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垃圾滲濾液的水質特點精品(七篇)

時間:2024-01-08 15:14:32

序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇垃圾滲濾液的水質特點范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。

垃圾滲濾液的水質特點

篇(1)

[關鍵詞]垃圾填埋滲濾液 水質特性 影響因素

[中圖分類號] X52 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-3-322-2

1引言

由于填埋方式具備處理垃圾量大、運行成本低、易操作等優點,我國城市產生的大量生活垃圾主要以填埋方式處理。但在填埋過程中,垃圾中原含有的水、場內滲入的雨水、地下水、地表水及垃圾降解反應生成的水,在微生物的發酵及壓實作用下,經過垃圾層過濾后,會滲出的大量的垃圾填埋滲濾液。它含有大量的重金屬、有毒物質及有機污染物。如果處理不當,就會穿過地表及地下土層,嚴重污染地下水體、毀壞地表植被、威脅人類健康。

2垃圾填埋滲濾液水質特性

2.1污染物濃度含量高

垃圾填埋滲濾液的污染物濃度含量高且變化范圍較大。BOD5和COD最高能夠達到數千至幾萬mg/L。在pH=7時,BOD5/COD在0.5至0.6之間。垃圾填埋場的運行時間越長,BOD5、COD、BOD5/COD會降低,但堿度升高。

2.2含有大量有機污染物

表l為我國城市垃圾填埋滲濾液的典型污染物及濃度變化,易知其含有的有機污染物組分復雜且濃度較高。其中存在77種有機污染物(可疑致癌物1種,輔致癌物4種),還含有難以生物降解的氯化芳香族化合物、酚類化合物、磷酸酯及苯胺類化合物等。

2.3水質和水量變化較大

垃圾填埋滲濾液水量隨季節的變化而變化,雨季水量遠大于旱季水量。另外,污染物的組成和濃度也會呈季節性變化。隨著垃圾填埋時間的延長,滲濾液水質變化明顯。垃圾填埋時間在5年以下的滲濾液水質特點為色度較大、COD及BOD5的濃度較高,且BOD5/COD也相對較高、pH值相對較低、重金屬離子的濃度也很高。垃圾填埋時間在10年以上的滲濾液的水質特點為色度較大、COD以及BOD5的濃度較低,且BOD5/COD也相對較低、pH值一般在6-8之間,為中性或弱堿性、重金屬離子濃度開始減少、可生化能力較差。垃圾填埋時間在5-10年的滲濾液的水質特點介于兩者之間。

2.4重金屬含量多

垃圾填埋滲濾液中重金屬離子含量多達10幾種,且含量較高,特別當生活垃圾與工業垃圾混合填埋時,重金屬離子的含量往往更高。垃圾填埋滲濾液的色度高達2000―4000倍,會散發出極重的腐敗臭味。重金屬離子中鐵的含量可多達2050 mg/L、鋅的含量可多達130 mg/L、鉛的含量可高達12.3mg/L、鈣的含量甚至可高達4200 mg/L。這些含量大的重金屬離子會嚴重抑制生物處理過程。

2.5氨氮含量較高

垃圾填埋滲濾液一個重要的水質特性是氨氮含量較高。另外,氨氮的濃度會隨垃圾填埋時間而不斷增加,可高達數千至上萬mg/L,大約占總氮含量的百分之九十以上。當垃圾填埋滲濾液中氨氮濃度較高時,微生物的活性受到嚴重影響,進而抑制了微生物的氧化作用。同時,氨氮濃度越高,其抑制性就越強,就大大降低了生物處理的效果。

2.6微生物營養元素比例失衡

由于氨氮含量較高,垃圾填埋滲濾液中C/N的比例常出現失衡情況,另外,因為P元素的缺乏,BOD5/TP值大部分為300以上,與微生物生長所適宜的100:1的碳磷比相差很大。這在一定程度上嚴重抑制了垃圾填埋滲濾液中微生物的繁殖生長。

3影響因素

垃圾填埋場滲濾液的水質特性與填埋垃圾的種類及填埋場的構造、運行管理、氣象條件有關。另外,在同一垃圾填埋場中,滲濾液水質特性與填埋時間呈高度相關。

3.1垃圾種類的影響

垃圾填埋場滲濾液水質特性受填埋垃圾種類的影響比較大。廚余垃圾中的有機物是滲濾液中 CODCr與BOD5的主要來源。廚余垃圾含量的高低能夠直接影響滲濾液COD和BOD5濃度的高低。除此之外,因為灰渣、殘土等對有機物會有過濾與吸附作用,因此填埋垃圾中灰渣、殘土的含量也會較大的影響滲濾液中有機物的濃度。另外,因為城市人群的生活習慣、生活水平及環保意識的不相同,各個城市的垃圾種類也會相差較大,從而使滲濾液的COD及BOD5在數千至上萬mg/L間變化,見表2。

3.2填埋時間的影響

垃圾填埋場處理垃圾的過程實際上是一個多次垃圾填充、壓實及覆蓋過程。不同的填埋區處于不同的填埋年齡。根據垃圾填埋時間,填埋場滲濾液通常分為3-5年的年輕填埋場的滲濾液、5-10年的中年填埋場的滲濾液及10年以上的老年填埋場的滲濾液。填埋時間對垃圾填埋滲濾液水質特性的影響主要在于微生物分解可降解物及大氣降雨進入垃圾填埋層后對污染物的洗刷溶解作用。表3是滲濾液水質特性隨填埋年齡變化。

3.3填埋工藝的影響

在垃圾填埋場外設置排洪溝,可以排除場外的地表徑流;另外,在場底鋪設黃粘土或襯墊,能夠有效防止地表徑流和地下水進入垃圾填埋場,那么滲濾液中有機物濃度就保持相對較高。同時,如果垃圾填埋場的地表徑流未截流或截流效果不好、使用一般的粘土來防止滲濾液污染地下水,都會致使滲濾液的有機物濃度降低,大量增加滲濾液水量。

3.4填埋場運行管理的影響

填埋場采用滲濾液回灌方式,能夠持續補充并保持垃圾層內的濕度和營養??梢詾槲⑸锝到庥袡C物的作用提供了更加適宜的條件,維持填埋場的穩定并改善滲濾液的水質。同時,滲濾液含有的有機物又能夠被垃圾層中的微生物分解,大大較少了滲濾液中有機污染物的濃度。

3.5填埋結構的影響

填埋結構直接關系到垃圾填埋滲濾液的生物降解作用及穩定進程,影響主要在于不同的結構會造成垃圾層中氧氣狀況的差異。好氧填埋場內進行好氧降解,將可降解化合物等降解為C02與水,能更快改善滲濾液的水質。

3.6環境溫度的影響

環境溫度能夠影響微生物的活動及化學反應的進程。溫度升高適宜的溫度有利于微生物的生長繁殖,加快降解垃圾,可以增加滲濾液水量。而零下溫度致使一部分垃圾凍結,使廢液減少,抑制一些化學反應。

4結束語

垃圾填埋是我國最常用的生活垃圾處理方式,其產生的滲濾液含有大量有機污染物、重金屬、氨氮等,并易受垃圾種類、時間、填埋結構、溫度等影響,具有復雜性,其處理也具備一定難度。所以,必須針對其水質特性及影響因素,選擇出高效、環保、經濟的滲濾液處理工藝。

參考文獻

[1]代晉國,宋乾武,王紅雨.我國垃圾滲濾液處理存在問題及對策分析[J].環境工程,2011(S1).

