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關(guān)鍵詞:UASB反應(yīng)器 垃圾滲濾液 快速啟動(dòng)
Abstract: Conditions for quick start-up of UASB reactor treating landfill leachate have been studied. The results show: at the embient water temptemperature in summer (25~ 30℃), when inoculated with surplus sludge from municipal wastewater treatment plant (which uses conventional activated sludge process) and cultivated step-by-step, and by controlling the liquid up-flowing speed at 3.0m/d, the UASB reactor can be started-up within 50 days in treating landfll leachate, with the organic loading rate (as CODcr) up to 10 kg/(m3.d).and the CODcr removal rate over 70%. Granulation of the sludge in this reactor can he completed within 90 days, which is 1~ 4 months shorter than with conventional start-up.
Key words: UASB reactor; landfill leachate; quick start-up
目前,在處理城市生活垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液方面,世界上一些國(guó)家如新西蘭、美國(guó)、澳大利亞等采用了UASB藝,運(yùn)行效果良好[1]。我國(guó)也有實(shí)例,如福州、武漢、昆山等地在處理垃圾滲濾液時(shí)也有采用UASB工藝。但由于我國(guó)對(duì)這方面研究不足,使得相當(dāng)一部分處理垃圾滲濾液的UASB反應(yīng)器啟動(dòng)十分困難。為此,本研究側(cè)重于為實(shí)現(xiàn)處理垃圾滲濾液的UASB反應(yīng)器的快速啟動(dòng)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和科學(xué)方法。
1 實(shí)驗(yàn)方法
1.1 實(shí)驗(yàn)裝置
實(shí)驗(yàn)用UASB反應(yīng)器采用內(nèi)徑為200 mm有機(jī)玻璃圓柱,高2.1m,總?cè)莘e55L,有效容積50L,在高度方向上每隔300mm開(kāi)一取樣孔。
1.2 實(shí)驗(yàn)步驟及條件
①投加接種污泥,接種污泥投加量為UASB反應(yīng)器有效容積的25%左右:接種污泥來(lái)自上海市某生活污水處理廠二沉池的剩余污泥,ρ(MLVSS)=5350mg/L。沉降性能良好。
②第一周將UASB反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷(以CODcr計(jì))控制在0.5kg/(m3.d),以后每隔7d增加一次有機(jī)負(fù)荷,即有機(jī)負(fù)荷為1,2,4,7,10kg/(m3.d)。
③通過(guò)調(diào)節(jié)回流水量而控制整個(gè)啟動(dòng)期間液體上升流速(也即表面水力負(fù)荷)在3.0m周左右。
④考慮到高污泥停留時(shí)間是厭氧反應(yīng)器高效運(yùn)行的保證,本啟動(dòng)期間并未進(jìn)行排泥,從而保持高污泥濃度和高污泥停留時(shí)間。
⑤由于厭氧細(xì)菌在30-40℃活性較高,而實(shí)際工程加溫費(fèi)用較為昂貴,故水溫選夏季室內(nèi)水溫25-30℃進(jìn)行啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)。
⑥垃圾滲濾液來(lái)自上海市老港城市生活垃圾填埋場(chǎng)調(diào)節(jié)池滲濾液原水,本實(shí)驗(yàn)在啟動(dòng)階段對(duì)此原水進(jìn)行了稀釋,使產(chǎn)(CODcr)-2500mg/L,p(NH3-N)≈200mg/L,ρ(TP)≈3.5mg/L,在工程中可以通過(guò)出水回流來(lái)稀釋較高濃度的滲濾液。
2 結(jié)果與討論
2.1 選擇壓與污泥顆?;?/p>
已有的研究表明,當(dāng)溫度等外界條件一定時(shí),對(duì)UASB反應(yīng)區(qū)內(nèi)的顆粒污泥的形成影響最大的是基質(zhì)的種類、濃度以及液體上升流速(也即表面水力負(fù)荷)和表面產(chǎn)氣負(fù)荷(合稱選擇壓)。由Hickey[2],Letting G.[3],Driessen[4]等人的研究表明基質(zhì)的質(zhì)量濃度(CODcr)在4000mg/L以下為宜。同時(shí)在Riitta[5]等人的研究中認(rèn)為液體上升流速在 2.5-3.0m/d(甚至0.72-0.96 m/d[6])之間時(shí),最有利于UASB反應(yīng)器內(nèi)污泥的顆?;hb于以上原因,本實(shí)驗(yàn)的液體上升流速控制在3.0±0.2m/d,較國(guó)內(nèi)的報(bào)道(一般為10m/d以上)要低得多。圖1反映了反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥平均粒徑與選擇壓(以液體上升流速與表面產(chǎn)氣負(fù)荷之和計(jì))隨時(shí)間的變化。由圖1可見(jiàn),在表面產(chǎn)氣負(fù)荷快速增長(zhǎng)期(第30天至第60天)污泥粒徑增長(zhǎng)迅速,平均增長(zhǎng)了1.0mm,不僅充分說(shuō)明了選擇壓對(duì)于污泥平均粒徑有顯著的影響,而且還從另一側(cè)面證明了充氣攪拌確實(shí)可以加快污泥顆?;M(jìn)程[7]。
2.2 有機(jī)負(fù)荷
有機(jī)負(fù)荷與CODcr去除率隨時(shí)間的變化情況如圖2所示。由圖2可見(jiàn),隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)CODcr去除率總體上是逐步增長(zhǎng)的,且每次有機(jī)負(fù)荷突增后,CODcr去除率有所下降但又會(huì)馬上回升;同時(shí)進(jìn)水濃度對(duì)UASB反應(yīng)器也有一定的影響,如在第44天時(shí)進(jìn)水CODcr的質(zhì)量濃度從原來(lái)的約2500mg/L升到約 3500mg/L時(shí),CODcr去除率下降到54.9%,但第46大又達(dá)到了63.4%,說(shuō)明UASB反應(yīng)器抗沖擊負(fù)荷能力比較強(qiáng)。對(duì)于UASB反應(yīng)器處理垃圾滲濾液而言,只經(jīng)過(guò)50d的啟動(dòng),有機(jī)負(fù)荷(以CODcr計(jì))就高達(dá)10kg/(m3.d),且CODcr去除率高達(dá)70%以上,這顯然比常規(guī)所需的啟動(dòng)時(shí)間4-6個(gè)月[4]要短得多。究其原因,是因?yàn)樵贑ODcr去除率較低(30%-60%)時(shí),底部進(jìn)水口的乙酸質(zhì)量濃度較高(1000-1500mg/L),充分發(fā)揮7以巴氏甲烷八疊球菌為主體的球狀顆粒污泥(又稱A型顆粒污泥)在乙酸濃度較高時(shí)比增殖速度快的生理特性;而常規(guī)啟動(dòng)為了避免酸化,常在CODcr去除率達(dá)80%-90%后才提高有機(jī)負(fù)荷,其結(jié)果是從一開(kāi)始即維持體系中較低水平的乙酸濃度,而無(wú)法培養(yǎng)起A型顆粒污泥[7]。
2.3 出水揮發(fā)性脂肪酸VFA與叫值
出水揮發(fā)性脂肪酸VFA在厭氧反應(yīng)器控制中被認(rèn)為是最重要的參數(shù),這是因?yàn)閂FA的去除程度可直接反映甲烷菌的活性,在正常情況下,底物先由酸化菌轉(zhuǎn)化為VFA,而VFA又易被甲烷菌轉(zhuǎn)化為甲烷氣體,因此甲烷菌活躍時(shí),出水VFA濃度較低。一般認(rèn)為出水VFA的質(zhì)量濃度低于200mg/L時(shí),說(shuō)明反應(yīng)器運(yùn)行良好,反之當(dāng)VFA的質(zhì)量濃度高于800mg/L,就有“酸化”的危險(xiǎn)[6]。而對(duì)于連續(xù)流厭氧工藝,一般認(rèn)為當(dāng)pH值在7.0-7.2時(shí)的有機(jī)負(fù)荷是比較理想的,而只要溫度及進(jìn)水水質(zhì)不變,出水的pH值主要取決于有機(jī)負(fù)荷。有機(jī)負(fù)荷一定時(shí),消化液的pH值很快就趨向某一固定值。已有經(jīng)驗(yàn)證明:有機(jī)負(fù)荷低時(shí),pH值較高;反之亦然。由此可知,VFA與pH值在某種程度上有較為直接的關(guān)系,這一點(diǎn)在本啟動(dòng)中也得到了很好的反映,詳見(jiàn)圖3。
大多數(shù)研究者認(rèn)為:pH值的測(cè)定較VFA測(cè)定方便得多,所以當(dāng)條件有限時(shí),可以利用VFA與pH值這種較為直接的關(guān)系,通過(guò)出水的pH值間接指示出水的VFA質(zhì)量濃度。由圖3可見(jiàn),只要pH值在7.15以上(本啟動(dòng)進(jìn)水PH值在7.0-7.1之間),就可以較好地將VFA的質(zhì)量濃度控制在400mg/L以下。
2.4 堿度與氨氮(NH3-N)
厭氧工藝出水的堿度通常是由其中的共軛酸堿對(duì)(主要有NH4+/NH3,H2CO3/HCO3-,HCO3-/CO32-,H2S/HS-,HS-/S2-,HAC/AC-等)決定的。因而厭氧體系的總堿度可粗略地由下式計(jì)算:
總堿度=[HS-]+[HCO3-]+2[CO32-]+[NH3]+[Ac-]
McCarty建議總堿度應(yīng)維持在2000-5000mg/L的范圍內(nèi),如果反應(yīng)器總堿度小于1000mg/L就會(huì)導(dǎo)致pH值的下降,H2S的質(zhì)量濃度不應(yīng)高于150mg/L、NH3-N的質(zhì)量濃度不應(yīng)高于1000mg/L[8]。本啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)期間,UASB反應(yīng)器內(nèi)總堿度平均值約為2100mg/L,而NH3-N的質(zhì)量濃度在180-300mg/L變化,運(yùn)行情況良好。
轉(zhuǎn)貼于 3 結(jié)論
①采用城市生活污水廠的剩余污泥接種,在夏季自然水溫25-30℃左右時(shí),經(jīng)逐步培養(yǎng)法,可以在50d的時(shí)間里完成UASB反應(yīng)器處理垃圾滲濾液的啟動(dòng),使其有機(jī)負(fù)荷(以CODcr計(jì))高達(dá)10kg/(m3.d),且CODcr去除率高達(dá)70%以上(較常規(guī)啟動(dòng)少用1-4個(gè)月的時(shí)間),進(jìn)而在90d里完成污泥的顆粒化。
②可以通過(guò)利用A型顆粒污泥在較高的乙酸質(zhì)量濃度(1000-1500mg/L)下比增殖速度快的生理特性而達(dá)到縮短啟動(dòng)時(shí)間的目的。
③UASB反應(yīng)器處理垃圾滲濾液,較低的液體上升流速(本實(shí)驗(yàn)在3.0m/d左右)有利于加速污泥顆粒化進(jìn)程。
④為了保證厭氧微生物有較高的增殖速度,應(yīng)保持較高的啟動(dòng)溫度(25-35℃)為宜。
⑤適當(dāng)?shù)膲A度(約2100mg/L)有利于維持UASB反應(yīng)器內(nèi)pH值的穩(wěn)定。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:垃圾滲濾液 處理 方法
