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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=(w 2 —w 2 —w 3 —w 4 —w 5 )×a
式中:q—渗滤液水量 a—填埋场汇水面积 w 1 —降雨量
w 2 —单位面积地下水渗入量 w 3 —单位面积垃圾及覆土的含水量
w 4 —单位面积地表径流量
w 5 —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:
【关键词】 卫生填埋 垃圾渗滤液 处理处置技术
前言
目前,我国大部分城市以卫生填埋作为垃圾处理的基本方式,在今后一段时期,卫生填埋处理仍将是国内城市生活垃圾处理的基本方式。卫生填埋作为目前最常见的垃圾处理方法,也存在着诸多污染问题,特别是填埋过程中产生的大量垃圾渗滤液,如不妥善处理,会对周围的水体和土壤造成严重污染。
1 垃圾渗滤液及其污染特性
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[1]:垃圾自身含水、垃圾生化反应产生的水、地下潜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,其性质取决于垃圾成分、垃圾的粒径、压实程度、现场的气候、水文条件和填埋时间等因素,一般来说有以下特点:
1.1 水质复杂,危害性大。有研究表明[2],运用GC-MS联用技术对垃圾渗滤液中有机污染物成分进行分析,共检测出垃圾渗滤液中主要有机污染物63种,可信度在60%以上的有34种。其中,烷烯烃6种,羧酸类19种,酯类5种,醇、酚类10种,醛、酮类10种,酰胺类7种,芳烃类1种,其他5种。其中已被确认为致癌物1种,促癌物、辅致癌物4种,致突变物1种,被列入我国环境优先污染物“黑名单”的有6种。
1.2 CODcr和BOD5浓度高。渗滤液中CODcr和BOD5最高分别可达90000 mg/L、38000mg/L甚至更高[3]
1.3 氨氮含量高,并且随填埋时间的延长而升高,最高可达1700mg/L。渗滤液中的氮多以氨氮形式存在,约占TNK40%-50%。
1.4 水质变化大。根据填埋场的年龄,垃圾渗滤液分为两类:一类是填埋时间在5年以下的年轻渗滤液,其特点是CODcr、BOD5浓度高,可生化性强;另一类是填埋时间在5年以上的年老渗滤液,由于新鲜垃圾逐渐变为陈腐垃圾,其pH值接近中性,CODcr和BOD5浓度有所降低,BOD5/CODcr比值减小,氨氮浓度增加。
1.5 金属含量较高。垃圾渗滤液中含有十多种金属离子,其中铁和锌在酸性发酵阶段较高,铁的浓度可达2000mg/L左右;锌的浓度可达130mg/L左右,铅的浓度可达12.3mg/L,钙的浓度甚至达到4300mg/L[4]
1.6 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。一般的垃圾渗滤液中的BOD5:P大都大于300。
2 垃圾渗滤液对环境的影响
通过对某填埋场的渗滤液处理情况进行调查发现,填埋场运行至今,大约处理了约80万吨的渗滤液,同时约有32万吨的渗滤液从污水库中溢出直接进入纳污水域,并且目前还有9.6万吨渗滤液存储于污水库内。经过化学分析,在污水库出口处的渗滤液CODcr平均值为2800mg/l,BOD5平均值为1750mg/l,氨氮708mg/l,总氮平均浓度达700mg/l,平均色度达251度,金属含量不高,以色质联机对有机物定性分析,发现渗滤液中有机物最高含碳数可达12,主要为环烷烃、酯类、羧酸类、苯酚和硫磺等。经过处理后排入纳污水域的水质CODcr值为283mg/l,仍超标1.83倍,BOD5值为108mg/l,超标2.6倍,NH3-N值为190mg/l,超标11.67倍,总氮679mg/l,色度133度,并且含有大量有机物,说明了该场污水处理过程还未能满足污水达标排放,受此影响,该填埋场的一级纳污水体的水质已经明显恶化。这一情况已经引起当地部门的高度重视。
3 渗滤液的处理工艺改进
针对该垃圾填埋场存在的问题,对该场污水处理设施提出以下改进建议:(l)改革处理工艺,增加“FEO”前处理工段,(2)完善厌氧反应器的配套设施,(3)对奥贝尔氧化沟进行改造,(4)加强对氧化塘的运行管理。希望通过此次改进能是处理后的废水达标排放,有效控制渗滤液对周边环境造成的污染。
4发展趋势
垃圾填埋场渗滤液的控制和处理是保证垃圾的长期、安全处置的关键。因此,对渗滤液处理的研究至关重要。通过分析和总结目前渗滤液处理现状,今后渗滤液处理研究应把重点放在以下几个方面。
首先,现有的渗滤液处理方法多种多样,各具特色,因此,运用时不能生搬硬套,而要因地制宜。不同地域的地理位置、地理结构、气象条件以及垃圾成分等因素的差别都会导致渗滤液质和量的差异。如针对北方降雨量少而蒸发量大的特点,渗滤液回灌法就比较经济有效;而南方温暖湿润的气候就有利于应用土壤-植物法处理渗滤液的开发和应用。
其次,垃圾填埋的稳定化研究也是必要的。促进填埋垃圾的稳定化,不仅可以缩短填埋垃圾的稳定化时间,提高产气速率,而且可以缩短垃圾渗滤液产生的周期,在一定程度和范围内改善渗滤液的处理难度。
第三,渗滤液的主要两大特点和难点就是其氨氮浓度高以及可生化性差。对于其产生机理,目前只是基于一定的定性认识,还缺乏对于其动力学特征等深层次机理的研究。而这些问题的研究,将有助于对渗滤液处理方法的研究和开发,找出更为经济有效的处理渗滤液的新方法。
参考文献
[1]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
[2] 刘军等.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.环境污染治理技术与设备,2003,8(4):
[3]杨军等.垃圾填埋场渗滤液处理方法及其分析.四川环境,2005,24(1):
[4]陈玉成等.城市生活垃圾渗沥水的污染及其全过程控制.环境科学动态,1995,(4):
