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垃圾渗滤液的特点

垃圾渗滤液的特点

垃圾渗滤液的特点范文第1篇

【关键词】垃圾渗滤液;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。

垃圾渗滤液的特点范文第2篇

关键词:垃圾填埋;渗滤液;uasb;综合物化法

1 概述

对于实行填埋、焚烧和回收同步运行综合处理处置策略的城市而言,其垃圾填埋场的处置对象一般仅限于生活垃圾,不包括工业垃圾、医疗垃圾和其它有毒、有害废弃物。垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液,采用uasb—综合物化法联合处理,经处理后的渗滤液可达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(gbl6889—1997)中的三级排放限值后排入城市二级污水处理厂。

2 垃圾渗滤液处理工艺的选择

2.1 垃圾渗滤液水质

垃圾渗滤液具有水质复杂,水质水量变化大且不呈周期性,codcr、bod5、nh3-n、重金属浓度高及微生物营养元素比例失调等特点。其各种成份变化主要取决于填埋场的年龄、深度、微生物环境以及所填埋的垃圾的组成等,其中填埋场的场龄是影响垃圾渗滤液水质的最重要因素。

综合考虑国内部分垃圾填埋场渗滤液典型浓度(如表1所示)及该市未来垃圾成份的变化趋势,确定垃圾渗滤液水质指标(如表2所示)。

2.2 垃圾渗滤液产生量

垃圾填埋场渗滤液产生量受垃圾本身含水量、场地水文地质条件、气候条件、填埋方式等诸多因素影响,其产生量呈明显的无周期性,渗滤液产量可以下式估算:

q=(w2—w2—w3—w4—w5)×a

式中:q—渗滤液水量 a—填埋场汇水面积 w1—降雨量

w2—单位面积地下水渗入量 w3—单位面积垃圾及覆土的含水量

w4—单位面积地表径流量

w5—单位面积自然蒸发量

根据以上计算公式,同时参考德国对多个垃圾填埋场的统计(渗滤液量为降水量的25%—58%),综合以上两种估算方法确定垃圾填埋场建成运行后,垃圾渗滤液产生量约1500t/d。

2.3 处理工艺的选择

2.3.1 渗滤液处理方案

1、垃圾渗滤液处理工艺

处理工艺充分考虑了垃圾渗滤液水质、水量特点,综合各种因素及现有垃圾渗滤液处理的经验教训,确定采用uasb一综合物化处理工艺流程(工艺流程如图1所示)。填埋场垃圾渗滤液自调蓄池流入渗液处理厂格栅区池,格栅出水后经调理槽提升至uasb反应池,然后渗滤液自流至分解池、置换反应池、絮凝反应池、沉淀池出水排出。在气温高,厌氧反应良好且出水达标时,可超越物化分解池,直接进入下一个处理单元进行处理。生化及物化污泥经污泥浓缩机压缩后送入填埋场填埋处理。

2、处理效果

调蓄池及污水处理厂各处理工序处理效果如表3所示。

2.3.2 渗滤液处理工艺特点

污水调蓄池不仅具有调蓄水量、均匀水质的作用,而且具有沉淀、厌氧酸化水解等作用,codcr、bod5、tn的去除率均可达50%左右,其容量和处理规模是卫生填埋场的重要设计参数。

uasb系统主要靠厌氧微生物来降解垃圾渗滤液中有机污染物,有较高污染物去除效率,同时具有较高的容积负荷率和去除率,产生沼气供现有沼气发电厂利用,同时可去除氮、磷,大幅度消灭虫卵及致病菌,且运行费用底,工艺比较成熟,管理方便,操作简单。

综合物化法是通过超声波系统、负氧离子发生器、水中放电和絮凝沉淀等一系列物理发生器,使渗滤液产生一系列物理化学作用,氧化各种有机物并使之矿化。其技术特点是:

①对水质及环境变化的适应性强,抗冲击负荷能力高:

②处理设施自动化程度高,且运行可靠、操作简便;

③对填埋场后期可生化性差、氨氮高的渗滤液有很好的处理效果:

④污泥稳定性强,粘度低,沉降性能好,易处理。

从总体思路上分析,选用厌氧uasb—综合物化处理工艺流程是可行的,首先经过厌氧菌的作用,将渗滤液中长链大分子难降解有机物转变为小分子有机物,可进一步提高综合废水的可生化性,消耗废水中的n、p等污染物质,然后通过综合物化作用,使出水有机物浓度达标。