引言:
由于垃圾滲濾液對(duì)環(huán)境和人類的嚴(yán)重危害性,因此必須有效的處理,達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。但是由于滲濾液的性質(zhì)特點(diǎn),與一般工業(yè)廢水和生活污水來(lái)對(duì)比,其處理難度和成本都要高很多,還沒(méi)有完善出經(jīng)濟(jì)高效的處理工藝,這使得垃圾滲濾液的處理成為污水處理方面的一個(gè)世界性技術(shù)難題,受到了廣泛關(guān)注和深入研究。
一、與城市污水的合并處理
合并處理是把未經(jīng)處理的垃圾滲濾液引入到填埋場(chǎng)附近的污水處理廠,數(shù)量較大的城市污水緩沖和稀釋滲濾液,以及利用城市生活污水里的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),使垃圾滲濾液與城市生活污水同時(shí)進(jìn)行處理。但是,城市污水處理廠可以接納的垃圾滲濾液是非常有限的。經(jīng)國(guó)外學(xué)者研究顯示,垃圾滲濾液與污水的比例超過(guò)0.5%,活性污泥的負(fù)荷量會(huì)增加一倍。而且,由于垃圾滲濾液本身特有的水質(zhì)及變化特點(diǎn),用合并處理這種方案時(shí),應(yīng)該加以控制,否則易給城市污水處理系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重的沖擊負(fù)荷,甚至?xí)绊懟蚱茐钠湔_\(yùn)行。加之,合并處理受到填埋場(chǎng)附近有無(wú)污水廠的條件限制,還要考慮滲濾液在運(yùn)輸工程中的運(yùn)費(fèi)和運(yùn)輸工具等,因此合并處理未能得到廣泛推廣應(yīng)用。
二、土地處理法
土地處理法是指利用土壤顆粒的過(guò)濾作用以及通過(guò)吸附、離子交換或沉淀作用,將垃圾滲濾液中的懸浮固體及溶解成分去除的處理方法。目前主要有兩種處理方法:回灌處理法及人工濕地。
1.回灌處理法
最早是由美國(guó)Poh land在上世紀(jì)70年代提出的,主要是利用垃圾填埋層這個(gè)“生物濾床”凈化垃圾滲濾液。垃圾滲濾液通過(guò)覆土層、垃圾層后會(huì)發(fā)生物理反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)和生物反應(yīng),使其被降解、截留及減少?;毓嗵幚矸绞狡鋬?yōu)點(diǎn)主要有設(shè)施簡(jiǎn)化、運(yùn)行費(fèi)用低、基建投資省、耐沖擊負(fù)荷等。據(jù)估計(jì),英國(guó)約有50%、美國(guó)也近200多座填埋場(chǎng)用的是回灌技術(shù),Delaware州固體廢棄物管理局已將滲濾液循環(huán)處理技術(shù)應(yīng)用于許多城市垃圾填埋場(chǎng)。
國(guó)內(nèi)學(xué)者利用回灌處理+鐵促電化學(xué)氧化工藝對(duì)滲濾液進(jìn)行處理,結(jié)果表明:處理后COD和NH4+-N濃度值分別降低到300ing/L以下和15mg/L以下,該工藝能夠處理可生化性較好的滲濾液。但回灌處理不足之處是容易堵塞土壤,氨氮大量積累,處理后的濃度較高,需再處理等,所以很少用回灌處理單獨(dú)處理滲濾液,此項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用并不普遍。
2.人工濕地
它是近幾年出現(xiàn)了的一種新工藝,就是人為制造出的適合水生或濕地植物生長(zhǎng)的“環(huán)境”,其中有大量的多種活性微生物。水中可溶性固體、有機(jī)物、COD、BOD5、氮、磷及重金屬等污染物經(jīng)這些微生物的生化反應(yīng),轉(zhuǎn)變成為植物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),從而降解污染物。其優(yōu)點(diǎn)是管理方便、費(fèi)用低等,缺點(diǎn)是處理效果跟季節(jié)變化有關(guān),且處理有機(jī)物的濃度也較低。人工濕地不適應(yīng)北方寒冷的地區(qū),而適應(yīng)在植物生長(zhǎng)茂盛且生長(zhǎng)期長(zhǎng)的南方地區(qū)人工濕地系統(tǒng)多用于滲濾液的深度處理中。
三、單獨(dú)處理
單獨(dú)處理,就是在垃圾填埋場(chǎng)外建立獨(dú)立的處理系統(tǒng),其處理方法主要有:生物處理法、物理化學(xué)法以及物化一生物組合工藝。單獨(dú)處理的優(yōu)點(diǎn)是能夠根據(jù)水質(zhì)、水量不同的滲濾液,合理選擇處理運(yùn)行工藝,易于獲得和控制運(yùn)行參數(shù),不受限于污水混合比,而且能大量處理滲濾液,是目前國(guó)內(nèi)外廣泛用的處理方案。
1.生物處理法
垃圾滲濾液的生物處理法就是利用微生物在一定條件下可以大量繁殖的特點(diǎn),及其自身的新陳代謝作用,吸附降解污染物,從而分離和去除污染物的方法。根據(jù)微生物的呼吸類型,生物處理一般主要包括有好氧、厭氧和厭氧-好氧生物結(jié)合處理(兼性處理)三種。有些學(xué)者認(rèn)為COD濃度在5000mg/L以上的高濃度滲濾液建議采用厭氧方法進(jìn)行前段預(yù)處理,然后用好氧或其他后續(xù)處理方法;COD濃度在500mg/L以下的滲濾液建議使用好氧生物處理法;COD濃度在500-5000mg/L之間的滲濾液可以根據(jù)實(shí)際情況選擇好氧或厭氧處理。
2.物理化學(xué)法
物理化學(xué)法是利用物理化學(xué)的原理和化工單元操作設(shè)計(jì)處理工藝,它與生物處理法相比,在投資和運(yùn)行費(fèi)用上要多出10多倍,一般都是與生物處理相結(jié)合,作為滲濾液的預(yù)處理或深度處理工藝,其主要處理方法有吸附法、化學(xué)沉淀法、吹脫法、高級(jí)氧化技術(shù)、膜分離處理技術(shù)等。
2.1吸附法
吸附法作為一種高效的物化處理手段,主要是通過(guò)使用各種不同類型的吸附劑,如活性炭、高嶺土、焦炭、焚燒爐底灰、沸石、硅藻土、粉煤灰、蒙脫石等多孔性固體物質(zhì),目前該方法在廣泛應(yīng)用在化工廢水、重金屬污染、印染廢水等的污水處理領(lǐng)域。蹄選出一種合適而低廉的吸附劑,是吸附法處理廢水的關(guān)鍵。在垃圾滲濾液的處理中,吸附法主要作用是去除滲濾液的色度、金屬離子和難降解的有機(jī)物污染物等。
2.2化學(xué)沉淀法
它主要利用加入某種化學(xué)沉淀劑,發(fā)生化學(xué)反應(yīng),將溶解性離子轉(zhuǎn)化成不溶性固體,達(dá)到去除難降解有機(jī)物、COD、NH4+-N和重金屬。絮凝沉淀是常用也是最重要的一種化學(xué)沉淀方法,它主要是加入絮凝劑,使懸浮物及膠體顆粒加速沉降。
3.物化-生物結(jié)合工藝
滲濾液是高濃度、高分子化合物多、高毒性的廢水,只是采用單一的處理工藝很難使其處理后達(dá)標(biāo)排放,越來(lái)越多的學(xué)者著眼與研究采用物化法和生物法組合的處理工藝處理滲濾液,且處理效果很好。
①對(duì)滲濾液利用厭氧-SBR-混凝沉淀Q合工藝進(jìn)行處理,處理后滲濾液中COD和氨氮可達(dá)到148. 4mg/L和2. 2 mg/L, COD和氨氮的去除率分別為91. 2%和90.4%,有機(jī)物和氨氮去除效果較好。②對(duì)滲濾液用混凝吸附-兩段SBR法進(jìn)行處理。預(yù)處理使用的混凝劑是聚合硫酸氯化銀鐵,對(duì)SS的去除率為84%,對(duì)色度的去除率為92%,對(duì)化學(xué)需氧量的去除率為53%,B濾液的可生化性同時(shí)得到提高。
四、結(jié)語(yǔ):
近幾年,我國(guó)加大了對(duì)滲濾液處理的投資力度,北京市的阿蘇衛(wèi)填埋場(chǎng)、深圳下坪垃圾填埋、浙江杭州天子嶺垃圾填埋場(chǎng)等不斷引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù),使我國(guó)的滲濾液處理水平邁入了新的時(shí)期。但是,由于考慮經(jīng)濟(jì)和運(yùn)行費(fèi)用的考慮,我國(guó)的滲濾液處理仍以生物技術(shù)為主,國(guó)外的滲濾液處理則以物理化學(xué)處理技術(shù)的研究和應(yīng)用為主,而對(duì)于滲濾液這種有機(jī)污染物、氨氮、重金屬濃度較高的高污染廢水來(lái)說(shuō),僅僅靠單一的生物、物理化學(xué)的處理技術(shù)無(wú)法將其處理達(dá)標(biāo)排放,滲濾液的處理應(yīng)從提高處理效果,降低處理成本的角度考慮,靈活用生物法與物化法結(jié)合的多種復(fù)合方法進(jìn)行處理。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】垃圾;填埋;滲濾液;處理
0.前言
本文根據(jù)對(duì)城市生活垃圾進(jìn)行探討,分析了垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理的情況,同時(shí),根據(jù)對(duì)各個(gè)先進(jìn)技術(shù)工藝進(jìn)行深入了解,分析出先進(jìn)的工藝技術(shù)能夠更好的進(jìn)行垃圾處理,使其適合我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與環(huán)境的保護(hù)。文章還探討了對(duì)于生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液?jiǎn)栴}的處理及解決,為我國(guó)環(huán)境保護(hù)提供資料參考。
1.垃圾填埋場(chǎng)滲濾液特征
1.1滲濾液來(lái)源
(1)降水。由于氣候的變化,經(jīng)常產(chǎn)生降雨或者降雪的天氣,雨水或者雪融化形成的水分滲入到地表,形成降水滲漏。(2)地表水流滲入。地表水主要包括對(duì)于地層表面的灌溉,使地表上的水流入地下,滲入到填埋垃圾中。(3)地下水滲入,填埋垃圾產(chǎn)生空缺會(huì)使地下水滲入。(4)自身水分。生活垃圾中,自身自帶的水分。(5)分解。垃圾經(jīng)過(guò)分解變化形成水分。
1.2滲濾液水質(zhì)特征
(1)水分滲入量小,大但是存在不同類型的水質(zhì)。與城市中廢水、污水的胖放量來(lái)說(shuō),量比較小,但是收到土質(zhì)及各個(gè)渠道的影響水質(zhì)不同,同時(shí)水質(zhì)變化也很大。(2)污染物濃度高。垃圾滲濾液中的污染物主要BOD、COD有機(jī)污染以及N污染等等,污染物濃度與垃圾中含有的易腐有機(jī)物呈正比例關(guān)系;氮物質(zhì)越多,垃圾滲濾液的NH3N含量就越高;(3)金屬含量高。垃圾填埋場(chǎng)中產(chǎn)生的垃圾滲濾液含有十多種金屬離子,如鐵、鉛、鋅、汞等等;(4)可生化性。在垃圾填埋場(chǎng),垃圾不斷填埋、不斷增加,隨著垃圾的堆積,早期垃圾因?yàn)榉e壓產(chǎn)生降解,受到空氣的流通有機(jī)物質(zhì)會(huì)出現(xiàn)變質(zhì)現(xiàn)象。在填埋完成后降解幾率會(huì)逐漸減小。在變質(zhì)過(guò)程中,一些不容易降解的有機(jī)物質(zhì)會(huì)隨著時(shí)間的增加而在填埋區(qū)域占主要位置,使?jié)B濾液的可生化性降低。
1.3主要成分
垃圾的來(lái)源渠道較廣,由此導(dǎo)致的垃圾組成成分十分復(fù)雜多樣,既含有有機(jī)物,也含有無(wú)機(jī)物,還含有大量的重金屬。
2.垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理方法
目前,垃圾滲濾液的處理方法主要是生化法、物化法,以及新的一些技術(shù)和方法。
2.1物化法
