持续发展的目的。O3处理成本高是不可忽视的问题,要重视起来,将如何降低成本作为课题进行探讨。

5结语

O3是氧化性极强的氧化剂,应利用这种性质进行废水处理工艺,为中国废水治理找到更好的解决办法。在中国目前的研究中,臭氧预氧化在废水处理中的研究已有了很大进步,将废水的可生化性提高。臭氧预氧化与其他处理工艺结合,起到更好的作用,是一项具有未来发展潜力的处理技术,对中国环境有着很大影响,应将其重视起来。

参考文献:

[1]赵亮.臭氧预氧化技术在水处理中的研究进展[J].供水技术,2010(4):64-65.

[2]王海燕.饮用水化学氧化预处理技术研究进展[J].西南给排水,2014(9):6-7.

[3]王杰.预处理技术在膜饮用水处理中的研究进展[J].天津工业大学学报,2010(2):54-55.

[4]戴琳琳.臭氧预氧化在酵母废水处理中的应用研究[D].北京:北京市环境保护科学研究院,2015.

[5]赵海华.臭氧组合工艺在微污染水处理中的应用[J].城市建设理论研究,2011(3):29-30.

篇8

关键词:ASBR-SBR工艺 高浓度有机废水 难生物降解 有机物氧化 脱氮 除磷

中图分类号:F205 文献标识码:A

人类自工业化以来,在促进社会发展和文明进步的同时,对我们赖以生存的地球产生了巨大影响:人口剧增,资源短缺,环境严重污染。其中以环境污染问题最为突出:(1)物质种类增加了几十倍,其中包括许多种“三致”物质(致畸、致癌、致突变),这些物质被美国、欧盟、中国、日本等国家环保部门列入所谓的黑名单。(2)水资源在得到开发和利用的同时,水污染也日趋加剧,可供人们饮用的水源越来越少。(3)世界范围的第三次科技革命以来,科学―技术―产业化趋势更加明朗,环境保护技术的飞速发展,也是顺理成章、水到渠成,对此我们不难理解。

最近几十年来,伴随着经济的飞速发展,人类的生产活动产生了很多特殊废物:高浓度有机废水、难生物降解废水、有毒有害废水、放射性废水、生活及工业垃圾等,它们对环境造成了很大的危害(有些会造成潜在的危害,几十年甚至上百年才能体现出来),许多地方的地下水、地表水和空气受到了不同程度的污染,严重危害着人们的身体健康。因此,必须采取切实有效的实用方法对这些废物进行处理,达到无害化目的。

传统的好氧生物处理方法有其局限性:除磷和脱氮的效果差,对难生物降解有机物去除率很低,微生物对有毒物质非常敏感等。而序批式反应器(Sequencing batch reactor,简称SBR)近年来受到了广泛的关注。SBR是现行的活性污泥法的变型,它的生物反应机理和传统的活性污泥法基本相同,但有其独特的优点:在一个反应器内可实现有机物氧化、脱氮、除磷等多种功能[1];可用较短的水力停留时间而同时维持较长的泥龄和较高的污泥浓度,从而获得较好的硝化和反硝化效果;微生物种类多,对有毒物质的抵抗力增强;SBR是时间上的理想推流,存在着底物浓度梯度,并且系统中缺氧、好氧交替出现,不利于好氧的丝状菌成长;可实现全过程的自动控制,自动化水平高,管理容易;处理构筑物的构成简单、投资少、管理和运行成本较低等优点。

ASBR是厌氧序批式活性污泥法(Anaerobic Sequencing Batch Reactor,美国专利号:5185079) 的简称,是美国Dague教授等于20世纪90年代将SBR工艺用于厌氧生物处理发展起来的,它以序批间歇运行为主要特征,按次序分为进水、反应、沉淀和排水4个阶段。与连续流厌氧反应器相比,ASBR具有如下优点:不会产生断流和短流;不需要大阻力配水系统,减少了系统能耗;不需要二次沉淀池及出水回流;所需要的搅拌设备和滗水器在国内为定型设备,便于建设运行;运行灵活,抗冲击能力强,能适应废水间歇无规律排放;可实现厌氧的功能并兼有SBR的优点。

