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中圖分類號:Q958文獻標識碼: A
一、垃圾滲濾液處理的來源和特點
城市垃圾填埋場垃圾滲濾液處理工藝技術主要分為四大類,它們分別是:(1)生物處理法有傳統活性污泥法、穩定塘法、厭氧固定膜生物反應器法等;(2)土地處理法。(3)物化處理法有絮凝沉淀、化學氧化、活性炭吸附、膜分離和電化學法等;(4)減量處理法包括減少進入填埋場的各種水分的方法、蒸發法、蒸餾法、回灌法等;當前主流的垃圾滲濾液處理工藝技術主要是生物處理法與物化處理法。
垃圾滲濾液污染物的濃度很高,BOD5含量最高可達普通城市污水濃度的幾百倍。一個日處理1 500t左右的垃圾填埋場產生的滲濾液已經極其可觀,其污染物負荷與一座十幾萬人口的城市所產生的生活污水不相上下。全國垃圾滲濾液的污染排放量約占年總排污量的1.6%,而以化學耗氧量核算卻占到可見垃圾滲濾液排放量的5.27%,由此可見垃圾滲濾液雖然絕對數量較少但是其危害程度卻較大。就一般概念而言,通常所指的垃圾滲濾液的概念是指外部雨水等流體進入垃圾填埋場后,通過與垃圾填埋場內的填埋垃圾層及上覆土壤所產生的污水及本身流體所含有的垃圾液體混合而成的具有較高濃度的污水。這種污水富含有機污染物及重金屬離子和病菌等污染物和有毒物質。其具有成分極其復雜、污染物含量變化大、處理難度高、污染時間具有長期性等特點。且垃圾滲濾液排出量影響因素較多,排出量主要受外部水量注入量如降水等因素影響。
二、選擇垃圾滲濾液處理工藝的原則
根據進水水質特點、排放標準要求、滲濾液處理的規模,結合當地自然和社會經濟等條件綜合分析確定,選擇垃圾滲濾液處理工藝的原則如下:(1)處理工藝確保出水穩定并達到設計排放標準,處理技術先進、可靠;(2)工程運行費用低,管理、維修方便,運轉自動化程度較高;(3)可根據進水水量、水質靈活調整運行方式和參數,最大限度地發揮處理裝置和構筑物的處理能力。借鑒和參考國內外先進技術和經驗,結合當地的實際情況,選擇切實可行的處理工藝,保障垃圾滲濾液處理處理系統的正常、穩定運行。
三、某市垃圾滲濾液處理實例
本市生活垃圾滲濾液處理廠設計處理量600m3/d,設計進水指標CODcr 3000-8000mg/L、BOD5 1000-3000mg/L、氨氮1200-2500mg/L、總氮1400-3000mg/L,采用水質均化+膜生物反應器(MBR)+納濾(NF)+反滲透(RO)的組合工藝,將生化和膜處理相結合,能將滲濾液中的污染物質分解,減少污染物的總量,同時具備脫氮除磷功能,可以處理不同“場齡”生活垃圾填埋場產生的滲濾液。出水指標執行《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008)表二排放要求。
1、預處理系統
垃圾衛生填埋場產生的滲濾液匯入調節池中,滲濾液經提升后經籃式過濾器進入水質均化罐,水質均化罐起到調節進水水質,平衡滲濾液中營養物,提高滲濾液的可生化性的作用。
2、MBR系統
“反硝化(A)-硝化(O)-超濾(UF)”稱為膜生物反應器(MBR)。垃圾滲濾液含有較高的有機污染物,選擇工藝時既要考慮COD和BOD5的去除,又要強化氨氮和總氮的去除。MBR及其組合工藝的主要特點:①出水水質穩定,由于膜的高效分離作用,分離效果遠好于傳統沉淀池;系統內能夠維持較高的微生物濃度,提高了反應裝置對污染物的整體去除效率,保證良好的出水水質。②剩余污泥產量少,該工藝可以在高容積負荷、低污泥負荷下運行,剩余污泥產量低,降低了污泥處理費用。③可去除氨氮及難降解有機物,由于微生物被完全截流在生物反應器內,從而有利于增殖緩慢的微生物如硝化細菌的截留生長,系統硝化效率得以提高。該處理工藝選擇外置管式超濾膜,超濾用于去除廢水中大分子物質和顆粒。超濾截留大分子物質和微粒的機理是膜表面孔徑機械篩分作用,膜孔阻塞、阻滯作用和膜表面及膜孔對雜質的吸附作用,還可以去除一些膠體顆粒和微生物細胞。外置式管式超濾膜具有運行穩定可靠,操作管理容易,易于膜清洗、更換等優點。