[5]沈耀良,王宝贞.城市垃圾填埋场渗滤液处理方案及其分析[J].给水排水,1999,25(8):18-22
[关键词]垃圾填埋渗滤液 水质特性 影响因素
[中图分类号] X52 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-3-322-2
1引言
由于填埋方式具备处理垃圾量大、运行成本低、易操作等优点,我国城市产生的大量生活垃圾主要以填埋方式处理。但在填埋过程中,垃圾中原含有的水、场内渗入的雨水、地下水、地表水及垃圾降解反应生成的水,在微生物的发酵及压实作用下,经过垃圾层过滤后,会渗出的大量的垃圾填埋渗滤液。它含有大量的重金属、有毒物质及有机污染物。如果处理不当,就会穿过地表及地下土层,严重污染地下水体、毁坏地表植被、威胁人类健康。
2垃圾填埋渗滤液水质特性
2.1污染物浓度含量高
垃圾填埋渗滤液的污染物浓度含量高且变化范围较大。BOD5和COD最高能够达到数千至几万mg/L。在pH=7时,BOD5/COD在0.5至0.6之间。垃圾填埋场的运行时间越长,BOD5、COD、BOD5/COD会降低,但碱度升高。
2.2含有大量有机污染物
表l为我国城市垃圾填埋渗滤液的典型污染物及浓度变化,易知其含有的有机污染物组分复杂且浓度较高。其中存在77种有机污染物(可疑致癌物1种,辅致癌物4种),还含有难以生物降解的氯化芳香族化合物、酚类化合物、磷酸酯及苯胺类化合物等。
2.3水质和水量变化较大
垃圾填埋渗滤液水量随季节的变化而变化,雨季水量远大于旱季水量。另外,污染物的组成和浓度也会呈季节性变化。随着垃圾填埋时间的延长,渗滤液水质变化明显。垃圾填埋时间在5年以下的渗滤液水质特点为色度较大、COD及BOD5的浓度较高,且BOD5/COD也相对较高、pH值相对较低、重金属离子的浓度也很高。垃圾填埋时间在10年以上的渗滤液的水质特点为色度较大、COD以及BOD5的浓度较低,且BOD5/COD也相对较低、pH值一般在6-8之间,为中性或弱碱性、重金属离子浓度开始减少、可生化能力较差。垃圾填埋时间在5-10年的渗滤液的水质特点介于两者之间。
2.4重金属含量多
垃圾填埋渗滤液中重金属离子含量多达10几种,且含量较高,特别当生活垃圾与工业垃圾混合填埋时,重金属离子的含量往往更高。垃圾填埋渗滤液的色度高达2000―4000倍,会散发出极重的腐败臭味。重金属离子中铁的含量可多达2050 mg/L、锌的含量可多达130 mg/L、铅的含量可高达12.3mg/L、钙的含量甚至可高达4200 mg/L。这些含量大的重金属离子会严重抑制生物处理过程。
2.5氨氮含量较高
垃圾填埋渗滤液一个重要的水质特性是氨氮含量较高。另外,氨氮的浓度会随垃圾填埋时间而不断增加,可高达数千至上万mg/L,大约占总氮含量的百分之九十以上。当垃圾填埋渗滤液中氨氮浓度较高时,微生物的活性受到严重影响,进而抑制了微生物的氧化作用。同时,氨氮浓度越高,其抑制性就越强,就大大降低了生物处理的效果。
2.6微生物营养元素比例失衡
由于氨氮含量较高,垃圾填埋渗滤液中C/N的比例常出现失衡情况,另外,因为P元素的缺乏,BOD5/TP值大部分为300以上,与微生物生长所适宜的100:1的碳磷比相差很大。这在一定程度上严重抑制了垃圾填埋渗滤液中微生物的繁殖生长。
3影响因素
垃圾填埋场渗滤液的水质特性与填埋垃圾的种类及填埋场的构造、运行管理、气象条件有关。另外,在同一垃圾填埋场中,渗滤液水质特性与填埋时间呈高度相关。
3.1垃圾种类的影响
垃圾填埋场渗滤液水质特性受填埋垃圾种类的影响比较大。厨余垃圾中的有机物是渗滤液中 CODCr与BOD5的主要来源。厨余垃圾含量的高低能够直接影响渗滤液COD和BOD5浓度的高低。除此之外,因为灰渣、残土等对有机物会有过滤与吸附作用,因此填埋垃圾中灰渣、残土的含量也会较大的影响渗滤液中有机物的浓度。另外,因为城市人群的生活习惯、生活水平及环保意识的不相同,各个城市的垃圾种类也会相差较大,从而使渗滤液的COD及BOD5在数千至上万mg/L间变化,见表2。
3.2填埋时间的影响
垃圾填埋场处理垃圾的过程实际上是一个多次垃圾填充、压实及覆盖过程。不同的填埋区处于不同的填埋年龄。根据垃圾填埋时间,填埋场渗滤液通常分为3-5年的年轻填埋场的渗滤液、5-10年的中年填埋场的渗滤液及10年以上的老年填埋场的渗滤液。填埋时间对垃圾填埋渗滤液水质特性的影响主要在于微生物分解可降解物及大气降雨进入垃圾填埋层后对污染物的洗刷溶解作用。表3是渗滤液水质特性随填埋年龄变化。
3.3填埋工艺的影响
在垃圾填埋场外设置排洪沟,可以排除场外的地表径流;另外,在场底铺设黄粘土或衬垫,能够有效防止地表径流和地下水进入垃圾填埋场,那么渗滤液中有机物浓度就保持相对较高。同时,如果垃圾填埋场的地表径流未截流或截流效果不好、使用一般的粘土来防止渗滤液污染地下水,都会致使渗滤液的有机物浓度降低,大量增加渗滤液水量。
3.4填埋场运行管理的影响
填埋场采用渗滤液回灌方式,能够持续补充并保持垃圾层内的湿度和营养。可以为微生物降解有机物的作用提供了更加适宜的条件,维持填埋场的稳定并改善渗滤液的水质。同时,渗滤液含有的有机物又能够被垃圾层中的微生物分解,大大较少了渗滤液中有机污染物的浓度。
3.5填埋结构的影响
填埋结构直接关系到垃圾填埋渗滤液的生物降解作用及稳定进程,影响主要在于不同的结构会造成垃圾层中氧气状况的差异。好氧填埋场内进行好氧降解,将可降解化合物等降解为C02与水,能更快改善渗滤液的水质。
3.6环境温度的影响
环境温度能够影响微生物的活动及化学反应的进程。温度升高适宜的温度有利于微生物的生长繁殖,加快降解垃圾,可以增加渗滤液水量。而零下温度致使一部分垃圾冻结,使废液减少,抑制一些化学反应。
4结束语
垃圾填埋是我国最常用的生活垃圾处理方式,其产生的渗滤液含有大量有机污染物、重金属、氨氮等,并易受垃圾种类、时间、填埋结构、温度等影响,具有复杂性,其处理也具备一定难度。所以,必须针对其水质特性及影响因素,选择出高效、环保、经济的渗滤液处理工艺。
参考文献
[1]代晋国,宋乾武,王红雨.我国垃圾渗滤液处理存在问题及对策分析[J].环境工程,2011(S1).