鉴于序批式间歇运行反应器在去除污染物方面存在一系列连续流技术无法比拟的优势,可以将SBR技术与ASBR工艺结合起来应用于高浓度有机废水的处理,达到去除有机物、脱氮和除磷的目的。

ASBR-SBR的一般工艺流程为:

废水 ASBR反应池 SBR反应池 出水

在ASBR―SBR系统中,ASBR作为预处理反应器主要用于去除有机物,SBR通过硝化与反硝化反应进行生物脱氮除磷,并进一步去除有机物。(硝化与反硝化过程既可以在SBR反应器中同时进行,也可分别进行[2])。

ASBR-SBR联用综合了厌氧和好氧生物处理工艺的优点:ASBR抗高浓度有机负荷,能将难降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子,提高了废水的可生化性,降低了SBR单元的负荷;而SBR可成功实现有机物氧化、脱氮、除磷等多种功能;处理构筑物构成简单、投资少、管理和运行成本较低;可实现全过程的自动控制,自动化水平高,管理方便。

ASBR-SBR联用后,对不同废水的适应能力大大提高,去除率也有显著的提高。例如,厌氧―好氧二级SBR系统在处理染料废水的长期运行过程中保持了对污染物良好的去除效果,系统出水水质比较稳定,污染物降解效率高,系统对RTB(活性翠蓝,Reactive Turquoise Blue)和COD的降解率能高达92.5%和93.7% [3]。厌氧―SBR工艺处理制药废水,污泥产率较低,约0.4kgMLSS/(kgBOD・d),是普通话性污泥产泥量的1/2,可以减少污泥处理设施的基建投资和运行费用[4]。针对垃圾渗滤液中高负荷有机物、氨氮和重金属离子,通过SBR工艺在实验室里处理垃圾渗滤液实验所获得的良好出水效果[5],可以说明采用ASBR-SBR工艺在技术上是可行的。可见,ASBR-SBR是一种良好的废水处理工艺。

为了进一步提高ASBR-SBR工艺的去除效果,需要寻求最佳反应条件或改进工艺。对ASBR部分,形成沉降性能好的厌氧颗粒污泥,以提高单元抗冲击负荷的能力;寻找最佳的进水时间/反应时间的比值,保证高COD 去除率;控制气力间歇搅拌的强度[6];控制好反应的温度、碱度和各阶段的时间分配[7];,充水时间和负荷率对ASBR工艺非常重要[8],要处理好二者之间的关系。对SBR系统,培养提高脱氮除磷的效果的好氧颗粒污泥 [9];向SBR反应器内投加粉末活性炭,可吸附不可生物降解的部分并起到生物膜载体的作用[10];根据废水的性质采用不同的曝气方式;也可改进成两级系统:单级SBR1+SBR2或CMBR(完全混合生物膜反应器)。北京化工大学的李秀金利用SBR1+ CMBR系统处理牛场高浓度有机废水,用较短的HRT可获得较高的硝化转化效率和污染物去除率,在获得相同污染物去除率的前提下,两级处理系统所需反应器的体积可减少1/3[11];还可以采用改良型SBR工艺(MSBR)(MSBR实质上是由A2/O工艺和SBR系统串联而成,可实现连续进水和出水,为微生物创造良好的生存环境和水力条件,使有机物的降解、氨氮的硝化、反硝化等生物过程一直处于高效反应状态[12])或改进型DAT-IDAT、ICEAS工艺。除此之外,还应有效控制污泥膨胀,培养适应能力强的微生物群体。

ASBR-SBR联用工艺是一种全新的、非常有潜力的废水处理工艺,它集中了厌氧和SBR工艺的所有优点,克服了传统的活性污泥法和厌氧生物处理工艺的缺点,对废水的适应性很强(尤其是难生物降解的高浓度有机废水),并且在实际应用中取得了良好的处理效果。它操作简单,管理方便,基建投资费用低,在我国有着广泛的应用前景。但是,ASBR-SBR目前还仅仅停留在处理小规模水量的基础上,如何提高除磷的效果,如何有效地处理大规模水量,如何去除重金属离子,如何降低运行费用,如何处置产生的污泥将是我们今后研究的一些重要课题。

参考文献:

