垃圾渗滤液的特点范文

时间:2023-12-25 17:38:22

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垃圾渗滤液的特点

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【关键词】垃圾滤液;处理方法

一、垃圾渗滤液的基本性质和危害

(一)垃圾渗滤液的产生特点

当进入填埋场的水大于蒸发和提供给垃圾本身一定的湿度时,多余部分的水即从垃圾场中渗滤出来,即形成垃圾渗滤液。进入填埋场的水主要有两部分,一是垃圾本身所含水量;它包括垃圾本身所含的显水和垃圾在长期的厌氧发酵过程中产生出来的化合水。二是有效降水量;其主要受降水量、蒸发量、气温和径流量等因素的影响。众多实践表明,垃圾渗滤液的产生量主要受当地的降水量影响,降水量的大小又直接影响垃圾渗滤液的多少。而降水量受季节性的影响很大,因此渗滤液的产生量又与季节的变化密切相关。一般来说,在我国冬季和春季的降水量较小,夏季和秋季的降水量多而大,故冬季和春季内的渗滤液产生量相对较小,夏季和秋季内的渗滤液产生量大而多,在我国北方尤显突出。由此看来,全年内的渗滤液产生量很不平衡,继而又对水质的变化产生影响。这一特点为渗滤液的处理带来了一定难度。

(二)垃圾渗滤液的水质特点

垃圾渗滤液的水质除与降水量的多少直接相关外,还与填埋场的垃圾填埋时间有关,处于酸性发酵阶段的较“年轻”的填埋场产生出来的渗滤液,PH5.5~6.5,CODcr15,000~40000mg/l或更高,CODcr/BOD5值为1.5~3.0,由于PH较低,故其中的重金属含量较高,往往可达3~30mg/l。而处于碱性发酵阶段的较“老”填埋场产生出来的渗滤液,PH为7~8,CODcr1,500~5,000mg/l,CODcr/BOD5值大于10,重金属含量往往小于5mg/l。渗滤液的另一特点是含氮量和含盐量高,氮多以氨氮的形式存在,其主要是在废物的厌氧分解过程中,由各种蛋白质和其它含氮化合物的分解而产生出来的,约占TKN的80~90%。盐主要为氯化物(2000~4000mg/l)和硫酸盐(100~500mg/l)。渗滤液的水质特点也给其处理工艺的选择带来一定的难度。

(三)垃圾渗滤液的危害

垃圾渗滤液中除含有高浓度的有机物和氨氮外,还含有大量的有毒有害污染物质如重金属等。如果处理不好,将严重污染周围环境和水体,尤其是对地下水的污染。据对7600个垃圾填埋场的调查发现,有2000个填埋场对人体健康产生了直接威胁,所以必须对其进行有效处理。

二、垃圾渗滤液的处理方法及应用

众多研究结果表明,垃圾渗滤液可用生物法、化学絮凝、炭吸附、膜过滤、脂吸附、气提等方法单独或联合处理,而其中生物法因其费用低,效率高而得到最广泛的应用。目前国内外最普遍使用的渗滤液处理方法是好氧生物法,此法可有效地降低BOD5、CODcr和氨氮,还可去除其它污染物,如铁、锰等金属。在好氧法中又以延时曝气法用得最多,另外还有曝气稳定塘和生物转盘等。对于BOD5含量低,氨氮含量高,一般BOD5/NH3-N

(一)与城市污水合并处理法

如果能将垃圾渗滤液直接送到城市污水处理厂或与城市污水相类似的污水处理厂与这些污水合并处理,是最简单最经济的处理方法。由于渗滤液中所含成份与城市污水基本相同,所不同之处则是渗滤液中的BOD5、CODcr及氨氮含量高于城市污水中的含量。但由于城市污水量较大,可将渗滤液中的有机物及氨氮加以稀释,同时又可弥补渗滤液中磷含量的不足,而对于城市污水处理系统的正常运转来说又不产生任何影响。据国外资料介绍,当渗滤液的CODcr浓度在24000mg/l时,其体积占城市污水处理总体积的2%时,对污水处理厂的处理效果不产生影响,如CODcr浓度为3500mg/l,其渗滤液体积占城市污水处理总体积的40%时,污水处理厂的处理效果也不受影响。因此,将渗滤液送到城市污水处理厂共同处理是可行的,并且污水处理厂中的剩余污泥又可作为垃圾回填到垃圾填埋场。由于剩余污泥中的微生物含量很高,可加速垃圾中有机物的分解稳定,缩短垃圾的发酵期,从而缩短垃圾填埋场的稳定过程。将渗滤液与城市污水共同处理的综合处理工艺,可减少城市污水处理厂的污泥处理部分,又可减少垃圾填埋场的污水处理部分,因此可使整个工程造价和运行费用大大降低,是改善投资效果,提高环境效益的最佳选择。但采用该处理工艺时,需要考虑如下几个因素:(1)城市污水处理厂或与其相类似的污水处

理厂必须具有二级以上的污水处理设施;(2)城市污水处理厂

二级污水处理设施或与其相类似的污水处理厂的设计规模和远景规划;(3)垃圾填埋场与城市污水处理厂或与其相类似的

污水处理厂的距离等。

(二)渗滤液单独处理法

对于大多数目前现已存在的城市来说,情况往往是不尽人意的。很多城市的污水处理已先行,而垃圾处理只是近几年来才实施的项目,并且垃圾填埋场往往又远离城市,其渗滤液与城市污水合并处理具有一定的困难。因此,在这种情况下必须对渗滤液进行单独处理。

1.渗滤液循环回流处理法。渗滤液循环回流处理就是将垃圾渗滤液收集后,经调节池预沉淀处理后,喷灌回流至填埋场。一则通过喷灌,在太阳的照射下,可蒸发掉部分水量以减少后续处理的水量。二则可将垃圾填埋场当作一个巨大的不加控制的生物滤池,上层垃圾可作为好氧生物滤池,下层垃圾可作为厌氧生物滤池。喷灌回流又可增加污水中的氧量以加速微生物对渗滤液中有机污染物的降解。渗滤液在经过多次回流蒸发及垃圾渗滤过程中的生物降解和吸附之后,其流量和有机物的含量会越来越少。同时在这一工艺处理过程中,由于渗滤液的回流作用,又可加速垃圾中有机物的分解稳定,可以起到缩短填埋场稳定过程的作用。对有沼气回收系统的填埋场来说,又可增加沼气的产量。但在选择该工艺处理垃圾渗滤液时,应首先在垃圾填埋场设计时,就要考虑渗滤液的收集与导出措施。

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【关键词】 两级A/O生物处理技术 垃圾渗滤液 应用

1 垃圾渗滤液的来源和特点

1.1 垃圾渗滤液的来源

垃圾渗滤液是城市生活垃圾在填埋场堆放过程中,由于受到雨水的淋洗以及地下水和地表水的长期浸泡将会产生垃圾渗滤液,这是垃圾自身产生的水分经过枯枝落叶层和土壤将会形成的高浓度的有机废水[1]。垃圾渗滤液的主要来源包括以下几种方式:

(1)降雨的渗入:其中包括雨雪,这是产生渗滤液的主要来源,这种方式具有时间短、浓度高和可重复性,这也是工程设计中需要重点考虑的依据;

(2)外部地表水流入:包括地表径流和地面灌溉两种方式;