关键词:生物除臭剂;垃圾渗滤液;嗅阈值
中图分类号:R124.3文献标识码:A文章编号:16749944(2013)04021703
1引言
恶臭作为大气污染公害之一,在全球范围内受到了各国广泛重视,国内外研究学者对恶臭治理技术进行了长期的研究与探索。在不同恶臭源中,垃圾填埋场恶臭处理是目前研究的难点和热点。垃圾填埋过程中所产生的种类繁多,成分复杂,垃圾渗滤液含有较高浓度的氨气、硫化氢、甲烷等多种成分的恶臭气体,对周边的环境造成极大的污染,严重影响人们的正常生活[1]。如何有效控制垃圾渗滤所产生的恶臭,关键是对垃圾渗滤液源头调节池的恶臭和污泥恶臭处理,然而目前还没有开发出能够广泛应用于垃圾渗滤液恶臭处理的技术[2]。因此,笔者根据垃圾渗滤液产生臭味的特点,采用新型复合微生物除臭剂从垃圾处理填埋和垃圾渗滤处理不同阶段投加使用,探索复合微生物菌剂对垃圾渗滤液臭味去除效果,以待提高生化处理垃圾渗滤液的效率和质量,为除臭剂推广使用和垃圾渗滤除臭工程治理提供理论依据。
2材料与方法
2.1实验材料
新型复合微生物除臭剂:来源于江苏碧程环保设备有限公司。
2.2实验方法
2.2.1实验室内检测
采集垃圾渗滤液于实验室密封容器内,新型生物除臭剂按垃圾渗滤液10%添加量加入到盛有新鲜垃圾渗滤液250mL的锥形瓶(500mL)中,于28℃,转速为180 r/min的恒温振荡培养3d,然后恒温静止培养2d,每12h测定垃圾渗滤液氨态氮的数值,测定方法采用HJ-537-2009《水质-氨氮的测定 蒸馏-中和滴定法》。同时,每天采用嗅阈值法测定恶臭嗅阈值。
垃圾渗滤液的嗅阈值的测定,采用美国颁布的《水质检测方法中的嗅阈值测定方法》 (2000年),即用无臭水稀释水样,直至闻出最低可辨别臭气的浓度(嗅阈浓度),用其表示臭气的阈限,水样稀释到刚好闻出臭味的稀释倍数成为嗅阈值[3]:
嗅阈值=水样体积(mL)+无臭水样体积(mL)水样体积(mL)。
2.2.2垃圾渗滤液周围恶臭气体检测和水质特征检测
浙江某垃圾渗滤液处理厂,垃圾渗滤液调节池是开放式的,有着强烈的恶臭气味,表1是该垃圾渗滤液的水质特征。新型生物除臭剂与垃圾渗滤液按照1∶500比例喷洒到垃圾渗滤液调节池,在调节池风口选择3个位置采集恶臭气体样品带回实验室检测。臭气采样方案依据GB 16297-1996《大气污染物综合排放标准》附录C和GB 14554-1993《恶臭污染物排放标准》执行,氨气浓度依据HJ534-2009《环境空气-氨的测定 次氯酸钠-水杨酸分光光度法》,硫化氢依据GB/T11742-1989《居民区大气中硫化氢卫生检验标准方法亚甲蓝分光光度法》[4]。
表1垃圾处理厂垃圾渗滤水质特征
COD/(mg·L-1)BOD/(mg·L-1)NH3N/(mg·L-1)颜色SS/(mg·L-1)pH值嗅阈值32361126680暗褐色5466.8625
3结果与分析
3.1实验室检测新型复合微生物除臭剂对垃圾渗滤液
处理效果垃圾渗滤液中NH3N含量较高,是产生臭味和影响垃圾渗滤液可生化性的重要原因[5]。因此,对垃圾渗滤液中NH3N的去除,是新型复合微生物除臭剂功效最为突出的特征。从垃圾渗滤液现场采集回来的渗滤液中添加10%复合微生物除臭剂,在实验室培养条件下,其NH3N变化趋势如图1所示。由图1可以看出在28℃培养条件下,培养初期垃圾渗滤液NH3N变化较慢,在12h之后,NH3N出现快速的下降,表明复合微生物制剂消耗部分NH3N转化为其他成分,后期对NH3N的降解趋势逐渐平缓,最后培养102h,垃圾渗滤液NH3N的最终含量为473.21mg/L,降解率为26.11%。
图1复合微生物除臭剂对垃圾渗滤液
氨态氮去除效果垃圾渗滤液中产生异味的物质种类较多,除了产生氨气,还有硫化氢、烃类等异味物质,嗅阈值较高是其主要的特点,也是评定垃圾处理厂的重要指标[6]。挑选实验室嗅觉敏感且实验前不吃异味食物的6个人测试,效果选择4个人以上闻不出异味而定。在实验室对垃圾渗滤液去除一个效果如图2所示。由图2可以看出,垃圾渗滤液初始嗅阈值为885,在初期培养阶段,嗅阈值降低很慢,主要由于细菌初期的生长阶段,在培养第1天后,菌剂中的优势菌种达到对数生长期,开始快速降解垃圾渗滤液中的氨态氮和有机质及其他异味物质,随着菌群的生长和营养物质的限制,嗅阈值的降低幅度逐渐减小,培养5d后,嗅阈值达到357,新型微生物除臭剂对垃圾渗滤液异味去除率达到59.67%。
图2新型微生物除臭剂对垃圾渗滤液异味去除效果2013年4月绿色科技第4期
李南华,等: 新型生物除臭剂对垃圾渗滤液除臭效果评估环境与安全
3.2现场测定新型生物除臭剂对垃圾渗滤液处理效果
垃圾渗滤液处理过程中,调节池恶臭是填埋场恶臭的最为主要的组成部分之一,其成分主要是厌氧微生物对有机质降解所产生的恶臭气体,而氨气和硫化氢是最为主要的部分,也是判断恶臭排放标准的主要指标[7]。通过把新型复合微生物除臭剂喷洒在调节池中,在不同时间段检测垃圾渗滤液调节池旁空气中氨气和硫化氢的标准,分别在调节池的下风口距离调节池10m处采集恶臭气体,选择3个采样点,计算出平均值,结果如图3所示。
图3新型微生物除臭剂对垃圾渗滤液主要恶臭
气体去除效实验检测得出在未使用新型生物除臭剂时,氨气的浓度为184.25mg/m3,硫化氢的浓度为15.24mg/m3,喷洒生物除臭剂2~8d,氨气和硫化氢得到充分的降解,随后降解速度逐渐减少,在使用15d后,调节池周围空气中氨气的质量浓度达到1.35mg/m3,硫化氢的质量浓度达到0.048mg/m3,符合国家恶臭污染物厂界标准值的二级标准(新扩改建)。
4结语
(1)研制的新型生物除臭剂在垃圾渗滤液调节池喷洒使用,提高了垃圾渗滤液中生物系统对氨态氮和有机质的降解,减少了氨气、硫化氢等恶臭气体的产生。
(2)垃圾渗滤液调节池旁空气中氨气和硫化氢的质量浓度与气温和水面蒸发量相关,所测的氨气和硫化氢的质量浓度受到气温和蒸发量的影响。
(3)在调节池的下风口测定空气中的氨气和硫化氢的质量浓度,氨气的质量浓度为1.35mg/m3,硫化氢的质量浓度为0.048mg/m3,符合GB14554-93《恶臭污染物排放标准》二级新改扩建标准,极大地改善了垃圾渗滤液处理厂的恶臭环境。
参考文献:
[1]罗永华,方向平,曹渭.微生物除臭剂消除垃圾压缩中恶臭的效果评估[J].微生物学杂志,2004,24(5):103~105.