3、納濾(NF)
納濾采用螺旋式卷式膜,是以壓力差為推動力,介于反滲透和超濾之間的截留水中粒徑為納米級顆粒物的一種膜分離技術。它截留有機物的分子量大約為200-400左右,截留溶解性鹽的能力為20-98%之間,對單價陰離子鹽溶液的脫除率低于高價陰離子鹽溶液。
4、反滲透膜(RO)
反滲透技術(RO)是以壓力為驅動力的膜分離技術,其基本原理以壓力差為推動離,施加超過溶液滲透壓的壓力于半透膜,將濃溶液中的水壓滲到膜的稀溶液一側,而濃溶液則不斷濃縮留在膜的另一側,達到濃縮液分離的目的。RO處理系統不易受環境的影響,對反滲透影響較大的環境因素主要是壓力、溫度、進水水質。RO處理系統能去除無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等,保證出水達標。膜分離在應用存在膜污染的問題,主要存在有無機污染、有機污染和微生物污染三種形式。由于污染物質在膜表面形成附著層或堵塞膜孔,從而導致膜通量減少、膜及膜孔結構發生變化。當進水污染物濃度較高時,進水的滲透壓就特別高,需要進水有較高的壓力克服滲透壓,才能實現物料分離,這導致能耗較高。
5、其他處理系統
本處理工藝中生化處理產生的剩余污泥經脫水后運至垃圾填埋庫區填埋;各處理工藝中產生的臭氣統一收集進行處理;反滲透產生的濃縮液收集至濃縮液池,最終回灌至垃圾填埋庫區。
總結,該滲濾液處理工藝運行以來,各處理單元處理效果較好,出水指標CODcr 14.6mg/L、BOD5 6.3mg/L、氨氮0.76 mg/L、SS 3.4 mg/L,根據監測結果顯示水質指標均滿足《生活垃圾填埋場污染控制標準》排放要求。
四、滲濾液處理技術的應用對策
在日常研究中,人們普遍根據m(BOD 5)/m(CODcr)的數值對垃圾滲濾液處理技術的適應性進行分類。(1)當值>0.3時適用生物處理法,這也意味著此時垃圾滲濾液的可生化性較好。如若垃圾滲濾液為高濃度的有機物時,對該垃圾滲濾液進行處理時應采用好氧、厭氧處理相結合為宜。(2)對于值
結束語
綜上所述,垃圾滲濾液處理工藝必須加以整合,必須要考慮到多方面的因素,結合具體的滲濾液組份的變化綜合應用多種工藝技術手段進行處理。盡量考慮在節省投資、提高效率、縮短處理時間方面有所突破。充分考慮到各種化學離子及組份的相互干擾性,并充分利用這種干擾性進行交聯式處理,這樣既可節約物化成本,也充分利用了滲濾液的化學組分,實現了利用式處理。從最重要的環保角度而言,物化法結合生物法進行綜合處理是垃圾滲濾液的發展方向與必由之路。
參考文獻
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關鍵詞:CASS工藝;垃圾滲濾液;城鎮污水;協同處理;混合液
前言:隨著我國經濟的發展,垃圾和城鎮污水越來越多,但是與之相對應的垃圾滲濾液和城鎮污水處理的發展卻相對落后。很多垃圾滲濾液和城鎮污水因無法及時得到處理,直接被排入地面,對周圍環境造成了污染。對此,人們對垃圾滲濾液和城鎮污水的治理的呼聲越來越高。為了更好的處理垃圾滲濾液和城鎮污水,人們提出了CASS工藝協同處理垃圾滲濾液與城鎮污水混合液的方案。
一、CASS工藝的優點