物化法主是對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行預(yù)處理和深度處理。其主要功能是要去.圾滲濾液中的SS、NH-N、色度以及那些難以降解的有機(jī)物。當(dāng)前,物化法主要有化學(xué)沉淀法、吹脫法、電化學(xué)氧化法、電催化氧化法、光助Fenton法、臭氧催化氧化法等等多種方法,當(dāng)COD為2000-4000mg/L時(shí),物化法可以將COD濃度去掉50%-87%。而且,經(jīng)過(guò)物化法處理后,出水水質(zhì)也將為穩(wěn)定,尤其對(duì)生物處理難度較大的低值COD、BDO有較為理想的處理效果。但物化法也有一些弊端,主要表現(xiàn)在處理的成本較高,不適合對(duì)那些大水量的垃圾滲濾液的處理。
2.2生化法
生化法則通常擔(dān)負(fù)起垃圾滲濾液處理系統(tǒng)中的主體工藝的角色,用于去除垃圾中的大部分可以生化降解的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物。目前,使用較多的生化法主要有厭氧一好氧法、SBR法、MBR法等等。目前,國(guó)內(nèi)外多數(shù)的垃圾滲濾液的處理工藝選擇r以生化法為主體,生化法的經(jīng)濟(jì)性、易管理等特點(diǎn)使得該類方法得到了普遍應(yīng)用
2.3其他技術(shù)
經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷提高,在垃圾滲濾液的處理方面也在不斷的創(chuàng)新,研制出污染性小、有效的分解垃圾的技術(shù),同時(shí)應(yīng)用到實(shí)踐生活當(dāng)中,為省市環(huán)境保護(hù)與人類健康提供基礎(chǔ)工藝。
3.廢水處理工藝
3.1工程概況及工藝流程
3.1.1工程概況。
某垃圾填埋場(chǎng)主要接受縣城周邊20萬(wàn)人口的日常生活垃圾,平均填埋量為500rid,滲濾液的產(chǎn)生量約為20-120m3/d,設(shè)計(jì)處理能力為150m3/d,執(zhí)行《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)標(biāo)準(zhǔn)。
3.1.2工藝流程。
考慮垃圾填埋場(chǎng)建設(shè)初期,滲濾液的生化性較好,可以通過(guò)將調(diào)節(jié)池中的滲濾液用泵進(jìn)行提升,進(jìn)入到UASB厭氧中,在去除大部分有機(jī)物之后,出水再流入到A/O-MBR池中,通過(guò)好氧生物的進(jìn)一步作用后達(dá)到去除滲濾液中有機(jī)物的目的,最后經(jīng)過(guò)硝化和反硝化達(dá)到去除滲濾液中的氨氮的效果。出水經(jīng)過(guò)增壓泵的增壓,進(jìn)行納濾處理后以達(dá)到進(jìn)一步去除氨氮和有機(jī)物的目的,最終達(dá)到出水達(dá)標(biāo)排放。對(duì)于那些后期進(jìn)入填埋場(chǎng)的垃圾,由于滲濾液生化性較差,滲濾液中的碳氮含量濃度較低,可以直接進(jìn)入A/O-MBR處理系統(tǒng)。
3.2高效節(jié)能管理。
對(duì)于垃圾滲濾液中水分的質(zhì)量及水量容易發(fā)生變化,因此,為垃圾的處理與滲濾液的處理措施中增加了管理難度,因此,在處理垃圾滲濾液過(guò)程中,必須將滲濾液的水質(zhì)及水量進(jìn)行控制,控制機(jī)械設(shè)備的工作效率,有效改善垃圾填埋場(chǎng)的污染。在機(jī)械設(shè)備管理中,首先要進(jìn)行機(jī)械質(zhì)量的檢查,注意各個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)用先進(jìn)技術(shù),保證機(jī)械運(yùn)行的高效性與穩(wěn)定性。其次,要注意對(duì)機(jī)械進(jìn)行良好的管理與監(jiān)督,加大管理力度,將一些新技術(shù)應(yīng)用到垃圾滲濾液的改善中,其中(1)需要專門的人員進(jìn)行監(jiān)督,定期檢查垃圾量,控制垃圾的投放;(2)提高創(chuàng)新意識(shí),加大科技投入,將先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到垃圾管理的運(yùn)行中,使新技術(shù)得到利用同時(shí)良好的控制垃圾滲濾液的問(wèn)題;(3)引進(jìn)專業(yè)人才進(jìn)行管理,提高管理人員素質(zhì),采取培訓(xùn)的手段將管理人員進(jìn)行管理,并且提高人員素質(zhì)與職業(yè)道德,使工作人員認(rèn)真對(duì)待垃圾處理問(wèn)題,提高其環(huán)境保護(hù)意識(shí)。
4.結(jié)論與建議
(1)不同處理方案的選擇,應(yīng)在對(duì)填埋場(chǎng)滲濾液進(jìn)行分析預(yù)測(cè)后,考慮處理系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性及耐沖擊負(fù)荷能力,進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境效益分析后慎重選擇;(2)滲濾液回灌技術(shù)因其技術(shù)、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),可以作為合并處理和單獨(dú)處理工藝方案的預(yù)處理,達(dá)到削減水量和污染物,并加速滲濾液水質(zhì)穩(wěn)定化的作用;(3)對(duì)滲濾液回灌技術(shù)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水量平衡的研究,在解決滲濾液惡臭污染物對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量影響等問(wèn)題的條件下,應(yīng)采用蒸發(fā)量大的回灌技術(shù);(4)對(duì)滲濾液生化出水中難降解的腐殖質(zhì)類物質(zhì),從目前來(lái)看,采用高級(jí)氧化去除技術(shù)也存在經(jīng)濟(jì)性的問(wèn)題。除在超臨界水氧化技術(shù)等高級(jí)氧化技術(shù)方面深入研究外,還應(yīng)對(duì)滲濾液膜處理技術(shù)進(jìn)行研究。
【參考文獻(xiàn)】
[關(guān)鍵詞]垃圾滲濾液FEO技術(shù)應(yīng)用
垃圾滲濾液是在垃圾填埋過(guò)程中產(chǎn)生的一種成份十分復(fù)雜的高濃度的有機(jī)廢水,目前還沒(méi)有特別有效的治理方法。傳統(tǒng)的生化處理法雖然常常用來(lái)處理滲濾液,但由于滲濾液中含有多種有毒有害的難降解有機(jī)物且水質(zhì)水量變化很大,生化法的處理效果遠(yuǎn)不及其對(duì)城市污水的處理。“FEO技術(shù)”是我公司專門針對(duì)垃圾滲濾液開(kāi)發(fā)的處理技術(shù),在BOD5 CODcr比值低和很低時(shí),使?jié)B濾液達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵性技術(shù)。
1垃圾滲濾液的特性
垃圾滲濾液的來(lái)源主要有直接降水、地表徑流、地表灌溉、地下水、垃圾自身的水分、覆蓋材料中的水分和垃圾生化反應(yīng)的生成水等。其具有負(fù)荷高、水質(zhì)成份復(fù)雜、濃度隨季節(jié)變化大、色度高、氨氮高、有毒性物質(zhì)較多、可生化性逐漸降低等特征。滲濾液水質(zhì)特征見(jiàn)表1。
表1 垃圾滲濾液水質(zhì)特性表
項(xiàng)目 特 性
色味 呈淡茶色或暗褐色,色度一般在2000~4000倍之間,有較濃的腐臭味。
pH值 填埋初期pH為6-7,呈弱酸性;隨著時(shí)間的推移,pH可提高到7-8.5,呈弱堿性。若垃圾中煤灰多,呈弱堿性;煤灰成分少,有機(jī)物多,呈弱酸性。
BOD5 隨著時(shí)間和微生物活動(dòng)的增加,浸出液中的BOD5也逐漸增加,一般填埋6個(gè)月至2.5年,達(dá)到最高峰值,隨后BOD5開(kāi)始下降。
CODcr 填埋初期CODcr略高于BOD5,隨著時(shí)間的推移,BOD5急速下降,而CODcr下降緩慢,從而CODcr高于BOD5。浸出液中的BOD5/CODcr的比值比較高,說(shuō)明浸出液較易生物降解,當(dāng)填埋場(chǎng)填滿封場(chǎng)后的2~5年中BOD5/CODcr逐步降至0.1,則認(rèn)為后期浸出液中難于生化降解的成分占主要。
TOC BOD5/CODcr值可反映浸出液中有機(jī)碳可生化狀態(tài)。填埋初期,BOD5/TOC值高,隨時(shí)間推移,填埋場(chǎng)趨于穩(wěn)定,浸出液中的有機(jī)碳以氧化狀態(tài)存在,則BOD5/TOC值降低。
溶解總固體 浸出液中溶解固體總量隨填埋時(shí)間推移而變化。填埋初期,溶解性鹽的濃度可達(dá)10000mg/l,同時(shí)具有相當(dāng)高的鈉、鈣、氯化物、硫酸鹽和鐵等,填埋6~24個(gè)月達(dá)到峰值,此后隨時(shí)間的增長(zhǎng)無(wú)機(jī)物濃度降低。
SS 一般在1000mg/l以下,垃圾填埋高度增加,SS值下降。
氨氮 氨氮濃度較高,以氨態(tài)為主。
磷 浸出液中含磷量少,生化處理中應(yīng)適當(dāng)增加與BOD5相當(dāng)比例的磷。
重金屬 生活垃圾單獨(dú)填埋時(shí),重金屬含量很低,一般不會(huì)超過(guò)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),但若滲混入工業(yè)廢物或污泥混埋時(shí),重金屬含量增加,超標(biāo)可能性大。
細(xì)菌 浸出液含有毒有害物質(zhì)及細(xì)菌病毒、寄生蟲(chóng)等,其中大腸桿菌含量最大。
2垃圾滲濾液的處理技術(shù)
2.1生物處理技術(shù)
生物處理可大致分為厭氧生物和好氧生物處理兩種技術(shù)。在厭氧生物處理裝置中,滲濾液中的復(fù)雜有機(jī)分子被產(chǎn)甲烷細(xì)菌轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳,產(chǎn)生極少數(shù)量的需要處理的污泥,同時(shí)還具有低能耗、低運(yùn)行費(fèi)和所需營(yíng)養(yǎng)物少等優(yōu)點(diǎn)。成熟的工藝有厭氧濾池(AF)、升流式厭氧污泥床(UASB)、高效厭氧反應(yīng)器(UBF)等。
對(duì)于BOD與COD比值遠(yuǎn)大于0.5的早期滲濾液,含有大量易于生物降解的脂肪酸,好氧系統(tǒng)是非常有效的。微生物在氧氣存在的條件下作用于有機(jī)物質(zhì),為保持好氧階段生物活性,特別是處理含有高濃度有機(jī)物的早期滲濾液時(shí),提供大量的氧氣是非常必要的,當(dāng)滲濾液有機(jī)負(fù)荷隨時(shí)間變化時(shí),系統(tǒng)可通過(guò)改變氧氣供應(yīng)來(lái)調(diào)整。好氧生物處理方法包括活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤、滴濾池和氧化塘等。
2.2 物化處理技術(shù)
物化處理技術(shù)是指通過(guò)物理化學(xué)的方法去除滲濾液中的C0D、SS、色度、重金屬等。相對(duì)于生物法,物理化學(xué)法不受滲濾液水質(zhì)水量的影響,抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng),出水水質(zhì)比較穩(wěn)定,尤其在廢水可生化性較差的時(shí)候有比較好的處理效果。近年來(lái),用于滲濾液處理的物化法主要有活性炭吸附、化學(xué)沉淀法、吸附法、化學(xué)氧化法、反滲透法、電滲析、FEO技術(shù)等多種方法。其可作為預(yù)處理或深度處理而為滲濾液的達(dá)標(biāo)排放和生物處理系統(tǒng)有效運(yùn)行創(chuàng)造良好的條件。
2.3 組合式工藝處理垃圾滲濾液
