渗滤液处理方案范文

时间:2023-12-26 18:08:05

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渗滤液处理方案

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论文关键词:垃圾填埋场,渗滤液

1 渗滤液的来源

垃圾渗滤液主要由垃圾填埋场的降水渗透、地下水侵入以及垃圾本身所含的水分在微生物的长期作用下,不断被溶解,呈溶质形式的有害有毒产物进入渗滤液中,以致渗滤液中有机物浓度高、污染持续时间长、性质也特别复杂[1]。一般来讲,对于填埋场场龄在3-5年以下的渗滤液,其特点是低pH值、BOD5和COD较高,高BOD5/COD值;而对于场龄在3-5年以上的,其特点是BOD5和COD较低,BOD5/COD值也较低,氨氮浓度高,pH通常为7.5左右[2]。

2 渗滤液处理方案

2.1 与城市污水处理厂的合并处理(场外处理)

将渗滤液排往城市污水处理厂合并处理是最为简单的处理方案,利用污水处理厂对渗滤液的缓冲、稀释作用,达到同时处理的目的。采用合并处理时需考虑两个因素。一方面,由于垃圾填埋场往往远离城市污水处理厂,将产生较大的输送费用;另一方面,由于渗滤液所特有的水质及其变化特点,在采用此种方案时,如不加控制,则易造成对城市污水处理厂的冲击负荷,影响甚至破坏城市污水处理厂的正常运行,因此,需根据实际情况严格控制渗滤液与城市污水的混合比,并采用稳定可靠、高效的合并处理工艺系统。

2.2 预处理-合并处理(场内-场外处理)

预处理-合并处理是基于减轻直接混合处理时,渗滤液中有害物质对城市污水处理厂的冲击,而采取的一种场内外联合处理方案。渗滤液首先通过设于填埋场内的预处理设施进行处理,以去除大部分重金属离子、氨氮、色度以及SS等污染物质,或通过厌氧处理以改善其可生化性、降低负荷,为合并处理正常运行创造良好的条件。

2.3 建设独立的场内完全处理系统

事实上,城市垃圾填埋场通常位于离城市较远的山谷地带,此时建设场内独立的完全处理系统便成为一种可选择的方案。单独处理时,由于渗滤液的污染负荷很高,尤其是有毒有害物含量较高,因而,其处理工艺系统须为多种处理方法的有机组合。目前多采用预处理→生物处理→后处理的工艺流程。

2.4 处理方案比较

渗滤液有不同的处理方案,应因地制宜地通过技术经济比较后,合理地选择。在经济发达且实际条件许可的情况下,可建设场内独立的完全处理系统;在经济尚不发达的地区则可采用预处理-合并处理的方案;在无力建设处理设施的情况下则可采用直接将渗滤液排入附近城市污水处理厂合并处理的方案。应该说,场内预处理-场外合并处理是一种较为理想的处理方案。

表1 几种处理方案经济技术比较

处理方案

经济性

处理难度

合并处理

主要考虑管道铺设和运输费用,处理成本较低

易对城市污水处理厂形成冲击,影响其正常运行,需控制混合比例

单独处理

节省了管道铺设和运输的费用,基建和运转费用较高

处理工艺流程操作管理复杂,运行效果难以得到长期的保证

预处理-合并处理

需同时建设处理设施和铺设管道,运行费用相对适中

运行方式灵活,操作管理简单,出水水质能得到保证

3 垃圾渗滤液处理技术

3.1 物理化学

物理化学方法主要有活性炭吸附、化学沉淀、化学氧化、化学还原、离子交换、膜分析、气提、湿式氧化等多种方法,和生物处理相比,物化处理不受水质水量变化的影响,出水水质比较稳定,对难以生物降解的垃圾渗滤液有较好的处理效果,但物化法投资大、处理成本、运行费用较高,通常只用于色度、SS、氨氮、重金属离子等的去除,有时也用于渗滤液中难生物降解的COD去除。填埋场初期产生的渗滤液中有机污染物浓度很高,此时,单纯使用物化法处理就难以达到理想的效果,一般用于渗滤液的深度处理,而生物处理能取得较好的处理效果。

3.2 生物方法

生物法处理渗滤液[3]是利用微生物将渗滤液中的有机污染物降解从而达到净化的目的。好氧生物处理方法不仅可以有效降低BOD5,COD和氨氮,还可去除铁锰等金属,处理成本适中。但好氧生物处理只适用于可生化性较好的渗滤液,且系统易受水质水量变化的冲击,当渗滤液的氨氮、重金属离子等污染浓度较高时还必须进行预处理。厌氧生物处理法最主要的优点是能耗少,操作简单,投资运行费用低,耐冲击,剩余污泥量少,所需营养物质少。但厌氧生物法不能有效的去除氨氮,其出水有机物含量仍然很高。

由于填埋场渗滤液的复杂性和有别于城市污水的独特性,若单一使用厌氧或好氧生物法处理渗滤液一般很难达到排放要求,故经常要二者合并应用。但这种联合处理系统在其它物化法配合的前提下,也只是对垃圾填埋场初期产生的可生化性较好的渗滤液较为有效,对填埋场后期产生的渗滤液处理效果较差。

3.3 土地处理技术

土地处理技术是人类最早采用的污水处理方法[4]。土地法处理渗滤液是利用土壤-微生物-植物这一陆地系统的吸附、离子交换、化学沉淀和生物降解性能对渗滤液中的污染组分予以去除的一种渗滤液处理方法。尽管土地处理法在处理城市垃圾填埋场渗滤液具有良好的运行效果和经济优势,但此法占地面积大,受气候变化影响较为明显,一般只用于渗滤液产量低、填埋场周围有较大可用空地的小型城镇垃圾填埋场或用于处理工艺末端作为补充。

3 结语

针对垃圾渗滤液的水质和水量特点,通过分析和讨论,可以得出如下结论:

(1) 渗滤液有不同的处理方案,通过技术经济比较后合理地选择,然后针对所需处理的渗滤液的性质合理选择处理工艺。

(2) 应充分考虑渗滤液随着季节、气候的变化和水质随填埋场场龄变化的特点,选择合适的处理工艺。

(3) 实际工程应用时,往往采用多种处理技术合并应用,以达到处理要求。

4 参考文献

[1] 汪进辉, 汪永辉. 垃圾填埋场渗滤液的处理技术[J]. 云南环境科学, 2005, 24(1): 148-150.

[2] 周北海, 松藤康司. 中国垃圾填埋场的问题与改善方法[J].环境科学研究, 1998:11(3).

[3] 李军 王宝贞等. 生活垃圾渗滤液处理中试研究[J]. 中国给水排水, 2002. 18(3): 1-6.

篇2

关键词:垃圾渗滤液 处理 方法

引言:

由于垃圾渗滤液对环境和人类的严重危害性,因此必须有效的处理,达到国家排放标准。但是由于渗滤液的性质特点,与一般工业废水和生活污水来对比,其处理难度和成本都要高很多,还没有完善出经济高效的处理工艺,这使得垃圾渗滤液的处理成为污水处理方面的一个世界性技术难题,受到了广泛关注和深入研究。

一、与城市污水的合并处理

合并处理是把未经处理的垃圾渗滤液引入到填埋场附近的污水处理厂,数量较大的城市污水缓冲和稀释渗滤液,以及利用城市生活污水里的营养物质,使垃圾渗滤液与城市生活污水同时进行处理。但是,城市污水处理厂可以接纳的垃圾渗滤液是非常有限的。经国外学者研究显示,垃圾渗滤液与污水的比例超过0.5%,活性污泥的负荷量会增加一倍。而且,由于垃圾渗滤液本身特有的水质及变化特点,用合并处理这种方案时,应该加以控制,否则易给城市污水处理系统带来严重的冲击负荷,甚至会影响或破坏其正常运行。加之,合并处理受到填埋场附近有无污水厂的条件限制,还要考虑渗滤液在运输工程中的运费和运输工具等,因此合并处理未能得到广泛推广应用。

二、土地处理法

土地处理法是指利用土壤颗粒的过滤作用以及通过吸附、离子交换或沉淀作用,将垃圾渗滤液中的悬浮固体及溶解成分去除的处理方法。目前主要有两种处理方法:回灌处理法及人工湿地。

1.回灌处理法

最早是由美国Poh land在上世纪70年代提出的,主要是利用垃圾填埋层这个“生物滤床”净化垃圾渗滤液。垃圾渗滤液通过覆土层、垃圾层后会发生物理反应、化学反应和生物反应,使其被降解、截留及减少。回灌处理方式其优点主要有设施简化、运行费用低、基建投资省、耐冲击负荷等。据估计,英国约有50%、美国也近200多座填埋场用的是回灌技术,Delaware州固体废弃物管理局已将渗滤液循环处理技术应用于许多城市垃圾填埋场。

国内学者利用回灌处理+铁促电化学氧化工艺对渗滤液进行处理,结果表明:处理后COD和NH4+-N浓度值分别降低到300ing/L以下和15mg/L以下,该工艺能够处理可生化性较好的渗滤液。但回灌处理不足之处是容易堵塞土壤,氨氮大量积累,处理后的浓度较高,需再处理等,所以很少用回灌处理单独处理渗滤液,此项技术在我国的应用并不普遍。

2.人工湿地

它是近几年出现了的一种新工艺,就是人为制造出的适合水生或湿地植物生长的“环境”,其中有大量的多种活性微生物。水中可溶性固体、有机物、COD、BOD5、氮、磷及重金属等污染物经这些微生物的生化反应,转变成为植物生长所需的营养物质,从而降解污染物。其优点是管理方便、费用低等,缺点是处理效果跟季节变化有关,且处理有机物的浓度也较低。人工湿地不适应北方寒冷的地区,而适应在植物生长茂盛且生长期长的南方地区人工湿地系统多用于渗滤液的深度处理中。

三、单独处理

单独处理,就是在垃圾填埋场外建立独立的处理系统,其处理方法主要有:生物处理法、物理化学法以及物化一生物组合工艺。单独处理的优点是能够根据水质、水量不同的渗滤液,合理选择处理运行工艺,易于获得和控制运行参数,不受限于污水混合比,而且能大量处理渗滤液,是目前国内外广泛用的处理方案。