篇(2)

關鍵詞:垃圾填埋場;滲濾液;處理技術

中圖分類號:X703 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2011)-07-0276-2

隨著我國經濟的快速發展,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題。我國大多數城市采用衛生填埋或焚燒的方式處理垃圾,由此產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物,不僅在水中存在時間長,范圍廣,而且危害極大,若不妥善處理將對環境造成嚴重污染。有效收集和處理垃圾滲濾液已成為城市環境急需解決的問題,垃圾滲濾液的處理技術成為研究者關注的熱點和難點。

1 垃圾滲濾液的產生及特點

垃圾滲濾液,又稱浸出液或滲瀝水,是垃圾填埋場中不可避免的二次污染物[1],主要來源于降水、垃圾含有的水和微生物厭氧分解產生的有機廢水[2]。垃圾滲濾液是高濃度有機廢水,若未經處理直接排放或未達標排放,會對周圍的地下水、地表水和土壤造成嚴重的污染。

垃圾滲濾液污染物含量受垃圾成分、填埋年限、氣候條件和填埋場設計等多種因素的影響[3]。垃圾滲濾液水質特點可以概括為:①污染物種類多,成分復雜,濃度高。劉軍等使用GC-MS 對垃圾滲濾液中有機組分進行分析,共有63種有機化合物,大多是難以生物降解的有機化合物,如酚類、雜環類、雜環芳烴、多環芳烴類化合物,約占滲濾液中有機組分的70%以上[3];有機物濃度高,COD和BOD5濃度高,最高可達幾萬mg/L。②水質、水量變化復雜。垃圾填埋場的水文氣候條件、地質條件、地理位置、構造方式、填埋時間等不同,垃圾滲濾液的成分和產量也發生變化。而且生物可降解性隨填埋齡的增加而逐漸降低。③營養比例失衡。滲濾液中氨氮含量高,C/N值常出現失調情況,同時p缺乏,微營養比例不能滿足水處理的要求。

2 垃圾滲濾液處理工藝技術

在《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008) 于2008年7月1日頒布實施后,對垃圾滲濾液的處理控制提出了更嚴格的要求。滲濾液水質水量受各種因素影響而變得非常復雜,存在大量生物難以降解的有機物,目前滲濾液的處理工藝主要有土地處理、物理處理、化學處理、生物處理等,但采用單一工藝處理,往往只能在某些指標上取得好效果,很難使出水達到排放標準。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,一種是以生化反應為主的“生物法+膜法(納濾/反滲透)”處理系統;另外一種是以DT盤式膜組件為主的高壓膜過濾工藝。DT盤式膜組件是獨家工藝,過濾原理即為常見卷式反滲透膜過濾的原理,在此不多作介紹,本文重點介紹“生物法+膜法”的處理系統。生化法處理設備和運行管理簡單,成本低,對水質和水量的變化有很好的適應能力,適合我國生化垃圾有機物含量高、滲濾液可生化能力較高的特點,當前得到了廣泛應用。

2.1 早期生物處理工藝

早期的滲濾液處理工藝缺乏設計經驗,對滲濾液的水質特性考慮不夠充分,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、停留時間上考慮的不足,最后導致了運行的失敗。

例如北京阿蘇衛滲濾液處理廠選擇“厭氧+氧化溝+沉淀池”的處理工藝,要求出水達到GB16889-1997二級標準,但是由于滲濾液水質水量隨時間變化大,尤其隨著填埋場時間的增長,可生化性低,導致出水不能穩定達標;昆山市第三垃圾填埋場滲濾液處理采用的是“厭氧+生物接觸氧化”工藝,運行過程中進水水質遠低于設計值,結果造成厭氧效果大幅下降,整個系統出水無法達標。

另外,早期滲濾液生化處理工藝選擇沉淀池進行泥水分離,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,出水水質不穩定。

2.2 膜生物反應器(MBR)應用

針對早期生化法在滲濾液處理上的不足,MBR系統在設計生化反應部分時充分考慮滲濾液的水質特性,以反硝化池和硝化池為主,在停留時間、池體深度以及曝氣量方面,充分滿足滲濾液中有機物降解的需要。

膜技術在垃圾滲濾液處理中的應用引起了我國學者的極大關注。膜生物法(MBR)是近些年發展起來的一種集膜過濾和生物處理于一體的新型、高效的處理技術,在處理高濃度難降解有機物廢水方面有著廣泛的應用前景。在MF和UF基礎上研發的MBR系統已經廣泛應用于生化反應末端的泥水分離過程,利用膜的截留作用使微生物完全被截留在生物反應器中,實現水力停留時間和污泥齡的完全分離,使生化反應器內的污泥濃度從3-5g/L提高到10-20g/L,從而提高了反應器的容積負荷,使反應器容積減小,大大提高了生化系統的運行效果。

據相關實例數據表明,MBR系統對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97.3%、98.6%和92.8%,出水水質優于國家排放標準[5]。

2.3 膜處理技術

膜處理技術包括微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)和反滲透膜(RO)等,常用于二級處理后的深度處理,多以微濾(MF)、超濾(UF)代替沉淀、過濾、吸附、除菌等常規深度處理中的預處理,以納濾(NF)、反滲透(RO)進行水的軟化和脫鹽。在垃圾滲濾液處理系統中,由于滲濾液的生化性較差,單獨依靠生化反應和MBR系統并不能完全實現水質達標排放,因此MBR的出水需要進一步深度處理。根據目前的處理技術,MBR出水還可通過NF或RO系統進一步處理,RO和NF都能去除細菌、微生物、溶解鹽等,但RO效果更好。一般RO和NF之前的進水都必須進行預處理,對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RO、NF影響比較大的環境因素除進水水質外,還有壓力、溫度等,這些因素是可控的,因此系統運行的穩定性有了一定保證。

蘇也研究表明,MBR-NF工藝經過4個多月的運行,運行穩定,在進水CODcr遠高于設計值的情況下,出水狀況仍然良好,滿足設計要求[6]。

2.4 組合工藝流程

目前由于環境污染的不斷加重,國家從加強環保的角度出發,頒布了《生活垃圾填埋場污染控制標準排放標準》(GB16889-2008),其中出水總氮成為一個重要的指標(非敏感地區40mg/L,敏感地區20mg/L)。為了滿足新的垃圾滲濾液排放標準中對總氮的要求,原有MBR工藝進一步優化,增加一個二級硝化反硝化環節,如圖1所示,MBR工藝優化為A/O/O+A/O+外置超濾膜(UF)可以保證出水總氮達標排放。

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,該工藝技術處理滲濾液可以達到2008年《生活垃圾填埋場污染控制標準排放標準》的排放要求。其中,生化處理過程可以有效地降解、消除污染物,膜分離處理過程可以有效地分離去除不可生化降解的殘余污染物。

3 結論和建議

垃圾滲濾液是一種成分復雜的高濃度有機廢水,其處理技術各有利弊,單獨采用任何一種處理技術很難使滲濾液達標排放。因此,必須將處理工藝由單一化向多元化發展,通過組合工藝充分發揮各工藝的優勢,以達到滿意的處理效果?!吧锓?膜處理”工藝技術處理滲濾液可以達到2008年《生活垃圾填埋場污染控制標準排放標準》的排放要求,但在垃圾滲濾液的處理過程中仍存在一些問題。

3.1 老齡化填埋場滲濾液可生化性差

滲濾液的可生化性差,新生滲濾液用生化法處理是可行的,但是隨著填埋場時間的延長,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。應根據填埋場所處階段來選擇合適的工藝進行滲濾液處理。

3.2 濃縮液處理

膜分離過程可以有效地分離去除不可生化降解的殘余污染物,但同時會產生濃縮液,濃縮液的最終處理也是目前水處理行業中一個亟待解決的問題。目前濃縮液的處理方法主要有回灌法、蒸發法、高級氧化+混凝沉降組合法、活性碳吸附和離子交換法等,但是回灌法勢必造成鹽的累積;蒸發法能耗相當大,而且蒸發器要有很強的抗腐蝕能力;高級氧化+混凝沉降法對有機物有很好的去除效果,但是對總氮去除效果不明顯;活性碳吸附和離子交換法用來處理濃縮液很容易達到飽和容量,再生困難,運行費用昂貴。

滲濾液水質如果可生化性好的話,優先選擇生化法,但是滲濾液中含有大量難降解的物質和毒性物質,生化出水仍需要深度處理,膜技術的應用解決了深度處理的問題,但是膜處理也存在膜污染和濃縮液處理的問題,如何通過技術改進和工藝組合降低運行成本和減少膜污染是今后研究的方向。

參考文獻

[1] 陳玉成,李章平.城市生活垃圾滲瀝水的污染及全過程控制[J].環境科學動態,1995,4:15-17.

[2] 王宗平,陶濤,金儒霖.垃圾滲濾液處理研究進展[J].環境科學進展,1999,7(3):32-39.

[3] 劉軍,鮑林發,汪蘋.運用 GC-MS 聯用技術對垃圾滲濾液中有機污染物成分的分析[J].環境污染治理技術與設備,2003,4(8):31-33.

[4] 任鶴云,李月中.MBR法處理垃圾滲濾液工程實例[J].給水排水,2004,10:36-38.

[5] 康建雄,李靜,閔海華,等.UASB-A/O膜工藝處理滲濾液工程設計案例[J].華中科技大學學報(城市科學版),2003,20(2):85-87.