滲濾液成分復(fù)雜,僅采用普通的生物處理工藝難以達(dá)到理想的效果,因此需采用合適的預(yù)處理措施來(lái)提高它的可生化性,以改善后續(xù)工藝的運(yùn)行環(huán)境。對(duì)于處理垃圾滲濾液采用物化和生化組合式的處理工藝,可以避免這兩種方法的缺點(diǎn)。我公司積累近十年的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),成功地開(kāi)發(fā)了“厭氧+FEO+氨吹脫+好氧”的處理工藝,該處理工藝已經(jīng)成功應(yīng)用于十幾個(gè)垃圾滲濾液處理工程。實(shí)踐證明該工藝處理高濃度的垃圾滲濾液是目前確保出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的最可行技術(shù)路線之一,CODcr、BOD5、氨氮和色度的去除率均很高,是目前較先進(jìn)和比較可靠的方法之一。
3FEO處理技術(shù)介紹
“FEO處理技術(shù)”是我公司專門針對(duì)垃圾滲濾液開(kāi)發(fā)的滲濾液處理技術(shù),在BOD5/CODcr比值低和很低時(shí),使?jié)B濾液達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵性技術(shù)。我公司將該技術(shù)應(yīng)用于漳州市九龍嶺生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工程,湛江生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工程、陽(yáng)江生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工程、福安垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工程、合肥市龍泉山垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工程等工程均獲得成功,凈化效果十分顯著。
其作用如下:FEO反應(yīng)器中填料主要由Fe、Al、C、Mn、Zn、石墨等二十幾種物質(zhì)按一定的配比均勻混合而成。FEO反應(yīng)器由FE罐及高級(jí)氧化罐兩部分組成,“FE”指反應(yīng)器中的主要填料鐵(Fe),而“O”表示氧化反應(yīng)。它主要利用電解質(zhì)溶液中鐵屑及其它金屬晶體結(jié)構(gòu)與碳之間形成的許多局部微電池,來(lái)處理工業(yè)廢水的一種電化學(xué)處理技術(shù)。FEO反應(yīng)器在沒(méi)有外加電能條件下,充分利用金屬-金屬、金屬-非金屬之間的電位差而產(chǎn)生的無(wú)數(shù)微小電池的作用,使廢水中的污染物通過(guò)電化氧化-還原反應(yīng)、凝聚、氣浮和沉降等作用,達(dá)到凈化的目的。其電極反應(yīng)式如下:
陽(yáng)極反應(yīng):FeFe2++2e,E0(Fe/ Fe2+)=-0.44V
陰極反應(yīng):2H++2e2[H]H2,E0(H+/ H2)=0.00V(酸性介質(zhì))
O2+2H2O+4e4OH-,E0(O2/ OH-)=0.41V(堿性介質(zhì))
O2+4H++4e2H2O,E0(O2/ H+)=1.23V
FEO反應(yīng)器特點(diǎn)是作用機(jī)制多、協(xié)同效應(yīng)強(qiáng)、適用范圍廣、去除效果好、運(yùn)行費(fèi)用低、脫色效率高。它采用多組合工業(yè)混合原料及多元催化劑,進(jìn)行多種生物化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)反應(yīng)和凝絮吸附共沉淀效應(yīng),從而分解難生化和不可生化的有機(jī)物,降低色度,為后續(xù)生化處理提供良好保障。
4FEO技術(shù)處理垃圾滲濾液工程案例
合肥龍泉山垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理站為我公司于2004年設(shè)計(jì)施工,并于2005年投入運(yùn)營(yíng)。合肥龍泉山垃圾填埋場(chǎng)位于合肥市肥東縣橋頭集鎮(zhèn),該滲濾液處理站是垃圾填埋場(chǎng)的主要配套工程,設(shè)在填埋庫(kù)區(qū)的西北面,該項(xiàng)目由我公司設(shè)計(jì)施工,合肥市建設(shè)投資公司負(fù)責(zé)工程建設(shè),華夏監(jiān)理公司負(fù)責(zé)工程監(jiān)理。垃圾滲濾液污水調(diào)節(jié)池容積為5萬(wàn)m3,滲濾液處理站設(shè)計(jì)處理規(guī)模為600m3/d,處理達(dá)標(biāo)后的污水,由一條約10km的管線排入店埠河,最終進(jìn)入巢湖。
垃圾滲濾液處理站設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如下:
CODcr≤6000mg/L BOD5≤3000mg/L,
SS≤500mg/LNH3-N≤800mg/L
垃圾滲濾液處理站出水排放標(biāo)準(zhǔn)如下:
滲濾液處理出水水質(zhì)執(zhí)行《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB16889-1997標(biāo)準(zhǔn)中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),即:CODcr≤300mg/L,BOD5≤150mg/L,SS≤200mg/L,NH3-N≤25mg/L,pH=6~9。
本處理站工藝主體路線:UASB+FEO+氨吹脫+CASS是不同于其它傳統(tǒng)處理工藝,其是以先進(jìn)的專利技術(shù)及工藝處理理論為依托,以大量的工程實(shí)例為基礎(chǔ)逐步發(fā)展改進(jìn)確立起來(lái)的,具有高度的針對(duì)性及先進(jìn)性,是目前垃圾滲濾液處理的成熟的處理工藝。而FEO技術(shù)作為我公司的專利工藝更是在該工藝主體線路中起到關(guān)鍵的作用。
經(jīng)過(guò)這幾年的運(yùn)營(yíng)實(shí)踐,FEO對(duì)經(jīng)過(guò)厭氧處理以后的垃圾滲濾液處理平均效果見(jiàn)表2。
表2FEO進(jìn)出水水質(zhì)對(duì)比表
水質(zhì)指標(biāo) CODcr
(mg/L) BOD5
(mg/L) 氨氮
(mg/L) 色度
(倍)
進(jìn)水水質(zhì) 3000 1200 800 3000
出水水質(zhì) 2250 1020 640 150
由此可見(jiàn)FEO對(duì) CODcr有25%的去除率,對(duì)BOD5有15%的去除率,氨氮也有20%的去除率,而對(duì)色度的去除率達(dá)95%。通過(guò)測(cè)量進(jìn)出水的B/C也得到了提高。實(shí)踐證明,FEO有如下優(yōu)勢(shì):
4.1 垃圾滲濾液的色度很高,可達(dá)2000倍以上,工藝流程的主體系統(tǒng)采用生化為主的處理工藝,生化處理對(duì)色度的去除能力較弱,而“FEO處理技術(shù)”對(duì)有機(jī)色度的去除率可達(dá)95%以上。
4.2 垃圾滲濾液含有10%~35%難生化降解的有機(jī)物質(zhì),特別是填埋場(chǎng)到中后期或封場(chǎng)后,難生化和不可生化物質(zhì)將占主導(dǎo)成份,只通過(guò)生化處理無(wú)法有效去除?!癋EO處理技術(shù)”中因加入特殊的催化氧化劑,可使垃圾滲濾液中的大分子難生化物質(zhì)斷鏈為小分子,同時(shí)可改變一些難生化物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu),通過(guò)投加藥劑反應(yīng)可生成沉淀去除。
4.3 FEO處理技術(shù)可以去除相當(dāng)一部分CODcr、NH3-N,減少后續(xù)生化處理的負(fù)荷??s短生化時(shí)間,降低運(yùn)行成本。
4.4 生活垃圾中可能混入一些工業(yè)垃圾,增加垃圾滲濾液中重金屬的含量,采用FEO處理技術(shù),能有效地去除垃圾滲濾液中的重金屬離子,確保處理后的重金屬達(dá)標(biāo)排放。
5結(jié)論
垃圾填埋場(chǎng)因所處地區(qū)氣候(降水)、水文特點(diǎn),也與填埋場(chǎng)運(yùn)行時(shí)間密切相關(guān),滲濾液水質(zhì)是連續(xù)變化的,所以對(duì)滲濾液的處理,不僅要考慮工藝方法對(duì)滲濾液的處理效果,而且更要考慮該工藝方法對(duì)水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性。物化法控制條件靈活、調(diào)整參數(shù)方便可靠,而生物法則對(duì)連續(xù)變化的滲濾液水質(zhì)具有較好的適應(yīng)性,結(jié)合兩者各自特點(diǎn),采用組合式工藝“厭氧+FEO+氨吹脫+好氧”處理垃圾滲濾液。FEO技術(shù)對(duì)于水質(zhì)水量的變化有很好的適應(yīng)性,在其水質(zhì)水量變化時(shí)均能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。FEO技術(shù)處理垃圾滲濾液將是一個(gè)發(fā)展方向,有著廣闊的應(yīng)用前景。
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【關(guān)鍵詞】衛(wèi)生填埋;滲濾液處理;沼氣處理
1.背景及設(shè)計(jì)參數(shù)
齊齊哈爾市位于黑龍江省西北部的嫩江平原。地勢(shì)北高南低,土地總面積為42289平方公里.人口561.1萬(wàn),其中市區(qū)人口143.9萬(wàn)[1]。
設(shè)計(jì)參數(shù):以主市區(qū)人口20萬(wàn)人為例,平均每人每天產(chǎn)生垃圾2.0kg。處理規(guī)模為400t/d,總服務(wù)年限20年,垃圾經(jīng)過(guò)小型垃圾壓縮中轉(zhuǎn)站壓縮后運(yùn)至填埋場(chǎng),填埋場(chǎng)垃圾滲濾液處理后的出水水質(zhì)要求達(dá)到《國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。
2.生活垃圾的處理原則
生活垃圾應(yīng)按減量化無(wú)害化資源化有機(jī)結(jié)合的原則處理, 同時(shí), 還應(yīng)考慮地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平, 對(duì)于中小城鎮(zhèn)還應(yīng)考慮盡量減少基建投資費(fèi)用以及運(yùn)行費(fèi)用。減量化的基本任務(wù)是通過(guò)適宜的手段減少和減小固體廢物的數(shù)量和容積,垃圾處理需占用大量的土地, 盡管各種處理方法的用地指標(biāo)不同, 但都有不同程度的減容效果。無(wú)害化的基本任務(wù)是將固體廢物通過(guò)工程處理,達(dá)到不損害人體健康,不污染周圍的自然環(huán)境。無(wú)害化是垃圾處理的基本要求。無(wú)論何種處理方法, 均應(yīng)有消毒滅菌等防止對(duì)環(huán)境造成二次污染的設(shè)施。資源化的基本任務(wù)是采取工藝措施從固體廢物中回收有用的物質(zhì)和能源,垃圾中分選出的廢舊物資的回收利用,垃圾處理中的余熱、沼氣的回收利用, 堆肥產(chǎn)生的肥料, 堆肥中止后復(fù)墾造地等, 都是垃圾資源化的內(nèi)容。
3.工程概況
垃圾填埋場(chǎng)依所在場(chǎng)址自然地形條件的不同, 大致可分為山谷型填埋場(chǎng)、平原型填埋場(chǎng)和坡地型填埋場(chǎng)三種類型。山谷型填埋場(chǎng)一般填埋區(qū)庫(kù)容量大, 單位用地處理垃圾量最多, 考慮齊齊哈爾的自然地形因素,選則平原型填埋場(chǎng)。主要設(shè)計(jì)和建設(shè)內(nèi)容由進(jìn)場(chǎng)區(qū)、填埋區(qū)、滲濾液處理區(qū)、沼氣導(dǎo)排區(qū)四大部分組成。主體工程包括填埋庫(kù)場(chǎng)地平整和構(gòu)建、截洪溝、防滲系統(tǒng)、滲濾液集排系統(tǒng)和調(diào)節(jié)池、滲濾液處理系統(tǒng)、沼氣收集及處理系統(tǒng)、以及配套的道路系統(tǒng)等