1.生物处理法

垃圾渗滤液的生物处理法就是利用微生物在一定条件下可以大量繁殖的特点,及其自身的新陈代谢作用,吸附降解污染物,从而分离和去除污染物的方法。根据微生物的呼吸类型,生物处理一般主要包括有好氧、厌氧和厌氧-好氧生物结合处理(兼性处理)三种。有些学者认为COD浓度在5000mg/L以上的高浓度渗滤液建议采用厌氧方法进行前段预处理,然后用好氧或其他后续处理方法;COD浓度在500mg/L以下的渗滤液建议使用好氧生物处理法;COD浓度在500-5000mg/L之间的渗滤液可以根据实际情况选择好氧或厌氧处理。

2.物理化学法

物理化学法是利用物理化学的原理和化工单元操作设计处理工艺,它与生物处理法相比,在投资和运行费用上要多出10多倍,一般都是与生物处理相结合,作为渗滤液的预处理或深度处理工艺,其主要处理方法有吸附法、化学沉淀法、吹脱法、高级氧化技术、膜分离处理技术等。

2.1吸附法

吸附法作为一种高效的物化处理手段,主要是通过使用各种不同类型的吸附剂,如活性炭、高岭土、焦炭、焚烧炉底灰、沸石、硅藻土、粉煤灰、蒙脱石等多孔性固体物质,目前该方法在广泛应用在化工废水、重金属污染、印染废水等的污水处理领域。蹄选出一种合适而低廉的吸附剂,是吸附法处理废水的关键。在垃圾渗滤液的处理中,吸附法主要作用是去除渗滤液的色度、金属离子和难降解的有机物污染物等。

2.2化学沉淀法

它主要利用加入某种化学沉淀剂,发生化学反应,将溶解性离子转化成不溶性固体,达到去除难降解有机物、COD、NH4+-N和重金属。絮凝沉淀是常用也是最重要的一种化学沉淀方法,它主要是加入絮凝剂,使悬浮物及胶体颗粒加速沉降。

3.物化-生物结合工艺

渗滤液是高浓度、高分子化合物多、高毒性的废水,只是采用单一的处理工艺很难使其处理后达标排放,越来越多的学者着眼与研究采用物化法和生物法组合的处理工艺处理渗滤液,且处理效果很好。

①对渗滤液利用厌氧-SBR-混凝沉淀Q合工艺进行处理,处理后渗滤液中COD和氨氮可达到148. 4mg/L和2. 2 mg/L, COD和氨氮的去除率分别为91. 2%和90.4%,有机物和氨氮去除效果较好。②对渗滤液用混凝吸附-两段SBR法进行处理。预处理使用的混凝剂是聚合硫酸氯化银铁,对SS的去除率为84%,对色度的去除率为92%,对化学需氧量的去除率为53%,B滤液的可生化性同时得到提高。

四、结语:

近几年,我国加大了对渗滤液处理的投资力度,北京市的阿苏卫填埋场、深圳下坪垃圾填埋、浙江杭州天子岭垃圾填埋场等不断引进国外先进技术,使我国的渗滤液处理水平迈入了新的时期。但是,由于考虑经济和运行费用的考虑,我国的渗滤液处理仍以生物技术为主,国外的渗滤液处理则以物理化学处理技术的研究和应用为主,而对于渗滤液这种有机污染物、氨氮、重金属浓度较高的高污染废水来说,仅仅靠单一的生物、物理化学的处理技术无法将其处理达标排放,渗滤液的处理应从提高处理效果,降低处理成本的角度考虑,灵活用生物法与物化法结合的多种复合方法进行处理。

参考文献:

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【关键词】垃圾;填埋;渗滤液;处理

0.前言

本文根据对城市生活垃圾进行探讨,分析了垃圾填埋场渗滤液处理的情况,同时,根据对各个先进技术工艺进行深入了解,分析出先进的工艺技术能够更好的进行垃圾处理,使其适合我国经济的发展与环境的保护。文章还探讨了对于生活垃圾填埋场渗滤液问题的处理及解决,为我国环境保护提供资料参考。

1.垃圾填埋场渗滤液特征

1.1渗滤液来源

(1)降水。由于气候的变化,经常产生降雨或者降雪的天气,雨水或者雪融化形成的水分渗入到地表,形成降水渗漏。(2)地表水流渗入。地表水主要包括对于地层表面的灌溉,使地表上的水流入地下,渗入到填埋垃圾中。(3)地下水渗入,填埋垃圾产生空缺会使地下水渗入。(4)自身水分。生活垃圾中,自身自带的水分。(5)分解。垃圾经过分解变化形成水分。

1.2渗滤液水质特征

(1)水分渗入量小,大但是存在不同类型的水质。与城市中废水、污水的胖放量来说,量比较小,但是收到土质及各个渠道的影响水质不同,同时水质变化也很大。(2)污染物浓度高。垃圾渗滤液中的污染物主要BOD、COD有机污染以及N污染等等,污染物浓度与垃圾中含有的易腐有机物呈正比例关系;氮物质越多,垃圾渗滤液的NH3N含量就越高;(3)金属含量高。垃圾填埋场中产生的垃圾渗滤液含有十多种金属离子,如铁、铅、锌、汞等等;(4)可生化性。在垃圾填埋场,垃圾不断填埋、不断增加,随着垃圾的堆积,早期垃圾因为积压产生降解,受到空气的流通有机物质会出现变质现象。在填埋完成后降解几率会逐渐减小。在变质过程中,一些不容易降解的有机物质会随着时间的增加而在填埋区域占主要位置,使渗滤液的可生化性降低。

1.3主要成分

垃圾的来源渠道较广,由此导致的垃圾组成成分十分复杂多样,既含有有机物,也含有无机物,还含有大量的重金属。

2.垃圾填埋场渗滤液处理方法

目前,垃圾渗滤液的处理方法主要是生化法、物化法,以及新的一些技术和方法。

2.1物化法

物化法主是对垃圾渗滤液进行预处理和深度处理。其主要功能是要去.圾渗滤液中的SS、NH-N、色度以及那些难以降解的有机物。当前,物化法主要有化学沉淀法、吹脱法、电化学氧化法、电催化氧化法、光助Fenton法、臭氧催化氧化法等等多种方法,当COD为2000-4000mg/L时,物化法可以将COD浓度去掉50%-87%。而且,经过物化法处理后,出水水质也将为稳定,尤其对生物处理难度较大的低值COD、BDO有较为理想的处理效果。但物化法也有一些弊端,主要表现在处理的成本较高,不适合对那些大水量的垃圾渗滤液的处理。

2.2生化法

生化法则通常担负起垃圾渗滤液处理系统中的主体工艺的角色,用于去除垃圾中的大部分可以生化降解的有机物和营养物。目前,使用较多的生化法主要有厌氧一好氧法、SBR法、MBR法等等。目前,国内外多数的垃圾渗滤液的处理工艺选择r以生化法为主体,生化法的经济性、易管理等特点使得该类方法得到了普遍应用

2.3其他技术

经济的发展以及科学技术的不断提高,在垃圾渗滤液的处理方面也在不断的创新,研制出污染性小、有效的分解垃圾的技术,同时应用到实践生活当中,为省市环境保护与人类健康提供基础工艺。

3.废水处理工艺

3.1工程概况及工艺流程

3.1.1工程概况。

某垃圾填埋场主要接受县城周边20万人口的日常生活垃圾,平均填埋量为500rid,渗滤液的产生量约为20-120m3/d,设计处理能力为150m3/d,执行《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)标准。

3.1.2工艺流程。

考虑垃圾填埋场建设初期,渗滤液的生化性较好,可以通过将调节池中的渗滤液用泵进行提升,进入到UASB厌氧中,在去除大部分有机物之后,出水再流入到A/O-MBR池中,通过好氧生物的进一步作用后达到去除渗滤液中有机物的目的,最后经过硝化和反硝化达到去除渗滤液中的氨氮的效果。出水经过增压泵的增压,进行纳滤处理后以达到进一步去除氨氮和有机物的目的,最终达到出水达标排放。对于那些后期进入填埋场的垃圾,由于渗滤液生化性较差,渗滤液中的碳氮含量浓度较低,可以直接进入A/O-MBR处理系统。

3.2高效节能管理。

对于垃圾渗滤液中水分的质量及水量容易发生变化,因此,为垃圾的处理与渗滤液的处理措施中增加了管理难度,因此,在处理垃圾渗滤液过程中,必须将渗滤液的水质及水量进行控制,控制机械设备的工作效率,有效改善垃圾填埋场的污染。在机械设备管理中,首先要进行机械质量的检查,注意各个结构设计及材料质量的标准,应用先进技术,保证机械运行的高效性与稳定性。其次,要注意对机械进行良好的管理与监督,加大管理力度,将一些新技术应用到垃圾渗滤液的改善中,其中(1)需要专门的人员进行监督,定期检查垃圾量,控制垃圾的投放;(2)提高创新意识,加大科技投入,将先进的技术应用到垃圾管理的运行中,使新技术得到利用同时良好的控制垃圾渗滤液的问题;(3)引进专业人才进行管理,提高管理人员素质,采取培训的手段将管理人员进行管理,并且提高人员素质与职业道德,使工作人员认真对待垃圾处理问题,提高其环境保护意识。

4.结论与建议

(1)不同处理方案的选择,应在对填埋场渗滤液进行分析预测后,考虑处理系统运行的稳定性和可靠性及耐冲击负荷能力,进行技术经济以及环境效益分析后慎重选择;(2)渗滤液回灌技术因其技术、经济优势,可以作为合并处理和单独处理工艺方案的预处理,达到削减水量和污染物,并加速渗滤液水质稳定化的作用;(3)对渗滤液回灌技术应加强对水量平衡的研究,在解决渗滤液恶臭污染物对大气环境质量影响等问题的条件下,应采用蒸发量大的回灌技术;(4)对渗滤液生化出水中难降解的腐殖质类物质,从目前来看,采用高级氧化去除技术也存在经济性的问题。除在超临界水氧化技术等高级氧化技术方面深入研究外,还应对渗滤液膜处理技术进行研究。