篇(3)

關鍵詞:垃圾滲濾液 物理 化學法 生物法

0 概述

城市垃圾填埋場滲濾液的處理一直是填埋場設計、運行和管理中非常棘手的問題。滲濾液是液體在填埋場重力流動的產物,主要來源于降水和垃圾本身的內含水。由于液體在流動過程中有許多因素可能影響到滲濾液的性質,包括物理因素、化學因素以及生物因素等,所以滲濾液的性質在一個相當大的范圍內變動。一般來說,其pH值在4~9之間,COD在2000~62000mg/L的范圍內,BOD5從60~45000mg/L,重金屬濃度和市政污水中重金屬的濃度基本一致。城市垃圾填埋場滲濾液是一種成分復雜的高濃度有機廢水,若不加處理而直接排入環境,會造成嚴重的環境污染。以保護環境為目的,對滲濾液進行處理是必不可少的。

1 滲濾液處理工藝的現狀

垃圾滲濾液的處理方法包括物理化學法和生物法。物理化學法主要有活性炭吸附、化學沉淀、密度分離、化學氧化、化學還原、離子交換、膜滲析、氣提及濕式氧化法等多種方法,在COD為2000~4000mg/L時,物化方法的COD去除率可達50%~87%。和生物處理相比,物化處理不受水質水量變動的影響,出水水質比較穩定,尤其是對BOD5/COD比值較低(0.07~0.20)難以生物處理的垃圾滲濾液,有較好的處理效果。但物化方法處理成本較高,不適于大水量垃圾滲濾液的處理,因此目前垃圾滲濾液主要是采用生物法。

生物法分為好氧生物處理、厭氧生物處理以及二者的結合。好氧處理包括活性污泥法、曝氣氧化池、好氧穩定塘、生物轉盤和滴濾池等。厭氧處理包括上向流污泥床、厭氧固定化生物反應器、混合反應器及厭氧穩定塘。

2 滲濾液處理介紹

垃圾滲濾液具有不同于一般城市污水的特點:BOD5和COD濃度高、金屬含量較高、水質水量變化大、氨氮的含量較高,微生物營養元素比例失調等。在滲濾液的處理方法中,將滲濾液與城市污水合并處理是最簡便的方法。但是填埋場通常遠離城鎮,因此其滲濾液與城市污水合并處理有一定的具體困難,往往不得不自己單獨處理。常用的處理方法如下。

2.1 好氧處理

用活性污泥法、氧化溝、好氧穩定塘、生物轉盤等好氧法處理滲濾液都有成功的經驗,好氧處理可有效地降低BOD5、COD和氨氮,還可以去除另一些污染物質如鐵、錳等金屬。在好氧法中又以延時曝氣法用得最多,還有曝氣穩定塘和生物轉盤(主要用以去除氮)。下面將分別予以介紹。

2.1.1 活性污泥法

2.1.1.1 傳統活性污泥法

滲濾液可用生物法、化學絮凝、炭吸附、膜過濾、脂吸附、氣提等方法單獨或聯合處理,其中活性污泥法因其費用低、效率高而得到最廣泛的應用。美國和德國的幾個活性污泥法污水處理廠的運行結果表明,通過提高污泥濃度來降低污泥有機負荷,活性污泥法可以獲得令人滿意的垃圾滲濾液處理效果。例如美國賓州Fall Township污水處理廠,其垃圾滲濾液進水的CODCr為6000~21000mg/L,BOD5為3000~13000mg/L,氨氮為200~2000mg/L。曝氣池的污泥濃度(MLVSS)為6000~12000mg/L,是一般污泥濃度的3~6倍。在體積有機負荷為1.87kgBOD5/(m3·d)時,F/M為0.15~0.31kgBOD5/(kgMLSS·d),BOD5 的去除率為97%;在體積有機負荷為0.3kgBOD5/(m3·d)時,F/M為0.03~0.05kg BOD5/(kgMLSS·d),BOD5的去除率為92%。該廠的數據說明,只要適當提高活性污泥法濃度,使F/M在0.03~0.31kgBOD5/(kgMLSS·d)之間(不宜再高),采用活性污泥法能夠有效地處理垃圾滲濾液。

許多學者也發現活性污泥能去除滲濾液中99%的BOD5,80%以上的有機碳能被活性污泥去除,即使進水中有機碳高達1000mg/L,污泥生物相也能很快適應并起降解作用。在低負荷下運行的活性污泥系統,能去除滲濾液中80%~90%的COD,出水BOD5<20mg/L。對于COD 4000~13000mg/L、BOD51600~11000mg/L、NH3-N 87~590mg/L的滲濾液,混合式好氧活性污泥法對COD的去除率可穩定在90%以上。眾多實際運行的垃圾滲濾液處理系統表明,活性污泥法比化學氧化法等其它方法的處理效果更佳。

2.1.1.2 低氧好氧活性污泥法

低氧好氧活性污泥法及SBR法等改進型活性污泥流程,因其具有能維持較高運轉負荷,耗時短等特點,比常規活性污泥法更有效。同濟大學徐迪民等用低氧好氧活性污泥法處理垃圾填埋場滲濾液,試驗證明:在控制運行條件下,垃圾填埋場滲濾液通過低氧好氧活性污泥法處理,效果卓越。最終出水的平均CODCr、BOD5、SS分別從原來的6466 mg/L、3502mg/L以及239.6mg/L相應降低到CODCr<300mg/L、BOD5<50mg/L(平均為13.3mg/L)以及SS<100mg/L(平均為27.8mg/L)。總去除率分別為CODCr 96.4%、BOD5 99.6%、SS 83.4%。

處理后的出水若進一步用堿式氯化鋁進行化學混凝處理,可使出水的CODCr下降到1 00mg/L以下。

兩段法處理滲濾液的氮、磷也均較一般生物法為佳。磷的平均去除率為90.5%;氮的平均去除率為67.5%。此外該法運行彌補厭氧好氧兩段生物處理法第一段形成NH3-N較多,導致第二段難以進行和兩次好氧處理歷時太長的不足。

2.1.1.3 物化活性污泥復合處理系統

由于滲濾水中難以降解的高分子化合物所占的比例高,存在的重金屬產生的抑制作用,所以常用生物法和物理化學法相結合的復合系統來處理垃圾滲濾液。對于BOD51500m g/L、Cl-800mg/L、硬度(以CaCO3計)800mg/L、總鐵600mg/L、有機氮100mg/L、TSS 300mg/L、 SO2-4300mg/L的滲濾液,有學者采用該方法進行處理,發現效果很好,其BOD5 、COD、NH3-N、Fe的去除率分別達99%、95%、90%、99.2%。該系統中的進水通過調節池后,可以避免毒性物質出現瞬時的高濃度而對活性污泥生物產生抑制作用;在澄清池中加入石灰,可去除重金屬和部分有機質;氣提池(進行曝氣,溫度低時加入NaOH)能去除進水NH3-N的50%,從而使NH3的濃度處于抑制水平之下;由于廢水中磷被加入的石灰所沉淀,且 pH值過高,因而需添加磷和酸性物質;活性污泥系統可以串聯或并聯使用,運行時可通過調節回流污泥比來選用常規法或延時曝氣法處理,具有較大的操作靈活性。

2.1.2 曝氣穩定塘

與活性污泥法相比,曝氣穩定塘體積大,有機負荷低,盡管降解進度較慢,但由于其工程簡單,在土地不貴的地區,是最省錢的垃圾滲濾液好氧生物處理方法。美國、加拿大、英國、澳大利亞和德國的小試、中試及生產規模的研究都表明,采用曝氣穩定塘能獲得較好的垃圾滲濾液處理效果。

例如英國在Bryn Posteg Landfill投資60000英鎊建立一座1000m3的曝氣氧化塘,設2臺表面曝氣裝置,最小水力停留時間為10d,氧化塘出水經沉淀后流經3km長的管道入城市下水道。此系統1983年開始運行,滲濾液最大CODCr為24000mg/L,最大BOD5為10000mg/L,F/M=0.05~0.3kgCOD/(kgMLSS·d),水量變化范圍0~150m3/d,出水BOD5平均為 24mg/L,但偶然有超過50mg/L的時候,COD去除率達97%,但在運行過程中需投加P,考慮到日常運行費用,投資償還及其利息,與滲濾液直接排至市政管網相比,每年可節約750英鎊。

英國水研究中心(Water Research Center)對東南部New Park Landfill的CODCr> 15000mg/L的滲濾液也做了曝氣穩定塘的中試,當負荷為0.28~0.32kgCOD/(kgMLSS·d)或者說為0.04~0.64kgCOD/(kgMLSS·d),泥齡為10d時,COD和BOD5去除率分別為98%和91%以上。在運行過程中也需要投加磷酸。

2.1.3 生物膜法

與活性污泥法相比,生物膜法具有抗水量、水質沖擊負荷的優點,而且生物膜上能生長世代時間較長的微生物,如硝化菌之類。加拿大British Columbia大學的C.Peddie和J.Atwater用直徑0.9m的生物轉盤處理CODCr<1 000mg/L,NH3-N<50m g/L的弱性滲濾液,其出水BOD5<25mg/L,當溫度回升,微生物的硝化能力隨即恢復。但是應當指出,這種滲濾液的性質與城市污水相近,對于較強的滲濾液此方法是否適用還待研究。