(3)地下潜水的反渗:在垃圾填埋场渗滤液水位比场外的水位要低的情况下,如果没有采取渗流控制措施,地下水将会渗透垃圾填埋场当中。垃圾渗滤液的产生量也会受到地下水的影响;

(4)垃圾自身的水分:这包括垃圾本身携带的水分和从空气中吸附的水分;

(5)垃圾降解过程的水分:垃圾中的有机组分在垃圾填埋场内分解时将会产生水分,其生产的量和垃圾的成分、pH值、温度和压力存在很大的关系[2]。

1.2 垃圾填埋场渗滤液的水质特点

垃圾渗滤液中含有大量的有机物、氨氮、寄生虫和有毒有害的重金属成分,其中的成分非常复杂,水质和水量的变化也很大,如表1所示。

目前,我国已经建立成千上万个大型的和小型的垃圾填埋场,并且还在不断的建设中。这样就会产生大量的垃圾卫生填埋场渗滤液,如果不能够得到适当的处理,这肯定会对地下水造成了严重的影响,这样将会威胁到人们的公共卫生[3]。垃圾渗滤液污染控制的重要内容就是需要分析渗滤液的特点,从而合理地选择垃圾渗滤液处理工艺。

2 垃圾渗滤液的处理研究现状

目前,国内外处理垃圾渗滤液的方法可分为场外处理和场内处理。在国外,垃圾渗滤液的产生量较小时,可以考虑与城市污水联合处理,即场外处理。有研究表明,城市污水总量比垃圾渗滤液的量大于200,渗滤液增加的负荷小于10%时,场外处理方法可行,且效果较好。若控制不好比例,则会对城市生活污水处理厂造成冲击负荷,渗滤液中的有毒有害物质也会对污水的生物处理产生副作用,严重时可破坏整个污水处理厂的正常运行[4]。而场内处理,通常指在垃圾填埋场内的循环喷洒处理,又或者靠近垃圾场单独建立渗滤液污水处理厂。目前,国内大部分城市都选择独立的场内处理工艺,寻求高效的处理方法也在不断的研究尝试当中。最常采用的有生物处理法、物化处理法和土地处理等方法。

3 两级A / O生物处理技术

A/O是Anoxic/Oxic的缩写,两级A/O是硝化反硝化的处理工艺,分别用A1、O1、A2、O2来表示。在传统的二级生物处理的基础上,废水的生物脱氮通过硝化细菌及反硝化细菌的作用,将氨氮转化为亚硝态氮和硝态氮并最终转化为氮气,从而达到脱氮的目的。除此之外,该处理工艺不需要额外添加碳源,因为废水中的有机污染物可作为反硝化反应的碳源,可见反硝化反应是最为经济的节能型降解过程。

3.1 工艺的可行性分析

渗滤液中有高浓度的有机污染物,它们中的大多数都是很难完全生物降解的腐殖类、灰黄霉酸物质,而垃圾渗滤液处理的核心内容,是力求出水指标中的CODcr、BOD5、NH3-N和TN去除率满足出水水质标准。在诸多处理方法当中,生物处理方法的成本是最低的,由于其消耗的化学物质是最低的,同时还能够除去大多数的NH3-N。为了能取得良好且稳定的处理效果,以生物处理方法为主,辅以适当的后续处理方法,成为近年来国内外常用的综合处理工艺。

3.2 处理工艺流程

垃圾渗滤液由污水泵提升到调节池,接着泵入进水过滤器,在这里大颗粒杂质得以去除,下一步进入两级A/O生物处理系统,进行两级硝化和反硝化作用,在厌氧段厌氧菌将污水中的纤维、淀粉、碳水化合物等可溶性有机物和悬浮污染物水解为有机酸,使大分子有机物分解为小分子有机物,当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时,可提高污水的可生化性。为了实现泥水分离,提高微生物的浓度,接下来通过外置式的膜系统,进一步提高反应的去除率。同时剩余污泥排入污泥储池,最终制成泥饼填埋。渗滤液污水后续处理流程为纳滤和反渗透。当纳滤出水达到排放标准以后,合格的出水将会排放到产水池;如果水质不合格时,超滤膜系统将会自动控制进入到反渗透系统,使有机污染物和氨氮去除达标,出水将会排到池中。拟以日处理100吨原料水为处理对象,其过程如图1所示。

4 结语

在进行垃圾渗滤液处理时,整个过程的实施效率成为关键所在,为了使其出水能够达到相关排放标准,对传统A/O工艺进行优化,采用两级A/O生物处理技术及后续膜处理技术,其在垃圾渗滤液处理的过程中具有很好的应用效果,能耗也很低,其还具有运行稳定和管理简单的优势。

参考文献:

[1]代晋国,宋乾武,张h,秦琦.新标准下我国垃圾渗滤液处理技术的发展方向[J].环境工程技术学报,2011,03:270-274.

[2]Bacterial community composition and abundance in leachate of semi-aerobic and anaerobic landfills[J].Journal of Environmental Sciences,2011,11:1770-1777.

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[关键字] 垃圾渗滤液 北方城市 现状 新技术

[中图分类号] X7 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2012)-11-63-2

我国北方地区气候较南方干旱,颗粒物是城市空气中的主要污染物,垃圾填埋场在处理工程中要根据北方的气候特点选择方法。北方城市垃圾场垃圾填埋过程还存在着诸多弊端,填埋时会产生大量的刺激性气体和大量的渗滤液,对空气和地下水会造成严重污染。我们要解决环境污染就要先了解污染的根源和性质,垃圾渗滤液究竟是如何产生的,又是如何对环境造成污染的呢?

1垃圾渗滤液的产生和特点

垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分,扣除垃圾、覆土层的饱和持有水量,并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度废水。由定义可看出垃圾渗滤液具有水质性和有害性两个特点。

垃圾渗滤液有五个主要来源即自然降水、垃圾中的水分、地表径流、有机物分解生成的水分和地下水的反渗。由于降水和地表径流的水量最大,其对垃圾的淋溶是产生渗滤液的主要来源。有研究表明,垃圾的含水量接近50%时,每吨的垃圾会产生大约80公斤的渗滤液。渗滤液一般多是深颜色的,其中含有大量的有机物质和重金属并且伴有刺激性气味。垃圾渗滤液对环境的污染表现在三个方面:首先是刺激性气味的污染。垃圾渗滤液存在着大量的氮磷物质,水分不能做到充分溶解,从而产生了很多的刺激物质产生恶臭的气味。其次是对水源的污染。人类的用水大量来自于地表和地下水,渗滤液对地表和地下水的污染是其主要的污染形式。这种对水源的污染表现在有氧有机物的污染、病原微生物的污染和高浓度有机废水的污染三个方面。最后就是对土壤的污染。渗滤液渗入土壤后会产生一些化学及生物反应,会增加农作物的重金属性和毒性,降低土壤的营养和产量,进一步会危害到食用者的身体健康。

我国北方各城市的环境和人们生活习惯的差异性,使得垃圾渗滤液的成分存在着不同,但主要成分还是基本相同的。其中无机常量成分、重金属、溶解性有机物和稀有生物质是其主要成分。