【参考文献】

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关键词:垃圾渗滤液;处理难点;处理对策

前言:

垃圾渗滤液,通俗来说就是指经过了垃圾处理之后经过一系列的化学反应物理反应,再加之降水污水排放等其他外部的来水的渗疏作用和淋溶作用下,产生的一种高浓度的污水,它也是一种高浓度的有机废水。通常有以下几各方面是影响垃圾渗滤液的关键因素:降水量、蒸发量、地面流失、地下水渗入、垃圾的特性、地下层结构、表层覆土以及下层排水设施情况。垃圾渗滤液中含有众多的高污染因素,存在大量的有毒物质,对环境的危害难以表述,一旦垃圾渗滤液不经过处理就排放到江河湖泊,将会产生难以估量的污染后果。会对动植物以及人体的健康产生严重的影响。所以对于垃圾渗滤液的处理是非常必要的,能够帮助我们拥有一个良好健康的生存环境。但是由于诸多因素,垃圾渗滤液的处理极具复杂性,垃圾渗滤液的处理已经成为一个较困难的难题。

1 垃圾渗滤液的处理难点

1.1垃圾渗滤液所具有的特点

垃圾渗滤液的特点基本上就决定了其处理的难度性。垃圾渗滤液的水质波动大,渗滤液的成分复杂,很难对症下药。而且垃圾渗滤液的成分并不是一成不变的,它会随着填埋时间的长短逐渐变化,这其中有众多的因素影响着它的变化,垃圾所含有的内含物质,降水对于土壤的渗透,填埋时间的长短,填埋时期的专业技术的人才的素质问题,填埋场地防渗透技术,填埋场中具体的操作细节,填埋场的运营状况等,特别是降水渗透量和填埋时间长短是两个关键的影响因素,甚至可以说,这两个因素已经决定了垃圾渗滤液的成分的复杂性特征。并且我们要看到所有这些变化都是不可控的,这也是一个垃圾渗滤液处理困难的一部分原因。另外,COD 和氨氮的浓度高,众所周知,氨氮过多会是水体产生恶臭,对人体的伤害是很大的,其中还含有很多的致癌物质,一旦不小心排放到环境,对我们的生存环境的恶劣影响可想而知。还有重金属的含量也是一个巨大的数字,艳丽的颜色中同样含着恶臭,对环境的污染极其严重。

1.2 垃圾渗滤液的处理现状

与城市污水一同处理。这种处理方式简单明了,它可以节约了处理城市废水和垃圾渗滤液的双重费用,降低了处理成本,基本上算是一种较为可行的方案。但是有的时候还是存在着一定的问题,比如一般城市污水处理工厂往往和垃圾填埋厂的距离很远,这样对于两者的共同处理的方便性提出了挑战。同时运输也会增加一定的经济成本和处理费用,垃圾渗滤液的水质特点和城市污水完全不在一个层次上,从某种程度上来说,是对污水处理厂的重负荷。还有一种处理方式就是运用渗滤液回灌技术,回灌技术是近年来发展起来的一种专门运用于垃圾渗滤液的处理的技术,它依靠简单的技术设备,操作简单,经济成本也相对较低,但是同样存在着问题,一方面产生大量可挥发的恶臭气体,这存在很大的安全隐患。最后一种方式是现场建立渗滤液处理厂进行处理,这是一项相对较为先进的技术,主要在发达国家和地区使用,就目前中国的现状而言,有一部分大城市也有这样的渗滤液处理厂,它需要坚实的技术支持,运用的范围现在还有待开发。其技术核心总结而言就是对污水处理的一种模仿。

1.3 垃圾渗滤液的处理难点

垃圾渗滤液的处理难点主要有以下几个方面:单一的处理方法无法满足排放标准,因为垃圾渗滤液的成分复杂,含有的物质水溶性差,难以分解,这就造成了在垃圾渗滤液处理过程中仅仅靠一项处理程序很难达到达标排放的标准,另外的垃圾渗滤液中的水质也存在很大的差异,单单靠一项处理技术对其进行处理不能实现对多种水质的处理;有较高氨氮浓度的垃圾渗滤液难以处理,垃圾渗滤液中重金属等有毒有害物质的处理难题,随着近现代技术的不断发展成熟,重金属对人体的危害已经成为大街小巷中的常识性问题,由于重金属的特殊性,只要有少量的重金属物质进入人体就可能造成严重的影响,出现畸形等各种生理变异,所以对于垃圾渗滤液的处理越来越严格,以确保不会在排放后对人体产生负面的影响。

2 针对垃圾渗滤液的处理难点所采取的应对措施

2.1 增强对垃圾渗滤液的全过程监控

全过程监控是指对于垃圾渗滤液整体性的一个把握,对于降低经济成本和节约不必要的开支,能加大对与垃圾渗滤液处理技术的投入,同时全过程包括在开始阶段,过程阶段,结束阶段都能都有一个好的监控,首先是开始阶段,开始阶段就是垃圾渗滤液的源头,控制源头能够取得很好的效果,一方面能够减少工作量,另一方面是能够培养人们对于垃圾再回收利用的意识。在过程阶段,注意对于技术的创新和新技术的应用,加大对于研究的力度,发展出更加有效的方式对待垃圾渗滤液;同时在过程阶段,应该严格对待每一项垃圾渗滤液的处理,不能马虎过关,严肃对待处理的每一项环节,保持高达标排放的效率。

2.2 加强对新技术和新设备的研发和利用

增强对于新技术的利用和研发对于垃圾渗滤液的处理相当于就是质的飞跃,只有有一项可观的技术支持,众多的垃圾渗滤液的问题都能迎刃而解,所以对与新技术的投资不仅仅是迫于形势,而且是必要的,能够给我们将来处理垃圾渗滤液带来很好的效果和发展前景。对于现在较为先进的技术设备要注意加大资金进行推广其使用范围,增强这项技术设备的使用效度,给垃圾渗滤液的处理带来更多实际的效果。实现一项新的技术设备的产业化结构,使之能够在垃圾渗滤液的处理行业中发展壮大,这是很有必要的,是符合市场现实需求的体现。

2.3 对于重点技术的运用

微电解处理工艺,主要原理是通过金属的腐蚀原理,通过物理沉淀和相关的化学反应来实现对垃圾渗滤液中的物质的吸附和处理,这个方法主要对于污水处理的模仿,但是对于垃圾渗滤液同样具有良好的效果;氧化沟处理工艺,是一种主要正针对垃圾渗滤液填埋的技术处理,这种工艺具有超强的耐冲击负荷、良好的脱氮效果,另外一个广受人们欢迎的特点是它有能够在一定程度上对产泥率进行有效的降低,近几年来得到了很好的推广和使用;砂滤处理工艺,主要是对于水中的杂质的处理,使用过滤层过滤掉垃圾渗滤液中的悬浮杂质,它能够一定程度上使水质澄清。

3 结语

总而言之,垃圾渗滤液已经成为了一种社会共同应对的问题和技术难题,不断有学者在孜孜不倦的进行着研究和创新,相信在未来垃圾渗滤液能够得到很好的处理。同时对于现有的各种技术应该加大对于它们的技术处理和管理,使之能够真正的有所作用,能够真正在垃圾渗滤液的处理中发挥正确的作用。

参考文献:

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    环境工程环境监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贯彻落实到工程的设计和施工中。开展工程环境监理工作,对加强建设项目施工期的环境保护管理和监控,落实环保投资,防治环境污染,实施生态保护,保障项目建设的顺利进行具有非常重要的意义。

    城市生活垃圾卫生填埋处理工程是一项环保工程,对改善城市环境质量有着非常重要的积极意义。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。而环境工程环境监理工作是控制渗滤液工程整个建设过程的关键所在。现将渗滤液处理环境工程环境监理要点总结如下:

    二、了解掌握设计方案、主导思想、主导原则,制定切实可行的监理方案

    在进行环境工程环境监理工作之前,应当认真阅读项目的《可行性研究报告》、《环境影响报告书》以及环评批复文件,了解掌握项目的设计方案及设计的主导思想和原则;了解工程的环保设施的规模、投资情况;掌握环保工程的工艺流程,从而制定出切实可行的监理方案。利用环境监理单位的技术优势和中介,为建设单位做好服务,提高施工单位的环保意识,不侵犯承包商的合法权利,使施工现场的环境监督、管理责任清楚、目标明确,并贯穿于整个工程实施过程中。作好合同管理和信息管理,从而保证环境保护设计中各项生态保护、环境污染防治措施能够顺利实施,保证施工合同中有关生态保护,环境保护的合同条款切实得到落实。

    三、做好施工阶段的巡视、旁站工作

    渗滤液处理环境工程中主体基底及边坡的防渗、渗滤液的收集与导排和渗滤液处理环境工艺与设施是关键,基低与边坡防渗是第一道关口,防渗工程质量的好坏直接关系到整个渗滤液处理工程的质量。在整个工程环境监理过程中,对防渗工程应做好旁站、巡视工作。

    对防渗工程的反滤层、渗滤液收集盲沟、竖向石笼、调节池池底防渗膜下层地下水盲沟等关键部位、关键工序的施工质量实施全过程现场跟班监督,进行旁站监理。

    对防渗材料的铺设,除库底及边坡平整基地必须满足设计要求外,其他应按照下列要求进行旁站:

    1、各种防渗材料铺设前应保证铺设面完全符合质量安全要求。直接铺设在土建结构面上时,应保证构筑面结构稳定,坡面平缓过渡,垂直深度25cm内不得有任何杂物;铺设在下一层土工材料之上时,应保证下一层土工材料施工质量合格,表面无积水、无杂物。