[2]黄皇,黄长缨,谢冰.城市生活垃圾填埋场恶臭气体污染控制方法[J].环境卫生工程,2010,18(4):7~10.
[3]鲁艳英,金亮,王瑾,等.EM菌组成鉴定及其消除垃圾渗滤液恶臭研究[J]. 环境科学与技术,2009,32(8):62~63.
[4]王艳秋,付双立,韩东辉.六里屯垃圾填埋场调节池生物滤池除臭工程研究[J].绿色科技,2011(9):111~112.
[5]纪华,夏立江,王进安.垃圾填埋场硫化氢恶臭污染变化的成因研究[J].生态环境,2004,13(2):173~176.
关键词:城市、垃圾场、垃圾渗滤液、现状、问题、垃圾渗滤液处理技术
中图分类号: TU824 文献标识码: A
一、垃圾渗滤液概念分析
所谓垃圾渗滤液主要是指垃圾填埋场中垃圾自身含有的一些水分,在进行填埋处理以后和雨水以及雪水或其他水分,除去垃圾及覆土层的饱和水份,经过垃圾层与覆土层后形成的一种废水,这种废水成分复杂,具有较高的污染物浓度。
一般情况下,垃圾渗滤液中主要有三种有机物:一种是低分子量的脂肪酸,二是中等分子量的酸类物质,三是高分子量的碳水化合物类物质。随着时间的推移,有机物的成分会逐渐发生变化。刚开始填埋的时候,有机物中的可溶性有机碳大概在90%,其中浓度较大的是乙酸、丁酸与丙酸,还有部分灰黄霉酸。垃圾填埋的时间越长,渗滤液中的脂肪酸的含量会降低,但是,灰黄霉酸的成分反而会大幅度增加。
垃圾渗滤液中的水分主要来自以下几个方面:一是来源于填埋中的垃圾中的有机物,二是有降雨降雪的渗入,三是外部地表水的渗入,四是地下水的渗入,五是垃圾填埋以后微生物的厌氧分解而产生的,其中最多的是外部水的渗入,所以控制渗滤液的产量最为有效的方法是控制外部水的渗入,做好雨污分流和堆体防渗。
二、现阶段我国城市垃圾场渗滤液处理现状分析
近些年来我们国家的城市化发展速度迅猛,根据目前的增长速度可以预测,2012年我们国家城市生活垃圾达到2.64亿吨,到2030年会达到4.09亿吨,到2050年达到5.28亿吨。全国城市人均固体废物产量为440公斤,每年总量达到1.6亿多吨,占世界总量的四分之一以上,并且,每年还在以8%至10%的速度快速增长,我国的环境监测总站对国内三百多个城市的垃圾处理厂进行了调查显示,卫生填埋厂占垃圾处理厂的87.5%。填埋场内每年都有大量的垃圾渗滤液产生,渗滤液的处理成为卫生填埋场所面临的最大问题,如果处理不当将造成水、土壤、大气、生物等多方面的二次污染,并且极难恢复。
为防止填埋过程中造成二次污染,渗滤液处理方法和技术的研究也日益得到重视。由于渗滤液水质、水量的复杂多变性,目前国内外尚无十分完善的渗滤液处理工艺,大多根据不同填埋场的具体情况及其他经济技术要求提出有针对性的处理方案和工艺。
垃圾渗滤液处理难度主要有以下两方面:
1. 渗滤液高浓度氨氮的问题
高浓度的氨氮是渗滤液的水质特征之一,根据填埋场的填埋方式和垃圾成分的不同,渗滤液氨氮浓度一般从数十至几千mg/L不等。随着填埋时间的延长,垃圾中的有机氮转化为无机氮,渗滤液的氨氮浓度有升高的趋势。 与城市污水相比,垃圾渗滤液的氨氮浓度高出数十至数百倍。一方面,由于高浓度的氨氮对生物处理系统有一定的抑制作用;另一方面,由于高浓度的氨氮造成渗滤液中的C/N比失调,生物脱氮难以进行,导致最终出水难以达标排放。
2. 渗滤液可生化性差的问题
渗滤液可生化性差主要体现在两个方面:一是指随着填埋场填埋时间的延长,渗滤液的生化性降低,在填埋后期,可生化性很差,BOD5/COD值小于0.1,此时的渗滤液俗称“老化”渗滤液。另一方面,在填埋初期,虽然渗滤液的可生化性较好,但是光靠生物处理也很难将之处理至二级甚至一级标准以下,一般来讲,渗滤液的COD中将近有500~600mg/L 无法用生物处理的方式处理。
渗滤液处理技术既有与常规废水处理技术的共性,也有其极为显著的特殊性。渗滤液的处理有场内和场外两类处理方案。具体方案有以下几种:①预处理后直接排入城市污水处理系统合并处理;②渗滤液向填埋场的循环喷洒处理;③建设独立的场内完全处理系统。
(1)与城市污水处理厂的合并处理(场外处理)
渗滤液经预处理后与大、中型规模城市污水处理厂合并处理是最为简单有效的处理方案,它不仅可以节省单独建设渗滤液处理系统的巨额费用,还可以降低处理成本,利用污水处理厂对渗滤液的缓冲、稀释作用和城市污水中的营养物质实现渗滤液和城市污水的同时处理。但这并非是普遍适用的方法,一方面,由于垃圾填埋场往往远离城市污水处理厂,渗滤液的输送将造成较大的经济负担;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,如不加以控制,则可能对城市污水处理厂造成冲击负荷(一般渗滤液水量不能超过城市污水厂设计规模的0.5~1%),影响甚至破坏城市污水处理厂的正常运行。
(2)循环喷洒处理(场内处理)
该方法是将垃圾渗滤液收集经调节池厌氧均化预处理后,回喷到垃圾填埋场。通过回喷可提高垃圾层的含水率(由25~30%提高到60~70%),增加垃圾的湿度和微生物的活性。将填埋场当作一个大的生物滤池,上层垃圾作为好氧生物滤池,下层作为厌氧生物滤池,并通过填埋层中土壤颗粒的过滤、离子交换吸附和沉淀等作用去除渗滤液中悬浮固体和溶解成份,通过微生物作用使渗滤液中的有机物和氮发生转化,降低渗滤液污染物浓度,缩短填埋垃圾的稳定化过程。其次,渗滤液通过回喷,在太阳照射下,可蒸发掉部分水量以减少渗滤液的产生量。
回喷方法除具有加速垃圾的稳定化、减少渗滤液的场外处理量、降低渗滤液污染物浓度等优点外,还具有节省投资的经济优势。但其存在着以下两个问题:
1.不能消除渗滤液,由于喷洒或回灌的渗滤液量受填埋场特性和气象条件的限制,因而仍有大部分渗滤液须外排处理;
2.通过喷洒循环后的渗滤液仍需要进行处理方能排放,尤其是由于渗滤液在垃圾层中的循环,导致NH3-N不断积累,甚至最终使其浓度远高于其在非循环渗滤液中的浓度。