3 注意问题

考虑到垃圾渗滤液废水的特殊性,应注意以下几个问题:

1、随着填埋时间的延长,特别是在终场后,废水可生化性将明显降低,原有工艺参数可能无法满足新的水质要求,效果变差,因此在处理过程中,应不断研究调整,使处理工艺保持较高的处理效果:

2、加强清污分流工作,尽可能削减垃圾渗滤液的产生量,以减少对处理工艺的负荷冲击;同样,过多的截流洪水进入垃圾渗滤液将会造成水质的巨大波动,影响最终出水水质:

垃圾渗滤液的特点范文第3篇

关键词:垃圾填埋;渗滤液;UASB;综合物化法

1概述

对于实行填埋、焚烧和回收同步运行综合处理处置策略的城市而言,其垃圾填埋场的处置对象一般仅限于生活垃圾,不包括工业垃圾、医疗垃圾和其它有毒、有害废弃物。垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液,是垃圾填埋场的主要废水污染源。渗滤液含污染物浓度高,以有机污染物为主,若不进行治理将会造成水域的污染影响。渗滤液的收集系统是垃圾填埋场主体工程之一,收集系统采取底层纵横网盲沟导流和垂直立管的组合收集,能够达到有效收集渗滤液的目的。收集后的渗滤液采用UASB―综合物化法联合处理,经处理后的渗滤液重金属可满足《生活垃圾填埋污染控制标准》(GBl6889―2008)表2中浓度限值,其它污染物指标可以满足城镇污水处理厂进水水质要求,可排入城市二级污水处理厂。

2垃圾渗滤液处理工艺的选择

2.1垃圾渗滤液水质

渗滤液与城市生活污水相类似,但污染物浓度远比一般城市生活污水要高得多。另外渗滤液的污染物含量也随填埋场运行状况而存在较大差异。渗滤液的污染物来源,主要是由有机物在微生物作用下,将原垃圾中分子量大、结构较复杂的不溶于水的有机物,降解为分子量较低、结构较简单的易溶于水的有机成份而产生的。垃圾渗滤液具有水质复杂,水质水量变化大且不呈周期性,COD、BOD5、NH3-N、重金属浓度高及微生物营养元素比例失调等特点。其各种成份变化主要取决于填埋场的年龄、深度、微生物环境以及所填埋的垃圾的组成等,其中填埋场的场龄是影响垃圾渗滤液水质的最重要因素。

垃圾渗滤液水质指标详见表1。

表1 垃圾填埋场渗滤液水质浓度

项目名称 COD(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L) NH3-H(mg/L) pH

浓度值 10000-20000 6000-12000 300-500 500-2000 6-9

2.2垃圾渗滤液产生量计算

垃圾填埋场渗滤液产生量受垃圾本身含水量、场地水文地质条件、气候条件、填埋方式等诸多因素影响,其产生量呈明显的无周期性,渗滤液产量可以下式估算:

Q=(W2―W2―W3―W4―W5)×A

式中:Q―渗滤液水量 A―填埋场汇水面积 W1―降雨量

W2―单位面积地下水渗入量 W3―单位面积垃圾及覆土的含水量

W4―单位面积地表径流量

W5―单位面积自然蒸发量

根据以上计算公式,同时参考德国对多个垃圾填埋场的统计(渗滤液量为降水量的25%―58%),综合以上两种估算方法确定垃圾填埋场建成运行垃圾渗滤液产生量。根据垃圾填埋场渗滤液产生量可确定污水处理规模。

2.3处理工艺的选择

2.3.1垃圾渗滤液处理工艺

处理工艺充分考虑了垃圾渗滤液水质、水量特点,综合各种因素及现有垃圾渗滤液处理的经验教训,确定采用UASB一综合物化处理工艺流程(工艺流程如图1所示)。填埋场垃圾渗滤液自调蓄池流入渗液处理厂格栅区池,格栅出水后经调理槽提升至UASB反应池,然后渗滤液自流至分解池、置换反应池、絮凝反应池、沉淀池出水排出。在气温高,厌氧反应良好且出水达标时,可超越物化分解池,直接进入下一个处理单元进行处理。

图1 工艺流程图

经上述工艺处理后的垃圾填埋场渗滤液中重金属可满足《生活垃圾填埋污染控制标准》(GBl6889―2008)表2中浓度限值,其它污染物指标可以满足城镇污水处理厂进水水质要求,排入城市二级污水处理厂进行最终处理。