    2、合理选择铺设方向,尽可能减少接缝受力。

    3、铺设工具不得对土工材料的正常使用功能产生损害。

    4、合理布局每片材料的位置,力求接缝最少。

    5、在坡度大于10%的坡面上和坡脚1.5m范围内不得有横向接缝,一般土工膜的焊接采用双轨焊接。

    6、各种土工材料的搭接宽度不得低于相应的连接标准。

    7、铺设过程中调整材料的搭接宽度时不得损害已连接的部分。

    8、铺设过程中防止任何因为装卸活动、高温、化学物质泄漏或其它因素而破坏土工材料。

    9、用于卷材展开的机械设备不得造成土工材料的明显划伤,并不得造成铺设基底表面的破坏。

    10、片材铺设平顺、贴实,尽量减少褶皱。

    11、铺设后应及时压载锚固,所有土工材料均须保证当日铺设当日连接锚固。

    四、在施工过程中,做好水土保持、生态保护、移民搬迁的监理工作

    工程对水土的影响是工程施工期间的土地占用、临时修筑的运输道路、施工材料的堆放、施工弃土堆放等占用或破坏部分人工植被和天然植被。另外,对施工过程中形成的高挖方或填方边坡处理不当造成的塌方,引起水土流失。施工弃土土质松散,易被降雨和地表径流冲刷流失,若处理和管理不善,易引起水土流失,堵塞渠道或河道。

    (一)主要防止措施如下:

    1、对场地平整过程中的多余土方,设置临时堆放场,场地周边设置排水沟防护。多余土石方用于垃圾填埋覆盖及库底填方,弃渣及时处理。

    2、对覆盖土源取土场区,取土后的场地应回填,对取土后形成的开挖边坡采取浆砌块石护坡等措施。

    3、在施工开挖过程中形成的永久性边坡,视其边坡坡度情况采取浆砌块护坡、浆砌块石方格草皮护坡、浆砌块石挡墙护脚等措施,并在护坡边沿设置砌石排水沟,以利于坡面径流、地下水流等的通畅排出。

    4、对建筑物周边,种植草皮及各种乔木、小灌木。

    (二)村庄搬迁的监理措施如下:

    1、搬迁时对于古树名木等有保存价值的植物,应事先联系当地林业部门,采取移植等异地保护的方法加以保护。

    2、新址建设施工清场地树木、农作物、杂草,除部分可以做肥料外,应及时清运。

    3、对于临时占地和新开辟的临时便道等破坏区,施工结束后应当进行土地复垦和植被重建。

    五、施工期按环评批复的要求,做好监测井的监理工作;处理好与当地群众的关系;协调好各施工单位的关系

    为确保防渗工程质量,防止渗滤液的渗漏,掌握地下水质量的动态变化,垃圾处理场区及周围附近地区应设置地下水监测井。考虑工程所在区域地下水流向等因素,在垃圾填埋场的两旁30~50m处各设一个污染扩散井;填埋场地下水下游30m、50m处各设一个污染监测井;地下水上游30~50m处设一个本底井。对上述监测井在填埋场使用前监测一次本底水平,具体监测项目是:pH、CODcr、SS、NH3-N、氯化物、细菌总数、总大肠菌群、总硬度、硫酸盐。

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关键词:城市生活垃圾;垃圾渗滤液;污染控制技术;可生化性;生物处理;物化处理

中图分类号:X705 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2009)12-0040-02

一、城市生活垃圾渗滤液的水质特征

(一)影响垃圾渗滤液水质的因素

渗滤液成分复杂,污染物浓度高且无变化规律。渗滤液的水质、水量随着垃圾组分、当地气候、水文地质、填埋时间和填埋方式等因素的影响而有显著不同。由于影响因素多,造成不同填埋场、不同填埋时期的渗滤液水质和水量的变化幅度很大。

(二)垃圾渗滤液的主要水质特性

1 垃圾渗滤液中有机物种类多。垃圾渗滤液中有机物又可分为3类,即低分子量的脂肪酸类、中等分子量的富里酸类物质和腐殖质类高分子量碳水化合物。渗滤液中除含有常规的污染物质外,还含有包括某些致癌、促癌和辅促致癌物质。尤其是当生活垃圾与部分工业垃圾混合时,成分更为复杂。郑曼英等对广州大田山垃圾填埋场进行了取样分析结果表明,从垃圾渗滤液中检出的主要有机污染物77种。其中被列入我国环境优先污染物“黑名单”的有5种。

2 CODCr和BOD5浓度高。垃圾渗滤液的污染物浓度高,变化范围大,这是其它污水无法比拟的,从而给垃圾渗滤液的处理和工艺选择带来了很大的难度。垃圾渗滤液中CODcr最高可达80000mg/L,BOD5最高可达35000mg/L。一般而言,CODCr,BOD5,BOD5/CODcr将随填埋场的年龄增长而降低,碱度含量则逐渐升高。

3 金属含量高。垃圾渗滤液含有铜、锌、铁、铅等10多种金属离子,由于国内城市垃圾不像国外那样经过严格筛选,所以国内垃圾渗滤液中金属离子浓度大大高于世界发达国家。渗滤液中铁的浓度可高达2050mg/L,铅的浓度可达12.3mg/L,锌的浓度可达130mg/L,钙的浓度甚至高达4300mg/L。浙江大学沈东升等的研究表明,当废电器拆解垃圾与生活垃圾一起填埋时,其渗滤液中的cu、zn、Pb、Ni和Hg等重金属离子的浓度可分别达到3、11.5、1.7、1.6mg/L和65μg/L。

4 微生物营养元素比例失调,氨氮含量高。在不同年龄的垃圾渗滤液中,碳、氮两种元素的比例(C/N比)有较大的差异,常常出现比例失调的情况。随着堆放年限的增加,垃圾渗滤液中氨氮浓度会逐渐升高。一般来说,对于生物处理,垃圾渗滤液中的磷元素总是缺乏的,例如在北美的几个垃圾填埋场的BOD5/TP都大于300,此值与微生物生长所需要的碳磷比(100:1)相去甚远。同时,BOD5/CODcr比值变化大,给生化处理带来一定的难度。

5 水质变化复杂。垃圾渗滤液的成分和产量随季节、时间等变化情况较复杂。其变化特性为:(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呈季节性变化。平原地区填埋场干冷季节渗滤液中的污染物组成和浓度较低;(3)污染物组成及其浓度随填埋年限的延长而变化。填埋层各部分物化和生物学特征及其活动方式都不同,“年轻”填埋场的渗滤液pH值较低,BOD5、CODCr、VFA、金属离子浓度和BOD5/CODCr较高,“中年老”填埋场的渗滤液pH值中性偏碱,BOD5、CODCr、VFA浓度和BOD5/CODCr较低,金属离子浓度下降,但氨氮浓度较高。

二、垃圾填埋渗滤液的现行污染控制技术及其研究进展

(一)垃圾渗滤液的生物处理

1 好氧生物处理。好氧法是常用的废水生物处理方法之一。好氧生物处理中的活性污泥法、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法等都有用于垃圾填埋渗滤液处理的报道。好氧处理法也可有效地降低BOD、COD和氨氮浓度,还可以去除一些如铁、锰等金属。好氧处理中又以延时曝气法用得最多,还有曝气塘和氧化沟及生物转盘等。

2 厌氧生物处理。厌氧处理方法包括上流式厌氧污泥床(UASB),厌氧生物滤池(AF),厌氧接触法,混合反应器及厌氧塘等。厌氧处理有许多优点,最主要的是能耗少,操作简单。因此,投资及运行费用低廉,而且由于产生的污泥量小,故所需的营养物质也少。英国P.S Ball等对垃圾填埋渗滤液的低耗处理进行了研究,在室温20℃~25℃时,厌氧处理表明,95%以上的可溶性BOD被去除,基本上去除了所有的铁,90%以上的氮被转化为游离态氨。但是,广州市大田山垃圾场渗出液采用该工艺处理时,却几乎没什么效果。有报道,加拿大Hahflax Highway 101填埋场浸出液平均COD为12850mg/L,BOD5/CODCr为0.7,pH为5.6。采用厌氧滤池,在pH值调至7.8,负荷为4kgCOD/m3.d时,COD去除率可达90%以上,并发现如果负荷增加,去除率急剧下降。

3 厌氧一好氧联合处理。由于垃圾填埋渗滤液是有毒、有害的高浓度有机废水,单独采用好氧处理或厌氧处理往往难放要求。在现行的渗滤液处理工艺中,大多采用厌氧―好氧组合处理系统。实践证明,采用厌氧一好氧处理工艺既经济合理,处理效率也高,不仅可以较有效地去除COD和BOD,还可较好地去除氮和磷等。生物脱氮除磷常采用这一组合工艺。

4 氧化塘处理。氧化塘(又称生物塘或稳定塘)多见于渗滤液的处理中。氧化塘处理具有投资小、运行费用低、操作方便等优点,因而被广泛用于废水处理,在垃圾填埋渗滤液的处理中更常见。与活性污泥法相比,氧化塘体积大,有机负荷一般不高,故多用于渗滤液的最后处理工序,以保证出水水质达标。氧化塘可以是好氧塘,也可以是厌氧塘或兼性塘。

(二)垃圾渗滤液的物化处理法

1 混凝沉淀。混凝沉淀可以大幅度去除渗滤液中的SS及色度等,常用的混凝剂包括A12(S04)3、Fe3O4和FeCl3等。对于垃圾渗滤液而言,铁盐的处理效果要比铝盐具有优越性。有研究表明,对于BOD5/COD值较高的“年轻”填埋场的渗滤液而言,混凝对COD和TOC的去除率较低,通常只有10%~25%;而对于BOD5/COD值较低的“老年”填埋场的或者经过生物处理的渗滤液而言,混凝对COD和TOC的去除率则可以达到50%~65%。

2 化学沉淀。化学沉淀主要用于去除垃圾渗滤液的色度、重金属离子和浊度等,常用的化学药剂为ca(OH)2,对于垃圾渗滤液而言,其投加量通常控制在1~15g/L之间,对COD可 以去除20%~40%,对重金属离子可去除90%~99%,对色度、浊度及SS等可以去除20%~40%。化学沉淀也可用于去除垃圾渗滤液中的氨氮,生成磷酸铵镁复合肥,但此项研究仍处于小试阶段。

3 吸附。吸附可以去除渗滤液中的COD和氨氮,常用的吸附剂有颗粒活性炭和粉末活性炭,此外还有粉煤灰、高岭土、泥炭、焦炭、膨润土、蛭石、伊利石和活性铝等。当采用活性炭用于渗滤液的处理时,对COD和氨氮的去除率可以达到50%~70%。