除上述原因外,还由于我国仍处于垃圾填埋技术应用的初级阶段,尚存在回喷过程中渗滤液的致病病菌容易感染人群和污染空气等环境卫生问题、安全及设计技术问题。故该方法可作为临时性处理方法,能达到减少渗滤液的目的,但不宜长期单独使用。
(3)建设独立的场内完全处理系统
在填埋场内建造独立的渗滤液处理设施,根据国内外大量文献调研的情况,在渗滤液的处理方法中,常用的处理方法大致可分为物化法、生物法、膜法和高级氧化法等,通过几种方法组合处理垃圾渗滤液,以下着重对渗滤液处理的几种技术进行介绍。
三、城市垃圾场渗滤液处理技术分析
我们国家对于垃圾渗滤液场内完全处理技术主要有以下几个方面:
1、物化法
物理化学方法主要有活性炭吸附、化学沉淀、吹脱、化学氧化与还原、离子交换、膜分离及湿式氧化法等多种方法。
2、生化法
常规的生化处理工艺主要有厌氧处理工艺和好氧处理工艺。
四、结束语
总而言之,垃圾渗滤液具有污染物浓度高,成分十分复杂,水质和水量随季节变化非常大的特点,是一种难于处理的污水。如果只采用一种方法进行处理根本没有办法满足排放要求,所以,要结合所治理的渗滤液的具体特点,合理的选用多种方法组合的处理工艺。
在对我国已有的垃圾卫生填埋场的垃圾渗滤液处理方法进行了大调的调查显示,我国大多数地区仍使用比较单独的渗滤液处理方法,在出水水质提高和技术改进上还有很大的空间。目前使用最为广泛有效的就是厌氧-好氧-物理化学-膜方法相结合的处理工艺,有着稳定的渗滤液处理效果。
我国的渗滤液处理才刚刚起步,还有很多值得研究的方面,随着膜处理和高级氧化等新技术的引进和投入应用,给渗滤液处理带来了更多的处理思路。目前,我国在渗滤液的处理上还存在建设运行费用高,系统操作复杂等问题,如何在节省投资和运行费用的同时,使系统的管理运行简单方便,是渗滤液处理中需要不断探讨的课题。
参考文献:
[1]宋晓岚.城市垃圾处理与可持续发展.长沙大学学报,2012,15(4):36-4
[2]国家统计局.中国统计年鉴[M1.北京:中国统计出版社,2012
[3]国家环境保护总局污染控制司.城市固体废物管理与处理处置技术[M]北京:中国环境科学出版社,2011
[4]颜丽辉,吴银彪.城市生活垃圾处理带来的二次污染问题.中国环保产业,2012,(4):16~17
关键词:城市垃圾渗滤液;处理
中图分类号: R124 文献标识码: A 文章编号:
1概 述
城市垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。渗滤液是液体在填埋场重力流动的产物,主要来源于降水和垃圾本身的内含水。在垃圾填埋过程中产生的污染性极强的垃圾渗滤液极易下渗污染地下水,若处理不当会对生态环境和人体健康带来巨大危害,因此垃圾渗滤液的有效处理十分迫切已成为目前国内外环境工程领域的难点之一。以保护环境为目的,对渗滤液进行处理是必不可少的。
2渗滤液处理工艺
现有的垃圾渗滤液处理技术主要分为生物法、物化法和土地法三大类。生物处理法中厌氧处理有上流式厌氧污泥床UASB、厌氧折流板反应器ABR、厌氧塘、EGSB、IC 等;好氧处理有好氧曝气塘、活性污泥法、生物转盘和滴滤池等,无氧/好氧(A/O)混合处理。物化法主要有化学混凝沉淀、活性炭吸附、化学氧化、催化氧化、膜处理、膜渗析、气提及湿式氧化法等多种方法等。土地处理如人工湿地等主要通过土壤颗粒的过滤,离子交换吸附和沉淀等.
3渗滤液处理方法介绍
目前的渗滤液的处理方法大致可分为回灌法、物化法、生物法、土地法等.
3.1 滤液回灌法 将垃圾填埋场产生的未经处理的渗滤液或者处理不充分的滤液部分或全部喷灌至填埋场的表面,利用土壤的物化吸附作用及土壤层和填埋层中微生物的代谢净化作用,使渗滤液得到净化。但是回灌存在许多问题,滤液进水过高或者微生物过量繁殖容易造成土壤堵塞,垃圾填埋层中因厌氧消化而出现的有机酸积累水质酸化严重,同时回灌技术对氨氮的去除效果不够理想。
3.2 物化法 物化法包括混凝、吹脱、活性炭吸附、蒸发法、化学沉淀、电解催化氧化、离子交换、膜分离等多种方法。物化法相对稳定,一般不受垃圾渗滤液水质、水量变化的影响。物化法出水水质稳定,尤其对可生化性较低的垃圾渗滤液有较好的处理效果。但由于物化法处理费用高,通常只用于渗滤液的预处理或深度处理。
3.3 生物法 在众多方法中生物法由于其投资运营费用低为各污水厂首选。生物法一般可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类,好氧处理工艺有活性污泥法、曝气氧化塘、稳定塘、生物转盘、滴滤池等。厌氧处理工艺有厌氧生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床、厌氧混合床等。生物法是垃圾渗滤液处理中最常用的一类方法,因其运行费用低、处理效率高、不会出现化学污泥等特点而被世界各国广泛采用。当渗滤液的BOD5/CODCr 值大于0.3 时,表明渗滤液的可生化性较好,可采用生化法处理。生化处理具有处理效果好、成本低等优点,它是目前应用最广泛的处理方法。
3.3. 1 好氧处理
用活性污泥法、氧化沟、好氧稳定塘,生物转盘等好氧法处理渗滤液都有成功的经验,好氧处理颗幼小的降低BOD5、COD和氨氮,还可以去除另一些污染物质如铁、锰等金属。在好氧法中又以延时曝气法用的最多,还有曝气稳定塘和生物转盘(主要用以去除氮)。下面将对目前主要工艺予以介绍
1. 传统活性污泥法 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,其中活性污泥因其费用低、效率高而得到最广泛的应用。
2.曝气稳定塘与活性污泥法相比,曝气稳定塘体积大,有机负荷低,尽管降解进度较慢,但由于其工程简单,在土地不贵的地区,是最省钱的垃圾渗滤液好氧生物处理方法.美国、加拿大、英国、澳大利亚和德国的小试、中试及生产规模的研究都表明,采用曝气稳定塘能获得较好的垃圾渗滤液处理效果。
3. 生物膜法 与活性污泥法相比,生物膜法具有抗水量、水质冲击负荷的优点,而且生物膜上能生长世代时间较长的微生物,如消化菌之类。应当指出,这种渗滤液的性质与城市污水相近,对于较强的渗滤液此方法是否食用还待研究。