1.李秀金ASBR―SBR组合反应器用于高浓度有机污水的处理中国农业大学学报 2002年7月:110~116。

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P键词:餐厨垃圾;处理工艺;好氧堆肥

中图分类号 X705 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2017)09-0095-03

1 餐厨垃圾概述

作为城市有机生活垃圾的主要组成部分,餐厨垃圾是指居民家庭、餐饮行业以及企事业单位食堂在食品加工和用餐过程中产生的废料和残余,具有含水率高(高达60%~80%)、有机质占比高(占到干重的95%~98%)、含盐量高、有害物质成分较少等特点[1]。近年来,餐厨垃圾排放量逐年升高,由其引发的污染在城市环境污染问题中日趋显著,对城市卫生环境及居民的日常生活产生了一定的影响,如何合理安全地处置餐厨垃圾,已成为整个社会所关心的问题。

餐厨垃圾在处理上一般遵循无害化、减量化及资源化三大原则,目前在处理技术上,国内外主要采用焚烧法、卫生填埋法以及生物处理方法来对餐厨垃圾进行处理。焚烧法、卫生填埋法等传统餐厨垃圾处理方法通常处理不够彻底,容易引起二次污染,进一步增加环境负担。相比于其他垃圾,餐厨垃圾含有大量的淀粉、蛋白质等有机物,营养物质较为丰富,有害物质含量少,其中有机组分的生物降解率可高达80%,具有很大的回收利用价值。利用生物处理方法来对餐厨垃圾进行降解,不仅处理较为彻底,不会引发二次污染问题,而且在一定程度上对资源实现了回收利用,被公认为是目前比较具有发展前景的处理方法之一。

2 餐厨垃圾处理工艺与方法

2.1 焚烧法 焚烧法是将餐厨垃圾放在特殊设计的焚烧炉中,在1000℃以上高温条件下将垃圾有机成分彻底氧化分解,从而达到减量化目的的方法。焚烧法处理能力强,垃圾减量化程度可达50%~80%,焚烧产生的能量可以用于发电、供暖等,焚烧余下的残渣在高温下加入SiO2等辅料可用于生产水泥、瓷砖等建筑材料。我国通常将餐厨垃圾混入生活垃圾一同进行焚烧处理,资源化利用程度不高,餐厨垃圾含水率高达60%~80%,高含水量导致热值非常低,而焚烧发电对餐厨垃圾的热值具有较高要求,使用焚烧技术处理将大大增加餐厨垃圾的前处理成本。同时,不完全燃烧会产生二f英、氮氧化物、二氧化硫等有害气体及粉尘,破坏生态环境,危害人类健康。此外,焚烧场建设投资额较大,资金占用周期长,管理要求较高。垃圾焚烧技术简便快捷实现了无害化、减量化、资源化的要求,在很多发达国家被广泛采用已有百余年历史,是目前发达国家进行垃圾处理的主要手段。近年来,我国焚烧技术的可接受度并不是很高,废弃物焚烧项目争议引起民众的信任缺失,无论是从技术还是社会影响角度,焚烧技术用于餐厨垃圾处理项目的可行性很低。

2.2 卫生填埋法 卫生填埋法是目前发展中国家普遍采用的处理餐厨垃圾的主要方法之一,是指将垃圾埋入地下,通过各类微生物自身代谢将生物大分子充分降解为小分子的生化过程。卫生填埋技术简单,运行成本低,适合各种垃圾,国内大多数地区将餐厨垃圾直接倒入垃圾填埋场与其他家庭垃圾进行混合填埋。但垃圾填埋场会产生大量的渗滤液、有害气体,容易污染地下水,形成二次污染,危害人体健康,为了防止填埋过程中产生的渗滤液污染土壤和地下水,填埋场需要建设相应的收集和处理系统。此外,填埋场占用了大量土地资源,使用寿命有限,且资源回收利用率基本为零,大量可利用资源被浪费。