2现阶段我国北方城市垃圾渗滤液处理技术和工艺应用现状

由于我国的幅员辽阔气候条件复杂,各地人们的生活习惯存在差异,使得垃圾渗滤液的成分存在着不同,而北方城市由于东西地势的不同导致了生态环境上很大的差异化。我们要根据当地的实际情况来正确选择处理方法。近年来我国治理环境污染的力度在逐年加大,从《中华人名共和国环境保护法》到《中华人民共和国水污染防治法》再到《循环经济促进法》,这些都彰显着科学发展观的思想和可持续发展这一总方针。我们应该如何做好城市垃圾的处理工作?首先就要做到有法可依、有法必依。2008年我国实施了生活垃圾污染控制标准(GB16889-2008)取代了1997年制定的控制标准(GB16889-1997)。新标准提高了对填埋场的选址和设计上的要求,增添了对一些工业固体废物和生活污水进入垃圾填埋场的要求,更是提出了经过处理并符合标准的垃圾焚烧物质可以进入填埋场的新标准。这一标准还对填埋场中垃圾产生的刺激性气味做出了严格的控制措施,有利于保障人们的身体健康。

现阶段我国垃圾渗滤液处理主要包括两种方式即场外处理和场内处理,其中具体的处理技术包括生化处理法、回灌法、土地处理法和物化处理法等四种方法。

2.1生化处理法

该方法具有施工费用低廉、处理效率较高的特点,是垃圾渗滤液处理中最常见的一种方法。生化处理法是指利用微生物的代谢作用,使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为无害物质,以实现净化的方法。可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法两种。(1)废水的厌氧生物处理法是利用厌氧微生物以降解废水中的有机污染物,使废水净化的方法。这种方法的优点包括消耗能量少、污泥产生率低和抗毒能力高等,适合运用在处理高浓度的垃圾渗滤液上。国外有些垃圾填埋场采用厌氧滤池处理渗滤液取得了显著成效,其中的COD去除率基本上能达到90%以上,但当垃圾处理量接近饱和时这种方法的效果就会显著下降。厌氧生物处理法有着不能去除氨氮成分和易受环境条件影响的缺点。有韩国学者研究表明,COD的去除率随着时间和温度的增加会不断上升。这种方法处理后的渗滤液还不能直接向外界排放,只能是作为渗滤液在好氧处理以前的准备阶段。(2)废水的好氧生物处理法是利用需氧微生物分解废水中的有机污染物,使废水无害化的处理方法。上世纪末国际上一些发达国家就开始运用活性污泥法处理垃圾渗滤液。经实践验证,这种方法能去除渗滤液中90%的BOD和80%以上的有机碳。北京的一些垃圾填埋场甚至能通过这种方法,使得渗滤液中的有机污染物去除率达到90%以上。当然好氧处理法也存在着一些缺陷,外界温度的剧烈变化、渗滤液中磷含量过低、泡沫过多等问题都可能出现。

2.2物化处理法

物化顾名思义就是物理和化学的双重运用,是指通过物理和化学反应来去除渗滤液中的有害有机物和难溶物质,将渗滤液中难以降解的有机成分转化为容易降解的有机物,最终达到清除的目的。渗滤液的物化处理法具体工艺包括化学沉淀法、吹脱法、高级氧化法、活性炭吸附法、膜法处理、混凝法、超声波法和电化等方法。这种方法存在着成本高的弊端,国内有些研发企业正在着重于降低成本的研究。这种方法多运用在垃圾渗滤液预处理和深度处理方面,不是现阶段的主流方法。

2.3土地处理法

这种方法其实也是一种物化方法,是利用土壤中的物理化学和生物成分来分解渗滤液中的有机物来完成去除的方法。土地处理法有着成本低、方便操作和适合在开阔地带施工的优点。土壤中的植被和生物还可以利用渗滤液中的营养成分来优化地质,渗滤液中的重金属也会给土壤造成重大危害。土地处理法一般适用于荒地和山地,耕地中不能运用这种方法。

2.4回灌法

渗滤液的回灌法是指将垃圾底层的渗滤液取出再从垃圾填埋上层或下层灌入的方法。这种方法也是利用土地的过滤作用来净化渗滤液的。回灌法是以上方法中最简便的,成本低廉工艺简单是其主要优点。但它不能把渗滤液处理干净,而且其暴露性会污染空气,渗透性还会对地下水造成污染。回灌法由于其低廉的成本已在国际上的到广泛应用,欧洲和北美60%以上的国家都运用了这种方法。据研究表明,这种方法能使渗滤液中的BOD5和CODcr分别降低了30-350mg/l和70-500mg/l。我国从20世纪末开始运用这种方法,近些年已经广泛运用在各城市的垃圾填埋场。

现阶段南北方垃圾渗滤液处理方法虽然有较大区别,但这些方法中都存在着诸多问题,氨氮浓度过高,难降解的有机物种类繁多和水质可生化性较差等问题一直影响着垃圾处理进程的加快。

3对北方城市垃圾填埋场渗滤液处理技术的创新与展望

先进技术是第一生产力。当前的可持续发展观鼓励和督促着科技创新产业的发展,垃圾填埋处理这一新颖课题需要我们各代人共同努力来解决,做到实事求是和具体问题具体分析的结合。

(1)渗滤液的水质变化很大,BOD、COD等指标随着填埋时间的变化而变化,其可生化性随着填埋时间的增长而降低。所以要根据各填埋场的建厂时间来确定渗滤液的成分和处理方法。

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【关键词】 填埋场 渗滤液 处理方法

1 渗滤液的产生

垃圾处理厂填埋是我国目前垃圾处理的基本方法之一。但是垃圾填埋场中渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。渗滤液是填埋场中液体重力流动的产物,主要来源于雨水和垃圾内的水分。渗滤液的成分个体差异很大,主要取决于填埋场的运行时间、地表深度、生物环境及垃圾成分。另外,当地降雨情况、填埋场的地质情况及覆土层的性质等因素影响渗滤液产生多少。渗滤液产生有三个部分:一是外部水分渗入垃圾中,主要是降水、地表水和地下水;二是垃圾自身的水分;三是垃圾中有机微生物分解产生的水。由于影响渗滤液成分的因素包括物理因素,化学因素以及生物因素,所以渗滤液个体差异较大,没有共同性,本身有复杂性和污染性。如不加以处理而直接排放进环境,会造成严重的环境污染。以保护环境为目的,对渗滤液的处理是必不可少的。

2 渗滤液的特性

渗滤液具有不同于其他污水的特点,比较难处理,主要有以下特点:

(1)渗滤液组成成分比较复杂,含有多种有毒有害的物质。其中有机污染物多达77种(其中促癌物、辅致癌物5种),还含有难以生物降解的酚类化合物和苯胺类化合物等各种危险有机物。(2)垃圾渗滤液中化学需氧量、五日生化需氧量浓度可达到每升数千到几万毫克,和一般污水相比,浓度大的惊人。(3)垃圾渗滤液中含有十多种金属离子,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,钙的浓度可高达4200mg/L。(4)氨氮含量很高,且随填埋场的运行时间增加而升高,最高浓度可以达到每升数千到数万毫克,严重抑制和降低了生物处理中微生物的活性。(5)营养元素的比例失调。由于氨氮含量高,C/N的比值经常出现失调的情况:且磷元素缺乏,一般BOD5/TP大于300,比值与微生物所需要的碳磷比(100:1)相差很远。这些性质给垃圾渗滤液的处理带来了一定难度。