CASS工藝又叫循環活性污泥系統,它是在活性污泥法的基礎上發展來的處理的先進工藝,它的反應池包括生物選擇區和主反應區兩個部分。為了使CASS工藝更加安全可靠和連續處理垃圾滲濾液和城鎮污水混合液,經過長時間的研究,終于使得CASS工藝能夠適應我國社會主義的現階段發展需求。CASS工藝在運行中,采用曝氣-沉定-排水等處理方法和措施,使垃圾滲濾液和城鎮污水混合液協同處理的各個反映都在同一個反應池里循環進行,可實現CASS工藝下垃圾滲濾液和城鎮污水混合液協同處理的連續進水,間斷排出水,避免了常規活性污泥法有機物污染物和泥水分離降解的過程,同時,還可以實現CASS反應池的脫氮除磷功能。CASS工藝協同處理垃圾滲濾液和城鎮污水混合液,與其它處理工藝相比,具有以下幾種優點:
1、工藝簡單,節約成本
CASS工藝的核心設施是反應池,省去了傳統工藝二次沉淀和污泥回流設備,并且在通常情況下不用設置調節池和初沉池,這些設備的節省比著傳統工藝可節省10%-25%的設備費用,節省20%-35%的占地面積。由于CASS工藝曝氣是周期性的,反應池內溶解氧的濃度是變化的,在沉淀和排水階段溶解氧的能力降低,重新曝氣時氧的濃度梯度變大,傳遞效率高,節能效果非常明顯,
2、運行靈活自由簡單
CASS工藝可以承受的平均流量大,具有確保污水在設備系統內停留預定的處理時間后能沉淀排放的能力。特別是可以靈活調節CASS工藝運行周期以適應系統進水量和水質的變化。
3、適用范圍廣,適合分期建設
CASS工藝可適用于大、中、小型污水處理工程,比傳統污水處理工藝適用范圍更加廣泛,而且適合分期建設。CASS工藝的反應池設計是若干個反應池組合在一起的,單獨的反應池也可以正常運行,它適合各個階段的污水處理,比著傳統污水處理工藝它的適用范圍廣泛的多,且比較適合分期建設。
二、CASS工藝協同處理垃圾滲濾液和城鎮污水混合液運行中存在的問題及分析
1、進的混合液的負荷變量大,反應池的利用率相差大
在利用CASS工藝協同處理垃圾滲濾液和城鎮污水混合液時用水不均勻,造成了CASS反應池排水的不均勻。垃圾滲濾液和城鎮污水混合液進入太多超過進水上限,混合液協同處理的載體負荷會偏大,影響混合液污染物的去除率。如果混合液協同處理的負荷偏小,又導致反應池不能充分利用。
2、反應池運行參數差異大,處理效果差異明顯
經過近幾年的研究表明,CASS工藝的反應池的實際運行差異已經嚴重超出反應池允許范圍內的個體差異。主要是因為反應池原控程序為了簡單化,只設置了曝氣、沉淀、潷水和排泥四個時間,這四個時間的設置又是對應相等的。但CASS工藝的實際運行中反應池與剩余活性污泥泵更換后技術參數已經改變,這就造成在相同時間內剩余活性污泥泵排出的剩余污泥量與原來的排出量不相等。影響垃圾滲透液和城鎮污水混合液的處理效果。
3、CASS工藝中活性污泥膨脹現象嚴重
CASS工藝在日常運行監測中發現,污泥的沉降性能非常差,出水經常出現帶泥現象。特別是反應后期,這種現象特別嚴重。經過研究,確定造成這種帶泥現象的原因是污泥膨脹。在常規活性污泥法中,污泥膨脹就經常發生。這是因為活性污泥無法與水有效分離,造成的活性污泥的流失,使沉降出的水質量較差。
4、反應池的沉淀期進混合液的擾動影響出水的水質
根據垃圾滲透液和城鎮污水混合液協同處理工廠的進入量和每小時進入規律可知,沉淀期的混合液進入對活性污泥的沉淀的推流作用,會擾動活性污泥的沉淀層,影響沉淀期的污泥沉淀效果。
三、CASS工藝協同處理垃圾滲濾液和城鎮污水混合液運行中存在問題的改進措施
1、均勻污水提升泵的污水提升量
圾滲透液和城鎮污水混合液協同處理工廠可以與市政府污水提升泵管理部門進行協商,使污水提升泵的污水提升量盡量均勻,最大限度的減少圾滲透液和城鎮污水混合液進入沖擊負荷過大帶給反應池的不利影響,從而提高反應池的利用率。使處理混合液的效果大幅度提高。