2.2 厭氧生物處理

厭氧生物處理的有目的運用已有近百年的歷史。但直到近20年來,隨著微生物學、生物化學等學科發展和工程實踐的積累,不斷開發出新的厭氧處理工藝,克服了傳統工藝的水力停留時間長,有機負荷低等特點,使它在理論和實踐上有了很大進步,在處理高濃度(BOD5 ≥2000mg/L)有機廢水方面取得了良好效果。

厭氧生物處理有許多優點,最主要的是能耗少,操作簡單,因此投資及運行費用低廉,而且由于產生的剩余污泥量少,所需的營養物質也少,如其BOD5/P只需為4000∶1,雖然滲濾液中P的含量通常少于1mg/L,但仍能滿足微生物對P的要求。用普通的厭氧硝化,35℃ 、負荷為1kgCOD/(m3·d),停留時間10d,滲濾液中COD去除率可達90%。

近年來,開發的厭氧生物處理方法有:厭氧生物濾池、厭氧接觸池、上流式厭氧污泥床反應器及分段厭氧硝化等。

2.2.1 厭氧生物濾池

厭氧濾池適于處理溶解性有機物,加拿大Halifax Highway101填埋場滲濾液平均COD為12850mg/L、BOD5/COD為0.7,pH為5.6。將此滲濾液先經石灰水調節至pH=7.8,沉淀1h后進厭氧濾池(此工序還起到去除Zn等重金屬的作用),當負荷為4kgCOD/(m3·d)時,COD去除率可達92%以上;當負荷再增加時,其去除率急劇下降。

加拿大Toronto大學的J.G.Henry等也在室溫條件下成功地用厭氧濾池分別處理年齡為1.5 年和8年的填埋場滲濾液,它們的COD各為14000mg/L和4000mg/L,BOD5/COD各為0.7和0.5,當負荷為1.26~1.45kgCOD/(m3·d),水力停留時間為24~96h時,COD去除率均可達90%以上。當負荷再增加,其去除率也急劇下降。由此可見,雖然厭氧濾池處理高濃度有機污水時負荷可達5~20kgCOD/(m3·d),但對于滲濾液其負荷必須保持較低水平才能得到理想的處理效果。

2.2.2 上向流式厭氧污泥床

英國的水研究中心報道用上向流式厭氧污泥床(UASB)處理COD>10000mg/L的滲濾液,當負荷為3.6~19.7kgCOD/(m3·d),平均泥齡為1.0~4.3d,溫度為30℃時COD和BOD5的去除率各為82%和85%,它們的負荷比厭氧濾池要大得多。

在厭氧分解時,有機氮轉為氨氮,且存在NH4+NH3+H+反應。若pH>7時,平衡中的NH3占優勢,可用吹脫法去除。但厭氧分解時pH近似等于7,因此出水中可能含有較多的NH4+,將會消耗接納水體的溶解氧。

2.3 厭氧與好氧的結合方式

雖然實踐已經證明厭氧生物法對高濃度有機廢水處理的有效性,但單獨采用厭氧法處理滲濾液也很少見。對高濃度的垃圾滲濾液采用厭氧好氧處理工藝既經濟合理,處理效率又高。COD和BOD的去除率分別達86.8%和97.2%。

2.3.1 厭氧好氧生物氧化工藝(厭氧硝化和生物氧化塘)

西南師大生物系對pH為8.0~8.6,COD為16124mg/L,BOD5為214~406mg/L、NH3- N為475mg/L的滲濾液采用厭氧好氧生物化學法處理,取得出水pH為7.1~7.9,COD為170.33~314.8mg/L,BOD5為91.4mg/L、NH3-N為29.1mg/L的良好效果。

2.3.2 厭氧氧化溝兼性塘工藝

下面結合廣州市李坑垃圾填埋場作以下說明及分析。李坑垃圾填埋場污水處理廠按流量300m3/d設計,進水BOD5為2500mg/L、CODCr為4000mg/L、NH3-N 為1000mg/L、SS為600mg/L、色度為1000倍;出水BOD5為30mg/L、CODCr為80mg/L 、NH3-N為10mg/L、SS為70mg/L、色度為40倍。選用工藝流程為:厭氧氧化溝兼性塘絮凝沉淀。當進水水質較好,兼性塘出水達標時,即可直接將兼性塘水向外排放;而當進水水質較差,兼性塘出水達不到排放標準時,則啟用混凝沉淀系統,再排放沉淀池上清液。

從目前該套工藝的運行情況來看,當進水的COD較高時,出水水質良好;一旦COD 降低,特別是冬季低溫少雨,COD降低到不利于生化處理時,出水各水質成分均偏高難以達標,出水呈棕褐色,盡管啟用絮凝沉淀系統,效果仍不理想。由此可見,對于滲濾液的色度和NH3-N的有效去除,對生化處理將產生有利影響。

2.3.3 厭氧氣浮好氧工藝

大田山垃圾衛生填埋場滲濾液處理采用的是此工藝。根據廣州市環境衛生研究所對類似垃圾填埋場滲濾液檢測資料及模擬試驗,結合本場實際情況定出滲濾液污水處理設計參數。進水水質CODCr為8000mg/L、BOD5為5000mg/L、SS為700mg/L、pH值為7.5 ;出水水質CODCr為100mg/L、BOD5為60mg/L、SS為500mg/L、pH值為6.5~7.5。針對該場遠離市區的特點,為便于管理和節省能耗,經比較后選用厭氧和好氧聯合處理工藝。厭氧段為上向流式厭氧污泥床反應器,好氧段為生物接觸氧化法,加化學混凝沉淀和生物氧化塘,凈化處理達標后排放。剩余污泥經濃縮后送回填埋場處理。

考慮到滲濾液水質變幅較大的特點,在厭氧段后加入氣浮工藝,提高處理能力以應付進水水質偏高的情況。目前深圳下坪垃圾填埋場設計采用厭氧氣浮好氧工藝處理滲濾液。

2.3.4 UASB氧化溝穩定塘

福州市于1995年建成全國最大的現代化的城市垃圾綜合處理場--福州市紅廟嶺垃圾衛生填埋場。處理垃圾滲濾液水量為1000m3/d;垃圾滲濾液水質(入口)為CODCr為 8000mg/L、BOD5為5500mg/L;處理水質要求(出口)為CODCr去除率95%、 BOD5去除率97%。

設計采用上向流式厭氧污泥床奧貝爾氧化溝穩定塘工藝流程。垃圾填埋場的垃圾滲濾液集中到貯存庫,依靠庫址的較高地形,自流到集水池、格柵,經巴式計量槽計量后,靠勢能流至配水池,再依靠靜水頭壓至上向流式厭氧污泥床。經厭氧處理后的污水流至一沉池進行固液分離,上清液自流到奧貝爾氧化溝,沉淀污泥靠重力排至污泥池,污泥定期用罐車送到垃圾填埋場或堆肥利用。

污水在奧貝爾氧化溝進行好氧生化處理,奧貝爾氧化溝采用三溝式A/O工藝,具有先進的污水脫氮處理效果。該工藝突出的優點是在第一溝中既能對氨氮進行硝化,又能以BOD為碳源對硝酸鹽進行反硝化,總氮去除率可達80%,由于利用了污水中BOD作碳源,導致污水中的 BOD5被去除,減少了污水中的需氧量。為了提高氧化溝脫氮效果,把第三溝的出水用潛水泵再抽至第一溝進行內回流,在第一溝中進行反硝化。

經氧化溝處理的污水流入二沉池進行固液分離,澄清水自流至穩定塘進行生物處理。二沉池的剩余污泥靠重力排至濃縮池。濃縮池中的上清液回流至氧化溝處理,其濃縮后的污泥用潛水泵抽至罐車輸送到垃圾填埋場填埋,或進行堆肥處理。

2.4 土地處理

土地處理法亦即土壤灌溉法,是人類最早采用的污水處理法,但是土地處理系統的應用多見于城市污水處理。對于滲濾液的處理方法,將滲濾液收集起來,通過噴灌使之回流到填埋場。循環填埋場的滲濾液由于增加垃圾濕度,從而提高了生物活性,加速甲烷生產和廢物分解。其次由于噴灌中的蒸發作用,使滲濾液體積減小,有利于廢水處理系統的運轉,且可節約能源費用。北英格蘭的Seamer Carr垃圾填埋場,有一部分采用滲濾液再循環,20個月后再循環區滲濾液的COD值降低較多,金屬濃度有較大幅度下降,而NH3 -N、Cl-濃度變化較小。說明金屬濃度的下降不僅是由于稀釋作用引起的,也可能是垃圾中無機成分對其吸附造成的。