4 吹脱。吹脱主要用于去除垃圾渗滤液中的高浓度的氨氮,以保证后续生物处理的正常运行。吹脱出的NH3需经过回收处理,以防对空气造成污染。

5 膜分离。膜分离主要用于渗滤液的深度处理,包括微孔膜、超滤膜和反渗透膜等,其对渗滤液中COD和ss的去除率均可以达到95%左右。对于此类工艺来讲,由于费用昂贵,限制了它在实际工程中的推广使用。

(三)垃圾渗滤液的土地处理法

渗滤液的土地处理主要是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的悬浮固体颗粒物和溶解成分。通过土壤的微生物作用使渗滤液中的有机物和氨发生转化,通过蒸发作用减少渗滤液的发生量。渗滤液的土地处理包括:慢速渗滤系统、快速渗滤系统、表面漫流、湿地系统、地下渗滤以及人工土地渗滤等多种土地处理系统。土地处理投资省、运行费用低,但受气候条件和地域限制一般只应用于干旱地区。

(四)垃圾渗滤液的其他新处理技术

1 回灌一常规处理一膜分离结合的处理技术。这种处理技术将常规处理技术、高新膜分离技术和回灌技术有机地结合起来,优势互补,解决了处理出水水质达标的难题,加速了垃圾填埋的稳定化进程。

2 超声降解水体中有机污染物技术。超声降解水体中有机污染物技术主要是利用频率在15 kHz以上的声波在溶液中以一种球面波的形式传递,超声波在辐照溶液过程中会引起许多化学变化,称为超声空化。超声空化是液体中的一种极其复杂的现象,液体中的微小水泡在超声波的作用下被激化,表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程,能够将废水中有毒的有机物转变为C02、H2O、无机离子或比原有机物毒性弱的有机分子;具有少污染或无污染、设备简单、操作方便和高效等优点,同时伴有杀菌消毒功效,是一种很有应用潜力的水处理新技术。

3 充氧气机的立用技术。用于水体治理的新型环保产品一美国爱尔充氧气机,在渗滤液处理中亦可以得到有效的应用。它大大地提高了污水中的曝气效果,使好氧微生物在充足的氧量下,分解其中的有机污染物,增强降解的效果从而提高出水水质。

三、结语

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摘 要:文章分析了城市垃圾渗滤液的水质特征及国内外处理技术的最新成果后,对各种处理方法进行了阐述,为城市垃圾处理技术的选择提供了一定的参考价值。

关键词:渗滤液处理技术;物化处理、生化处理;土地处理;回灌法

垃圾填埋场渗滤液是一种成分复杂且水质、水量变化大的高浓度有机废水,因此,渗滤液的处理一直是水处理领域的一个世界性的难题。近年来,垃圾渗滤液处理技术有了很大的发展。目前渗滤液处理方法按进程可分为预处理、主处理、深度处理,国内外针对垃圾渗滤液处理的研究主要集中在高浓度氨氮的去除以及深度处理两个方面。

预处理一般采用氨吹脱、吸附、混凝沉淀、膜技术、光催化氧化及电化学技术等物理化学方法,主处理采用厌氧、好氧、厌氧与好氧结合等生物处理方法,深度处理可采用混凝沉淀、过滤、吸附、化学氧化和催化氧化、反渗透、超滤技术等物理化学方法。

1 物化处理

物化法包括吸附、混凝沉淀、吹脱、膜技术、光催化氧化及电化学技术等。和生物处理相比,物化处理不受水质水量变动的影响,出水水质比较稳定,尤其是对BOD5/COD比值较低(0.07~0.20)难以生物处理的垃圾渗滤液,有较好的处理效果。但物化方法处理成本较高,不适于大水量垃圾渗滤液的处理,一般是作为生物处理的预处理工艺,以减轻生物处理的负荷,或作为生物处理的后续工艺,以确保最后出水水质达到设计要求。

混凝沉淀法:在废水中投加某些化学混凝剂,它与废水中可溶性物质反应,产生难溶于水的沉淀物,或混凝吸附水中的细微悬浮物及胶体杂物而下沉。这种净化方法可降低废水浊度和色度,可去除多种高分子物质、有机物、某些金属毒物以及导致富营养化物质氮、磷等可溶性无机物。金属盐类混凝剂中使用最广泛的是铝盐和铁盐。铝盐使用较多的是硫酸铝和明矾;铁盐使用的较多的是三氯化铁和硫酸盐铁。高分子混凝剂主要有聚合氯化铝、碱式氯化铝和聚丙烯酰胺等。聚合氯化铝因絮凝体形成较快,颗粒大而重,投加量远低于硫酸铝而广泛应用。混凝法与其他的废水处理方法比较,其优点为:设备简单,维护操作易于掌握,处理效果好,间歇或连续运行均可以,缺点是由于不断向废水中投药,经常性运行费用较高、沉渣量较大,且脱水困难。

湿式空气氧化(wet air oxidation,简称WAO):属于自由基反应,包括均相催化湿式氧化技术和非均相催化湿式氧化技术。目前,最受重视的均相催化剂都是可溶性的过度金属的盐类,它们以溶解离子的形式混合在废水中,其中,以铜盐效果最为理想。Fenton试剂法也是一种比较理想的均相催化湿式氧化剂,它是用可溶性亚铁盐和双氧水按一定比例混合所组成的试剂。邹长伟[8]等人研究采用PAF混凝加UV-Fenton工艺进行垃圾渗滤液深度处理的研究,在最佳工艺条件下,对垃圾渗滤液处理的总效率为COD去除率达68.5%,色度去除率达99%。

电化学氧化法:电化学氧化法近来也被发展成为处理垃圾渗滤液的一种方法,此法适于处理难处理的污染物(如苯胺等),能去除色度,具有高效、操作容易等优点。电化学氧化技术能够把不可生化降解的有机物转换成可生化降解的中间产物,甚至可把有机物彻底氧化为CO2和H2O。电化学氧化法处理难生化降解有机废水的研究是近年人们普遍重视的课题,尤其在国外,对该技术已有较多的研究。但总的来看,仍处于探索阶段。

膜分离法:膜法是利用隔膜使溶剂与溶质或微粒分离的一种水处理方法。应用于垃圾渗滤液的膜分离技术主要有两种,即反渗透技术和超滤技术,有关纳滤的技术也有报道。在渗滤液的后处理中经常使用反渗透工艺,该法能够去除中等分子量的溶解性有机物,国内早期试验表明,CODCr的去除率可以达80%以上,虽然使用过程中有膜污染的问题。但作为后处理工艺,反渗透工艺在生物预处理后或物化法之后,能够去除低分子量的有机物、胶体及悬浮物,提高了处理效率,延长了膜的使用寿命。

2 生化处理

生化处理是渗滤液处理中最常用的方法之一,技术相对比较成熟,而且成本相对较低、效率高,消除了化学污泥等造成二次污染,因而被广泛运用。处理技术包括好氧处理技术、厌氧处理技术以及厌氧+好氧处理技术等。厌氧生物处理简单有效、价格低廉,适合我国的国情。好氧处理主要包括活性污泥法、氧化沟、氧化塘、生物转盘等。好氧处理垃圾渗滤液可有效地降低BOD5、COD和氨氮含量,由于好氧处理通常使用延时曝气法,因而渗滤液存在的不利因素,同时能耗很大。不适于温度较低的环境,一般渗滤液中BOD/P的值远远大于100∶1,需要投加磷酸盐才能有效的处理,因此氨氮浓度过高,硝化作用消耗碱度,曝气池需投加碱度。采用厌氧-好氧处理工艺处理高浓度的垃圾渗滤液,经济高效。北京市政设计院采用UASB和传统的活性污泥法组合工艺处理垃圾渗滤液,COD和BOD总的去除率分别达86.8%和97.2%。

3 土地处理

土地处理渗滤液主要是通过土壤颗粒中过滤离子交换吸附沉淀等作用去除渗滤液中悬浮固体颗粒物,同时,溶解成分通过土壤微生物作用渗滤液中的有机物和氨发生转化蒸发以减少渗滤液的发生量。土地处理价格低廉,但受气候条件和地域限制。人工湿地法是一种常用的土地法。该方法优化的土地,可以人为创造适宜水生生物与湿生植物生长的环境,渗滤液经稳定塘或沉淀池等预处理后,采用人工湿地系统处理,可以提高效率,节省投资、降低能耗方便管理,利用土壤及基质的快滤、吸附等功能净化废水,并通过植物对废水的吸收提高净化效果。因此,该法具有经济、维护容易、美化环境等优点。

4 回灌法

回灌法就是将产生的渗滤液回流至填埋区域,把填埋场作为一个巨大的生物反应器,使渗滤液流经覆土层、垃圾层,通过一系列的物理、化学和生物作用而被处理,通过蒸发减少渗滤液量。循环回灌法简单经济具有很大开发潜力。垃圾填埋场和渗滤液中存在有大量的微生物,可以用来分解渗滤液中的有机污染物质,因此,利用循环回灌渗滤液可以向填埋层接种微生物,加快有机物分解和填埋场稳定,并且控制垃圾填埋场沼气的产生,使得沼气开发利用更加合理。

5 合并处理法

合并处理就是将渗滤液与城市污水的一起处理的方法,是目前较为推崇的处理方法之一,费用低廉。但由于垃圾渗滤液水质水量波动大,分布复杂若不加控制,易对城市污水处理厂造成冲击负荷,甚至破坏城市污水处理厂的正常运行,另外,垃圾填埋场往往远离城市污水处理厂,渗滤液输送加大了处理费用。因此,该方法只适用城市污水处理厂附近的垃圾填埋场的渗滤液处理。传统的活性污泥工艺城市污水处理厂,其处理规模与不同污染物浓度渗滤液量比例决定了该方案可行性的重要因素,使用时需研究工艺上的可行性。

6 小结

从以上分析可知,虽然渗滤液处理方法很多,但是各种方法都有其特点和使用范围,因此,在使用时,一定要根据实际情况选择经济合理的方法。

参考文献

[1]张兰英,张德安等.垃圾渗滤液中有机染物的污染及去除[J].中国环境科学,1998,18(2):184-188.