2、通過調整,縮小反應池各項參數的差異
通過對每臺剩余活性污泥泵的檢測,對其綜合考慮后,適當調整反應池與剩余活性污泥泵更換后的技術參數,再分別調整反應池設置的四個時間,盡量縮小反應池各項技術參數的差異,以縮小垃圾滲濾液和城鎮污水混合液的差異,從而提高出水的水質。
3、改造圾滲透液和城鎮污水混合液協同處理工廠的污泥脫水設備
CASS工藝下的污泥膨脹主要是因為活性污泥的沉降性能差造成的,而造成這種現象的主要原因又是因為處理工廠的污泥脫水陳舊,處理污泥能力下降引起的。所以,可以將工廠的原有國產的老化污泥脫水設備換成進口的先進污泥脫水設備,以增加污泥脫水設備的污泥處理效率和污泥處理能力。解決活性污泥膨脹現象。
4、優化反應池潷水前的靜沉時間
可以通過對垃圾滲濾液和城鎮污水混合液協同處理工廠的相關設備重新組合、優化、排序,進而改變原設計反應池沉淀期潷水前的活性污泥靜沉時間,以降低反應池沉淀期垃圾滲濾液和城鎮污水混合液進入反應池擾動對污泥沉淀層的推流作用,從而有效提高對垃圾滲濾液和城鎮污水混合液的處理效果,提高反應池出水的水質,解決反應池出水帶活性污泥的問題。
四、結束語
隨著垃圾和城鎮污水對城鎮周圍環境的影響的變大,人們對其要求治理的呼聲也越來越高,繼而推動垃圾滲濾液和城鎮污水處理工業的發展。而CASS工藝協同處理垃圾滲濾液和城鎮污水混合液的方法是目前最具優勢處理垃圾和城鎮污水的方法,文章結合CASS工藝的優點,闡述了CASS工藝下垃圾滲濾液和城鎮污水混合液協同處理存在的問題和相關解決措施。
參考文獻
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[3] 秦俊芳 楊曉麗 CASS工藝污泥負荷的實驗研究 [J] 環境科學與管理 2008 [11] 113?114
一、成立應急指揮部、人員設置
在發生滲濾液應急事件時,自動啟動應急指揮部,開展應急指揮工作。
二、工作職責
加強生活垃圾衛生填埋場滲濾液處理站運行管理,協調啟動滲濾液處理站滲濾液處理應急工作。
三、應急處置流程
(一)因暴雨成特大洪澇災害以及滲濾液長時間在調節池中積存導致滲濾液調節池滿溢的應急處置措施:
①切斷污染源:
一旦發生滲濾液外溢事故,現場人員立即報告指揮部,指揮部組織人員對外溢區域搭建臨時護堤,增加調節池容積,并啟用泵將污水打入填埋場庫區,緩解滲濾液調節池庫容壓力。
②切斷擴散途徑、污染物的收集、污染物的處理外泄的滲濾液,主要為非持久性污染物,可在自然界中降解。重點是處理其中的重金屬離子,進入蓄水池,農灌小溝、田洞里河以及長衣垅水塘的滲濾液,應加強對這些片區水質的監測。對于填理場內蓄水池中的水,應在出口處用活性炭筑壩圍住出口,對排出的滲濾液進行過濾。對于農灌小溝中的水,應在匯入點處用活性炭筑壩攔截過濾,并可在下游每隔若干距離設置活性炭壩進行攔截吸附。
③田洞里河的應急處置與農灌小溝類似:對于因蓄水池滿溢流入長衣境水塘中的水,應首先用沙(上)袋水泥對攔水壩進行加高,阻止濃縮液進入水塘,如無法阻止,應在匯入點處用活性炭筑壩攔截過濾。待應急結束后,委托有處理危廢資質的單位進行處置。
(二)污水外溢應急處置流程
(1)處理系統故障導致濃縮液超標排放的事故應急措施:
①切斷污染源
發現系統故障后,現場人員應立即停止抽取和處理滲濾液,并將排放口關閉,并及時報告應急指揮部。
②切斷擴散途徑、污染物的收集、污染物的處理:
對滲濾液處理系統管道中未處理的滲濾液進行回收,泵送至調節池。待處理系統修復后再進行處理。