由于再循環滲濾液具有諸多優點,所以設計填埋場時頂部不要全部封閉,而應設立規則性排列的溝道以免對周圍水源的污染。低濃度滲濾液不能直接排放,因NH3-N、Cl-濃度仍較高,溫度較低季節,蒸發少,生物活性弱,再循環滲濾液的效果有待進一步研究。

2.5 硝化和反硝化

"老"的填埋場往往處于甲烷發酵階段,其滲濾液中氨氮含量較高,通常為100~1000mg /L。去除氨氮主要有兩種方法:一是硝化和反硝化;另一種是提高pH值至9以上,再用空氣吹脫。Robinson和Maris將年齡為20年的填埋場滲濾液在溫度為10℃,泥齡為60d的條件下曝氣(實際上此與氧化塘運行條件相仿),可完全硝化。其它用生物轉盤等好氧方法也都取得了成功,因此普遍認為滲濾液的硝化是不成問題的。

2.6 英Rochem's反滲透處理廠

在英國垃圾滲濾液處理廠使用Rochem's專利圓盤管反滲透系統對初級滲濾液進行處理。這種處理技術是由南亨伯賽德郡溫特頓填埋場所設計和生產的Rochem's離析膜系統。

這個系統的心臟是Rochem's專利圓盤管。這個圓柱體的組成包括板片、八角型鋼和一個圓管內的耐磨膜墊層,它能處理那些快速堵塞普通的反滲透膜系統的滲濾液。在膜的壓力下滲濾液進入Rochem's處理系統進行曝氣和pH校正。當含有污染物的滲濾液流經圓柱體內膜表面時,滲濾液中的污染物質由于反滲透作用而分離出來并經膜排出。整個系統清理的操作是自動化的,當需要對該系統進行化學清洗時,控制指示器就會顯示出信息來,同時自動清洗系統就會用已經程式化的化學制劑對該系統進行內部清洗,使其恢復到最初的功能。因為滲濾液在封閉情況下,在膜的表面形成湍流,減少氧化,產生惡臭,所以到一定時間要進行內部清洗,但這種清洗的間隔時間較長,Rochem's 離析膜系統能夠去除重金屬、固體懸浮物、氨氮和有害的難降解的有機物,處理后的水滿足嚴格的排放標準。

現在德國的Ihlenbery填埋場安裝投入使用的Rochem's處理系統,其處理能力的污水量為50m3/h,水的回收率為90%。

3 處理工藝的分析比較

與好氧方法相比,厭氧生物處理具有以下優點。

(1)好氧方法需消耗能量(空氣壓縮機、轉刷等),而厭氧處理卻可產生能量(產生甲烷氣) 。COD濃度越高,好氧方法耗能越多;厭氧方法產能越多,兩者的差異就越明顯。

(2)厭氧處理時有機物轉化成污泥的比例(0.1kgMLSS/kgCODCr)遠小于好氧處理的比例(0.5kgMLSS/kgCODCr),因此污泥處理和處置的費用大為降低。

(3)厭氧處理時污泥的生長量小,對無機營養元素的要求遠低于好氧處理,因此適于處理磷含量比較低的垃圾滲濾液。

(4)根據報道,許多在好氧條件下難于處理的鹵素有機物在厭氧時可以被生物降解。

(5)厭氧處理的有機負荷高,占地面積比較小。

但是,厭氧處理出水中的COD濃度和氨氮濃度仍比較高,溶解氧很低,不宜直接排放到河流或湖泊中,一般需要進行后續的好氧處理。另外,世界上大多數垃圾滲濾液多是偏酸性的 (pH值一般在5.5~7.0)。pH在7以下,產甲烷菌將會受到抑制甚至死亡,不利于厭氧處理,而好氧處理對pH的要求就沒有這么嚴格。再者,厭氧處理的最適溫度是35℃,低于這個溫度時,處理效率迅速降低。比較而言,好氧處理對溫度要求不高,在冬季時即使不控制水溫,仍能達到較好的出水水質。

鑒于以上原因,目前對COD濃度在50 000mg/L以上的高濃度垃圾滲濾液建議采用厭氧方法 (后接好氧處理)進行處理,對COD濃度在5 000mg/L以下的垃圾滲濾液建議采用好氧生物處理法。對于COD在5 000~50 000mg/L之間的垃圾滲濾液,好氧或厭氧方法均可,選擇工藝時主要考慮其它因素。

4 結論和建議

通過對上述幾種處理方法及處理工藝的分析比較可得以下結論,并提出水質、水量等方面的建議和意見:

(1)垃圾滲濾液具有成分復雜,水質水量變化巨大,有機物和氨氮濃度高,微生物營養元素比例失調等特點,因此在選擇垃圾滲濾液生物處理工藝時,必須詳細測定垃圾滲濾液的各種成分,分析其特點,以便采取相應的對策。還應通過小試和中試,取得可靠優化的工藝參數,以獲得理想的處理效果。

(2)多種方法應用于滲濾液的處理是可行的。在有條件的地方修筑生物塘,同時采用水生植物系統處理滲濾液,不僅投資省,而且運行費用低。土地處理也受到人們的重視,但在滲濾液的處理中選用尚少。生物膜法和活性污泥法有成熟的運行管理經驗,近年來結合采用厭氧好氧工藝生物處理滲濾液較多。但修建專用的滲濾液處理廠投資大,運行管理費用高,而且隨著填埋場的關閉,最終使水處理設施報廢,故應慎重選用。

(3)我國目前真正能滿足衛生填埋標準的填埋場并不多,許多填埋場因為投資所限無法按設計要求建造能達到環境保護要求的滲濾液收集系統。因此,宜發展投資省,效果好的滲濾液處理技術。垃圾填埋場滲濾液向填埋場回灌,利用土地吸附,土壤生物降解及垃圾填埋層的厭氧濾床作用使滲濾液降解,具有投資省、效果好,無需專門處理設施投資等特點。而且滲濾液的回灌可使垃圾保持濕潤,加速填埋場的穩定?;毓喾壳安捎幂^少,可作深入研究,以明確回灌法的使用條件,處理效率及回灌處理的工程設計參數。

篇(4)

【關鍵詞】 兩級A/O生物處理技術 垃圾滲濾液 應用

1 垃圾滲濾液的來源和特點

1.1 垃圾滲濾液的來源

垃圾滲濾液是城市生活垃圾在填埋場堆放過程中,由于受到雨水的淋洗以及地下水和地表水的長期浸泡將會產生垃圾滲濾液,這是垃圾自身產生的水分經過枯枝落葉層和土壤將會形成的高濃度的有機廢水[1]。垃圾滲濾液的主要來源包括以下幾種方式:

(1)降雨的滲入:其中包括雨雪,這是產生滲濾液的主要來源,這種方式具有時間短、濃度高和可重復性,這也是工程設計中需要重點考慮的依據;

(2)外部地表水流入:包括地表徑流和地面灌溉兩種方式;

(3)地下潛水的反滲:在垃圾填埋場滲濾液水位比場外的水位要低的情況下,如果沒有采取滲流控制措施,地下水將會滲透垃圾填埋場當中。垃圾滲濾液的產生量也會受到地下水的影響;

(4)垃圾自身的水分:這包括垃圾本身攜帶的水分和從空氣中吸附的水分;

(5)垃圾降解過程的水分:垃圾中的有機組分在垃圾填埋場內分解時將會產生水分,其生產的量和垃圾的成分、pH值、溫度和壓力存在很大的關系[2]。

1.2 垃圾填埋場滲濾液的水質特點

垃圾滲濾液中含有大量的有機物、氨氮、寄生蟲和有毒有害的重金屬成分,其中的成分非常復雜,水質和水量的變化也很大,如表1所示。

目前,我國已經建立成千上萬個大型的和小型的垃圾填埋場,并且還在不斷的建設中。這樣就會產生大量的垃圾衛生填埋場滲濾液,如果不能夠得到適當的處理,這肯定會對地下水造成了嚴重的影響,這樣將會威脅到人們的公共衛生[3]。垃圾滲濾液污染控制的重要內容就是需要分析滲濾液的特點,從而合理地選擇垃圾滲濾液處理工藝。