3 渗滤液的影响与危害

渗滤液的组成成份十分复杂,而且如果渗透土壤,就会给周围的地下水带来严重污染,从而影响人类健康。据监测,通常在距离垃圾填埋场最近的地下水中有害物质的含量和种类最多,而且一千米外仍然含有有机污染物。另外,渗滤液还有渗透持续时间长、污染物浓度高、个体差异大等特征,给治理工作带来很大困难。地下水源和周围土壤一旦被污染,想通过人为净化补救,基本上很难实现,费用也极其昂贵,从而会给环境和人民健康带来不可估计的损失。

4 渗滤液的处理方法

垃圾渗滤液的处理是城市垃圾填埋场正常运行的必不可少的环节之一。很多不同的处理方法都在研究讨论中,但是现在垃圾渗滤液处理的方法主要是生物处理、物化处理和土地处理。

4.1 生物处理

垃圾渗滤液的生物处理可分为厌氧和好氧处理2种,主要是利用微生物的分解作用、硝化和反硝化作用来去除渗滤液中的有机物和氨氮。

(1)厌氧生物处理技术:厌氧生物处理的运用已有近百年的历史。但直到近20年来,随着微生物学、生物化学等学科的发展和工程实践经验的积累,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、有机负荷低等缺点,使它在处理高浓度的有机废水方面取得了良好的效果,而且对水质、水量的变化具有很强的适应能力。它构造简单,设有气、水、液三相分离器。且不需要搅拌和水力回流、污泥回流等机械设备,耗能和建造费用少,维护管理容易。

(2)好氧生物处理技术:好氧生物技术在垃圾渗滤液处理中运用广泛,其主要有:活性污泥法、生物膜法、生物氧化塘、好氧膜生物反应器等处理方法。生物膜法和活性污泥法是在本世纪发展起来并得到广泛运用的污水处理工艺。垃圾渗滤液作为高浓度的有机废水,生物膜法和活性污泥法在其处理当中运用比较广泛。活性污泥法因其费用低、效率高而在垃圾渗滤液的处理中得到广泛的应用。这些方法对降低垃圾渗滤液中的BOD5、CODcr和氨氮有一定的效果,还可以去除另一些污染物如铁、锰等金属离子。生物膜法具有耐水量冲击的优点,可用于复杂的水质,而且生物膜上能够生长世代较多的微生物,如硝化菌之类。我国也进行了低氧一好氧两段活性污泥处理垃圾渗滤液的研究,杭州天子岭填埋场采用该法处理渗滤液,但效果不稳定。

4.2 土地处理

土地处理是人类最早采用的污水处理方法。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(OF)、湿地系统(WL)、地下渗滤土地处理系统(UG)以及人工快速渗滤处理系统(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。通过十壤中的微生物作用,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量。目前用于渗滤液处理的土地法主要是回灌和人工湿地。

但是土地处理系统多用于城市污水处理,在垃圾渗滤液的处理中也有人作过研究,认为施浇垃圾渗滤液后土壤的养分含量提高,通气空隙增多,土壤的肥力明显提高,但是对于重金属和有毒有害物、质浓度高的垃圾渗滤液不大适合。英国也有运用回灌法处理渗滤液的例子,但是被认为是一种非彻底的渗滤液处理方法。

4.3 物化处理

物化法和生物处理相比,物化法不受水质水量的影响,出水水质比较稳定,尤其对BOD5/CODcr比值较低,难以生物处理的垃圾渗滤液,有较好的处理效果。物化处理一般作为垃圾渗滤液处理中的预处理和深度处理,前期的物化预处理可以去除大部分垃圾渗滤液中的有毒金属离子和悬浮物。物化处理还能去除一些很难生物降解的有机物(腐植酸、富烯酸和卤代烃类化合物)。所以物化处理方法又常放在垃圾渗滤液的深度处理中。

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论文关键词:垃圾渗滤液,反渗透

 

近年来随着城市生活垃圾填埋场的不断建设,垃圾渗滤液的处理问题也日益凸显出来,垃圾渗滤液对垃圾场周围的水体环境造成严重的污染,如何处理垃圾渗滤液成了一个需要迫切关心的问题。为了更好地控制垃圾渗滤液产生的影响,国家环保部于2008年4月颁布了《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16899-2008),为满足新标准的要求[1],本文推荐采用反渗透处理的工艺进行垃圾渗滤液的处理。

垃圾在堆放、填埋处理过程中,由于厌氧发酵、有机物分解、雨水冲淋及地下水的浸泡等原因,会产生多种代谢产物和水分,形成渗滤液,破坏周围土壤的生态平衡,降低土壤活力,造成土壤或水源污染。垃圾渗滤液主要来自3个方面:①填埋场内的自然降雨和径流; ②垃圾自身的含水; ③在垃圾卫生填埋后由于微生物的厌氧分解而产生的水 。垃圾渗滤液具有不同于一般城市污水的特点:BOD5 和COD 浓度高、金属含量较高、水质水量变化大、氨氮含量较高、微生物营养元素比例失调等。渗滤液基本水质特征见表1

表1 垃圾渗滤液基本水质特征

 

项目

垃圾填埋场渗滤液

颜色

黄、黑灰色

恶臭

总残渣

2356-35703

COD

189-54412

BOD

116-19000

pH

3.5-8.5

NH3-N

600-7400

NO2-N

0.59-19.26

TP

0.86-71.9

Fe

6.92-66.8

Cu

0.1-1.43

Pb

0.069-1.53

Cd

0-0.13

Cr

189-3263

Zn

0.2-3.48

Ca

200-300

篇6

关键词: 填埋场 渗滤液 处理

引 言

随着经济的发展和居民消费水平的提高,城市垃圾随之增多。为了消除垃圾对环境的恶劣影响,常采用焚烧、堆肥、填埋和综合利用等方法对垃圾进行处理。垃圾填埋因具有技术成熟、处理费有低、管理和运输方便等优点,被广泛使用,垃圾在填埋腐化过程中主要向环境排放两种污染物:填埋气体和渗滤液。渗滤液是一种危害较大成分复杂的高浓度有机废水,对周边环境及填埋场场底土层污染很大。

一 、垃圾渗滤液的产生及特点

垃圾填埋场的渗滤液主要由垃圾填埋场周围的降水渗透、地下水浸入以及垃圾本身所含的水分形成,降水是渗滤液的主要来源。

渗滤液的产生受多因素影响,不仅水量变化大,而且变化无规律性.渗滤液是垃圾分解后产生的内源水与外来水分(包括大气降水、地表水、地下水入侵)所形成的液体.其中含有大量的有机物、无机离子以及离子―有机化合物.垃圾渗滤液水质的变化受垃圾组成、垃圾含水率、垃圾体内温度、垃圾填埋时间、填埋规律、填埋工艺、降雨渗透量等因素的影响,尤其是降雨量和填埋时间的影响。

二、垃圾渗滤液的危害

垃圾填埋场渗滤液对周围地下水和地表水均会造成严重的环境污染,垃圾填埋不采取防渗措施,对地下水必然造成严重污染,主要表现在地下水的水质混浊有臭味,COD,三氮含量高;油、酚污染严重;细菌及大肠菌超标。