3.3.2厌氧生物处理
厌氧生物处理的有目的运用已有近百年的历史.但直到近20年来,随着微生物学、生物化学等学科发展和工程实践的积累,不断开发出新的厌氧处理工艺,克服了传统工艺的水力停留时间长,有机负荷低等特点,使它在理论和实践上有了很大进步,在处理高浓度(BOD5≥2000mg/L)有机废水方面取得了良好效果。
厌氧生物处理有许多优点,最主要的是能耗少,操作简单,因此投资及运行费用低廉,而且由于产生的剩余污泥量少,所需的营养物质也少。
近年来,开发的厌氧生物处理方法有:厌氧生物滤池、厌氧接触池、上流式厌氧污泥床反应器及分段厌氧硝化等。
3.3.3 厌氧与好氧的结合方式
虽然实践已经证明厌氧生物法对高浓度有机废水处理的有效性,但单独采用厌氧法处理渗滤液也很少见.对高浓度的垃圾渗滤液采用厌氧-氧处理工艺即经济合理,处理效率又高.COD和BOD的去除率分别达86.8%和97.2%。
4 结论和建议
通过对上述几种处理方法及处理工艺的分析比较可得以下结论,并提出水质、水量等方面的建议和意见:
⑴垃圾渗滤液具有成分复杂,水质水量变化巨大,有机物和氨氮浓度高,微生物营养元素比例失调等特点,因此在选择垃圾渗滤液生物处理工艺时,必须详细测定垃圾渗滤液的各种成分,分析其特点,以便采取相应的对策。还应通过小试和中试,取得可靠优化的工艺参数,以获得理想的处理效果。
[关键词]垃圾渗滤液FEO技术应用
垃圾渗滤液是在垃圾填埋过程中产生的一种成份十分复杂的高浓度的有机废水,目前还没有特别有效的治理方法。传统的生化处理法虽然常常用来处理渗滤液,但由于渗滤液中含有多种有毒有害的难降解有机物且水质水量变化很大,生化法的处理效果远不及其对城市污水的处理。“FEO技术”是我公司专门针对垃圾渗滤液开发的处理技术,在BOD5 CODcr比值低和很低时,使渗滤液达标的关键性技术。
1垃圾渗滤液的特性
垃圾渗滤液的来源主要有直接降水、地表径流、地表灌溉、地下水、垃圾自身的水分、覆盖材料中的水分和垃圾生化反应的生成水等。其具有负荷高、水质成份复杂、浓度随季节变化大、色度高、氨氮高、有毒性物质较多、可生化性逐渐降低等特征。渗滤液水质特征见表1。
表1 垃圾渗滤液水质特性表
项目 特 性
色味 呈淡茶色或暗褐色,色度一般在2000~4000倍之间,有较浓的腐臭味。
pH值 填埋初期pH为6-7,呈弱酸性;随着时间的推移,pH可提高到7-8.5,呈弱碱性。若垃圾中煤灰多,呈弱碱性;煤灰成分少,有机物多,呈弱酸性。
BOD5 随着时间和微生物活动的增加,浸出液中的BOD5也逐渐增加,一般填埋6个月至2.5年,达到最高峰值,随后BOD5开始下降。
CODcr 填埋初期CODcr略高于BOD5,随着时间的推移,BOD5急速下降,而CODcr下降缓慢,从而CODcr高于BOD5。浸出液中的BOD5/CODcr的比值比较高,说明浸出液较易生物降解,当填埋场填满封场后的2~5年中BOD5/CODcr逐步降至0.1,则认为后期浸出液中难于生化降解的成分占主要。
TOC BOD5/CODcr值可反映浸出液中有机碳可生化状态。填埋初期,BOD5/TOC值高,随时间推移,填埋场趋于稳定,浸出液中的有机碳以氧化状态存在,则BOD5/TOC值降低。
溶解总固体 浸出液中溶解固体总量随填埋时间推移而变化。填埋初期,溶解性盐的浓度可达10000mg/l,同时具有相当高的钠、钙、氯化物、硫酸盐和铁等,填埋6~24个月达到峰值,此后随时间的增长无机物浓度降低。
SS 一般在1000mg/l以下,垃圾填埋高度增加,SS值下降。
氨氮 氨氮浓度较高,以氨态为主。
磷 浸出液中含磷量少,生化处理中应适当增加与BOD5相当比例的磷。
重金属 生活垃圾单独填埋时,重金属含量很低,一般不会超过环保标准,但若渗混入工业废物或污泥混埋时,重金属含量增加,超标可能性大。
细菌 浸出液含有毒有害物质及细菌病毒、寄生虫等,其中大肠杆菌含量最大。
2垃圾渗滤液的处理技术
2.1生物处理技术
生物处理可大致分为厌氧生物和好氧生物处理两种技术。在厌氧生物处理装置中,渗滤液中的复杂有机分子被产甲烷细菌转化成甲烷和二氧化碳,产生极少数量的需要处理的污泥,同时还具有低能耗、低运行费和所需营养物少等优点。成熟的工艺有厌氧滤池(AF)、升流式厌氧污泥床(UASB)、高效厌氧反应器(UBF)等。
对于BOD与COD比值远大于0.5的早期渗滤液,含有大量易于生物降解的脂肪酸,好氧系统是非常有效的。微生物在氧气存在的条件下作用于有机物质,为保持好氧阶段生物活性,特别是处理含有高浓度有机物的早期渗滤液时,提供大量的氧气是非常必要的,当渗滤液有机负荷随时间变化时,系统可通过改变氧气供应来调整。好氧生物处理方法包括活性污泥法、生物转盘、滴滤池和氧化塘等。
2.2 物化处理技术
物化处理技术是指通过物理化学的方法去除渗滤液中的C0D、SS、色度、重金属等。相对于生物法,物理化学法不受渗滤液水质水量的影响,抗冲击负荷能力较强,出水水质比较稳定,尤其在废水可生化性较差的时候有比较好的处理效果。近年来,用于渗滤液处理的物化法主要有活性炭吸附、化学沉淀法、吸附法、化学氧化法、反渗透法、电渗析、FEO技术等多种方法。其可作为预处理或深度处理而为渗滤液的达标排放和生物处理系统有效运行创造良好的条件。
2.3 组合式工艺处理垃圾渗滤液
渗滤液成分复杂,仅采用普通的生物处理工艺难以达到理想的效果,因此需采用合适的预处理措施来提高它的可生化性,以改善后续工艺的运行环境。对于处理垃圾渗滤液采用物化和生化组合式的处理工艺,可以避免这两种方法的缺点。我公司积累近十年的工程实践经验,成功地开发了“厌氧+FEO+氨吹脱+好氧”的处理工艺,该处理工艺已经成功应用于十几个垃圾渗滤液处理工程。实践证明该工艺处理高浓度的垃圾渗滤液是目前确保出水稳定达标的最可行技术路线之一,CODcr、BOD5、氨氮和色度的去除率均很高,是目前较先进和比较可靠的方法之一。
3FEO处理技术介绍