[2]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.

[3]陈长太,曹扬.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]肖雪峰,李娟英,张雁秋.垃圾填埋场渗滤液的控制与处理[J].辽宁城乡环境科技,2000,20(6):23-26.

篇8

关键词:简易垃圾填埋场封场、环境影响评价、风险分析

中图分类号: TE08 文献标识码: A

1总论

我国垃圾填埋场设计使用年限一般为10~20年,随着我国城镇化速度加快,居民生活垃圾产量也逐年增长,目前已有许多卫生填埋场面临封场[1]。根据我国《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》,“十二五”期间国家将会投资211亿元进行生活垃圾存量整治。这促使我国将要封场的垃圾填埋场会越来越多,2015年作为“十二五”的收官之年,存量垃圾的整治清理工作必将步入攻坚化阶段。同时,我国早期生活垃圾填埋处理多为简易填埋,对地表水、地下水、土壤及大气造成污染,影响社会环境。亟需通过规范化的封场处理来防治污染。

对简易垃圾填埋场的封场另行环境影响评价,其主要目的是对原垃圾填埋场项目进行回顾、评估,分析其污染防治措施的有效性。同时,也是针对封场后所面临的环境问题进行分析评价,提出相应的污染防治措施[2]。本文以某县垃圾场生态封场为例,参考《建设项目环境风险评价技术导则》、《生活垃圾处理场封场工程项目建设标准》及《某县垃圾场生态封场项目可行性研究报告》,对垃圾填埋场封场环境影响评价中环境风险分析主要技术要点及问题进行探讨。

2项目概况

2.1项目基本情况

某县简易垃圾填埋场于1999年6月投入使用,初期垃圾处理量约为50t/d,由于建筑渣土以及泡沫、包装材料等一般工业固体废物混入生活垃圾进入垃圾场,目前垃圾场日处理量接近140t/d。垃圾场垃圾堆体占地面积约为5.31万m2,根据地勘报告,垃圾堆体平均深度约为7.4m,现堆放量为39.3万m3。由于该县新建生活垃圾无害化处理场尚未竣工验收,目前生活垃圾仍送简易垃圾场处置,简易填埋场计划运行至2013年底,届时填埋场的垃圾量将会达到44.3万m3。

垃圾填埋场原始场地地形为由东、西、南向西北角倾斜,南面最高,西北角最低。该垃圾场未设置有效的雨污分流设施、防渗设施、渗滤液收集处理设施、填埋气收集处理设施等。垃圾堆体最高点至垃圾场底部最低点最大高差达到12m。垃圾填埋场未按照卫生垃圾场要求进行填埋覆盖等规范的卫生填埋作业,其建设、运行均不满足《生活垃圾卫生填埋技术规范》及《生活垃圾处理场污染控制标准》的要求,属于典型的“简易垃圾填埋场”。

2.2垃圾场封场方案

拟采取技术、经济合理可行的工程措施,对该填埋场进行治理以及生态恢复,控制填埋场可能对周围环境特别是对区域环境空气、地下水、地表水体的污染隐患,治理后使垃圾场场地形成绿地景观。

工程计划沿现有垃圾堆体下游新建垃圾坝,以保证现有垃圾堆体的稳定性。沿垃圾坝内侧铺设渗滤液收集层与收集管,在垃圾坝下游现有地形最低点设置容积750m3渗滤液调节池,完善渗滤液收集设施。对现有垃圾堆体进行整形处理,堆体整形完毕后,于堆体上进行钻井设置填埋气体导气石笼,随后在堆体表面设置封场覆盖层,通过铺设填埋气体收集管路将各导气石笼收集的填埋气体进行汇集,输送至填埋气体处理设施进行处理。最后,对封场覆盖层表面进行绿化、生态恢复。由于垃圾场封场后渗滤液产量将逐年减少,且新建生活垃圾无害化处理场即将投入运行,在新建处理场运行初期,渗滤液产量较小,因此新建处理场的渗滤液处理设施处理能力可满足简易填埋场渗滤液处理需求,工程设计将渗滤液收集后送至新建生活垃圾无害化处理场处理,不在原填埋场处新建渗滤液处理设施。

3环境风险识别

简易填埋场封场后主要环境风险为:填埋气(甲烷)爆炸风险及渗滤液运输线路泄漏风险。

3.1填埋气(甲烷)爆炸风险分析方法

垃圾填埋后在好氧和厌氧条件下发酵分解,产生大量的填埋气,填埋气中90%以上是甲烷和二氧化碳,甲烷是易燃易爆气体。当大气扩散条件不理想时,空气中甲烷浓度累积到5~15%时,一遇明火,包括人为因素或自然因素(如闪电),将导致火灾爆炸。

燃烧爆炸危险程度按以下公式计算:

H=(R-L)/L

式中:H为危险度;R为燃烧(爆炸)上限;L为燃烧(爆炸)下限;危险度H值越大,表示其危险性越大。

垃圾场封场过程中将设计导气石笼等导排系统,并设置火炬燃烧系统处理收集的填埋气,正常情况下不会发生事故。但如导排系统发生故障使甲烷气体聚集,达到一定浓度就极有可能发生爆炸事故,将会对周围人群和环境空气产生污染危害。

工程运行后,产生风险具有不确定性和随机性,通过查阅相关资料,可以利用利用下式和表1对风险事故发生概率进行计算:

P(AB)=P(A)P(B/A)

式中:P为事故概率。

表1 风险事件概率

风险 风险因子 事件频率 发生概率(次/年)

填埋场气体爆炸 导排系统发生故障 10-3 10-6

安全保护措施失效 10-3

经计算,填埋气体爆炸发生概率为10-6次/年。

垃圾堆体爆炸包括物理性爆炸和化学性爆炸,及时通畅地导出填埋气体,适时采取燃烧排放措施可有效预防物理性爆炸的发生,而防止空气进入垃圾层和CH4混合是防止垃圾层发生化学爆炸的关键。CH4的最小点火能量为0.28MJ,当CH4达到一定浓度时,一个燃着的香烟头或一个电火花都足以引起火灾和爆炸。

本文选用Moorhowse与Pritchard提出的经验公式计算火灾热辐射通量,预测模式:

火球的最大半径:

火球燃烧持续时间:

燃烧时能量的释放率Q为:

其中:

距火球中心r处的辐射面通量I(W/m2・s):

式中:T为传导系数,取保守值为1;M为释放物料质量,kg;He为释放物料的燃烧热,J/kg;Ps为饱和蒸汽压,MPa/m2;Rf为火球最大半径,m;Q为释放出的燃烧能,J/s;tf为火球持续时间,s。

3.2运输泄漏风险分析方法

交通运输是一个复杂的系统,由运输物品、车辆、道路环境因素构成。本项目渗滤液由槽罐车运送至新建生活垃圾无害化处理场处理,由于渗滤液运输事故后果极其严重,本文考虑运输渗滤液的槽罐车交通事故导致泄漏的可能性,并分析此类事故可能造成的沿线地表水污染情况。危险品运输泄漏事故发生率公式[3]为:

P(R)i=TiVP(R/A)ili

P(R/A)i=∑P(R/A)kP(k)i

式中:P(R)i为第i段路段危险品运输泄漏事故发生率;Ti为i路段年运输事故率,次/(百万车次・km);V为具有污染风险的交通量,百万车次/a;li为i段路的长度,km;TiVli为i路段年事故率,次/a;P(R/A)i为第i路段的条件泄漏概率;P(R/A)k为对于第k类事故,特定车辆运输事故率下的危险品条件泄漏概率;P(k)i为第i类道路上发生第k类事故的概率。

我国目前尚无事故概率与泄露概率的研究,本文选用Harwood[4]等根据美国联邦公路局的重型车辆运输事故信息库作为参考。

表2 美国3大州重型运输车辆事故率和危险品运输泄露事故率

表3 危险品道路运输特定事故类型泄漏概率

4工程实例

4.1某县填埋场封场后填埋气(甲烷)爆炸风险分析

垃圾场导气管间距50m,填埋深度平均12m,填埋气不可能同时燃烧。当一个导气管发生堵塞时并不影响到其他导气管的正常排气,因此其填埋气量仅是一个导气管的影响半径内的填埋气,现根据填埋深度预测其爆炸事故影响。由于垃圾场有机物氧化分解放热,使堆积的填埋气温度升高在50℃~60℃,因此经计算选取其参数为甲烷的燃烧热He=5.56×107J/kg,50℃时甲烷的饱和蒸汽压Ps=38.9MPa/m2,选取影响半径R=20m,填埋深度为12m的体积内发生爆炸(甲烷气体占体积比为5%~15%)。其结果见表4、表5所示。

表4 爆炸影响预测结果

表5 热辐射的不同入射量所造成的损失

从表4预测结果并对照表5不同热辐射的入射量所造成的损失可以看出,当甲烷浓度达到最小爆炸极限(体积比5%)时250m远处入射通量小于对人体造成伤害的阈值4.0kJ/m2・s,对250m以内区域产生影响。不同入射量所能波及的范围见表6所示。

表6 不同入射通量所能波及的范围

从表6可知,甲烷爆炸较重程度影响范围的半径为247m,轻度影响半径为560m。由此可见,本项目火灾的热辐射最大影响范围大于560m半径。

4.2封场后渗滤液运输泄漏风险分析

渗滤液运输至距7.8km的新建垃圾场处置,li为7.8km;该项目中运输路线为农村双车道, Ti取1.36;年通行车辆约100万辆,项目建成后每天运输一次渗滤液,Vi为3.65×10-4;项目渗滤液采用槽罐车运输,途径村庄、穿越河流时减速慢行,对每一类型事故P(k)i取值0.2%。根据公式,发生槽罐车运输渗滤液的泄漏事故概率为0.00133%。