三、垃圾渗滤液的处理的主要方式

1.物理化学处理方法

1.1 化学沉淀法

混凝法是化学沉淀法中最重要的一种方法,混凝法是向废水中投放化学混凝剂,使废水中的某些污染物由溶解状态或胶体状态变为凝胶状态,集结为絮体,絮体吸附,捕集悬浮物并使进一步集结沉淀下来。混凝剂类型,混凝剂的投放量,不同的起始PH值对处理效果有较大影响。常用的混凝剂有硫酸铝钾,硫酸铁和氢氧化镁等。以硫酸铝钾效果最佳。随着混凝剂投放量和起始PH值增大,COD和色度去除率也随着增加。采用聚合氯化铝作混凝剂,焦碳作吸附剂,可以有效去除渗滤液中的COD和重金属离子,当聚合氯化铝的用量为400mg/L,焦碳为8-10时/L,COD去除率为58.9%,重金属的去除率为60%,色度的去除率为68%,并且铜可以完全去除。在垃圾渗滤液单独处理的技术与方法中,混凝法是最常用,最经济和最重要的方法之一。

1.2 吸附法

在废水处理中,吸附法主要是利用多孔性固体物质,使废水中的一种或多种物质被吸附在固体表面而去除的方法。常用的吸附剂有活性炭、沸石、焦炭、矾土、焚烧炉底灰等,其中应用较广泛的是颗粒状和粉末状的活性炭。活性炭具有500~1700m2/g的比表面积,有很强的吸附能力。在渗滤液的处理中,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NH4+-N的去除率为50%~70%。活性炭吸附法处理程度高,对水中的绝大多数有机物都有效,可适应水量和有机物负荷的变化,粒状炭可再生后重复使用,设备紧凑,管理方便。但是活性炭吸附易受pH值、水温及接触时间等因素的影响。

1.3 膜处理法

膜技术是利用隔膜使溶剂同溶质或微粒分离的一种水处理方法,根据溶质或溶剂透过膜的推动力不同,膜分离法可分为几种,其中以压力差为推动力的方法有反渗透、超滤、微孔过滤。膜分离法的特点是分离过程中不发生相变化,能量的转化率高,一般不需要投加其它物质,分离和浓缩在常温下同时进行,根据膜的选择透过性和孔径的大小,可将不同粒径的物质分开。膜处理一般组合使用或与其它处理方法联用,超滤或微滤常常作为反渗透的预处理。许多垃圾填埋场用反渗透法可将渗滤液的容积减少75%~80%,然后再将浓缩液回灌至填埋场。纳滤是目前水处理膜技术的一个新的亮点,也有人将此用于垃圾渗滤液的处理。膜技术对渗滤液的水质有着很好的处理效果,但是其处理费用很高。进行膜处理前,需要有良好的预处理,否则,处理膜很容易被污染而生成污垢堵塞膜孔,处理效率迅速下降。同时,也需要定期对膜进行清洗。

2.生物处理方法

2.1 厌氧生物处理

近20年来,随着微生物等生物化学学科的发展和工程实践经验的积累,不断开发出新的厌氧处理工艺并不断应用于渗滤液处理。厌氧生物处理法主要有:厌氧生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床等。胡志红对上流式厌氧污泥反应床进行了深入的研究,当COD的容积负荷为21kgCOD/m3•d时,COD与BOD5的去除率最高,分别是61%和72%,总停留时间为30h。厌氧生物处理过程中剩余污泥量少且易于浓缩,而且运转费用较低,其厌氧过程中产生的沼气可以被作为能源回收利用。但是厌氧生物法处理时间长、出水水质差、对低浓度有机废水处理效率低等缺点有待克服。

2.2好氧生物处理

好氧法是常用的废水生物处理方法之一,有活性污泥法,生物滤池,生物转盘等各种类型.这些方法可有效地降低BOD和COD和NH3-N,还可去除一些如铁,锰等金属.活性污泥法因其费用低,效率高而得到了最广泛的应用.活性污泥法能去除渗滤液中99%的BOD5及80%以上的有机碳。低氧-好氧活性污泥法及SBR(间歇式活性污泥法)等改进型活性污泥法因其具有维持较高运转负荷耗时短等特点,比常规活性污泥法更有效。与活性污泥法相比,生物膜法具有对废水水质,水量的变化有较强适应性,生态系统较稳定,生物种类较多的优点。

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【关键词】 SBR工艺垃圾渗滤液应用现状

1 我国的生活垃圾渗滤液处理现状与SBR工艺的简介

1.1 垃圾渗滤液水质特点及我国目前采取的常用处理方法

我国城市的垃圾产量已到了不容忽视的地步,且处于上升趋势。生活垃圾处理通常使用填埋法,在填埋过程中,因垃圾物本身就有水分,在微生物的分解作用及重力的物理压力作用下,垃圾中的污染成分会随着水分溢出,再加以降雨、地下水、地表水流等因素的影响下就形成了垃圾渗滤液。

垃圾渗透液属于废水中最难降解的一部分,它的这种性质源于垃圾的处理方式、组成成分及处理地点和气候等因素。其水质特点具体如下:第一,内含多种污染物且有较高浓度的有机物。其中不乏有大量致癌物质,对人们身体健康造成极大隐患。第二,水质有较大的变化范围。一般为1200-54412mg·L-1。第三,有较高含量的NH3-N,大约是1000-3000mg·L-1,去除该物质将会是一项长期的任务。

我国目前采取的常用处理方法有:物理化学方法、回灌法及生物处理方法,前两种方法成本较高,且脱氮效果相对较差,因此局限性强。后一种方法节能效果好且能实现高效脱氮,普遍被人们接受,SBR工艺就是其中一种。随着对污水处理技术要求的提高,SBR工艺已成为新时代的渗滤液处理方式之一。

1.2 SBR工艺的简介

SBR是活性污泥污水处理技术,此工艺主要是根据间歇性的曝气方法来运行的,该技术的别名是序批式活性污泥法。其核心技术是由SBR反应池组成的,反应池集进水、初沉、生物降解反应、排水,再次沉淀等功能于一体,是一种活性污泥回流装置。SBR有较强的抗冲击能力,可调试运行方式以除去氮和磷,SBR工艺也具有效率高、净化效果好、运行稳定灵活、工艺简单、耐冲击负荷、工艺简单且占地面积少、节省费用且便于维护、泥水分离效果好、活性污泥高、可实现脱氮除磷等优点,因此SBR工艺技术在渗滤液处理上的应用较为广泛。

2 SBR工艺应用于渗滤液处理的常用操作流程

SBR工艺处理渗滤液是一个完整的周期,在一定的时间内完成了进水、反应、沉淀、排水和闲置等系列过程。SBR处理装置主要包括以下部分:水箱、水泵、电磁阀、水流量器、搅拌电机、曝气头、充气泵、气流量器、排水斗。其具体的操作流程如下:

(1)进水:进水期是原废水或经过简单处理的废水流入SBR反应器,然后进入反应池。首先打开电磁阀,使水泵得以工作,将水箱中的污水注入另一端水泵。此时,水流量器对水流量进行检测,其余装置不工作,持续适当时间后,闭合电磁阀,使水泵停止工作。在这一过程中,应注意反应器的水位不宜超过50%,进水时间避免连续而是保持断续的。在进水期内,一定要注意反应抑制因素,比如反应物的积累和进水速度。还要及时调整曝气时间与方式。

(2)曝气:在这一阶段充气泵开始工作,通过曝气头将空气注入水箱。气流量计开始对空气的流量进行检测,保持其余装置不工作。使该过程持续一段时间后,停止充气泵的工作,进入下一阶段。