2.3.2渗滤液处理工艺特点

污水调蓄池不仅具有调蓄水量、均匀水质的作用,而且具有沉淀、厌氧酸化水解等作用,COD、BOD5、TN的去除率均可达50%左右,其容量和处理规模是卫生填埋场的重要设计参数。

UASB系统主要靠厌氧微生物来降解垃圾渗滤液中有机污染物,有较高污染物去除效率,同时具有较高的容积负荷率和去除率,同时可去除氮、磷,大幅度消灭虫卵及致病菌,且运行费用底,工艺比较成熟,管理方便,操作简单。

综合物化法是通过超声波系统、负氧离子发生器、水中放电和絮凝沉淀等一系列物理发生器,使渗滤液产生一系列物理化学作用,氧化各种有机物并使之矿化。其技术特点是:

①对水质及环境变化的适应性强,抗冲击负荷能力高;

②处理设施自动化程度高,且运行可靠、操作简便;

③对填埋场后期可生化性差、氨氮高的渗滤液有很好的处理效果;

④污泥稳定性强,粘度低,沉降性能好,易处理。

从总体思路上分析,选用厌氧UASB―综合物化处理工艺流程是可行的,首先经过厌氧菌的作用,将渗滤液中长链大分子难降解有机物转变为小分子有机物,可进一步提高综合废水的可生化性,消耗废水中的N、P等污染物质,然后通过综合物化作用,使出水有机物浓度达标。

3注意问题

考虑到垃圾渗滤液废水的特殊性,应注意以下几个问题:

1、随着填埋时间的延长,特别是在终场后,废水可生化性将明显降低,原有工艺参数可能无法满足新的水质要求,效果变差,因此在处理过程中,应不断研究调整,使处理工艺保持较高的处理效果:

2、加强清污分流工作,尽可能削减垃圾渗滤液的产生量,以减少对处理工艺的负荷冲击;同样,过多的截流洪水进入垃圾渗滤液将会造成水质的巨大波动,影响最终出水水质:

3、渗滤液集水池、调蓄池对于稳定水质,降低污染负荷具有明显作用,应充分发挥调蓄池的调蓄作用,尽可能延长废水在池中的停留时间,削减污水处理厂的污染负荷:

4、回灌法与物化和生物法相比,能更好适应渗滤液水质、水量的变化,是一种投资省、运行费用低且能加速城市垃圾填埋场稳定的方法,建议在采用生物处理工艺基础上,配套进行垃圾渗滤液的回灌处理,利用垃圾本身对污染物进行吸附降解处理,将明显降低污水负荷,提高后续处理工艺的效果。

4参考文献:

[1] 高廷耀,顾国维.水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,1999,5.

[2] 唐受印,戴友芝,汪大.废水处理工程[M].北京:化学工业出版社,2004,7.

[3] 胡纪萃. 废水厌氧生物处理理论与技术[M]. 中国建筑工业出版社, 2003,5.

垃圾渗滤液的特点范文第4篇

河南元光科技有限公司河南濮阳457000

摘要 与国外对垃圾渗滤液处理技术研究相比,我国在垃圾渗滤液的处理研究方面起步晚、起点低,经过了长时间的探索和研究,取得了一些成功经验,有的已用于工程实践。但是由于垃圾渗滤液水质水量变化大、水质复杂、有机污染物含量高,缺少十分完善的处理工艺。目前,我国大多数垃圾填埋场主要是根据填埋场的具体情况及其它经济技术要求采取有针对性的处理工艺。本文通过与国内外处理技术进行对比研究,提出新型垃圾渗滤液处理工艺———厌氧-好氧-两级DTRO技术。

关键词 垃圾渗滤液;上流式污泥床过滤器;曝气生物滤池;两级碟管式反渗透

1 垃圾渗滤液特点

垃圾渗滤液是垃圾在堆放和填埋过程中由于发酵、雨水冲刷和地表水、地下水浸泡而渗滤出来的污水。来源主要有四个方面:垃圾自身含水、垃圾生化反应产生的水、地下水的反渗和大气降水,其中大气降水具有集中性、短时性和反复性,占渗滤液总量的大部分。渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水,一般来说有以下特点:淤水质复杂,危害性大:不仅含有大量多种有机物,同时含有大量溶解性固体,如钠、钙、氯化物、硫酸盐等;于CODcr、BOD5 浓度高及氨氮含量高,并且随填埋时间的延长而升高;盂水质变化大;垃圾渗滤液随着填埋时间及降雨等因素,水质变化较大;榆金属含量较高:垃圾渗滤液中含有十多种金属离子,并且随着垃圾填埋场的填埋时间发生变化,其中铁和锌在酸性发酵阶段较高;虞渗滤液中的微生物营养元素比例失调:主要是C、N、P 的比例失调。