③對田里洞河受污染水體進行處理。應在滲濾液排放入河口處用活性炭筑壩攔截過濾,并可在下游每隔若干距離設置活性炭壩進行攔截吸附。待應急結束后,活性炭應委托有處理危廢資質的單位進行處置。對于因受污染水外排導致河流兩側灌溉區域土壤受污染的,應劃定一定范圍進行圍圈。范圍近設置警示標志,并安排人員值別,防止人畜進入,防止人畜食用農作物,果品等,待應急結束后,再根據污染物特性,采取措施對受污染得土壤修復、復耕等。
④緊急修復故障的滲濾液處理系統,修復完畢后及時開啟處理收集的廢水。
⑤通知下游停止引水農灌。
(三)因滲濾液處理系統損壞嚴重時的處理
關鍵詞:垃圾填埋場;水環境;污染控制
引言
隨著我國城市的快速發展,城市規模日益擴大、人民生活水平也在不斷提升,城市垃圾產量也隨之不斷增長,城市垃圾處理已經成為了重要的城市發展問題。城市垃圾衛生填埋已經成為了我國城市垃圾集中處理的主要方式,垃圾地下填埋成本較低、工藝簡單,在國內得到了廣泛應用,但在垃圾填埋的過程中,其滲濾液卻可能會對水環境造成一定的污染,因此必須要針對垃圾填埋場水環境污染控制問題進行深入研究[1]。
1我國城市垃圾填埋場建設情況與滲濾液處理水平分析
我國城市垃圾填埋場衛生填埋工作發展較晚,從上世紀80年代才真正展開對衛生填埋場的建設,而對垃圾滲濾液的處理建設則要更晚。我國在垃圾衛生填埋場建設方面投入了大量的財力與物力,獲得了較多成果,例如上海、北京等地區已經初步實現了對生活垃圾的無害化處理,反滲透出水也已經達到一級排放標準,但整體而言我國城市來及填埋場建設與滲濾液處理的發展仍然存在較多不足,許多垃圾填埋場在建設之初沒有嚴格按照設計圖進行建設,存在垃圾滲透液直接排放、防滲設施不達標等多個問題,給周圍水環境帶來了極大的負面影響。
2垃圾填埋場滲濾液對水環境存在的影響
城市垃圾填埋場在建設過程中必須采取有效措施對垃圾滲濾液進行處理,從而防止其向場外擴散,進而對周圍水環境帶來不可挽回的污染影響。根據中國環境科學研究院對此的研究,垃圾滲濾液中的污染物質主要包括以下幾個方面:一是垃圾自身含有的有害物質;二是垃圾在地下發酵過程中產生的水分以及有害物質;三是地下水浸泡垃圾而產生的廢水;四是回灌水。這些滲濾液是潛入地下的污染源,因此將給周圍水環境以及人體健康都帶來極大的損害,且這種危害是很難被及時發覺的,一旦污染問題開始凸顯時,實際造成的損害將已經到了難以彌補的地步,因此必須要在垃圾填埋場的建設時就充分重視對水環境污染的控制,從而較好的防范這類污染問題[2]。
3城市垃圾填埋場水環境污染控制研究
3.1填埋場防滲層設置
城市來及填埋場在建設時必須重視對防滲層的設置,從而有效防止垃圾滲透液對周圍水環境造成不可挽回的污染問題。垃圾填埋場的防滲層需要分為以下幾個部分:基礎、地下水導流層、膜下防滲保護層、土工膜、膜上保護層、滲濾液導流層以及土工織物層。其中土工膜自身的反滲透性較強,但是其缺點在于抗刺穿性能較差,因此在填埋場的垃圾填埋過程中極易出現破損而造成垃圾滲濾液的泄露,而膜下黏土保護層則具有較強的抗刺穿性能,因此即使土工膜出現破損也能夠較好的維持防滲透層的防護功能。值得注意的時,在鋪設土工膜層時,必須要對垃圾填埋場進行土壤滲透試驗,確保其滲透系數符合施工要求。
3.2排水系統設置