2.3 生物方法处理餐厨垃圾

2.3.1 好氧堆肥 好氧堆肥是在好氧情况下,利用自然界中广泛分布微生物的作用使餐厨垃圾中可生物降解有机质转化为有利于土壤性状改良并对作物生长有益且容易吸收利用的高肥力腐殖质的微生物学过程。餐厨废弃物有机质占比高,C/N比较低,N、P、K等元素含量较高,营养成分丰富,适合作为堆肥原料进行处理[2]。好氧堆肥过程大致可分为升温、高温及降温腐熟三大过程,堆肥初期淀粉、糖类等易分解有机物被利用,微生物大量生长繁殖,释放大量热量导致短期内堆体温度快速上升至55℃以上,进入高温阶段;随后易降解物质逐渐减少,加之氧化过程消耗了大量氧气,造成局部厌氧环境,复杂的有机物如纤维素等开始被降解,同时虫卵及病原菌在高温环境下失活,堆体开始逐渐形成腐殖质;持续一段时间后,较易分解的有机物大部分被分解,微生物活动逐渐减弱,温度也随之降低,腐殖质不断积累,堆肥进入腐熟阶段。好氧堆肥法主要工艺流程如图1所示。好氧堆肥工艺技术的优点是简单成熟,运行成本低,便于推广[3],资源利用程度高,堆肥产物可作为有机肥料用于家庭蔬果及花卉种植。缺点是堆肥过程中持续的高温阶段虽然可以杀死病原菌和虫卵,但整个堆肥过程无害化不够彻底,不能很好地解决有害物质及重金属的污染问题,堆肥过程周期较长且占地面积较大;此外,堆肥处理过程无封闭设置,卫生条件相对较差,容易产生恶臭从而引发二次污染。

2.3.2 厌氧消化 厌氧消化是指无氧或缺氧条件下,利用兼性微生物或厌氧微生物的自身代谢将餐厨垃圾中的复杂有机物降解为小分子无机物,以实现餐厨废弃物减量化及无害化的过程。厌氧消化通常不设通风系统,通过接种下水管道污泥、牲畜粪便或者利用餐厨垃圾自身孳生的微生物进行发酵过程,发酵过程一般分为水解发酵、产酸脱氢和产甲烷三大步骤[4],主要工艺流程如图2所示。通过控制消化条件及程度可衍生出各种产物,目前研究方向多集中于沼气、氢气等新型能源物质的生产。厌氧消化自动化程度较高,密封条件易于控制恶臭气体的散发,此外,处理产物能回收得到大量甲烷气体,固体成分经厌氧消化可得到土壤有机肥或肥力改良剂,产品多样化且经济价值较高;但厌氧消化工艺技术相对较为复杂,消化过程反应器内生物量启动时间较长,且微生物对环境较为敏感,餐厨垃圾的高油脂高盐分这一特点使得该工艺无法持续稳定地降解餐厨垃圾。

2.3.3 好氧消化 好氧消化法主要是利用自然界中降解能力较强的复合微生物菌种或微生物制剂对餐厨垃圾进行分解,其原理与好氧堆肥基本相似,主要借助生化处理设备对餐厨废弃物中的有机物进行降解,其中90%以上的有机质转化为水蒸气及无害气体如CO2等,从而达到源头减量目的,主要工艺流程如图3所示。好氧条件下,餐厨废弃物中的可溶性有机小分子物质通过微生物的细胞壁和细胞膜被吸收利用,不溶性的大分子有机物则先附着在微生物体外,首先被微生物所分泌的胞外酶分解为可溶性小分子物质,再渗入细胞被利用。微生物通过氧化、还原和生物合成等一系列自身生命活动,一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物质,并释放出大量能量用于自身生长繁殖,另一部分有机物转化为生物体所必须的营养成分,合成新的细胞物质,微生物不断生长繁殖,产生更多的生物体,继续进行一系列的生化作用。相比其他处理方法,使用生化理设备降解餐厨垃圾的优点是时间短,自动化程度更高,同时餐厨垃圾及时得到处置,在源头上得到了有效的控制,避免了餐厨垃圾清运时可能产生的二次污染问题,节约了大量的运输费用[5]。缺点是机器投入资金较大,且单台设备处理量十分有限。

2.3.4 固态发酵制备蛋白饲料 固态发酵制备蛋白饲料是指通过物理方法将餐厨废弃物破碎、筛分、脱水、烘干后,在一定条件下,利用微生物代谢活动对餐厨废弃物进行固态发酵,将大分子有机物转化为易吸收的小分子物质,与此同时,单细胞高蛋白微生物得以繁殖,提高成品饲料中氨基酸及蛋白质含量的过程,主要工艺流程如图4所示。该工艺简单,机械化程度高,生产出的成品蛋白饲料可替代传统的大豆、鱼粉等蛋白饲料,产品附加值高,对餐厨垃圾资源化利用高;但从食品安全性角度来讲,餐厨废弃物制备蛋白饲料技术上存在蛋白同源性问题,可能会引发安全隐患[6],对动物及人类的生命安全造成威胁。