4.填埋工藝
生活垃圾的填埋有厭氧性填埋和好氧性填埋兩大類,普通厭氧性填埋和厭氧衛(wèi)生填埋由于未設(shè)置或只設(shè)置簡(jiǎn)單的排滲導(dǎo)氣系統(tǒng),不符合我國(guó)現(xiàn)行城市生活垃圾衛(wèi)生填埋的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),目前已不采用[2]。改良型厭氧衛(wèi)生填埋通過(guò)設(shè)置完善的排滲導(dǎo)氣系統(tǒng)可有效防止垃圾產(chǎn)生的滲濾液和有害氣體污染周圍環(huán)境,其衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)高,填埋作業(yè)簡(jiǎn)便,但這種填埋類型也存在產(chǎn)生的滲濾液濃度,滲濾液處理效果難以達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)要求的缺點(diǎn)。好氧性填埋主要是利用機(jī)械向填埋垃圾中鼓風(fēng),從而使垃圾快速腐熟,達(dá)到早期穩(wěn)定有機(jī)物的效果,由于通氣管路多,作業(yè)繁雜,投資費(fèi)用高,目前也較少用。半好氧性填埋主要是利用滲濾液收集管和填埋氣體導(dǎo)氣石籠向垃圾中排入自然風(fēng),使填埋場(chǎng)部分區(qū)域處于有氧狀態(tài),從而加速有機(jī)物分解,降低滲濾液濃度,其填埋作業(yè)方式與改良型厭氧衛(wèi)生填埋類似,但所產(chǎn)生的滲濾液水質(zhì)的穩(wěn)定性和可生化性卻有較大的改善,可在一定程度上降低滲濾液的處理難度。考慮到本設(shè)計(jì)中的填埋場(chǎng)對(duì)處理后的滲濾液的出水水質(zhì)要求較高,故采用了準(zhǔn)好氧性填埋形式。在設(shè)計(jì)中為實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)好氧性填埋,還采取了如下措施。在滿足滲濾液導(dǎo)排要求的情況下適當(dāng)加大滲濾液導(dǎo)排管管徑使其處于非滿流狀態(tài);適當(dāng)抬高場(chǎng)底標(biāo)高,將加入調(diào)節(jié)池得到排管管底標(biāo)高控制在調(diào)節(jié)池最高水位以上,在垃圾體中設(shè)置導(dǎo)氣盲溝;適當(dāng)加大導(dǎo)氣石籠直徑,提早設(shè)置沼氣收集設(shè)施。通過(guò)采取上述措施,空氣可由滲濾液導(dǎo)氣管、導(dǎo)氣石籠,導(dǎo)氣盲溝進(jìn)入庫(kù)區(qū)填埋堆層,并隨著垃圾體的不斷堆高和沼氣逐漸被收集,使垃圾堆體內(nèi)部形成一定的負(fù)壓,空氣不斷進(jìn)入填埋體內(nèi),達(dá)到準(zhǔn)好氧填埋的目的。
5.填埋場(chǎng)滲濾液控制及防滲處理
5.1 滲濾液
垃圾滲濾液是垃圾場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的主要污染物,滲濾液中含有大量的各種有機(jī)、無(wú)機(jī)污染物、重金屬、細(xì)菌等有毒有害物質(zhì),并且COD、BOD 濃度較高,如果任其排放,對(duì)周圍環(huán)境的污染及破壞程度是難以估量的,因此,必須嚴(yán)格控制垃圾滲濾液產(chǎn)量,它是衛(wèi)生垃圾填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵所在。影響滲濾液的主要因素:滲濾液主要來(lái)源于垃圾填埋場(chǎng)范圍內(nèi)的降水滲透、地下水侵入、垃圾本身所含水分及其堆放過(guò)程中產(chǎn)生的腐熟液。影響滲濾液產(chǎn)量的因素十分復(fù)雜,主要有降水、地下水侵入、垃圾成分、垃圾填埋過(guò)程中地表水的徑流情況及水分蒸發(fā)等。垃圾填埋場(chǎng)一般不會(huì)建造在承壓地下水有可能侵入的地方,因此,“地下水的侵入”是指地表的潛水,這部分潛水的量與降水密切相關(guān),在北方地區(qū)除夏季的瓜果等垃圾富含水分外,其余季節(jié)富含水分垃圾較少,所以降水是滲濾液的主要來(lái)源。滲濾液調(diào)節(jié)池的功能, 是蓄水和調(diào)節(jié)滲濾液處理站進(jìn)水水質(zhì)、水量。調(diào)節(jié)池的容積主要取決于降雨量,其優(yōu)點(diǎn)是:(1) 最大限度地減少雨季時(shí)垃圾滲濾水向下游污染的可能性;(2) 利于滲濾水的自凈功能, 減少污水處理的進(jìn)水負(fù)荷;(3) 利于滲濾水的反灌噴淋措施的實(shí)現(xiàn)。所設(shè)計(jì)的垃圾處理場(chǎng)日處理量為400 t , 考慮各方面因數(shù), 調(diào)節(jié)池容積為1800 m3 。
5.2 垃圾滲濾的防滲處理
考慮到垃圾滲濾液的特點(diǎn)和受城市污水廠處理總量的限制等多方面因素的影響,在衛(wèi)生填埋場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)滲濾液處理設(shè)施. 目前,國(guó)內(nèi)外采用的垃圾滲濾液處理技術(shù)主要包括:物化處理、生物處理等[3]。 滲濾液的生物處理① 好氧處理法. 好氧處理主要包括:活性污泥法、曝氣氧化塘、好氧穩(wěn)定塘、生物轉(zhuǎn)盤和滴濾池. 好氧處理不僅可以有效去除BOD5 、COD 和氨氮,還可以去除一部分錳、鐵等金屬元素. 例如:廣州大田山垃圾填埋場(chǎng)采用的“活性污泥—氧化塘”相結(jié)合的處理工藝,處理效果良好; ② 厭氧處理法. 厭氧處理法包括:厭氧污泥床、厭氧式生物濾池、厭氧接觸池、混合反應(yīng)池、分段厭氧硝化、厭氧穩(wěn)定塘等方法. 大量實(shí)驗(yàn)表明,厭氧生物處理特點(diǎn)是能耗低,剩余污泥產(chǎn)生量少,所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也較少,對(duì)高濃度有機(jī)廢水處理效果良好,但單獨(dú)采用厭氧法進(jìn)行處理的較少,一般再用好氧生物處理進(jìn)一步確保其出水水質(zhì).③ 好氧、厭氧、物理化學(xué)結(jié)合處理法. 根據(jù)北京市政設(shè)計(jì)研究院的試驗(yàn)表明,采用厭氧—好氧工藝處理垃圾滲濾液,處理工藝經(jīng)濟(jì)合理、效果較好,對(duì)COD 和BOD5 的去除率分別達(dá)到86 %和97 %。
6.結(jié)語(yǔ)
隨著生活水平的提高和環(huán)境保護(hù)技術(shù)的發(fā)展, 生活垃圾的處理已成為經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展要解決的基本問(wèn)題。由于中小城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)實(shí)力較差, 生活垃圾成分中無(wú)機(jī)物含量高, 熱值低, 可燃成分少, 衛(wèi)生填埋將是主要的處理方式。在衛(wèi)生填埋中, 又以半好氧型衛(wèi)生填埋法處理比較適合。但衛(wèi)生填埋場(chǎng)的總體設(shè)計(jì)是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題,相關(guān)的影響因素很多。由于經(jīng)濟(jì)能力的原因,我們不可能一開(kāi)始就制定出 “完美”的衛(wèi)生填埋場(chǎng)。但在我力所能及的范圍內(nèi),充分考慮了填埋場(chǎng)的各項(xiàng)影響因素和有針對(duì)性地加強(qiáng)填埋場(chǎng)的安全設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)填埋場(chǎng)。希望 既能處理好生活垃圾, 又能投資省、見(jiàn)效快。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:垃圾填埋場(chǎng);滲濾液;處理技術(shù)
中圖分類號(hào):X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-0432(2011)-07-0276-2
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市垃圾量也隨之增加,垃圾的妥善處理已成為人們急需解決的問(wèn)題。我國(guó)大多數(shù)城市采用衛(wèi)生填埋或焚燒的方式處理垃圾,由此產(chǎn)生了大量的垃圾滲濾液。垃圾滲濾液中含有多種污染物,包括重金屬離子和有機(jī)物,不僅在水中存在時(shí)間長(zhǎng),范圍廣,而且危害極大,若不妥善處理將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。有效收集和處理垃圾滲濾液已成為城市環(huán)境急需解決的問(wèn)題,垃圾滲濾液的處理技術(shù)成為研究者關(guān)注的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
1 垃圾滲濾液的產(chǎn)生及特點(diǎn)
垃圾滲濾液,又稱浸出液或滲瀝水,是垃圾填埋場(chǎng)中不可避免的二次污染物[1],主要來(lái)源于降水、垃圾含有的水和微生物厭氧分解產(chǎn)生的有機(jī)廢水[2]。垃圾滲濾液是高濃度有機(jī)廢水,若未經(jīng)處理直接排放或未達(dá)標(biāo)排放,會(huì)對(duì)周圍的地下水、地表水和土壤造成嚴(yán)重的污染。
垃圾滲濾液污染物含量受垃圾成分、填埋年限、氣候條件和填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)等多種因素的影響[3]。垃圾滲濾液水質(zhì)特點(diǎn)可以概括為:①污染物種類多,成分復(fù)雜,濃度高。劉軍等使用GC-MS 對(duì)垃圾滲濾液中有機(jī)組分進(jìn)行分析,共有63種有機(jī)化合物,大多是難以生物降解的有機(jī)化合物,如酚類、雜環(huán)類、雜環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴類化合物,約占滲濾液中有機(jī)組分的70%以上[3];有機(jī)物濃度高,COD和BOD5濃度高,最高可達(dá)幾萬(wàn)mg/L。②水質(zhì)、水量變化復(fù)雜。垃圾填埋場(chǎng)的水文氣候條件、地質(zhì)條件、地理位置、構(gòu)造方式、填埋時(shí)間等不同,垃圾滲濾液的成分和產(chǎn)量也發(fā)生變化。而且生物可降解性隨填埋齡的增加而逐漸降低。③營(yíng)養(yǎng)比例失衡。滲濾液中氨氮含量高,C/N值常出現(xiàn)失調(diào)情況,同時(shí)p缺乏,微營(yíng)養(yǎng)比例不能滿足水處理的要求。
2 垃圾滲濾液處理工藝技術(shù)
在《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008) 于2008年7月1日頒布實(shí)施后,對(duì)垃圾滲濾液的處理控制提出了更嚴(yán)格的要求。滲濾液水質(zhì)水量受各種因素影響而變得非常復(fù)雜,存在大量生物難以降解的有機(jī)物,目前滲濾液的處理工藝主要有土地處理、物理處理、化學(xué)處理、生物處理等,但采用單一工藝處理,往往只能在某些指標(biāo)上取得好效果,很難使出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。因此滲濾液的處理工藝不是一種方法能夠完成的,而是多種方法的組合工藝。