2 垃圾滲濾液的處理研究現狀

目前,國內外處理垃圾滲濾液的方法可分為場外處理和場內處理。在國外,垃圾滲濾液的產生量較小時,可以考慮與城市污水聯合處理,即場外處理。有研究表明,城市污水總量比垃圾滲濾液的量大于200,滲濾液增加的負荷小于10%時,場外處理方法可行,且效果較好。若控制不好比例,則會對城市生活污水處理廠造成沖擊負荷,滲濾液中的有毒有害物質也會對污水的生物處理產生副作用,嚴重時可破壞整個污水處理廠的正常運行[4]。而場內處理,通常指在垃圾填埋場內的循環噴灑處理,又或者靠近垃圾場單獨建立滲濾液污水處理廠。目前,國內大部分城市都選擇獨立的場內處理工藝,尋求高效的處理方法也在不斷的研究嘗試當中。最常采用的有生物處理法、物化處理法和土地處理等方法。

3 兩級A / O生物處理技術

A/O是Anoxic/Oxic的縮寫,兩級A/O是硝化反硝化的處理工藝,分別用A1、O1、A2、O2來表示。在傳統的二級生物處理的基礎上,廢水的生物脫氮通過硝化細菌及反硝化細菌的作用,將氨氮轉化為亞硝態氮和硝態氮并最終轉化為氮氣,從而達到脫氮的目的。除此之外,該處理工藝不需要額外添加碳源,因為廢水中的有機污染物可作為反硝化反應的碳源,可見反硝化反應是最為經濟的節能型降解過程。

3.1 工藝的可行性分析

滲濾液中有高濃度的有機污染物,它們中的大多數都是很難完全生物降解的腐殖類、灰黃霉酸物質,而垃圾滲濾液處理的核心內容,是力求出水指標中的CODcr、BOD5、NH3-N和TN去除率滿足出水水質標準。在諸多處理方法當中,生物處理方法的成本是最低的,由于其消耗的化學物質是最低的,同時還能夠除去大多數的NH3-N。為了能取得良好且穩定的處理效果,以生物處理方法為主,輔以適當的后續處理方法,成為近年來國內外常用的綜合處理工藝。

3.2 處理工藝流程

垃圾滲濾液由污水泵提升到調節池,接著泵入進水過濾器,在這里大顆粒雜質得以去除,下一步進入兩級A/O生物處理系統,進行兩級硝化和反硝化作用,在厭氧段厭氧菌將污水中的纖維、淀粉、碳水化合物等可溶性有機物和懸浮污染物水解為有機酸,使大分子有機物分解為小分子有機物,當這些經缺氧水解的產物進入好氧池進行好氧處理時,可提高污水的可生化性。為了實現泥水分離,提高微生物的濃度,接下來通過外置式的膜系統,進一步提高反應的去除率。同時剩余污泥排入污泥儲池,最終制成泥餅填埋。滲濾液污水后續處理流程為納濾和反滲透。當納濾出水達到排放標準以后,合格的出水將會排放到產水池;如果水質不合格時,超濾膜系統將會自動控制進入到反滲透系統,使有機污染物和氨氮去除達標,出水將會排到池中。擬以日處理100噸原料水為處理對象,其過程如圖1所示。

4 結語

在進行垃圾滲濾液處理時,整個過程的實施效率成為關鍵所在,為了使其出水能夠達到相關排放標準,對傳統A/O工藝進行優化,采用兩級A/O生物處理技術及后續膜處理技術,其在垃圾滲濾液處理的過程中具有很好的應用效果,能耗也很低,其還具有運行穩定和管理簡單的優勢。

參考文獻:

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[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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【關鍵詞】 衛生填埋 垃圾滲濾液 處理處置技術

前言

目前,我國大部分城市以衛生填埋作為垃圾處理的基本方式,在今后一段時期,衛生填埋處理仍將是國內城市生活垃圾處理的基本方式。衛生填埋作為目前最常見的垃圾處理方法,也存在著諸多污染問題,特別是填埋過程中產生的大量垃圾滲濾液,如不妥善處理,會對周圍的水體和土壤造成嚴重污染。

1 垃圾滲濾液及其污染特性

垃圾滲濾液是垃圾在堆放和填埋過程中由于發酵、雨水沖刷和地表水、地下水浸泡而滲濾出來的污水。來源主要有四個方面[1]:垃圾自身含水、垃圾生化反應產生的水、地下潛水的反滲和大氣降水,其中大氣降水具有集中性、短時性和反復性,占滲濾液總量的大部分。

滲濾液是一種成分復雜的高濃度有機廢水,其性質取決于垃圾成分、垃圾的粒徑、壓實程度、現場的氣候、水文條件和填埋時間等因素,一般來說有以下特點:

1.1 水質復雜,危害性大。有研究表明[2],運用GC-MS聯用技術對垃圾滲濾液中有機污染物成分進行分析,共檢測出垃圾滲濾液中主要有機污染物63種,可信度在60%以上的有34種。其中,烷烯烴6種,羧酸類19種,酯類5種,醇、酚類10種,醛、酮類10種,酰胺類7種,芳烴類1種,其他5種。其中已被確認為致癌物1種,促癌物、輔致癌物4種,致突變物1種,被列入我國環境優先污染物“黑名單”的有6種。

1.2 CODcr和BOD5濃度高。滲濾液中CODcr和BOD5最高分別可達90000 mg/L、38000mg/L甚至更高[3]

1.3 氨氮含量高,并且隨填埋時間的延長而升高,最高可達1700mg/L。滲濾液中的氮多以氨氮形式存在,約占TNK40%-50%。

1.4 水質變化大。根據填埋場的年齡,垃圾滲濾液分為兩類:一類是填埋時間在5年以下的年輕滲濾液,其特點是CODcr、BOD5濃度高,可生化性強;另一類是填埋時間在5年以上的年老滲濾液,由于新鮮垃圾逐漸變為陳腐垃圾,其pH值接近中性,CODcr和BOD5濃度有所降低,BOD5/CODcr比值減小,氨氮濃度增加。

1.5 金屬含量較高。垃圾滲濾液中含有十多種金屬離子,其中鐵和鋅在酸性發酵階段較高,鐵的濃度可達2000mg/L左右;鋅的濃度可達130mg/L左右,鉛的濃度可達12.3mg/L,鈣的濃度甚至達到4300mg/L[4]

1.6 滲濾液中的微生物營養元素比例失調,主要是C、N、P的比例失調。一般的垃圾滲濾液中的BOD5:P大都大于300。

2 垃圾滲濾液對環境的影響

通過對某填埋場的滲濾液處理情況進行調查發現,填埋場運行至今,大約處理了約80萬噸的滲濾液,同時約有32萬噸的滲濾液從污水庫中溢出直接進入納污水域,并且目前還有9.6萬噸滲濾液存儲于污水庫內。經過化學分析,在污水庫出口處的滲濾液CODcr平均值為2800mg/l,BOD5平均值為1750mg/l,氨氮708mg/l,總氮平均濃度達700mg/l,平均色度達251度,金屬含量不高,以色質聯機對有機物定性分析,發現滲濾液中有機物最高含碳數可達12,主要為環烷烴、酯類、羧酸類、苯酚和硫磺等。經過處理后排入納污水域的水質CODcr值為283mg/l,仍超標1.83倍,BOD5值為108mg/l,超標2.6倍,NH3-N值為190mg/l,超標11.67倍,總氮679mg/l,色度133度,并且含有大量有機物,說明了該場污水處理過程還未能滿足污水達標排放,受此影響,該填埋場的一級納污水體的水質已經明顯惡化。這一情況已經引起當地部門的高度重視。

3 滲濾液的處理工藝改進

針對該垃圾填埋場存在的問題,對該場污水處理設施提出以下改進建議:(l)改革處理工藝,增加“FEO”前處理工段,(2)完善厭氧反應器的配套設施,(3)對奧貝爾氧化溝進行改造,(4)加強對氧化塘的運行管理。希望通過此次改進能是處理后的廢水達標排放,有效控制滲濾液對周邊環境造成的污染。

4發展趨勢

垃圾填埋場滲濾液的控制和處理是保證垃圾的長期、安全處置的關鍵。因此,對滲濾液處理的研究至關重要。通過分析和總結目前滲濾液處理現狀,今后滲濾液處理研究應把重點放在以下幾個方面。

首先,現有的滲濾液處理方法多種多樣,各具特色,因此,運用時不能生搬硬套,而要因地制宜。不同地域的地理位置、地理結構、氣象條件以及垃圾成分等因素的差別都會導致滲濾液質和量的差異。如針對北方降雨量少而蒸發量大的特點,滲濾液回灌法就比較經濟有效;而南方溫暖濕潤的氣候就有利于應用土壤-植物法處理滲濾液的開發和應用。

其次,垃圾填埋的穩定化研究也是必要的。促進填埋垃圾的穩定化,不僅可以縮短填埋垃圾的穩定化時間,提高產氣速率,而且可以縮短垃圾滲濾液產生的周期,在一定程度和范圍內改善滲濾液的處理難度。