“FEO处理技术”是我公司专门针对垃圾渗滤液开发的渗滤液处理技术,在BOD5/CODcr比值低和很低时,使渗滤液达标的关键性技术。我公司将该技术应用于漳州市九龙岭生活垃圾填埋场渗滤液处理工程,湛江生活垃圾填埋场渗滤液处理工程、阳江生活垃圾填埋场渗滤液处理工程、福安垃圾填埋场渗滤液处理工程、合肥市龙泉山垃圾填埋场渗滤液处理工程等工程均获得成功,净化效果十分显著。
其作用如下:FEO反应器中填料主要由Fe、Al、C、Mn、Zn、石墨等二十几种物质按一定的配比均匀混合而成。FEO反应器由FE罐及高级氧化罐两部分组成,“FE”指反应器中的主要填料铁(Fe),而“O”表示氧化反应。它主要利用电解质溶液中铁屑及其它金属晶体结构与碳之间形成的许多局部微电池,来处理工业废水的一种电化学处理技术。FEO反应器在没有外加电能条件下,充分利用金属-金属、金属-非金属之间的电位差而产生的无数微小电池的作用,使废水中的污染物通过电化氧化-还原反应、凝聚、气浮和沉降等作用,达到净化的目的。其电极反应式如下:
阳极反应:FeFe2++2e,E0(Fe/ Fe2+)=-0.44V
阴极反应:2H++2e2[H]H2,E0(H+/ H2)=0.00V(酸性介质)
O2+2H2O+4e4OH-,E0(O2/ OH-)=0.41V(碱性介质)
O2+4H++4e2H2O,E0(O2/ H+)=1.23V
FEO反应器特点是作用机制多、协同效应强、适用范围广、去除效果好、运行费用低、脱色效率高。它采用多组合工业混合原料及多元催化剂,进行多种生物化学反应、电化学反应和凝絮吸附共沉淀效应,从而分解难生化和不可生化的有机物,降低色度,为后续生化处理提供良好保障。
4FEO技术处理垃圾渗滤液工程案例
合肥龙泉山垃圾填埋场渗滤液处理站为我公司于2004年设计施工,并于2005年投入运营。合肥龙泉山垃圾填埋场位于合肥市肥东县桥头集镇,该渗滤液处理站是垃圾填埋场的主要配套工程,设在填埋库区的西北面,该项目由我公司设计施工,合肥市建设投资公司负责工程建设,华夏监理公司负责工程监理。垃圾渗滤液污水调节池容积为5万m3,渗滤液处理站设计处理规模为600m3/d,处理达标后的污水,由一条约10km的管线排入店埠河,最终进入巢湖。
垃圾渗滤液处理站设计进水水质如下:
CODcr≤6000mg/L BOD5≤3000mg/L,
SS≤500mg/LNH3-N≤800mg/L
垃圾渗滤液处理站出水排放标准如下:
渗滤液处理出水水质执行《生活垃圾填埋污染控制标准》GB16889-1997标准中的二级标准,即:CODcr≤300mg/L,BOD5≤150mg/L,SS≤200mg/L,NH3-N≤25mg/L,pH=6~9。
本处理站工艺主体路线:UASB+FEO+氨吹脱+CASS是不同于其它传统处理工艺,其是以先进的专利技术及工艺处理理论为依托,以大量的工程实例为基础逐步发展改进确立起来的,具有高度的针对性及先进性,是目前垃圾渗滤液处理的成熟的处理工艺。而FEO技术作为我公司的专利工艺更是在该工艺主体线路中起到关键的作用。
经过这几年的运营实践,FEO对经过厌氧处理以后的垃圾渗滤液处理平均效果见表2。
表2FEO进出水水质对比表
水质指标 CODcr
(mg/L) BOD5
(mg/L) 氨氮
(mg/L) 色度
(倍)
进水水质 3000 1200 800 3000
出水水质 2250 1020 640 150
由此可见FEO对 CODcr有25%的去除率,对BOD5有15%的去除率,氨氮也有20%的去除率,而对色度的去除率达95%。通过测量进出水的B/C也得到了提高。实践证明,FEO有如下优势:
4.1 垃圾渗滤液的色度很高,可达2000倍以上,工艺流程的主体系统采用生化为主的处理工艺,生化处理对色度的去除能力较弱,而“FEO处理技术”对有机色度的去除率可达95%以上。
4.2 垃圾渗滤液含有10%~35%难生化降解的有机物质,特别是填埋场到中后期或封场后,难生化和不可生化物质将占主导成份,只通过生化处理无法有效去除。“FEO处理技术”中因加入特殊的催化氧化剂,可使垃圾渗滤液中的大分子难生化物质断链为小分子,同时可改变一些难生化物质的分子结构,通过投加药剂反应可生成沉淀去除。
4.3 FEO处理技术可以去除相当一部分CODcr、NH3-N,减少后续生化处理的负荷。缩短生化时间,降低运行成本。
4.4 生活垃圾中可能混入一些工业垃圾,增加垃圾渗滤液中重金属的含量,采用FEO处理技术,能有效地去除垃圾渗滤液中的重金属离子,确保处理后的重金属达标排放。
5结论
垃圾填埋场因所处地区气候(降水)、水文特点,也与填埋场运行时间密切相关,渗滤液水质是连续变化的,所以对渗滤液的处理,不仅要考虑工艺方法对渗滤液的处理效果,而且更要考虑该工艺方法对水质、水量变化的适应性。物化法控制条件灵活、调整参数方便可靠,而生物法则对连续变化的渗滤液水质具有较好的适应性,结合两者各自特点,采用组合式工艺“厌氧+FEO+氨吹脱+好氧”处理垃圾渗滤液。FEO技术对于水质水量的变化有很好的适应性,在其水质水量变化时均能够稳定的运行。FEO技术处理垃圾渗滤液将是一个发展方向,有着广阔的应用前景。
参考文献:
[1] 闫志明,普红平,王小凤.垃圾渗滤液的特征及其处理工艺评述[J].昆明理工大学学报(理工版),2003,28(3):128-134.
[2] 蒋彬,吴浩汀,徐亚明 浅谈城市垃圾填埋场渗滤液的处理技术[J].江苏环境科技,2002,15(1):32-34.
[3] 丁忠浩,刘子元,王文斌,赵素芬.垃圾渗滤液处理中SBR法脱氮研究[J].武汉科技大学学报(自然科学版),2003,26(1):24-26.
[4] 程洁红,马鲁铭.厌氧/SBR/混凝沉淀耦合工艺处理垃圾渗滤液的研究[J].水处理技术,2004,30(3):176-178.
[5] 孟玢,李静,王蕾,季民.Fenton氧化处理垃圾渗滤液生化工艺处理的影响因素研究[J].天津城市建设学院学报,2004,10(1):41-45.