(3)搅拌:此时搅拌电机开始工作,不断搅拌水箱中的物质,停止其余装置的工作持续一段时间(时间长度可事先设定),然后结束搅拌机的工作。进入下一阶段。

(4)沉淀:这一阶段停止所有装置的工作,使水箱中含有的杂质得以沉淀,保持一段时间停止。这种充分的沉淀有利于释出不良污染物。为了缩短周期,也可以根据适当的条件对沉淀时间进行调节,以便及时地将泥与水分离开。

(5)排水:此时打开电磁阀,使一个水箱中的清水通过排水斗排入另一个水箱,最后排往别处,期间其他装置不工作,维持一段时间后闭合电磁阀。但反应器内必须保有一定量的活性泥污,以便供下个周期使用。

(6)闲置:闲置期主要是为处理渗滤液的下一个周期进行准备的,在此期间,不再进水或曝气,可以利用微生物的反硝化反应进行脱氮处理,以便使活性泥污获得活力、有效发挥其吸附的能力。

3 SBR工艺在垃圾渗滤液处理实例

目前,SBR工艺处理渗滤液在我国有很大的应用。如:上海交通大学与澳大利亚BHP公司合作,使SBR污水处理工艺在我国获得应用和推广,不过现在还处于初步阶段。近年,武进夹山垃圾填埋场在运用SBR的同时,采用厌氧及混凝法对渗透液进行处理,最终使得COD含量为1780.3mg的水质去除了63%COD,取得了良好的效果。鞍山垃圾填埋场采用UASBF-SBR组合技术工艺对COD含量10000到15000、NH3-N含量800到1500mg、SS含量2000到4000的水质进行处理,最终使得垃圾渗滤液的进水水质到出水水质有明显的改变,基本能符合国家的排放标准。

常德市环卫处桃树岗生活垃圾卫生填埋场使用SBR工艺和人工湿地技术相结合的办法对垃圾渗滤液进行处理,选用较好的设备,其中采用隔振隔声、吸声消声等措施来减少对附近居民的影响,充分利用地形特点采用梯田式布局,培植了近30亩人工湿地,最终使COD、NH3-N等去除效果显著,出水水质达到了国家的排放标准。现在越来越多的公司与企业采用SBR工艺来处理渗滤液,随着人们对环境保护意识的增强,SBR工艺处理渗滤液技术会慢慢趋向于成熟,并且能被人们所理解接受。

4 结语

综上所述,随着我国经济实力的逐步强大,我们不能再以牺牲环境为发展的代价,而是要做好环保工作,这才是实现持续、快速发展的基础。我们应该努力积累经验,通过SBR工艺做好对垃圾渗滤液处理的试验研究,从而有效对垃圾渗滤液进行处理。

参考文献:

[1]陈凌.SBR工艺对垃圾渗滤液处理的研究及改进探讨[J].武汉大学硕士论文.2010(10).

[2]沈耀良.新型废水处理——人工湿地[J].污染防治技术.2011(1).

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关键词:渗滤液;MBR+NF+RO工艺;技术对比

Abstract: Landfill leachate is a kind of high wastewater with concentration of organic, which is complex composited and rich in various of pollutants, it is difficult to meet the outflow requirement by ordinary sewage treatment process. Currently, domestic engineering usually used a series of combined process to ensure the water quality standards. The article combined with the actual situation of the engineering and technical comparison, and select the MBR (two A/O+ultrafiltration)+NF+RO process to treat the leachate, And a further analysis is given to clarify the characteristics and treatment effects of this process.

Keyword: leachate;MBR+NF+RO process; technical comparison

中图分类号:R124文献标识码: A 文章编号:

1 项目概述

该生活垃圾卫生填埋场位于陕西省中北部某市,为山谷型填埋场。填埋场的建设规模为Ⅲ类,占地面积510亩,总库容量485万m3,日处理垃圾量为315t。其中,垃圾渗滤液设计规模为60m3/d,本工程渗滤液的有机污染物浓度相当高,设计进水为调节池出水,出水水质如表一所示:

表1 项目设计进水水质指标

2 工艺选择分析

根据要求,本项目建设的出水水质需要达到《生活垃圾填埋污染控制标准》

(GB16889-2008)中表2标准的要求。其水质指标如表二所示:

表1 项目设计出水水质要求

2.1 工艺比较

2.1.1 渗滤液处理工艺

由于渗滤液较高的污染物浓度和复杂的组成成分,单一的处理工艺不可能满足渗滤液处理的要求。目前,常用一系列的工艺组合对渗滤液进行处理采用保证系统处理出水水质的达标。

(1)完全膜分离技术

在实际的工程应用中,对垃圾渗滤液进行简单的预处理后完全通过膜系统对其进行污染物的浓缩分离,形成一部分的水质较好的清液,目前使用较多的主要有DTRO工艺。

但由于膜系统运行过程中的影响因素很多,包括进水的水质浓度、进水的温度、含盐量、运行管理的水平等,所以完全膜分离技术难以保证系统的稳定运行。尤其是在冬季水温较低的情况下,膜通量会下降很大,会影响系统的运行。

其次,由于膜系统进水浓度较高,其运行压力也非常的高,一般都在60bar以上,较高的会达到100bar以上;同时由于膜分离对氨氮等小分子物质难以取得较好的截留效果,所以完全膜分离技术的出水氨氮浓度要稳定达标还需要结合一些其他措施[2]。

(2)膜生物反应器+膜深度处理技术

在目前垃圾渗滤液处理行业中,膜生物反应器+膜深度处理技术已经成为一级排放标准下的主流工艺,目前运用较多的主要有MBR+NF/RO工艺。

MBR(包括生化系统和超滤膜系统)与纳滤系统、反渗透系统的不同工艺组合,可以使渗滤液处理出水水质达到一些较高的排放标准要求。MBR工艺通过超滤膜对生物菌体的完全截留保证生化系统能具有相当高的污泥浓度,实现水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离,保证了各种世代周期较长的微生物能在系统内大量繁殖。这种数量巨大、生物相繁多的生物反应器可以保证对各种复杂水质成分污水的处理效果,同时具有较强的抗冲击负荷能力[3]。

对MBR+NF/RO和DTRO工艺进行技术比较,可以得出:

表3 工艺技术比选表

MBR+NF/RO工艺在整体的性能、实用性、普遍性方面比DTRO要高出许多。

2.2 渗滤液处理工艺的选择

根据比较和分析并结合渗滤液的水质特点,确定本工程选用膜生物反应器+膜深度处理的主体工艺。

(1) 生化工艺

根据不同污水的水质特点,MBR工艺中生化部分可以选择多种工艺形式。对处理对象以有机污染物为主而不存在氨氮去除任务的废水,常采用传统活性污泥法或生物接触氧化法作为生化处理工艺,对于污染物浓度高的废水还可以采用厌氧工艺进行前处理。

而对于垃圾渗滤液这种氨氮和总氮浓度较高的废水,必须采用硝化/反硝化为主的生物脱氮工艺。为保证在反硝化过程中能充分利用污水中原有有机碳源,再结合本工程渗滤液水质情况,确定采用前置反硝化+一段硝化(A/O)的生化工艺。

(2) 膜深度处理工艺

膜深度处理工艺主要是纳滤处理工艺、反渗透处理工艺及两者的组合,根据本工程的出水水质要求和系统整体清液回收率要求,本工程选择以纳滤与反渗透工艺组合。

3 工艺流程及特点

3.1 工艺流程图

设计采用膜生物反应器+纳滤+反渗透的主体工艺,其主要流程如下:

3.2 工艺特点

3.2.1 MBR生化反应器的应用

外置式膜生化反应器由于其污泥浓度高、泥龄长等特点,使膜生化反应器具有极强的生物脱氮能力和有机污染物的降解能力,且反应器容积较小,有效降低了占地面积和土建投资;

3.2.2 纳滤(NF)的运用

由于设计外置式膜生化反应器为两级脱氮,生物脱氮率超过99%,超滤出水总氮已经达标,因此设计采用纳滤(NF)对超滤出水进行深度处理,去除难生化降解的有机物。纳滤(NF)的清液产率可达85%[4]。采用纳滤(NF)系统作为深度处理工艺具有如下优点:

节约运行成本,由于反渗透(RO)操作压力一般在30-60bar,而纳滤(NF)的实际操作压力在3-10bar左右,纳滤(NF)所需的膜渗透驱动力要小得多,这意味着能耗较低,因此,纳滤(NF)的运行成本比反渗透(RO)低的多[5];

3.2.3 反渗透(RO)的使用

当生物脱氮不完全时,由于反渗透(RO)分离级别高,对一价盐离子均作截超越管线一级反硝化池 一级硝化池 管式超滤系统 纳滤系统 60m3/d MBR系统 袋式过滤器 60m3/d 60m3/d 板式换热器 冷却塔 射流曝气 43.2m3/d 图1 系统工艺流程图 出水储槽 54m3/d 达标排放 反渗透系统 43.2m3/d 污泥运至指定地点 污泥脱水 浓缩液储槽 6m3/d 填埋区浅层回灌 10.8m3/d 二级硝化池 二级反硝化池 射流曝气

留,反渗透(RO)作为保障总氮达标的第二道“防线”可保证出水总氮达标。

3.2 工艺处理效果

根据国内内实际工程经验,对各工艺段污染物去除效果如下:

表3 污染物处理情况

由上表可知,系统最终混合产品水将优于《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)的要求,稳定达标。

4 结语

①该系统可以不间断运行,超滤膜的使用寿命超过5年以上,反渗透膜的使用寿命在3年以上,NF系统的回收率不低于90%,反渗透系统的回收率不低于80%。工程费用合理,操作运行简单。因此,该工艺具有良好的环境效益和经济效益,适合在垃圾渗滤液中应用。

②渗滤液二次污染问题依然凸显,如何无害化渗滤液系统产生的泥饼是我们要深入思考的问题。

参考文献:

[1]黄春. R+NF+RO在垃圾渗滤液处理中的应用[J].低温建筑技术,2010(4).

[2]林,陆晓峰等.膜生物反应器中膜过滤特征及膜污染机理的研究[J].环境科学,2006(12).

[3]张金钟,潘爱军等.提高污水处理厂活性污泥抗冲击性[J].中国高新技术企业,2010(27).

篇9

【关键词】城市生活垃圾;卫生填埋; 处理技术

一、卫生填埋处理技术概况

卫生填埋作为生活垃圾的最终处理方法,目前仍然是我国大多数城市解决生活垃圾出路的主要方法。特点是费用低、方法简单,在选定的处置场内,采用防渗、铺平、压实、覆盖处理垃圾并对填埋场沼气、渗滤液进行处理。经科学的选址、严格的场地保护处理,对渗滤液和填埋气体进行控制。卫生填埋场具有处理和终止处置生活垃圾的双重功能,采用焚烧处理的残渣和堆肥处理中的不可堆肥部分都需要卫生填埋处置。作为生活垃圾的最终处理方法,是大多数城市解决生活垃圾出路的最主要方法。填埋场的一个主要问题是渗滤液的污染控制。渗滤液是垃圾在填埋过程中由于垃圾中有机物分解产生的水和垃圾中的游离水、降水以及入渗的地下水,通过淋溶作用形成的污水。水质则随垃圾组分、当地气候、水文地质、填埋时间和填埋方式等因素的影响而显著变化。所以做好卫生填埋处理技术的处理也是很重要的。

二、卫生填埋处理技术类型

卫生填埋一般可分为五种类型:

(一)普通厌氧填埋:工程设施简单,填埋作业简便,但不符合卫生标准;发达国家已没有这类填埋场,国内有早期建设的还有在使用。

(二)厌氧卫生填埋:无排渗导气系统,卫生标准较低;发达国家已不使用,国内原有垃圾填埋场大部分属该类型;

(三)改良型厌氧卫生填埋:卫生标准高,填埋作业简便,国外生活垃圾填埋场一般采用这种形式;国内新建填埋场如杭州天子岭、深圳下坪、南昌麦园、福州红庙岭和贵阳高雁等填埋场均按建设部技术标准《城市生活垃圾卫生填埋场技术标准》CJJ17-2001、《生活垃圾填埋场环境监测技术标准》CJ/T3037-1995和《生活垃圾填埋污染控制标准》GB16889-1997等进行设计、施工和运行管理;

(四)准好氧型卫生填埋:根据有关资料表明,本类型渗滤液有机物浓度略低于改良型卫生填埋,腐熟速度较快,但通气管路多,作业繁琐,比较少用;

(五)好氧型卫生填埋:卫生条件好,垃圾腐熟快,但通气管路多,且需设鼓风机鼓风,不仅作业复杂而且技术上尚处于未成熟阶段。我国包头有类似型式的填埋场建设尝试,该类填埋场适宜在少雨、干旱地区使用,可省去渗滤液处理系统。

三、填埋气与渗漏液的处理技术

(一)填埋气的收集技术

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。

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、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。

(二)填埋气的应用

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。

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。

(三)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:

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。

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、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。

(四)渗滤液处理时需要注意的问题

1、垃圾渗滤液的成分复杂、水质水量变化大、污染物浓度高、处理难度大。主要的处理方法有生物处理法、物理化学处理法和土地处理法。单独采用一种方法处理垃圾渗滤液难以满足排放要求,因此必须采用多种方法的组合工艺。

2、以循环回灌法为预处理,再把渗滤液输送至城市污水处理厂进行合并处理是适合我国的渗滤液处理方法。但必须考虑到填埋场和污水处理厂的距离及污水厂对渗滤液的接纳能力。如单独处理,则建议采用物理化学处理法进行深度处理。

三、分析垃圾填埋存在的一些问题

(一)二次污染相对严重

例如垃圾渗出液在没有严格的防渗措施时会污染地下水及土壤,同时垃圾堆放产生的臭气严重影响场地周边的空气质量,另外,垃圾发酵产生的甲烷气体既是火灾及爆炸隐患,排放到大气中又会产生温室效应。近年来有的城市已经认识到这一问题,建立了一批具有较高水平的卫生填埋厂,较好地解决了二次污染问题,但建设投资大,运行费用(包括规范的填埋、渗出液处理及甲烷收集利用等)高。最关键的是填埋场处理能力有限,服务期满后仍需投资建设新的填埋场,进一步占用土地资源。