目前,滲濾液處理的組合工藝主要有兩種,一種是以生化反應(yīng)為主的“生物法+膜法(納濾/反滲透)”處理系統(tǒng);另外一種是以DT盤式膜組件為主的高壓膜過(guò)濾工藝。DT盤式膜組件是獨(dú)家工藝,過(guò)濾原理即為常見(jiàn)卷式反滲透膜過(guò)濾的原理,在此不多作介紹,本文重點(diǎn)介紹“生物法+膜法”的處理系統(tǒng)。生化法處理設(shè)備和運(yùn)行管理簡(jiǎn)單,成本低,對(duì)水質(zhì)和水量的變化有很好的適應(yīng)能力,適合我國(guó)生化垃圾有機(jī)物含量高、滲濾液可生化能力較高的特點(diǎn),當(dāng)前得到了廣泛應(yīng)用。
2.1 早期生物處理工藝
早期的滲濾液處理工藝缺乏設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),對(duì)滲濾液的水質(zhì)特性考慮不夠充分,處理工藝主要參照城市污水處理工藝,選擇生物法中的氧化溝,SBR及接觸氧化工藝的比較多,由于這些工藝在曝氣量、停留時(shí)間上考慮的不足,最后導(dǎo)致了運(yùn)行的失敗。
例如北京阿蘇衛(wèi)滲濾液處理廠選擇“厭氧+氧化溝+沉淀池”的處理工藝,要求出水達(dá)到GB16889-1997二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),但是由于滲濾液水質(zhì)水量隨時(shí)間變化大,尤其隨著填埋場(chǎng)時(shí)間的增長(zhǎng),可生化性低,導(dǎo)致出水不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo);昆山市第三垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理采用的是“厭氧+生物接觸氧化”工藝,運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)水水質(zhì)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值,結(jié)果造成厭氧效果大幅下降,整個(gè)系統(tǒng)出水無(wú)法達(dá)標(biāo)。
另外,早期滲濾液生化處理工藝選擇沉淀池進(jìn)行泥水分離,但是由于高污泥濃度的污水在沉淀池中的沉降性差,抗污泥膨脹的能力差,從而造成生化池中的污泥濃度偏低,出水水質(zhì)不穩(wěn)定。
2.2 膜生物反應(yīng)器(MBR)應(yīng)用
針對(duì)早期生化法在滲濾液處理上的不足,MBR系統(tǒng)在設(shè)計(jì)生化反應(yīng)部分時(shí)充分考慮滲濾液的水質(zhì)特性,以反硝化池和硝化池為主,在停留時(shí)間、池體深度以及曝氣量方面,充分滿足滲濾液中有機(jī)物降解的需要。
膜技術(shù)在垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用引起了我國(guó)學(xué)者的極大關(guān)注。膜生物法(MBR)是近些年發(fā)展起來(lái)的一種集膜過(guò)濾和生物處理于一體的新型、高效的處理技術(shù),在處理高濃度難降解有機(jī)物廢水方面有著廣泛的應(yīng)用前景。在MF和UF基礎(chǔ)上研發(fā)的MBR系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生化反應(yīng)末端的泥水分離過(guò)程,利用膜的截留作用使微生物完全被截留在生物反應(yīng)器中,實(shí)現(xiàn)水力停留時(shí)間和污泥齡的完全分離,使生化反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度從3-5g/L提高到10-20g/L,從而提高了反應(yīng)器的容積負(fù)荷,使反應(yīng)器容積減小,大大提高了生化系統(tǒng)的運(yùn)行效果。
據(jù)相關(guān)實(shí)例數(shù)據(jù)表明,MBR系統(tǒng)對(duì)COD的去除率在90%以上,NH3-N在95%以上。任鶴云等采用MBR法處理滲濾液,生化部分采用硝化/反硝化工藝,膜部分采用的超濾+納濾膜,出水COD小于60mg/L,SS小于50mg/L,氨氮小于18.8mg/L重金屬等未檢出[4];康建雄等應(yīng)用UASB-A/O-膜工藝處理垃圾滲濾液取得良好效果,CODcr,BOD5和氨氮的去除率分別達(dá)97.3%、98.6%和92.8%,出水水質(zhì)優(yōu)于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)[5]。
2.3 膜處理技術(shù)
膜處理技術(shù)包括微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)和反滲透膜(RO)等,常用于二級(jí)處理后的深度處理,多以微濾(MF)、超濾(UF)代替沉淀、過(guò)濾、吸附、除菌等常規(guī)深度處理中的預(yù)處理,以納濾(NF)、反滲透(RO)進(jìn)行水的軟化和脫鹽。在垃圾滲濾液處理系統(tǒng)中,由于滲濾液的生化性較差,單獨(dú)依靠生化反應(yīng)和MBR系統(tǒng)并不能完全實(shí)現(xiàn)水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放,因此MBR的出水需要進(jìn)一步深度處理。根據(jù)目前的處理技術(shù),MBR出水還可通過(guò)NF或RO系統(tǒng)進(jìn)一步處理,RO和NF都能去除細(xì)菌、微生物、溶解鹽等,但RO效果更好。一般RO和NF之前的進(jìn)水都必須進(jìn)行預(yù)處理,對(duì)SS及濁度都有明確的要求,一般SS≤1mg/L,濁度≤5NTU,pH控制在中性左右。對(duì)RO、NF影響比較大的環(huán)境因素除進(jìn)水水質(zhì)外,還有壓力、溫度等,這些因素是可控的,因此系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性有了一定保證。
蘇也研究表明,MBR-NF工藝經(jīng)過(guò)4個(gè)多月的運(yùn)行,運(yùn)行穩(wěn)定,在進(jìn)水CODcr遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值的情況下,出水狀況仍然良好,滿足設(shè)計(jì)要求[6]。
2.4 組合工藝流程
目前由于環(huán)境污染的不斷加重,國(guó)家從加強(qiáng)環(huán)保的角度出發(fā),頒布了《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008),其中出水總氮成為一個(gè)重要的指標(biāo)(非敏感地區(qū)40mg/L,敏感地區(qū)20mg/L)。為了滿足新的垃圾滲濾液排放標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)總氮的要求,原有MBR工藝進(jìn)一步優(yōu)化,增加一個(gè)二級(jí)硝化反硝化環(huán)節(jié),如圖1所示,MBR工藝優(yōu)化為A/O/O+A/O+外置超濾膜(UF)可以保證出水總氮達(dá)標(biāo)排放。
圖1 工藝流程圖
綜上所述,滲濾液處理的工藝以“生物法+膜處理”為主,該工藝技術(shù)處理滲濾液可以達(dá)到2008年《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)排放標(biāo)準(zhǔn)》的排放要求。其中,生化處理過(guò)程可以有效地降解、消除污染物,膜分離處理過(guò)程可以有效地分離去除不可生化降解的殘余污染物。
3 結(jié)論和建議
垃圾滲濾液是一種成分復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢水,其處理技術(shù)各有利弊,單獨(dú)采用任何一種處理技術(shù)很難使?jié)B濾液達(dá)標(biāo)排放。因此,必須將處理工藝由單一化向多元化發(fā)展,通過(guò)組合工藝充分發(fā)揮各工藝的優(yōu)勢(shì),以達(dá)到滿意的處理效果。“生物法+膜處理”工藝技術(shù)處理滲濾液可以達(dá)到2008年《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)排放標(biāo)準(zhǔn)》的排放要求,但在垃圾滲濾液的處理過(guò)程中仍存在一些問(wèn)題。
3.1 老齡化填埋場(chǎng)滲濾液可生化性差
滲濾液的可生化性差,新生滲濾液用生化法處理是可行的,但是隨著填埋場(chǎng)時(shí)間的延長(zhǎng),滲濾液的可生化性降低,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。應(yīng)根據(jù)填埋場(chǎng)所處階段來(lái)選擇合適的工藝進(jìn)行滲濾液處理。
3.2 濃縮液處理
膜分離過(guò)程可以有效地分離去除不可生化降解的殘余污染物,但同時(shí)會(huì)產(chǎn)生濃縮液,濃縮液的最終處理也是目前水處理行業(yè)中一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。目前濃縮液的處理方法主要有回灌法、蒸發(fā)法、高級(jí)氧化+混凝沉降組合法、活性碳吸附和離子交換法等,但是回灌法勢(shì)必造成鹽的累積;蒸發(fā)法能耗相當(dāng)大,而且蒸發(fā)器要有很強(qiáng)的抗腐蝕能力;高級(jí)氧化+混凝沉降法對(duì)有機(jī)物有很好的去除效果,但是對(duì)總氮去除效果不明顯;活性碳吸附和離子交換法用來(lái)處理濃縮液很容易達(dá)到飽和容量,再生困難,運(yùn)行費(fèi)用昂貴。
滲濾液水質(zhì)如果可生化性好的話,優(yōu)先選擇生化法,但是滲濾液中含有大量難降解的物質(zhì)和毒性物質(zhì),生化出水仍需要深度處理,膜技術(shù)的應(yīng)用解決了深度處理的問(wèn)題,但是膜處理也存在膜污染和濃縮液處理的問(wèn)題,如何通過(guò)技術(shù)改進(jìn)和工藝組合降低運(yùn)行成本和減少膜污染是今后研究的方向。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:垃圾填埋場(chǎng);水環(huán)境;污染控制
引言
隨著我國(guó)城市的快速發(fā)展,城市規(guī)模日益擴(kuò)大、人民生活水平也在不斷提升,城市垃圾產(chǎn)量也隨之不斷增長(zhǎng),城市垃圾處理已經(jīng)成為了重要的城市發(fā)展問(wèn)題。城市垃圾衛(wèi)生填埋已經(jīng)成為了我國(guó)城市垃圾集中處理的主要方式,垃圾地下填埋成本較低、工藝簡(jiǎn)單,在國(guó)內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用,但在垃圾填埋的過(guò)程中,其滲濾液卻可能會(huì)對(duì)水環(huán)境造成一定的污染,因此必須要針對(duì)垃圾填埋場(chǎng)水環(huán)境污染控制問(wèn)題進(jìn)行深入研究[1]。
1我國(guó)城市垃圾填埋場(chǎng)建設(shè)情況與滲濾液處理水平分析
我國(guó)城市垃圾填埋場(chǎng)衛(wèi)生填埋工作發(fā)展較晚,從上世紀(jì)80年代才真正展開(kāi)對(duì)衛(wèi)生填埋場(chǎng)的建設(shè),而對(duì)垃圾滲濾液的處理建設(shè)則要更晚。我國(guó)在垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)建設(shè)方面投入了大量的財(cái)力與物力,獲得了較多成果,例如上海、北京等地區(qū)已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)生活垃圾的無(wú)害化處理,反滲透出水也已經(jīng)達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),但整體而言我國(guó)城市來(lái)及填埋場(chǎng)建設(shè)與滲濾液處理的發(fā)展仍然存在較多不足,許多垃圾填埋場(chǎng)在建設(shè)之初沒(méi)有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行建設(shè),存在垃圾滲透液直接排放、防滲設(shè)施不達(dá)標(biāo)等多個(gè)問(wèn)題,給周圍水環(huán)境帶來(lái)了極大的負(fù)面影響。