垃圾填埋場的排水系統主要包括以下三個部分:地下水、滲濾液以及雨水。在進行排水系統設置時,要將地下水疏排系統設置在防滲膜之下,并通過設置樹枝狀穿孔的PVC管道來進行地下水的排除工作;而滲濾液導滲系統則要設置在防滲膜之上,與地下水疏排系統實施分流處理;雨水排除系統則需要結合當地的地理風貌等因素進行設置,根據當地的自然地形來設置分區,從而最大可能的降低進入到垃圾填埋區的降雨量,從而進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的衛生等級,垃圾滲濾液對周圍水環境將造成極大的影響,因此必須要充分重視對垃圾填埋場滲濾液的處理工作。一般的垃圾滲濾液處理方法主要包括物理化學處理方式已經以及生物處理方式。物理化學處理又包含混凝沉淀、過濾、活性炭吸附以及離子交換等,而物理化學處理方法能夠較為顯著的去除滲濾液中的污染物質,且其處理效果相對較為穩定,但也存在處理成本較高的問題,因此必須有效結合生物法進行滲濾液的處理。在進行滲濾液的處理過程中,應該重視水質、水量對處理方法的影響,并盡可能的采用生化與物化方法相結合的形式,從而有效提升垃圾填埋場的滲濾液處理水平[3]。同時人工濕地處理技術在處理老化滲濾液方面也存在較多優勢,因此也可以結合當地的自然地形、成本等因素選擇最佳的滲濾液處理方法。
結語
本文首先簡要分析了目前我國城市來及填埋場的建設情況以及對滲濾液的處理情況,同時也分析了垃圾填埋場滲濾液對水環境存在的影響,針對這些污染問題,本文對加強城市垃圾填埋場水污染控制問題展開了分析,認為要從填埋場防滲層設置、排水系統設置以及提高滲濾液處理水平這三個方面進行城市垃圾填埋場水污染控制。希望本文對垃圾填埋水污染問題的研究能夠對降低垃圾填埋對水環境的污染影響提供一定的幫助。
參考文獻
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關鍵詞:垃圾填埋;垃圾滲濾液;處理技術;
Abstract: With the rapid development of city, the life rubbish has more and more serious harm to the environment. Therefore, all countries successively formulated and implemented a series of regulations and policies to pay more attention to city life garbage collection and processing problems, and China is no excepted. There has lots of disposal methods of city life garbage,and sanitary landfill, composting, incineration are the three most widely used abroad. These kinds of processing methods are not perfect and with many urgently to be solved problems even after hundreds of years’s development. This paper analyzes the water quality characteristics of landfill leachate, summes up the current leachate disposal technologiesused more widely, and makes a comparison about a number of domestic project examples to discuss the existing problems and put forward possible solutions.