2 结语

近年来,餐厨垃圾的有效处置问题得到了社会及民众的广泛关注,我国多数城市深刻认识到餐厨垃圾对城市环境和居民日常生活带来的危害,开始逐步探寻对餐厨垃圾进行资源化利用的方法。北京、上海、杭州等城市设置餐厨垃圾分类收集点,并出台《餐厨垃圾管理办法》等相关政策法规[7],但大多数城市监管方法仍未制定,有关餐厨垃圾资源回收处置的技术也缺少相应标准。

餐厨垃圾的处理可以简单概括为源头减量、分类收集、资源化利用三步走,政府为餐厨垃圾的处理提供政策保障,完善各项法律法规,积极推动餐厨垃圾的循环再利用,同时不断开发餐厨废弃物新处理工艺,因地制宜寻找适合自己的处理模式和方法。目前我国餐厨垃圾处置仍处于初始阶段,政府应在出台相应政策规范的同时积极扶持餐厨垃圾处理产业,还要加强后续监管,构建健全的餐厨垃圾处理模式,同时综合已有技术逐步尝试新的模式方法,开发新技术,最终达到餐厨垃圾减量化、资源化和无害化的目的。

参考文献

[1]丛利泽.餐厨垃圾的微生物处理与资源化初步研究[D].厦门:厦门大学,2007.

[2]袁玉玉,曹先艳,牛冬杰,等.餐厨垃圾的特性及处理技术[J].环境卫生工程,2006,14(6):46-49.

[3]王磊,胡超,石宪奎,等.中国餐厨垃圾处理技术现状与展望[J].广东化工,2013,40(16):76-77.

[4]Lee DY,Ebie Y,Xu KQ,et al. Continous H2 and CH4 production from high-solid food waste in the two-stage thermophilic fermentation process with the recirculation of digester sludge[J].Bioresource Technol,2010,101:42-47.

[5]路葵.城市生活垃圾的生物处理技术[J].上海化工,2000,19:4-8.

篇10

[关键词]环境科学;社会需求;能力培养

[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]1674-9324(2020)41-0106-02[收稿日期]2019-11-05

一、前言

近年来我国对环境保护的投入不断加大,“十一五”期间环保投入总额达1.4万亿元,“十二五”期间增加至3.1万亿元,而“十三五”期间则超过10万亿元。此外,各项环保法规和措施也陆续出台,例如新修订的《中华人民共和国环境保护法》《大气污染防治行动计划》(气十条)《水污染防治行动计划》(水十条)《土壤污染防治行动计划》(土十条)等,环境保护工作被提升到了前所未有的战略高度。伴随着环保投资的增长,对环保人才的需求也大量增加。虽然环保相关单位的人才需求巨大,但就业竞争也相当激烈,需要高校培养出能够适应社会需求的专业人才,这样才能在就业市场中脱颖而出。从相关政策导向中我们可以分析环境保护的工作重点和投资特点,进而根据社会需求有针对性地对学生进行能力培养。

二、针对社会需求的能力培养

1.大气环境方面。我国在治理大气污染方面将持续加大投入,“十三五”期间大气污染防治领域的投资约为1.75万亿元。建立环渤海包括京津冀、长三角、珠三角等区域联防联控机制,加强人口密集地区和重点大城市PM2.5治理[1]。以治理PM2.5为核心,从机动车、工业、扬尘、燃煤、农业等污染源入手,重点控制二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物(VOCs)、颗粒物等多种污染物的协同减排。

环境科学专业在大气污染控制课程中,可以重点讲解燃煤锅炉和工业废气除尘、脱硫脱硝、去除VOCs的技术方法。在专业实习时到企业参观学习相关的处理工艺。

另外需要注意的是,农业氨作为躲在背后的雾霾“推手”,国家也在逐渐关注农业领域氨的减排工作。化肥施用和牲畜养殖过程中氨排放量的测定和计算,农业氨的减排和控制措施,都是环境科学专业需要掌握的知识点,鉴于很多教材中没有这方面的内容,在环境监测和大气污染控制课程中需要额外补充。