渗滤液现状检测值定为未经处理直排和运输过程中泄漏的源强,预测范围主要为渗滤液入地表水体至下游5000m断面,预测模式采用《导则》[5]推荐的完全混合模式。项目渗滤液废水事故排放时对舜水的影响预测结果见表7。根据分析可知,本项目封场后渗滤液直接排放时对水质影响加大,长期排放将对水体水质造成严重影响,应严格杜绝渗滤液直接排放的事故发生。

表7 渗滤液废水事故排放时对舜水水质的影响

5结论

国外对填埋场封场后存在的风险研究起步较早,V.Senese[6]根据某填埋场渗滤液监测值对填埋场进行了生态风险评价,提出土壤风险评价的分类系统。Lata Koshy[7]对不同填埋场产生的渗滤液进行毒理研究发现渗滤液会对质粒DNA造成损伤。我国对填埋场风险分析起步较晚,目前主要集中在填埋场填埋气的迁移及爆炸风险,渗滤液对地下水的污染分析方面。

垃圾填埋场封场是垃圾填埋治理工程中的重要部分,根据渗滤液产量的计算,环境风险在填埋场封场后一定期限内是持续存在的。环境影响评价作为填埋场封场项目前期审批工作的关键环节,通过加强环境影响报告中环境风险分析章节的编写,对封场后填埋气(甲烷)爆炸风险及渗滤液运输过程中的泄漏风险进行一个定量的分析,将对填埋场封场后的管理工作起指导性的作用,同时,也有助于有关部门对垃圾封场的整体状况有一个清楚的了解,以便发现问题采取进一步改进措施。

参考文献

[1]谢佳婕,李忆雯,丁桑岚.简易生活垃圾填埋场封场环境风险评价综述[J].绿色科技,2014,10:210~212.

[2]邹华.垃圾填埋场封场项目环评中水污染防治措施的探讨[J].大众科技,2010,7:100~101.

[3]刘冬华,刘茂,任常兴.危险品道路运输泄漏引发水污染事故的定量风险评估方法研究[J].安全与环境学报,2008,12(8):140~142.

[4]HARWOOD D W,VINER J G,RUSSELL E R. Procedure for developing truck accident and release rate for HAZAT routing[J].Journal of Transportation Engineering,1993,119(2):189-199.

[5]HJ/T 2.3-1993,环境影响评价技术导则 地面水环境[S].

[6]Senese V,Boriani E,Baderna D,et al. Assessing the environmental risks associated with contaminated sites:Definition of an Ecotoxicological Classification index for landfill areas(ECRIS)[J].Chemosphere,2010,8(1):60~66.

[7]Koshy L,Paris E,Ling S,et al. Bioreactivity of leachate from municipal solid waste landfills-assessment of toxicity[J].Science of the total Environment,2007,384(1):171~181.

篇9

关键词:填埋场;防渗;HDPE膜

填埋库区的垃圾渗滤液是一种高浓度的有机污水,这种未经处理的污水若不采取严格的防渗措施,一旦通过地层向外泄漏,势必给周围地表水及地下水造成极其严重的污染,它不仅会恶化生态环境,而且将直接危害到人类的健康。在我国,某些正在运行的垃圾处理场由于防渗工程措施不力,已出现了因库区渗漏而造成周围环境污染的事故。现今,人们环保理念及国家环保法规标准的不断提高,都要求填埋场能采取安全、稳妥的防渗工程措施,以确保最大限度的防止渗滤液外泄。因此,防渗工程是垃圾填埋场的核心,是建设成败的关键。

1 防渗标准

防渗工程的目的,就是采用天然的或人工的防渗层,切断填埋库区内渗滤液向外泄漏的通道,彻底杜绝渗滤液的外渗,同时防止地下水向填埋库区的渗入,确保垃圾填埋场安全可靠的运行,减少渗滤液产生量,避免造成二次污染。

防渗层的防渗标准:根据现行国家标准《生活垃圾卫生填埋防渗系统工程技术规范》(CJJ13-2007)、《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)、《垃圾填埋场用高密度聚乙烯土工膜》(CJ/T234)中的有关规定。

2 防渗工艺

根据所选场址的水文地质类型,填埋场的防渗方式可分为自然防渗、人工防渗以及复合防渗三种。

2.1 自然防渗:是指利用填埋场底部和周边足够数量的高粘性压实土壤层作为防渗层,要求各个部位的土层保持均匀,厚度至少2m,渗透系数10-7cm/s,渗透性不因与渗滤液接触而增加。自然防渗已达不到现行的防渗标准,因此,只能做为辅助防渗层。

2.2 人工防渗:人工防渗主要有以下两种形式:

2.2.1 水平防渗:水平防渗指采用人工衬层将填埋场基底与垃圾堆体完全隔离,以防止渗滤液外渗,最常见的有以下几种工艺:

a、天然粘土防渗层

如果在填埋场附近有足够数量的低渗透性粘土,可以采用人工回填夯实粘土形成防渗层。

b、钠基膨润土软衬(GCL)防渗层

这是一种以钠基膨润土为原料,经深加工而制成的防水软衬。将其铺设于库底,可形成一种防渗性能好的连续的柔性防渗层,起到阻止渗滤液外渗的作用。膨润土在自然界经历数千万年,稳定性极强,一经铺设,长期有次。膨润土遇水后立即膨胀,最后形成一层不透水的胶状物。它还可以自动封闭填补缝隙,防渗效果较为理想。目前国内生产的规格为4000g/m2~6000g/m2,渗透系数能达到10-9cm/s量级。

c、高密度聚乙烯(HDPE)土工膜防渗层

这是一种高性能防渗材料,能随一定的拉力伸长变形,适应地基不均匀沉降,具有较好的抗微生物侵蚀和抗化学腐蚀性能。对外界环境中的温度、温度及紫外线的影响适应性强,使用寿命可达到50年左右。目前,在国外许多垃圾填埋中都采用这种土工膜作防渗层,其渗透系数小于10-13cm/s数量级。

2.2.2 垂直防渗

所谓垂直防渗,是指通过垂直库底方向、沿库底周边敷设于岩土中的防渗幕墙,使幕墙与库底以下的天然隔水层相连,使得库底以下形成一个相对独立的封闭的水系,从而阻止渗滤液外渗。其适应条件是:要求填埋场库底在地下水承压水位2m之上,必须连续存在不透水层。垂直防渗幕墙可以通过帷幕灌浆工艺来实施。通过灌注压入浆液(水泥浆+膨润土或其它化学浆液),使浆液填充岩石裂隙,胶结成符合防渗标准的地下幕墙。

垂直防渗填埋场的地下水由于防渗垂直幕墙的阻拦,不能按原来的渗流路线排泄,随着水位升高到场底以下和垃圾渗滤液混合,一并排入渗滤液调节池,由此造成清污合流,增加渗滤液处理站的负荷。一般填埋场垂直防渗,渗滤液水量是水平防渗的2-3倍,而且其防渗可靠性值得怀疑,宜慎重采用。

2.3 复合防渗

为了使填埋场的建设既符合有关标准,又经济易行,许多填埋场根据场址条件采取了自然防渗和人工防渗相结合的方式。在以下几种情况下常采用复合防渗。

2.3.1 当填埋场的底部粘土满足防渗要求时,而侧向基础达不到要求时,底部采取自然防渗,侧向采取人工防渗。

2.3.2 当填埋场的底部粘土都能满足要求时,为了进一步保障人工衬层的安全性,采取以人工衬层为主、天然衬层为辅的双层防渗系统。

2.3.3 当填埋场的底部粘土不能满足防渗要求时,可以多种人工防渗相结合的复合防渗,这种情况下,防渗层的连续性显得尤为重要。

3 工程中的应用

3.1 工程概况

厦门市东部固废处理中心卫生填埋场为山谷型填埋场,占地56公顷,总库容2006万立方米,一期库容729万立方米,日处理垃圾2400吨。场区属闽东南丘陵地形,地貌形态有山岭、丘陵及谷地,场区中部已建成一小型水库-郭厝水库,东北侧山体外约4公里为曾溪水库,南侧山体外约6公里为岩后水库。

场区内所分布的地层有:地表主要分布为耕土、局部分布有素填土,其下为粉质粘土及凝灰熔岩的风化带地层―凝灰熔岩残积土、强风化凝灰熔岩、中风化凝灰熔岩、微风化凝灰熔岩。

场区内地下水主要赋存于基岩的裂隙中,基岩裂隙水一般具承压性,在基岩裂隙组成的网状通道中补排,地下水较为丰富。

3.2 防渗方案比选

根据本工程填埋库区的工程、水文地质勘察报告,对库区防渗方案分析比较如下:

3.2.1 根据填埋库区的工程、水文地质勘察报告,填埋库区内不具备天然防渗条件,因此本填埋库区不适于考虑自然防渗处理。

3.2.2 钠基膨润土卷材因为具有稳定性强,能自动膨胀弥合填补缝隙的特点,所以防渗效果较为理想。但从实际使用情况来看,其对施工的要求较严格,施工季节、局部排水不畅对防渗质量影响较大,特别是在不规则的地形上铺设,施工难度更大。此外,卷材在运输储存过程中要求严格,不能与水接触,且材料抗拉强度较低,故本工程不宜采用以其作为主防渗层。

3.2.3 若采用人工夯实粘土作防渗层,需要对场区地层进行详细勘察,查明粘土层的厚度,均匀性及渗透系数,然后对粘土进行测试,以选出能夯实达到防渗标准的优质粘土(土块最大尺寸不超过2mm,不得含有石块、尖锐物等杂质,液限指数25%~30%,塑限指数10%~15%),然后对粘土进行分层夯实,密实度不小于95%,夯实粘土层厚度不小于2m,施工难度大,且质量难以控制,综合造价将超过100元/m2。因此,经综合考虑,不采用人工粘土防渗层。

3.2.4 垂直防渗由于将造成清污合流,增加渗滤液处理站的负荷,其渗滤液水量是水平防渗的2-3倍,库区必须是独立的水文单元,而且其防渗可靠性值得怀疑,宜慎重采用。鉴于本工程填埋场规模较大,不具备垂直防渗的条件,不宜采用这种风险较高的防渗方式。