Keywords: landfill; leachate; disposal technologies;
中圖分類號:R124 文獻標識碼: A文章編號:2095-2104(2012)
1前言
目前,我國垃圾城市垃圾處理量只占總垃圾量的5% ,其中70%是通過簡易填埋法處理的,10%進行了簡易堆肥,資源化數量更少,分類回收幾乎為零。受技術水平和管理手段的限制,這些垃圾處理方式的弊端十分明顯,不僅對土壤、地下水、大氣等造成了現實的污染和潛在的危害,而且造成巨大的資源浪費。國內外對垃圾的處理主要有焚燒、填埋、堆肥以及綜合利用等方式。其中,垃圾衛生填埋以其相對費用較低、技術比較成熟成為我國現階段采用較廣泛的方式。垃圾填埋過程中產生的大量滲濾液,是世界上公認的污染威脅大、性質復雜、難于處理的高濃度廢水,從填埋場的運行到封場后管理,都需要對滲濾液的產生進行有效控制,對排出的滲濾液進行妥善處理。
2 滲濾液的來源、組成及特點
2.1滲濾液的來源
垃圾滲濾液是指垃圾在填埋和堆放過程中,由于垃圾中有機物質分解產生的水和垃圾中的游離水、降水以及入滲的地下通過淋溶作用形成的污水。垃圾滲濾液是一種成分復雜的高濃度有機廢水,水質和水量在現場多方面的因素影響下波動很大。垃圾滲濾液的來源也很廣泛,主要有直接降水、地表徑流、地表灌溉、地下水、廢物中的水分、覆蓋材料中的水分和有機物分解生產水。
2.2滲濾液的組成
滲濾液的成分很復雜,主要成分有四大類:一是常見的元素和離子,如Cd、Mg、Fe、Na、NH3、CO3等;二是微量元素,如Mn、Cr、Ni、Pb等;三是有機物,常以COD(化學需氧量)、TOC(總有機碳)來計量;四是微生物。
2. 3滲濾液的特點
當填埋場垃圾的濕度超過其持水能力后便會產生滲濾液。在滲濾液滲出的同時,垃圾堆體內懸浮的或溶解的有機污染物和重金屬等無機污染物就會隨之溶出,因此,垃圾滲濾液是一種有機污染負荷較高、水質極為復雜的廢水。
垃圾滲濾液水質的變化受垃圾組成、垃圾含水率、垃圾體內溫度、垃圾填埋時間、填埋規律、填埋工藝、降雨滲透量等因素的影響,尤其是降雨量和填埋時間的影響,隨著填埋時間和降雨量的增加,滲濾液的濃度會逐漸下降。由于上述影響因素隨機性很大,所以滲濾液的化學組成也變化很大[1]。
還應注意的一個問題是早期滲濾液中,易生物降解的揮發性脂肪酸含量較高,填埋齡超過3年―5年的晚期滲濾液中,BOD/COD比值較低,可生化生下降,此時處理的主要目標是氨氮的去除。
3 滲濾液的處理技術
對垃圾填埋場已經產生的滲濾液,目前,國內外發達國家和一部分發展中國家的處理方法主要包括物理化學法、生物法、垃圾滲濾液回灌法等。
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2000~4000mg/L時,物化法的COD去除率可以達到50%~80%。與生物處理相比,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。但生物法處理成本較高,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、好氧穩定池、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。
3.1物理化學法
物理化學法是指通過物理化學的方法去除滲濾液中的COD、SS、色度、重金屬等。相對于生物法,物理化學法不受滲濾液中水質水量的影響,抗沖擊負荷能力較強,出水水質比較穩定,尤其在廢水可生化性較差的時候有比較好的處理效果;但是基成本較高,不適宜處理大量廢水。
近年來,用于滲濾液處理的物化法主要有化學沉淀法、吸附法、化學氧化法、反滲透法等。物理化學法的運用主要用作預處理或與其他方法聯合使用。劉東等[2]用曝氣一絮凝法處理武漢市流芳垃圾場的滲濾液,其色度、COD、總磷的去除率均可達80%以上,氨、氮的支除率達60%以上。方土等[3]用回流式兩級SBR活性炭吸附―混凝工藝處理高氨氮、低碳氮比的垃圾滲濾液,粉末活性炭和鋁鹽投加量分別為1‰(W/V)和0.4‰(W/V),吸附時間為100min,總的水力停留時間為82h,COD的去除率可以穩定在90%以上,氨氮去除率右以達到95%以上。化學氧化法利用強氧化劑分解滲濾液中難降解的有機物,從而提高廢水的可生化降解性,其中高級氧化法是近年來國際研究的熱點。張暉等[4]在用Fenton法處理垃圾滲濾液時發現,在雙氧水的總投加量為0.1mol/L時,COD的除去率可達67.5%。