2.水环境方面。“十三五”期间我国水污染防治的中央预算投资为4.6万亿元,治理重点水域涵盖七大流域(长江、黄河、淮河、海河、辽河、珠江、松花江)、环渤海地区、千岛湖及新安江上游,以及其他重要流域(闽江、九龙江、九洲江、呼伦湖、兴凯湖、洱海、艾比湖等)[2]。

在水环境治理投入快速增加的前提下,必将带来大量的人才需求。在废水处理方面,环境科学专业的学生能力可能较环境工程的学生偏弱,要在实践教学中予以强化。可在环境生物学实验中设置微生物的培养、镜检及生物处理技术实验,在环境工程实验中设置离子交换、高级氧化技术等废水处理实验,在环境工程实习时到污水厂等单位参观学习。另外,针对目前水污染物的研究热点,学生还要了解内分泌干扰物、抗生物等的检测方法和处理技术。

对于水环境修复方面,环境科学专业要着重培养学生的野外工作能力和实验室分析技巧。在环境监测课程中,学生要掌握野外水体、沉积物和生物样品的采集方法,能使用显微镜对浮游植物、浮游动物的分类组成进行鉴定。在仪器分析课程中掌握荧光光度计、液相色谱测定藻类色素的方法,学习流动分析仪测定各种氮磷营养盐浓度的方法。在环境工程或专业实习中,安排河道黑臭和水体富营养化修复的实习内容,使学生掌握底泥疏浚、河道引水、水生生态修复、原位化学反应等修复技术。

3.土壤环境方面。中国是全球土壤污染最严重的国家之一,但土壤治理还处于起步阶段。随着土壤治理相关技术标准和《土壤污染防治行动计划》的实施,土壤治理的市场前景非常广阔。

在土壤环境方面,与环境科学专业关系最为密切的一是土壤污染调查,二是土壤污染治理与修复[3]。在土壤污染调查方面,在环境监测课程中增加土壤样品预处理、土壤样品中污染物的提取及常规指标的检测实验。在仪器分析课程中学习重金属、多环芳烃、农药等有机污染物的检测方法,掌握激光粒度仪、等离子发射光谱仪(ICP)、气相色谱仪(GC)、高效液相色谱仪(HPLC)等大型仪器的使用。

在土壤污染治理与修复方面,在环境工程课程中,重点学习耕地和工业污染场地的治理和修复方法;在专业实习中安排相关专题,到修复现场参观学习,使学生能够掌握微生物、植物、氧化还原、土壤淋洗、高级氧化降解等修复技术。

4.农业农村污染防治方面。农业农村已经成为我国环境污染的重要污染源,对其进行有效控制已经提上了环境保护工作的日程。“十二五”期间,我国首次将农村和农业纳入主要污染物总量减排控制范围,《“十三五”生态环境保护规划》和《农业农村污染治理攻坚战行动计划》,对农业农村环境综合治理做出了重要部署。

目前农业农村环境的综合整治已经成为我国环境保护的重点内容,必将陆续迎来投资的快速增长,其中与环境科学专业联系紧密的有以下几方面的工作:第一,农村污水治理。针对多数农村地区住户分散,人口密度小,污水不易收集的特点,环境科学专业的学生应该了解污水就地分散处理模式,如膜生物反应器、生物接触氧化、生物滤池、净化沼气池及土地渗滤等技术。第二,养殖业污染治理。由于养殖业废水中有机物和有害微生物含量较高,学生应该掌握相应的厌氧处理技术。对于养殖场粪污的处理,学生要掌握微生物发酵、升流式厌氧污泥床等技术。第三,种植业污染防治。学生要了解农田污染物随淋溶和地表径流的迁移机理、农药化肥污染物降解菌种的筛选、秸秆资源化利用方法等。

5.固体废物处置方面。当前我国固体废物处置仍处于初始阶段,有巨大的发展潜力。目前固废处置主要集中在城镇垃圾、危险固体废弃物、污水厂污泥及农业固体废弃物等方面。

环境科学专业的学生要掌握各类固体废物的处置技术,发挥自己环境监测的特长,在垃圾焚烧残渣和废气成分检测、堆肥产品有害物质分析、垃圾填埋场中渗滤液和废气的检测、周围土壤和地下水的环境质量监测等领域发挥作用。