第三,滲濾液的主要兩大特點和難點就是其氨氮濃度高以及可生化性差。對于其產生機理,目前只是基于一定的定性認識,還缺乏對于其動力學特征等深層次機理的研究。而這些問題的研究,將有助于對滲濾液處理方法的研究和開發,找出更為經濟有效的處理滲濾液的新方法。

參考文獻

[1]喻曉,張甲耀,劉楚良.垃圾滲濾液污染特性及其處理技術研究和應用趨勢[J].環境科學與技術,2002,25(5):43-45

[2] 劉軍等.運用GC-MS聯用技術對垃圾滲濾液中有機污染物成分的分析.環境污染治理技術與設備,2003,8(4):

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[4]陳玉成等.城市生活垃圾滲瀝水的污染及其全過程控制.環境科學動態,1995,(4):

[5]沈耀良,王寶貞.城市垃圾填埋場滲濾液處理方案及其分析[J].給水排水,1999,25(8):18-22

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關鍵詞:垃圾滲濾液 兩級DTRO 工藝特征 垃圾填埋場

中圖分類號: X703 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)03(b)-0049-01

隨著城鎮生活垃圾的增多,垃圾滲濾液處理設備逐步向著城鎮方向深入,污染物的排放標準趨于嚴格。本文結合工程實例,著重探討兩級DTRO在規模較小的垃圾滲濾液項目中的處理方法及應用優勢。

1 小規模垃圾滲濾液的水質特點

(1)色度。垃圾滲濾液的色度較大,通常在200-4000倍間及其以上,并具有高毒性,通常呈暗褐色、茶色或深褐色,味具濃烈的腐化臭味。

(2)滲濾液前、后期水質變化大。滲濾液的水質變化幅度很大,它不僅體現在同一年內各個季節水質差別很大,濃度變幅可高達幾倍,并且隨著填埋年限的增加,水質特征也在不斷發生變化。

(3)重金屬。因垃圾分類收集及填埋場的分撿不力,導致眾多重金屬廢物殘留于此,增加了滲濾液內部的重金屬量。

(4)生物降解特性。垃圾填埋場初始階段BOD/COD的值維持在0.4-0.5之間,此時的生物降解性能較佳;中、后期階段,因BOD及COD濃度的降速各異,BOD/COD的值逐步下降到0.05-0.2。并存在未被生物降解的富里酸及腐殖酸,使生物降解特性每況愈下。

(5)氨氮濃度。由于大部分填埋場為厭氧填埋,堆體內的厭氧環境造成滲濾中氨氮濃度極高,并且隨著填埋年限的增加而不斷升高,有時可高達1000~3000mg/l。當采用生物處理系統時,需采用很長的停留時間,以避免氨氮或其氧化衍生物對微生物的毒害作用。

(6)電導率。滲濾液的電導率持續偏高,一般在30000~60000μs/cm間。

2 工藝設計案例

(1)預處理系統

滲濾液的pH值隨環境、場齡等各類條件的變化而改變,其成分異常復雜,包含各類硅、鈣、鎂、鋇等難溶解鹽,這些難溶的無機鹽透過反滲系統之后,便被高倍濃縮,當其自身濃度高于該狀況下的溶解度時,就會在膜外表產生結垢。而調節原水的pH值可抵抗碳酸鹽無機鹽的結垢,因此,在透過反滲系統之前,要調節原水的pH值。調節池原水通過提升泵進入反滲系統的原水罐內,在原水罐內調節pH值,并摻入酸性物,在原水泵壓力增大的狀態下,原水罐的出水進入到石英砂過濾器中,其過濾精度為50 μm。砂濾出水之后進入到芯式過濾器中,針對滲濾液級系統而言,因原水內鈣、鋇及鎂等結垢離子及硅酸鹽量較高,通過DT膜高倍濃縮之后,這一系列硅酸鹽極易在濃縮液一端呈現過飽和態,因此,依照水質狀況,在芯式過濾器前摻入固定量的阻垢劑,避免硅酸鹽結垢,摻入量需根據原水的水質狀況加以明確。

(2)兩級DTRO系統

①一級反滲透。經由芯式過濾器的滲濾液直接入至高壓柱塞泵內,DT膜系統的每臺柱塞泵后端均設有一減震設備,主要用途在于抵消高壓泵所產生的壓力脈沖,并為反滲透膜柱提供穩壓力。經高壓泵后端的出水進至膜柱或在線泵,因高壓泵的有限流量無法為膜柱提供水源,因此,經在線泵把膜柱出口的一批濃縮液回流到在線泵的入口處,借以確保膜外表擁有充分的流動速度及流量,有效地杜絕膜污染。

②二級反滲透。二級DT膜系統實質上是對一級DT膜系統的繼續處理,通過一級DT膜系統處理之后的滲濾液不必摻入任何藥劑即可被送至二級DT膜系統的高壓泵內。二級高壓泵設有頻率變化控制設備,其輸出的具體流量及運行頻率可依照一級滲濾液流量傳感儀器的反饋值自行配合完成,二級高壓泵的入口管理處配備濃縮液自補償裝備,避免一級系統所生成的水量影響到二級系統的常態運行。二級濃縮液一側配有一臺伺服電機調控閥門,其作用是嚴控膜組內壓及回收率,當透過液進至脫氣塔時,以吹脫的方式可去除CO2等諸氣體,使PH的值穩定在6~9間,實現達標排放。

③系統的清洗及沖洗。膜系統的清洗包含化學清洗及一般沖洗,目的在于維持膜片的高效,有效杜絕污染物質在膜片外表殘余。化學清洗一般由電子計算機系統自行控制,能在計算機界面上設置清洗的具體參數,清洗時長通??刂圃?~2 h,清洗中的殘留液體要排放到調節池內。清洗的周期通常取決于進水污染物質的實際濃度,當進入條件恒定不變時,若膜系統的透過液量下降10%~15%,則要開展清洗,清洗的時長根據清洗方式的不同而各異。在系統常態運行的過程中,如若停機,可選用沖洗后再停機的模式;如若發生系統出現故障而停機,則需執行具體的沖洗流程。

3 工藝特征

(1)組件養護較容易,運行相對靈活 DTRO組件通常采用標準化設計工藝,方便拆卸養護,組件一經開啟即可查看膜片及其余配件,維修較簡易,當零配件數目不足時,組件可安裝少量的導流盤及膜片而對其使用不構成妨礙,這也是其余樣式的膜組件所不可比擬的優勢。DTRO系統的開啟速度快,運行較靈敏,可持續或間歇性地運行,也可盡快完成系統串并聯方式的調整,并同另外的工藝搭配使用,以達到水質水量的規范要求。

(2)防污性能高。DTRO系統可對SDI指數達15~20倍的進水開展有序處理,且膜的防污抗結垢的性能依然維持在較佳的狀態。

(3)系統出水穩定,受外界因素制約較小。DTRO系統不受滲濾液的碳氨比及可生化性等諸要素的制約,可更好地適應各填埋時期的滲濾液水質,對于處理北方嚴寒地區及老垃圾場的滲濾液具有顯著的優勢,系統出水的水質較平穩。

(4)占地面積較小。DTRO系統屬一類集成系統,其結構相對緊湊,附屬設施均為型號較小的構筑物體,占地面積較小。

4 結語

DTRO系統開啟時長較短暫,可滿足我國北方嚴寒區域的需求及特征。實踐表明,規模較小的垃圾滲濾液處理采用該工藝模式,均能合乎國家排放要求,并為工程創造可觀的經濟效益和市場發展前景。

參考文獻

[1] 李亞選,韓谷,李政,等.UASB―MBR―DTRO工藝在垃圾滲濾液處理中的應用[J].給水排水,2009(10).