2垃圾填埋場(chǎng)滲濾液對(duì)水環(huán)境存在的影響
城市垃圾填埋場(chǎng)在建設(shè)過(guò)程中必須采取有效措施對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行處理,從而防止其向場(chǎng)外擴(kuò)散,進(jìn)而對(duì)周圍水環(huán)境帶來(lái)不可挽回的污染影響。根據(jù)中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院對(duì)此的研究,垃圾滲濾液中的污染物質(zhì)主要包括以下幾個(gè)方面:一是垃圾自身含有的有害物質(zhì);二是垃圾在地下發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的水分以及有害物質(zhì);三是地下水浸泡垃圾而產(chǎn)生的廢水;四是回灌水。這些滲濾液是潛入地下的污染源,因此將給周圍水環(huán)境以及人體健康都帶來(lái)極大的損害,且這種危害是很難被及時(shí)發(fā)覺(jué)的,一旦污染問(wèn)題開(kāi)始凸顯時(shí),實(shí)際造成的損害將已經(jīng)到了難以彌補(bǔ)的地步,因此必須要在垃圾填埋場(chǎng)的建設(shè)時(shí)就充分重視對(duì)水環(huán)境污染的控制,從而較好的防范這類污染問(wèn)題[2]。
3城市垃圾填埋場(chǎng)水環(huán)境污染控制研究
3.1填埋場(chǎng)防滲層設(shè)置
城市來(lái)及填埋場(chǎng)在建設(shè)時(shí)必須重視對(duì)防滲層的設(shè)置,從而有效防止垃圾滲透液對(duì)周圍水環(huán)境造成不可挽回的污染問(wèn)題。垃圾填埋場(chǎng)的防滲層需要分為以下幾個(gè)部分:基礎(chǔ)、地下水導(dǎo)流層、膜下防滲保護(hù)層、土工膜、膜上保護(hù)層、滲濾液導(dǎo)流層以及土工織物層。其中土工膜自身的反滲透性較強(qiáng),但是其缺點(diǎn)在于抗刺穿性能較差,因此在填埋場(chǎng)的垃圾填埋過(guò)程中極易出現(xiàn)破損而造成垃圾滲濾液的泄露,而膜下黏土保護(hù)層則具有較強(qiáng)的抗刺穿性能,因此即使土工膜出現(xiàn)破損也能夠較好的維持防滲透層的防護(hù)功能。值得注意的時(shí),在鋪設(shè)土工膜層時(shí),必須要對(duì)垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行土壤滲透試驗(yàn),確保其滲透系數(shù)符合施工要求。
3.2排水系統(tǒng)設(shè)置
垃圾填埋場(chǎng)的排水系統(tǒng)主要包括以下三個(gè)部分:地下水、滲濾液以及雨水。在進(jìn)行排水系統(tǒng)設(shè)置時(shí),要將地下水疏排系統(tǒng)設(shè)置在防滲膜之下,并通過(guò)設(shè)置樹(shù)枝狀穿孔的PVC管道來(lái)進(jìn)行地下水的排除工作;而滲濾液導(dǎo)滲系統(tǒng)則要設(shè)置在防滲膜之上,與地下水疏排系統(tǒng)實(shí)施分流處理;雨水排除系統(tǒng)則需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩盹L(fēng)貌等因素進(jìn)行設(shè)置,根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀坏匦蝸?lái)設(shè)置分區(qū),從而最大可能的降低進(jìn)入到垃圾填埋區(qū)的降雨量,從而進(jìn)一步降低了滲濾液水量。
3.3提高滲濾液處理水平
垃圾滲濾液的處理水平在一定程度上能夠決定垃圾填埋場(chǎng)的衛(wèi)生等級(jí),垃圾滲濾液對(duì)周圍水環(huán)境將造成極大的影響,因此必須要充分重視對(duì)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的處理工作。一般的垃圾滲濾液處理方法主要包括物理化學(xué)處理方式已經(jīng)以及生物處理方式。物理化學(xué)處理又包含混凝沉淀、過(guò)濾、活性炭吸附以及離子交換等,而物理化學(xué)處理方法能夠較為顯著的去除滲濾液中的污染物質(zhì),且其處理效果相對(duì)較為穩(wěn)定,但也存在處理成本較高的問(wèn)題,因此必須有效結(jié)合生物法進(jìn)行滲濾液的處理。在進(jìn)行滲濾液的處理過(guò)程中,應(yīng)該重視水質(zhì)、水量對(duì)處理方法的影響,并盡可能的采用生化與物化方法相結(jié)合的形式,從而有效提升垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液處理水平[3]。同時(shí)人工濕地處理技術(shù)在處理老化滲濾液方面也存在較多優(yōu)勢(shì),因此也可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀坏匦?、成本等因素選擇最佳的滲濾液處理方法。
結(jié)語(yǔ)
本文首先簡(jiǎn)要分析了目前我國(guó)城市來(lái)及填埋場(chǎng)的建設(shè)情況以及對(duì)滲濾液的處理情況,同時(shí)也分析了垃圾填埋場(chǎng)滲濾液對(duì)水環(huán)境存在的影響,針對(duì)這些污染問(wèn)題,本文對(duì)加強(qiáng)城市垃圾填埋場(chǎng)水污染控制問(wèn)題展開(kāi)了分析,認(rèn)為要從填埋場(chǎng)防滲層設(shè)置、排水系統(tǒng)設(shè)置以及提高滲濾液處理水平這三個(gè)方面進(jìn)行城市垃圾填埋場(chǎng)水污染控制。希望本文對(duì)垃圾填埋水污染問(wèn)題的研究能夠?qū)档屠盥駥?duì)水環(huán)境的污染影響提供一定的幫助。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:礦化垃圾反應(yīng)床;滲濾液處理;生活垃圾
中圖分類號(hào):X705文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374 (2010)15-0053-02
一、礦化垃圾反應(yīng)床工藝簡(jiǎn)介
(一)工藝概況
礦化垃圾生物反應(yīng)床工藝是同濟(jì)大學(xué)提出的一種適用于垃圾滲濾液廢水處理的以廢治廢的低成本工藝。該工藝曾獲得2007年教育部技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)和2008年上海市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
該工藝的突出特點(diǎn)是抗沖擊負(fù)荷性能優(yōu)越和運(yùn)行費(fèi)用較低。礦化垃圾含有大量的高活性微生物種群,具有高效處理滲濾液的能力,不需要固液分離裝置,即可達(dá)到較高的耐COD和NH3-N負(fù)荷沖擊能力。COD和氨氮去除效果大,去除率分別能達(dá)到95.8%和99.4%。合理控制水力負(fù)荷和進(jìn)水間隔時(shí)間是保持相對(duì)穩(wěn)定的去除率關(guān)鍵。同時(shí),由于礦化垃圾資源充足,無(wú)需曝氣,投資和運(yùn)行成本低,系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用約為
3元/m3,一般僅占常規(guī)處理方法的10%~30%。
(二)機(jī)理
礦化垃圾生物反應(yīng)床凈化滲濾液的機(jī)理主要是配水期的截留、吸附及落干期的生物降解。在礦化垃圾里大部分可降解有機(jī)物已被去除,形成一些具有吸附和絡(luò)合能力的腐殖質(zhì)類物質(zhì),并留下了很多微小的孔道,這些微孔適合微生物的附著生長(zhǎng)。與此同時(shí),在厭氧、缺氧或微氧的條件下,經(jīng)過(guò)含有重金屬、高濃度鹽類、高濃度氨氮和其他有毒有害物質(zhì)的滲濾液沖刷或浸泡,生長(zhǎng)于垃圾中的微生物經(jīng)過(guò)馴化、選擇和變異等作用,逐漸形成一個(gè)適應(yīng)于這種環(huán)境的微生物群體。因此,相對(duì)于傳統(tǒng)生物處理法中的微生物種群,礦化垃圾中的微生物種群對(duì)滲濾液具有更強(qiáng)的適應(yīng)性和處理能力。礦化垃圾反應(yīng)床就是利用礦化垃圾本身的吸附和絡(luò)合性能,以及其中的微生物來(lái)處理滲濾液的。
二、工程設(shè)計(jì)實(shí)例
(一)工程概況
廣西隆林生活垃圾滲濾液處理工程位于縣城新州鎮(zhèn)內(nèi),廢水源自隆林生活垃圾填埋場(chǎng),滲濾液處理工程規(guī)模為
60m3/d,占地面積約2400m2??紤]到該地區(qū)雨水季節(jié)時(shí)間長(zhǎng),滲濾液水質(zhì)水量不穩(wěn)定,變化幅度大以及無(wú)力承擔(dān)高運(yùn)行費(fèi)等特點(diǎn),選擇“厭氧調(diào)節(jié)池-礦化垃圾反應(yīng)床-NF-RO”作為滲濾液處理工藝。
(二)設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)
表2隆林縣填埋場(chǎng)滲濾液進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)比較表
時(shí)間
項(xiàng)目 進(jìn)水水質(zhì) 出水水質(zhì)
水質(zhì)指標(biāo) 設(shè)計(jì)值 水質(zhì)指標(biāo) 排放指標(biāo)
CODCr (mg/L) 15000~25000 20000 96.7 ≤100
BOD5 (mg/L) 10000~15000 12000 29.1 ≤30
NH3-N (mg/L) 400~1500 800 23.1 ≤25
SS (mg/L) 1000~7000 5000 26 ≤40
(三)流程說(shuō)明
圖1滲濾液處理流程圖
填埋場(chǎng)產(chǎn)生的滲濾液流進(jìn)加蓋調(diào)節(jié)池進(jìn)行厭氧處理,可以有效降低進(jìn)入礦化床的污染負(fù)荷,之后滲濾液進(jìn)入礦化垃圾反應(yīng)器進(jìn)行處理。礦化垃圾反應(yīng)床分為三級(jí),在三級(jí)生化作用下,可有效降低原水中的有機(jī)物、懸浮物及氨氮的含量,為后段的物化處理提供保障,減少膜處理的壓力,最后經(jīng)納濾和反滲透達(dá)標(biāo)排放。
(四)反應(yīng)床的設(shè)計(jì)
1.反應(yīng)床的分級(jí)。本工程中礦化垃圾反應(yīng)床一共分為3級(jí),第一級(jí)面積約為800m2,第二級(jí)面積約為600m2,第三級(jí)面積約為600m2,床高3m。需要注意的是,由于垃圾滲濾液濃度較高,前處理負(fù)荷較大,一級(jí)反應(yīng)床需要比后兩級(jí)大1/3,以保證后續(xù)處理的正常運(yùn)行。