3.2.5 高密度聚乙烯(HDPE)土工膜水平防渗工艺,其有以下特点:

a、防渗效果可靠,其渗透系数小于10-13cm/s,较膨润土卷材防渗材料高四个数量级,较人工夯实粘土层防渗性能高出六个数量级。

b、施工铺设较容易,本场区内有一层较完整的支持粘土垫层,平整压实后即可铺设,比较适合本场址的地形。

c、其拉伸强度、断裂伸长率、抗戳穿力等材料性能均优于膨润土卷材。

d、接缝采用热焊机双缝连接,接缝强度高,检测设备齐全,不易产生渗漏。

e、保存需防火,运输无特殊要求。

f、造价适中,单位工程造价约45元/m2(仅包括单层防渗膜材料及安装费用)。

综上所述,考虑到本工程规模大,使用年限长,设计标准高,故本工程采用双层高密度聚乙烯(HDPE)土工膜水平防渗工艺。

3.3 防渗设计

3.3.1 防渗层基本构造

本工程各部分防渗构造如下:

库底部分(自下而上):地下水导排系统(导排盲沟)、平整基底、钠基膨润土衬垫(GCL)、土工膜(1.5mmHDPE膜,光面)、土工复合物(6..3mm)、土工膜(1.5mmHDPE膜,光面)、土工布保护层(采用一层300g/m2土工布)、渗滤液导流层(采用级配碎石,d=16~32mm,厚300mm)、垃圾层。

边坡部分:平整基底、膜下土工布保护层(采用一层600g/m2长丝土工布)、土工膜(1.5mmHDPE膜,糙面)、土工布(600g/m2长丝土工布)、土工膜(1.5mmHDPE膜,糙面)、膜上土工布保护层(采用一层300g/m2土工布)

3.3.2 双层防渗膜隔层检测

本工程采用双层HDPE防渗膜内隔土工复合物,厚6.3mm。土工复合物由双层土工布内夹HDPE网格组成,具有分隔膜体和检查膜体渗漏的安全排水作用。土工复合层内侧设置一条DN200HDPE管,该管通过垃圾坝体铺设至渗滤液调节池池顶,通过检测其流出水的水质可判断上层HDPE防渗膜是否有破损。

3.3.3 HDPE土工膜的物理力学性能指标

高密度聚乙烯(HDPE)土工膜的物理力学性能指标应符合下列要求:

(a)密度(ρ)0.94g/cm3;

(b)拉伸断裂强度40N/mm;

(c)拉伸屈服强度22N/mm;

(d)拉伸断裂伸长率700%;

(e)拉伸屈服伸长率12%;

(f)直角撕裂强度187N;

(g)穿刺强度480N;

(h)碳黑含量2%~3%;

(i)氧化诱导时间100min(标准OIT)、400min(高压OIT);

(j)水蒸气渗透系数k10-13cm/s

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关键词:大新县;电解金属锰浸出渣;综合回收利用

0 引言

广西是全国14个重金属污染防治重点省区之一,崇左市大新县又是自治区综合整治区之一,其重金属污染存在产生量较大、行业和地区排放集中的特点。对其重金属污染开展针对性治理是改善环境质量的迫切需要,也是广大人民群众的迫切呼声。

1 大新县电解金属锰厂浸出渣处理现状及治理目标

1.1 大新县电解金属锰厂浸出渣处理方式

广西大新县三锰龙电解金属锰厂生产电解金属锰所用的材料有:菱锰、二氧化锰矿粉、硫酸、硫酸铵、液氨等,其每天产生的含重金属浸出渣为400吨。浸出渣中含砷、铅等重金属,但也含锰、铁、镍、钴、铜、N、P、k等可回收利用的成分。目前,含重金属浸出渣未经处理运往渣场堆放,这样不仅占用大量土地且流失大量可回收的资源,若含重金属浸出渣中全Mn含量按7%计,每天流失的锰金属为28吨,同时,渣场常年日晒雨淋容易引起地质灾害,危及人民群众的生命财产安全,所以对其进行处理势在必行。

1.2 治理目标

通过本项目的实施,可年处理12万吨含重金属元素的电解锰浸出渣,铅(Pb)、砷(As)等重金属削减量分别为3140.2kg、3680 kg。一期建成后,建设单位将整合资源进行二期、三期建设,逐步增加处理规模,以尽量解决浸出渣堆放区域污染现状,保护区域生态环境,避免含重金属浸出渣长期堆放造成土壤污染的隐患,避免浸出渣长期占用耕地,保护宝贵的土地资源。本项目的实施,不仅突现重金属污染物减排,也改善当地环境质量,对电解锰行业将会产生积极的示范效应。

2 大新县三锰龙电解金属锰厂浸出渣综合回收利用建设项目建设情况

2.1 项目概况

(1)建设规模

建设规模:处理电解金属锰浸出渣400t/d。

项目的主要建设内容:建设内容包括原料库、粉碎间、配液间、搅拌配浆间、水解糖化反应间、浮选间、分级间、磁选间、尾矿泥浆搅拌混合反应间等生产设施以及配套建设生产辅助设施。

2.2 项目技术方法选择原则及可行性分析

2.2.1 项目工艺技术

(1)技术方案选择原则与目标

本项目采用的技术方案选择原则是:技术先进可靠;环保条件好,达到国家环保标准;能耗低;建设投资省。

技术方案目标是:产品达到产量和质量要求。

(2)技术可行性分析

①含重金属浸出渣的形成

生产金属锰的材料有菱锰矿和二氧化锰矿,辅作材料有硫酸、硫酸铵、氨水、二氧化硒、福美钠等,其中菱锰矿伴生有铁、镁、铝、钙、钴、镍、铜、铅等矿物,其生产工艺流程为磨粉―酸浸―水解净化除铁―硫化除重金属―压滤―成渣。产生的浸出渣组成有两种,一种是固态的,主要为不溶于酸的石英、脉石、高价锰矿物、未溶完的碳锰、除铁沉淀出来的金属氢氧化物、除重金属沉淀出来的重金属硫化物和胶体泥化物;另一种是液态,约为25%水分,其中含锰、铵离子等物质。

②原料及产品成分

本项目原材料为含重金属浸出渣,产品为:锰铁精矿、石英砂、硫钴镍铜精矿、硫酸铵、复合有机肥基料(矿泥)(经过发酵可以生产生物有机肥)。

2.2.2 工艺流程

工艺过程:本项目将电解金属锰含重金属浸出渣经过粉碎、配浆、分级、磁选、浮选、水解糖化过滤发酵、硫化沉淀、碳化沉淀、浓缩结晶后回收锰铁精矿、石英砂、硫钴镍铜精矿、硫酸铵、复合有机肥基料。

3 效益分析

3.1 环境效益

项目实施后,可以有效地解决三锰龙电解金属锰厂炼锰矿渣堆放重金属污染物污染、占地、土壤污染及渗滤液污染等生态威胁的问题,主要表现在:

(1) 重金属污染物污染问题

①相关权威检测机构对含重金属浸出渣进行半定量检测分析结果显示:铅(Pb)含量为0.02%、砷(As)含量为0.01%、锰(Mn)含量为7.3%。也就是每年浸出渣中重金属铅(Pb)含有192吨,砷(As)为96吨,锰(Mn)为7万吨。如果尾渣库常年雨水冲刷而崩库,造成泥石流,对区域环境的危害程度将不可估量。

广西大新县三锰龙电解金属锰厂浸出渣综合回收利用建设项目规划一期工程年处理12万吨电解锰浸出渣,项目建成后,可安全处理含重金属污染元素铅(Pb)24吨、砷(As)12吨的12万吨电解锰浸出渣。

对锰铁精矿、石英砂、硫钴镍铜精矿等成分分析,矿渣中含铅、砷百分比分别为0.02%,0.01%,对复合有机肥基料元素进行分析,泥浆中含铅、砷百分比分别为24.83 mg/kg、9.91 mg/kg,若生产复合有机肥基料按84000吨/年来计、项目建成后,每年将削减铅、砷量分别为3140kg、3680 kg。

②从锰渣场渗滤液所含重金属角度来看,广西大新县三锰龙电解金属锰厂现其浸出渣未经处理直接运往渣场堆放,该渣场占地约10000m2,库容约为17.4万立方,渣场四周建有排洪沟,下游建有渗滤液收集池,浸出渣浸出液成份分析见下表:

浸出渣浸出液监测结果

按大新县多年平均降雨量1362mm计算,每年至少产生渗滤液13620m3,其中含铅2.04kg/a,镉0.84kg/a。若渗滤液收集率按90%计,每年随渗滤液外排重金属量约为铅0.2kg/a,镉0.1kg/a。

综上所述,项目建成后,可年处理12万吨电解锰含重金属浸出渣,铅(Pb)、砷(As)等重金属削减量分别为3140.2kg、3680 kg。

(2)占地问题

广西大新县三锰龙电解金属锰厂每年产生12万吨电解锰浸出渣,若按比重为1.5t/m3计,折浸出渣为8万m3/年,经过几年的生产该项目现有渣场基本堆满。本项目的实施,将有效避免浸出渣长期占用大量土地堆放,节约宝贵的土地资源,符合国土资源部出台《矿产资源节约与综合利用专项工作管理办法》的有关规定。

3.2 社会、经济效益

3.2.1 项目对社会影响分析

①本项目的建设适应广西大新县工业结构调整,是促进地方经济发展的措施之一。

②项目建设通过综合利用资源,保护环境生态平衡以促进产品技术进步,促进环境保护的发展。同时也促进了我国地方工业的发展。

③可提供30个就业岗位,缓解就业压力,有利于维护安定团结、社会稳定。

3.2.2项目与所在地互适性分析

广西大新县有大量废弃电解锰的含重金属浸出渣,本项目利用先进技术,综合利用费渣中的有价物质,变废为宝,使资源最大利益化,又带动当地经济与相关产业的发展,对保护环境均有着积极的作用。

4 结论

本项目的实施,既可增加国家税收,又带动当地经济与相关产业的发展,对国民经济稳定持续发展具有积极促进作用,而且还可以增加地方就业,解决社会部分就业压力,促进社会的稳定,可达到经济效益和社会效益双赢的目的。■

参考文献