篇(7)

關鍵詞:城市垃圾滲濾液;處理

Abstract: City of landfill leach ate is a complex composition of high concentration organic wastewater, it has become the most serious groundwater pollution sources, if to discharge untreated without treatment; it can cause serious environmental pollution. This paper analyzed the leachate treatment process to introduce a variety of leachate treatment methods, and treatment methods were comparedKey words: urban landfill leachate; processing

中圖分類號:R124.3 文獻標識碼: A 文章編號:2095-2104(2012)03-00

1概 述

近年來,隨著我國城市化進程迅速發展,城市垃圾填埋場數量劇增,產生的生活垃圾迅速增長.垃圾滲濾液的高濃度氨氮廢水,排放量大,成分復雜,毒性強,對環境危害大,處理難度又很大,使得氨氮廢水的污染及其治理一直受到全世界環保領域的高度重視.因此城市垃圾填埋場滲濾液的處理一直是填埋場設計、運行和管理中非常棘手的問題。滲濾液是液體在填埋場重力流動的產物,主要來源于降水和垃圾本身的內含水。在垃圾填埋過程中產生的污染性極強的垃圾滲濾液極易下滲污染地下水,若處理不當會對生態環境和人體健康帶來巨大危害,因此垃圾滲濾液的有效處理十分迫切已成為目前國內外環境工程領域的難點之一。以保護環境為目的,對滲濾液進行處理是必不可少的。

2滲濾液處理工藝

現有的垃圾滲濾液處理技術主要分為生物法、物化法和土地法三大類。生物處理法中厭氧處理有上流式厭氧污泥床UASB、厭氧折流板反應器ABR、厭氧塘、EGSB、IC 等;好氧處理有好氧曝氣塘、活性污泥法、生物轉盤和滴濾池等,無氧/好氧(A/O)混合處理。物化法主要有化學混凝沉淀、活性炭吸附、化學氧化、催化氧化、膜處理、膜滲析、氣提及濕式氧化法等多種方法等。土地處理如人工濕地等主要通過土壤顆粒的過濾,離子交換吸附和沉淀等.

3滲濾液處理方法介紹

目前的滲濾液的處理方法大致可分為回灌法、物化法、生物法、土地法等.

3.1 濾液回灌法 將垃圾填埋場產生的未經處理的滲濾液或者處理不充分的濾液部分或全部噴灌至填埋場的表面,利用土壤的物化吸附作用及土壤層和填埋層中微生物的代謝凈化作用,使滲濾液得到凈化。但是回灌存在許多問題,濾液進水過高或者微生物過量繁殖容易造成土壤堵塞,垃圾填埋層中因厭氧消化而出現的有機酸積累水質酸化嚴重,同時回灌技術對氨氮的去除效果不夠理想。一些地區雨季降水量大,容易隨水地表徑流產生二次污染,回灌時表面噴灌會散發臭味對環境造成不良影響。

3.2 物化法 物化法包括混凝、吹脫、活性炭吸附、蒸發法、化學沉淀、電解催化氧化、離子交換、膜分離等多種方法。物化法相對穩定,一般不受垃圾滲濾液水質、水量變化的影響。物化法出水水質穩定,尤其對可生化性較低的垃圾滲濾液有較好的處理效果。但由于物化法處理費用高,通常只用于滲濾液的預處理或深度處理。

3.3 生物法 在眾多方法中生物法由于其投資運營費用低為各污水廠首選。生物法一般可分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩大類,好氧處理工藝有活性污泥法、曝氣氧化塘、穩定塘、生物轉盤、滴濾池等。厭氧處理工藝有厭氧生物濾池、厭氧接觸法、上流式厭氧污泥床、厭氧混合床等。生物法是垃圾滲濾液處理中最常用的一類方法,因其運行費用低、處理效率高、不會出現化學污泥等特點而被世界各國廣泛采用。當滲濾液的BOD5/CODCr 值大于0.3 時,表明滲濾液的可生化性較好,可采用生化法處理。生化處理具有處理效果好、成本低等優點,它是目前應用最廣泛的處理方法。 3.3. 1 好氧處理

用活性污泥法、氧化溝、好氧穩定塘,生物轉盤等好氧法處理滲濾液都有成功的經驗,好氧處理顆幼小的降低BOD5、COD和氨氮,還可以去除另一些污染物質如鐵、錳等金屬。在好氧法中又以延時曝氣法用的最多,還有曝氣穩定塘和生物轉盤(主要用以去除氮)。下面將對目前主要工藝予以介紹

1. 傳統活性污泥法 滲濾液可用生物法、化學絮凝、炭吸附、膜過濾、脂吸附、氣提等方法單獨或聯合處理,其中活性污泥因其費用低、效率高而得到最廣泛的應用。美國和德國的幾個活性污泥法污水處理廠的運行結果表明,通過提高污泥濃度來降低污泥有機負荷,活性污泥法可以獲得令人滿意的垃圾滲濾液處理效果。

2.曝氣穩定塘與活性污泥法相比,曝氣穩定塘體積大,有機負荷低,盡管降解進度較慢,但由于其工程簡單,在土地不貴的地區,是最省錢的垃圾滲濾液好氧生物處理方法.美國、加拿大、英國、澳大利亞和德國的小試、中試及生產規模的研究都表明,采用曝氣穩定塘能獲得較好的垃圾滲濾液處理效果。

3. 生物膜法 與活性污泥法相比,生物膜法具有抗水量、水質沖擊負荷的優點,而且生物膜上能生長世代時間較長的微生物,如消化菌之類。加拿大British Columbia 大學的C.Peddie 和J.Atwater用直徑0.9m的生物轉盤處理CODCr

3.3.2厭氧生物處理

厭氧生物處理的有目的運用已有近百年的歷史.但直到近20年來,隨著微生物學、生物化學等學科發展和工程實踐的積累,不斷開發出新的厭氧處理工藝,克服了傳統工藝的水力停留時間長,有機負荷低等特點,使它在理論和實踐上有了很大進步,在處理高濃度(BOD5≥2000mg/L)有機廢水方面取得了良好效果。

厭氧生物處理有許多優點,最主要的是能耗少,操作簡單,因此投資及運行費用低廉,而且由于產生的剩余污泥量少,所需的營養物質也少,如其BOD5/P只需為4000:1,雖然滲濾液中P的含量通常少于1mg/L,但仍能滿足微生物對P的要求,用普通的厭氧硝化,35℃、負荷為1kgCOD/(m3.d),停留時間10d,滲濾液中COD去除率可達90%。

近年來,開發的厭氧生物處理方法有:厭氧生物濾池、厭氧接觸池、上流式厭氧污泥床反應器及分段厭氧硝化等。

3.3.3 厭氧與好氧的結合方式

雖然實踐已經證明厭氧生物法對高濃度有機廢水處理的有效性,但單獨采用厭氧法處理滲濾液也很少見.對高濃度的垃圾滲濾液采用厭氧-氧處理工藝即經濟合理,處理效率又高.COD和BOD的去除率分別達86.8%和97.2%。

3.3.4 處理工藝的分析比較

與好氧方法相比,厭氧生物處理具有以下優點:⑴好氧方法需消耗能量(空氣壓縮機、轉刷等),而厭氧處理卻可產生能量(產生甲烷氣)。COD濃度越高,好氧方法耗能越多;厭氧方法產能越多,兩者的差異就越明顯。⑵厭氧處理時有機物轉化成污泥的比例(0.1kgMISS/kgCODCr)遠小于好氧處理的比例(0.5kgMISS/kgCODCr),因此污泥處理和處置的費用大為降低。⑶厭氧處理時污泥的生長量小,對無機營養元素的要求遠低于好氧處理,因此適于處理磷含量比較低的垃圾滲濾液。⑷根據報道,許多在好氧條件下難于處理的鹵素有機物在厭氧時可以被生物降解。⑸厭氧處理的有機負荷高,占地面積比較小。

鑒于以上原因,目前對COD濃度在50000mg/L以上的高濃度垃圾滲濾液建議采用厭氧方法(后接好氧處理)進行處理,對COD濃度在5000mg/L以下的垃圾滲濾液建議次啊用好氧生物處理法。對于COD在5000-50000mg/L之間的垃圾滲濾液,好氧或厭氧方法均可,選擇工藝時主要考慮其它因素。

3.4土地法

土地處理法包括慢速滲濾法、快速滲濾法、表面漫流、人工濕地和回灌等,其中人工濕地和回灌應用得較多。

4 結論和建議

通過對上述幾種處理方法及處理工藝的分析比較可得以下結論,并提出水質、水量等方面的建議和意見:

⑴垃圾滲濾液具有成分復雜,水質水量變化巨大,有機物和氨氮濃度高,微生物營養元素比例失調等特點,因此在選擇垃圾滲濾液生物處理工藝時,必須詳細測定垃圾滲濾液的各種成分,分析其特點,以便采取相應的對策。還應通過小試和中試,取得可靠優化的工藝參數,以獲得理想的處理效果。

⑵多種方法應用于滲濾液的處理是可行的。在有條件的地方修筑生物塘,同時采用水生植物系統處理滲濾液,不僅投資省,而且運行費用低。

⑶我國目前真正能滿足衛生填埋標準的填埋場并不多,許多填埋場因為投資所限無法按設計要求建造能達到環境保護要求的滲濾液收集系統。因此,宜發展投資省、效果好的滲濾液處理技術。垃圾填埋場滲濾液向填埋場回灌,利用土地吸附,土壤生物降解及垃圾填埋層的厭氧濾床作用使滲濾液降解,具有投資省、效果好,無需專門處理設施投資等特點。

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