2.反應(yīng)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。(1)防滲層。防滲層的作用是阻止床內(nèi)滲濾液流到床外,或阻止床外水滲入床內(nèi)。設(shè)計(jì)防滲層結(jié)構(gòu)與填埋場(chǎng)的單層水平防滲層類似,由下往上依次為750 mm左右的黏土層、2 mm厚的HDPE膜、600 g/m2的土工布。防滲材料在反應(yīng)床平臺(tái)進(jìn)行錨固,保證不被扯拉下滑,該做法可以替代一般的混凝土結(jié)構(gòu)防滲,大大降低工程的費(fèi)用。(2)集水系統(tǒng)。集水系統(tǒng)由厚度300 mm左右的碎石或卵石平鋪而成,中間設(shè)有集水盲管,在防滲層的坡度的作用下,滲濾液經(jīng)處理后在集水管得到收集,進(jìn)入下一級(jí)的處理。同時(shí)在集水管安裝有底層垂直通風(fēng)復(fù)氧管,保證多余氣體的外排。(3)填料層。一定厚度的礦化垃圾細(xì)料,可有效過(guò)濾垃圾滲濾液的懸浮物顆粒,并為在反應(yīng)床起主要生化反應(yīng)作用的微生物提供生活場(chǎng)所。此外在填料層中間,安裝有通風(fēng)復(fù)氧系統(tǒng)的水平和垂直花管。復(fù)氧管與外部空氣向聯(lián)通,保證反應(yīng)床局部的通氣性,盡而實(shí)現(xiàn)反應(yīng)床內(nèi)部間歇厭氧好氧的反應(yīng)過(guò)程。(4)配水系統(tǒng)的控制。國(guó)內(nèi)礦化垃圾反應(yīng)床布水方式上多采用移動(dòng)式布水器布水,本工程設(shè)計(jì)采用旋轉(zhuǎn)噴頭取代穿孔管,能夠更均勻的將滲濾液均勻分布在礦化床的各個(gè)角落,同時(shí)利用控制提升泵的停啟,實(shí)現(xiàn)間歇布水方式,每三個(gè)小時(shí)布水器運(yùn)行一次,一次運(yùn)行布水30min。
同時(shí)為了保證反應(yīng)床能夠正常運(yùn)行,設(shè)計(jì)提升泵增加篩網(wǎng)裝置,濾去滲濾液中滲濾液中較大的雜質(zhì)及顆粒物,有效防止旋轉(zhuǎn)噴頭堵塞的現(xiàn)象發(fā)生。
三、投資估算分析
表3垃圾滲濾液處理站工程投資表
序號(hào) 名稱 工程投資(萬(wàn)元)
建筑工程 安裝工程 其他費(fèi)用 合 計(jì)
1 土石方開(kāi)挖及回填 4.78 4.78
2 調(diào)節(jié)池 50.29 50.29
3 礦化垃圾反應(yīng)床及大棚 147.29 147.29
4 NF+RO系統(tǒng) 177.04 177.04
7 給水系統(tǒng) 16.21 16.21
8 排水系統(tǒng) 3.16 3.16
9 綠化工程 2.53 2.53
10 通透式圍墻工程 5.84 5.84
11 道路工程 2.72 2.72
合計(jì) 409.86
四、結(jié)論
1.就對(duì)滲濾液處理方法的選擇而言,采用生物處理為主體的工藝的投資和運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低。礦化垃圾反應(yīng)床工藝以礦化垃圾為主體的生物處理工藝,無(wú)論是在工程投資,還是運(yùn)行費(fèi)用上都比較低,并且在填埋場(chǎng)的滲濾液處理中得到廣泛應(yīng)用,且效果良好。
2.礦化垃圾本身含有大量的高活性微生物種群,具有高效處理滲濾液的能力和抗沖擊負(fù)荷能力,對(duì)于隆林及其他廣西地區(qū)雨水季節(jié)時(shí)間長(zhǎng),滲濾液水質(zhì)水量不穩(wěn)定,變化幅度大等特點(diǎn)有很強(qiáng)的適應(yīng)能力,該工藝的推廣將有助于今后廣西生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工程的實(shí)施和合理化建設(shè)。
參考文獻(xiàn)
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目前,我國(guó)已有大約三分之二的城市陷入到垃圾的圍城中,我國(guó)垃圾滲濾液的處理已成為不容忽視的問(wèn)題,本人就目前我國(guó)垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)做出一些分析。
一、我國(guó)垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀
目前,不同的生活垃圾處理,滲濾液的處理情況也是不相同的。例如堆肥廠的滲濾液處理,大部分都可以通過(guò)好氧堆肥的增加,或是利用生物的吸收來(lái)全部消納掉;而相對(duì)來(lái)說(shuō),焚燒廠的滲濾液處理就較為復(fù)雜,由于焚燒廠的滲濾液中污染物濃度較高,因此很難達(dá)到國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)。
據(jù)調(diào)查,目前我國(guó)的焚燒廠中能夠達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的廠子不足百分之二十,還有很多能夠達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的焚燒廠采用反滲透技術(shù)處理,這種技術(shù)能夠保證水質(zhì),但是不能夠保證出水率。據(jù)調(diào)查,部分焚燒廠即使水質(zhì)達(dá)到了國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn),但是出水率僅僅在70%~80%左右。除此之外,生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理問(wèn)題也是十分重要的,據(jù)調(diào)查,現(xiàn)在我國(guó)城市垃圾填埋場(chǎng)每日能產(chǎn)生6.4萬(wàn)噸,而其中能夠達(dá)到一級(jí)排量標(biāo)準(zhǔn)的還不足百分之十,還有我們上文所說(shuō)的反滲透技術(shù)處理,雖然能夠使出水達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn),但是這種技術(shù)投資量較大,且運(yùn)行費(fèi)用高、出水率較低,并且存在著濃縮液無(wú)法進(jìn)行徹底處理等問(wèn)題。根據(jù)調(diào)查顯示,在我國(guó)生活垃圾處理設(shè)施中,每年都會(huì)有不少于2000萬(wàn)噸的滲濾液沒(méi)有得到有效的處理,我們可以根據(jù)調(diào)查來(lái)進(jìn)行一項(xiàng)計(jì)算,我國(guó)每天未處理的滲濾液大約是2209萬(wàn)噸,加上上文提到的2000萬(wàn)噸沒(méi)有得到有效處理的滲濾液,一共為4209萬(wàn)噸。4200萬(wàn)噸的滲濾液大約等同于22億噸城市污水。
綜上所述,我國(guó)垃圾滲濾液的排放及遷移轉(zhuǎn)化的過(guò)程,已經(jīng)對(duì)生態(tài)環(huán)境和地下水的安全造成嚴(yán)重影響,嚴(yán)重的威脅到了公共衛(wèi)生安全。
二、我國(guó)垃圾滲濾液處理技術(shù)上存在的誤區(qū)
就目前我國(guó)的情況來(lái)看,如果垃圾滲濾液處理想要達(dá)到國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn),使用的工藝一般為直接反滲透和生化處理反滲透;如果僅僅想要達(dá)到國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn),采用的工藝一般為氨吹脫生化處理工藝或是厭氧生物硝化、反硝化。個(gè)人認(rèn)為,以上這些工藝都存在著誤區(qū),下面來(lái)詳細(xì)的進(jìn)行說(shuō)明。
1.反滲透處理技術(shù)
滲濾液是污染濃度較高的廢水,如果采用反滲透技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理,滲濾液原液會(huì)對(duì)反滲透膜造成污染,如果時(shí)間一長(zhǎng),滲濾液原液對(duì)滲透膜的污染就會(huì)導(dǎo)致反滲透膜的回收率降低。在最初反滲透處理技術(shù)研發(fā)的初期,經(jīng)過(guò)兩三年的運(yùn)行使用后,調(diào)查顯示:反滲透工藝的回收率從最初的80%下降到了50%左右。除此之外,利用反滲透工藝產(chǎn)生的濃縮液無(wú)法得到有效的處理,尤其是滲濾液中的高濃度氨氮,高濃度氨氮是無(wú)法通過(guò)回灌來(lái)妥善解決的,因?yàn)榛毓嘀皇峭ㄟ^(guò)垃圾體來(lái)進(jìn)行厭氧處理,而高濃度的氨氮是無(wú)法去除的。因此,個(gè)人認(rèn)為,高濃度濃縮液的處理和反滲透工藝材料的使用回收問(wèn)題,是反滲透處理技術(shù)的一個(gè)誤區(qū)。
2.氨吹脫工藝技術(shù)
氨吹脫工藝技術(shù)就目前的發(fā)展來(lái)講,已經(jīng)算是較為落后的一種技術(shù)了。因?yàn)榘贝得摷夹g(shù)需要大量的石灰,不斷調(diào)整PH值(最初PH值要調(diào)整到11左右,在處理過(guò)程中要調(diào)整為中性,并且控制在中性的范圍內(nèi)),處理的成本較高。據(jù)調(diào)查,氨吹脫技術(shù)和反滲透技術(shù)的成本相當(dāng),而且氨吹脫技術(shù)的成本還有進(jìn)一步上升的趨勢(shì)。
3.生物脫氮技術(shù)
目前,高濃度氨氮的處理逐漸引起廣大關(guān)注,而生物脫氮的方法,由于其需氧量過(guò)大,反應(yīng)速率過(guò)慢,也無(wú)法妥善的處理高濃度氨氮的問(wèn)題。有的學(xué)者提出采用亞硝酸硝化—厭氧氨氧工藝,這種工藝的原理是利用亞硝酸硝化,將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸氮,采用厭氧氨氧工藝,將剩余的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨氮,且經(jīng)過(guò)學(xué)者計(jì)算,如果采用亞硝酸硝化—厭氧氨氧工藝出來(lái)的話,滲濾液的處理水力停留時(shí)間大概在2d內(nèi),每立方米的成本大概在3~5元之間,是傳統(tǒng)脫氮技術(shù)工藝的三分之一。因此,我認(rèn)為這種方法應(yīng)該是比較可行的。
三、我國(guó)垃圾滲濾液處理過(guò)程中存在的問(wèn)題
個(gè)人認(rèn)為,就我國(guó)目前垃圾滲濾液處理的現(xiàn)狀來(lái)將,存在的主要問(wèn)題有以下幾個(gè)方面:
1.我國(guó)滲濾液處理工藝的處理效果不理想
由于在垃圾處理工程中,調(diào)節(jié)池的容量不足,會(huì)對(duì)處理系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊,從而導(dǎo)致處理效果不佳;另外,隨著填埋時(shí)間的流逝,滲濾液碳氮比失調(diào),令其可生化性逐漸降低,并且在我國(guó)有大量的餐廚垃圾,在這些垃圾的處理過(guò)程中,會(huì)導(dǎo)致滲濾液中的含鹽量失調(diào),且大量的難降解物質(zhì),導(dǎo)致脫鹽和脫色的效果都比較差。
2.水質(zhì)指標(biāo)處理不達(dá)標(biāo)
由于我國(guó)垃圾滲濾液成分復(fù)雜、可生化性差等各種特點(diǎn),導(dǎo)致常規(guī)的工業(yè)處理并不能夠達(dá)到國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),而先進(jìn)的技術(shù)一般需要大量的人力和財(cái)力支持,容易造成嚴(yán)重的浪費(fèi)。在處理過(guò)程中,高濃度氨氮的問(wèn)題占據(jù)重要地位。滲濾液的水質(zhì)的重要特征之一就是高濃度的氨氮,垃圾中的有機(jī)氮會(huì)隨著掩埋時(shí)間的延長(zhǎng)而轉(zhuǎn)化成為無(wú)機(jī)氮,且氨氮的濃度也會(huì)越來(lái)越高。
四、結(jié)論
經(jīng)過(guò)對(duì)我國(guó)垃圾滲濾液處理的現(xiàn)狀分析,個(gè)人認(rèn)為,要想徹底解決目前存在的問(wèn)題,就一定要從源頭開(kāi)始做起,也就是說(shuō)從最初的垃圾的分類開(kāi)始,如果垃圾能夠被正確的分類回收,不僅能夠節(jié)約資源,減少填埋的有毒有害的物質(zhì),還能夠延長(zhǎng)垃圾填滿場(chǎng)的使用時(shí)間,降低處理難度,從根本上減少滲濾液處理量,降低滲濾液處理資金的投入。
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