对垃圾渗滤液的水质特点进行分析总结,垃圾渗滤液处理难点主要在于氨氮浓度较高、可生化性差等方面。

2 国内外垃圾渗滤液处理现状

由于垃圾渗滤液受外界降水、生物发酵等多种因素的影响,属于成分复杂且水质、水量变化大的高浓度有机废水,其处理一直是水处理领域的一个世界性的难题。目前,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。常见垃圾填埋场渗滤液处理工艺有以下几种,见表2-1。

由此可见,传统的生物垃圾渗滤液处理工艺虽然成本较低,但水力停留时间较长、占地面积较大、出水水质达不到相关要求。目前处理垃圾渗滤液一般是将生物法、物化法、膜技术以及其他方法进行组合,尤其是膜技术在垃圾渗滤液方面的应用越来越广泛,出水效果好,但同时也存在膜成本高、寿命短、易受污染等问题。

3 新型垃圾渗滤液处理工艺要要厌氧-好氧-两级DTRO技术

3.1 工艺内容新型垃圾渗滤液处理工艺———厌氧-好氧-两级DTRO 技术工艺流程如下:淤由于垃圾渗滤液水质水量变化较大,渗滤液经格栅除较大的悬浮物后进入调节池,调节池来储存渗滤液,用以调节渗滤液处理厂进水的水质和水量。于经调节池调节水质水量后,渗滤液自UBF(上流式污泥床过滤器)底部布水器均匀进入进行厌氧处理,UBF 反应器内主要由布水器、污泥层和填料层构成。反应器内环境适宜为:温度20益~35益,pH6.5~7.8,容积负荷5~15kg/COD(m3·d)等。在UBF 反应器处理中厌氧微生物分解有机物过程中能产生大量的甲烷、二氧化碳等气体,其中甲烷占75%~85%,可回收利用,在UBF 反应器上部设置集气罩,收集产生的甲烷气体。盂经过UBF 厌氧分解及反硝化反应后,渗滤液进入好氧型BAF 反应器,同时对反应器底部进行曝气,溶解氧DO 控制在3~5mg/L。反应器内填充聚氨酯基填料,适宜微生物生长和繁殖,并且特殊的大孔网状结构可使反应器形成内部厌氧、中部兼氧、外部好氧的微环境。使得硝化菌、反硝化菌能共同存在于反应器内,可发生同步硝化反硝化反应,去除有机物和氨氮。榆通过UBF 和BAF 厌氧-好氧生化处理,渗滤液中的有机物大量被降解,再利用两级DTRO(碟管式反渗透)进行深度处理。渗滤液通过膜堆与外壳之间的间隙后通过导流通道进入底部导流盘中,被处理的液体以最短的距离快速流经过滤膜,料液流经过滤膜的同时,透过液通过中心收集管不断排出。浓缩液最后从进料端法兰处流出,进入浓缩液池。

3.2 技术优势淤厌氧UBF、BAF、DTRO 反应器抗冲击负荷能力强、进水水质波动对其影响较小。于UBF 反应器内,下方是高浓度颗粒污泥组成的污泥床,上部是填料及其附着的生物膜组成的填料层,不仅使得渗滤液与污泥、填料充分接触,增大降解效率,而且上层的填料层可有效防治污泥流失,同时UBF 反应器处理时能产生大量CH4 可作燃料,能回收大量能源。盂BAF 内部形成厌氧-兼氧-好氧环境,可同时进行硝化反硝化,有效去除氨氮及总氮,占地面积小,通常为常规处理工艺占地面积的1/5~1/10,并兼有过滤功能,可减轻后续DTRO 膜堵塞,延长膜的使用寿命。榆通过碟管式反渗透膜(DTRO)将渗滤液分为浓缩液(污染物含量极高)和清水(含少量盐)两部分占地面积小、自动化程度高、对运行管理人员要求较低。虞套处理系统启动时间较快,能耗低。

垃圾渗滤液的特点范文第5篇

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.