[6] Sheng H.Lin and Chin C.Chang,Treatment of landfill leachate by combined eletro-Fenton oxidation and sequencing batch reactor method,Wat.Res.,2000,34(17).
关键词:垃圾渗滤液;处理;技术
中图分类号:R124.3
随着我国城市的迅速发展, 城市垃圾产量不断增加。目前城市垃圾处理方法主要有焚烧、堆肥和填埋等。其中卫生填埋由于处理量大、成本低廉、技术成熟等优点而被国内外广泛应用。但填埋场产生的渗滤液危害极大, 它主要来源于降水和垃圾内部的内含水。若处理不当,会严重危害周边环境和污染地下水。因而渗滤液的收集和处理已成为急待解决的问题,成为国内外研究的热点之一。
1 滤液的产生
渗滤液是指城市垃圾在填埋和堆放过程中由于垃圾中有机物的分解产生的水和垃圾中的游离水、降水以及入渗的地下水,通过淋溶作用形成的污水。渗滤液主要来源[1]:(1)垃圾自身的水分;(2)垃圾中有机组分在填埋场内经厌氧、好氧分解产生的水分,产生量与垃圾的组成、pH、温度和菌种等因素有关;(3)填埋场内的自然降雨与径流。其中降水是渗滤液的主要来源,这些水分渗过成分复杂的垃圾时,使垃圾发生分解、溶出、发酵等反应,从而使渗滤液中含有大量的有机污染物、氮、磷和种类繁多的重金属类物质。
2 渗滤液的特点
渗滤液的水质随垃圾的组分、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的不同。其显著特征[2]:
2.1 有机物浓度高
渗滤液中的BOD5 和COD 浓度最高可达几万mg/L,主要是在酸性发酵阶段产生,pH 值一般在6.0 左右( 显弱酸性),BOD5 与COD 比值在0.5- 0.6。
2.2 水质变化大
渗滤液的水质取决于填埋场的构造方式和垃圾种类、质量、数量以及填埋年数的长短,其中构造方式是最主要的。
2.3 氨氮含量高
城市垃圾渗滤液中氨氮浓度很高,且氨氮浓度在一定时期随时间的延长会有所升高,主要是因为有机氮转化为氨氮造成的。在中晚期填埋场中,氨氮浓度高是垃圾渗滤液的重要特征之一,也是导致处理难度增大的一个重要原因。由于目前多采用厌氧填埋技术,导致渗滤液中的氨氮浓度在填埋场进入产甲烷阶段后不断上升,达到高峰值后延续很长的时间直至最后封场,甚至当填埋场稳定后仍可达到相当高的浓度。
2.4 微生物营养儿素比例失调
对于生物处理,垃圾渗滤液中的磷元素总是缺乏的, 一般垃圾渗滤液中的BOD/TP 都大于300。此值与微生物生长所需要的碳磷比(100:1)相差甚远。在不同场龄的垃圾渗滤液中,碳氮比有很大的差异,也会出现比例失调现象。
3 圾渗滤液的处理方式
3.1 合并处理
合并处理就是将城市垃圾渗滤液就近引入城市污水处理厂与城市污水合并进行处理的方式。城市污水量较大,可对渗滤液起到稀释作用,但需控制好比例,以避免对城市污水处理厂造成冲击负荷。
3.2 土地处理
土地处理是利用土壤的自净作用进行处理的方法。目前应用于垃圾渗滤液土地处理的方法主要有人工湿地和回灌处理两种。用人工湿地处理垃圾渗滤液具有费用低、管理方便等优点,但处理效果随季节变化较大,处理有机物的浓度也较低。它适应植物生长期长、生长旺盛的南方地区,不适应北方寒冷地区。回灌处理渗滤液易造成土壤堵塞,氨氮累积,回灌处理后的渗滤液仍有较高的浓度,还需要做进一步处理,因此回灌处理很少单独作为渗滤液的处理工艺。
3.3 就地处理合并处理与土地处理比较经济、简单,但受各种客观因素的限制,大部分城市只能在填埋场建立独立的渗滤液处理系统进行就地处理。
4 垃圾渗滤液的处理技术
4.1 生物处理法
生物处理包括好氧处理、厌氧处理及两者的结合。当垃圾渗滤液的BOD5/COD>0.3 时,渗滤液的可生化性较好,可以采用生物处理法,包括好氧处理、厌氧处理及好氧一厌氧结合的方法。
4.2 物化处理法
对于老龄渗滤液,必须采用以物化为主的深度处理技术。常见的物理化学方法包括光催化氧化、Fenton 法、吸附法、化学沉淀法、膜过滤等。由于物化法处理费用较高,一般用于渗滤液预处理或深度处理。
4.3 化学法
和生化法相比,化学法不受水质水量变化的影响,出水水质稳定,尤其是对BOD5/COD 值比较低(0.02~0.20),难以生物处理的渗滤液的处理效果较好。但成木较高,所以通常只作为预处理或后续处理。
4.4 回灌法
回灌处理法是20 世纪70 年代由美国的Pohland 最先提出的,我国同济大学在20 世纪90 年代也开始对垃圾渗滤液进行了研究。渗滤液回灌实质是把填埋场作为一个以垃圾为填料的巨大生物滤床,将渗滤液收集后,再返回到填埋场中,通过自然蒸发减少滤液量,并经过垃圾层和埋土层生物、物理、化学等作用达到处理渗滤液的目的。回灌处理方式主要有填埋期问渗滤液直接回灌至垃圾层、表面喷灌或浇灌至填埋场表面、地表下回灌和内层回灌。
5 结语
(1)在选择垃圾渗滤液的处理工艺时,由于渗滤液水质复杂性,就需要测定渗滤液的成分,因地制宜,选择最为适合的处理方式。在有条件的情况下,通过一些模拟试验来取得可靠优化的工艺参数,并进行处理工艺的技术经济评价,对实践起指导作用。
(2)城市垃圾渗滤液中氨氮浓度较高,不利于生物处理,因此要开发高效的脱氮技术,其中生物脱氮技术可作深入研究。
(3)根据我国国情,宜发展投资省、效果好的渗滤液处理技术,处理工艺的研究和应用以多种方法的结合为方向,在开发组合工艺时要研究易于管理运行又同时达到处理要求的新型组合工艺。
(4)目前,城市垃圾渗滤液处理研究仍处于起步阶段,对处理工艺,建设标准化的城市垃圾填埋场,渗滤液处理的设计及运行参数等都还有待于进一步探索。
参考文献
[1] 赵由才。生活垃圾卫生填理技术[M]北京:化学工业出版社,2004.
[2] 杨秀环,牛冬杰,陶红。垃圾渗滤液处理技术进展[J]。环境卫生工程,2006,14(1):46- 49.
[3] 赵宗升,刘鸿亮,李炳伟,等。垃圾填埋场渗滤液污染的控制技术
[J]。中国给水排水,2000, 16(6): 20- 23.