(二)环境污染相对严重

由于生活垃圾中有机物含量和含水率往往高达50~60%,导致渗滤液产量大、浓度高,渗滤液处理达标排放或能够送城市污水处理厂处理后达标排放的填埋场较少,地下水污染地表水的污染事故不断出现。垃圾所散发的毒、臭气体向周围漫散,形成空中、周边、地下立体污染,而且易引起甲烷爆炸事故,由此对人、畜、生态环境酿成悲剧的事例,屡见不鲜。虽然,在许多发达国家和我国一些较发达城市建设了不少“卫生填埋场”,减少了一些污染,但由于技术和管理上的不完善而造成的环境污染问题依然很多,不能从根本上解决问题。

(三)设计理念比较落后,

科技水平低,土地填埋利用率不高,占用了大量土地资源;大部分生活垃圾填埋场缺乏有效的基础和边坡防渗措施;填埋处理方式的技术要求比较高,如果达不到一定的技术要求,可能出现如下险情:一是垃圾在填埋过程中产生的气体在垃圾层中大量积聚,压力增大到一定程度,在瞬间突破覆盖层,冲击膨胀可能发生物理爆炸;二是垃圾填埋防渗措施不当,可能引起垃圾渗滤液渗漏,污染地下水源、土壤、植被,危及动物甚至人畜健康;三是填埋区周围群众反映强烈,生活垃圾在降解过程中产生大量甲烷、二氧化碳和挥发性有机物恶臭气味,形成“致癌、致畸、致突变”的潜在危害;四是垃圾没有经过分拣,其中有利用价值的物资作为废物填埋,加大了垃圾的产生量。

四、结束语

我国城市垃圾无机物多、有机物少的成分特点更适合采用卫生填埋处理技术[x]由于垃圾中无机物含量高,填埋后比较稳定,产生的臭味气体少,不会造成大气质量恶化;渗滤液相对较少。卫生填埋处理技术设备简单,运行成本低,就我国目前的经济发展状况是可行的。

参考文献:

[1]《生活垃圾填埋场污染控制标准》GB16889-2008

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关键词:渗滤液浓缩液 回灌 蒸发 高级氧化

一、引言

集中卫生填埋是我国现阶段城市生活垃圾处理的主要方式,针对垃圾渗滤液对人类以及环境的危害,为了防止生活垃圾填埋造成的二次污染,各个国家针对国情分别制定的垃圾渗滤液排放标准,用来解决渗滤液排放问题。

浓缩液由于含有严重污染物,直接排放可能会对土壤、地表水、海洋等产生污染;若排入市政污水处理系统,过高的总溶解性固体对活性污泥的生长也不利。因此对于减少浓缩液的产量、浓缩液继续处理的研究很有必要,相关技术的开发研究也是渗滤液处理技术中的一个热点。

二、渗滤液处理浓缩液特点

浓缩液中的主要成分是甲苯、N,N一二甲基甲酰胺、2,4一二甲基一苯甲醛、2,4一二(1,1一二甲基乙基)苯酚、三(2一氯乙基)磷酸、邻苯二甲酸环己基甲基丁基醚、邻苯二甲酸二丁酯、3,5-二叔丁基一4一羟苯基丙酸、乙酰胺、正十六酸、~t-A硫二烯酸,以及少量的十八烷到二十五烷之间的正烷烃等有机物。从这些有机物的特点来看,基本不能作为营养源参与生物反应。

根据我国几家采用反渗透工艺的项目运行经验分析,要保证反渗透出水的各项指标达标,浓缩液的产量非常大,一般会占到进水量的25% 一45%。浓缩液中的COD主要成分是难降解有机物,一般随地域和当地居民饮食习惯的差异,浓缩液的COD浓度在1 000 mg/L一5000 mg/L之间,其中的有机物很难作为营养源参与微生物代谢。根据对不同地区渗滤液处理项目发现,浓缩液中的总氮含量在100 mg/L一1 000 mg/L。浓缩液的色度一般在500倍~1 500倍之间,并且生色团和助色团相对物质量越高,色度越高。根据反渗透截流性的特点,100%的二价以上的无机盐离子、85%~90% 的一价盐离子、30% 左右的硝态氮、亚硝态氮都会存在于浓缩液中。通过数倍浓缩后,浓缩液中的氯离子浓度约为10 000 mg/L一50 000mg/L之间,TDS为20000~60000mg/L,电导率为40000~50 000 0μs/cm,这些含极难降解,且含盐度极高的浓缩液成为了所有渗滤液处理中的一道难题。

三、目前常用处理方法

处置浓缩液是整个渗滤液处理工艺膜系统设计过程中不可缺少的重要部分。如何处置垃圾渗滤液深度处理反渗透及纳滤浓缩液,取决于浓缩液的水量、水质以及处置地点的地理环境和对水源、土壤的潜在影响。浓缩液处置的典型方法有回灌、膜蒸馏、蒸发、高级氧化等。

3.1回灌

回灌工艺是指将垃圾渗滤液通过膜深度处理产生的浓缩液回运到垃圾填埋场再通过人工技术喷灌如垃圾堆体的渗流处理技术,回灌实质是把填埋场做为一个以垃圾为填料的生物滤床,回灌的浓缩液在自上而下流经垃圾填埋层的过程中,其中的有机污染物被垃圾中的微生物所降解。

从1986年开始,浓缩液回灌就作为反渗透法处理垃圾渗滤液的一个有机组成部分而被广泛采用。实践证实:在充分考虑相关填埋场的特征设计基础上,长期采用回灌处理浓缩液的系统,填埋场排出的渗滤液中主要污染物质浓度没有显著变化。然而,回灌对地下水污染的可能性增加,水流可形成短路,使填埋层含水率增加,浓缩液直接回灌也有可能导致垃圾场含盐量增加。

3.2 蒸发技术

蒸发是一个把挥发性组分与非挥发性组分分离的物理过程,由2部分组成:加热溶液使水沸腾气化和不断除去气化的水蒸气。垃圾渗滤液蒸发处理时,水分从渗滤液中沸出,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气,最终存在于冷凝液中。

浓缩液的低能耗蒸发工艺是在传统的废水蒸发处理技术的基础上的改良和发展。传统的蒸发技术是一个把挥发性组分与非挥发性组分分离的物理过程,通过加热溶液使水沸腾气化和不断除去气化的水蒸气。垃圾渗滤液蒸发处理时,水分从浓缩液中沸出,而污染物会残留在浓缩液中。浓缩液低能耗蒸发工艺利用蒸汽的特性,当蒸汽被机械压缩机压缩时,其压力升高,同时温度也得到提升,为重新利用再生蒸汽作为蒸发热源提供了可能。通过能源循环利用技术,将浓缩液蒸发处置运行成本降到最低。目前市场上的主流材料都很难满足反渗透浓缩液蒸发装置的防腐等级要求。根据目前国内正在运行的采用浓缩液蒸发系统的项目的实际情况看,蒸发装置的主材必须是采用Ti材以上的耐腐蚀材料,造价昂贵以及后期不菲的维养费用。

3.3 组合处理工艺

目前采用的较多的组合处理工艺是生化一强化氧化一混凝沉淀工艺。其中Fenton氧化法是一种高级氧化技术。其原理是通过培养适合在高TDS下生存在菌种,保证生化处理通过传统A/O+MBR工艺对浓缩液生物脱氮。然后在强化氧化段投加遴选的氧化剂和催化剂(双氧水和铁盐),通过1号自由基反应机理对COD和TN进行去除,强氧化段COD去除率为75%,TN去除率为90%。最后通过混凝沉淀工艺对出水的ss进行去除。其核心工艺仍是传统的高级氧化技术。

四、结语