3.2生物法
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有一定的具體困難,往往不得不自己單獨處理。國外在處理城市垃圾衛生填埋場滲濾液技術應用上,都根據各自的不同情況采取不同的處理方法,常用的方法分述如下;
3.2.1活性污泥法
它分為鼓風曝氣將壓縮空氣不斷地打入到滲濾液中、保證其有一定的溶解氧,以維持微生物的活動,分解有機物、利用裝在曝氣池內的機械葉輪轉到,劇烈攪拌滲濾液,使空氣中氧溶于水中,供微生物活動、純氧曝氣按鼓風曝氣方法向滲濾液中吹入純氧,以充分提高充氧效率。
從填埋運用曝氣法處理垃圾滲濾液的運轉情況看,無論是BOD5和COD,還是氨氮的去除都取得了良好的效果。這些方法有效地降低BOD5、COD和氨氮,還可以去除另一些重金屬污染物質。傳統活性污泥法是世界各國采用最為廣泛的二級生物處理流程,但是由于垃圾滲濾液的有機負荷非常高,傳統活性污泥法的一些改良工藝在滲濾液處理領域得到了廣泛的應用。例如SBR法、CASS法和氧化溝法。李亞峰等[5]用混凝+SBG法處理沈陽市趙家溝垃圾場的滲濾液,研究結果表明,采用聚合氯化鋁鐵混凝+SBG生化處理工藝,能夠使垃圾滲濾液的CODCr值從5000mg/L―14000 mg/L降低到200 mg/L以下。作為SBR法的改進工藝,CASS工藝通過瓜器前設置預瓜區以及減少排水量等方法,大大提高了抗沖擊2負荷的能力。
3.2.2生物膜法
生物膜法有放它的一些改良工藝有效地解決了活性污泥的膨脹問題,而且生物膜上的生物種類多、世代時間長,搞沖擊負荷能力強,使得生物膜法的處理效果比較好。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??梢苑譃樯餅V池使滲濾液流經生長在濾料表面上的生物膜,通過各相間的物質交換及生物氧化作用,使滲濾液中的有機物得到降解,達到凈化的目的、生物轉盤由固定在一橫軸上的若干間距很近的圓盤組成,由盤面上生長的生物膜凈化滲濾液、生物接觸氧化使帶微生物棲附的填料全部浸在滲濾液中,并采用機械設備向滲濾液中充氧,使滲濾液中的有機物被微生物氧化分解,從而達到凈化。
生物轉盤采用厭氧、好氧的方式,以便進行高濃度的脫氨處理。在整個工藝流程中,主要去除對象是BOD、COD、SS、TN、TP和重金屬等。事實上,近年來日本多采用生物轉盤方式作為滲濾液的生物處理設施,因為這種方式對水量及水質的變化適應性好,運轉管理容易,運轉成本低,其電力費用僅占一般曝氣方法的12~13。
3.2.3曝氣穩定塘
曝氣穩定塘是利用水中的微生物、藻類、水生植物等對滲濾液進行好氧或厭氧生物處理的天然或人工池塘。與活性污泥相比,曝氣穩定塘體積大,有機負荷低,盡管降解速度較慢,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。
3.2.4厭氧生物處理法
厭氧生物處理法是利用厭氧微生物分解滲濾液中的有機物達到凈化目的,同時產生甲烷、二氧化碳等氣體。分為厭氧-好氧生物氧化工藝、厭氧-氧化溝-兼性塘工藝、厭氧-氣浮-好氧工藝、UASB-氧化溝-穩定塘。
與好氧生物法相比,厭氧生物法有能耗少、運行費用低、剩余污泥產生量少、能處理一些難處理的高分子有機物等優點,但由于厭氧菌對溫度和pH值的要求較高,使得實際工程中厭氧生物法的效果不理想。有實驗表明當溫度在35℃左右,pH值控制在7左右時,厭氧法的處理效果最佳。近年來采用的厭氧生物處理方法有:厭氧接觸法、厭氧生物濾池、上流式污泥床反應器等。
但是,厭氧處理出水中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。此外,當滲濾液pH在7以下時,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,厭氧處理受溫度影響大,最適宜溫度是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。因此,對COD為5000mg/L以上的高濃度垃圾滲濾液,建議采用厭氧方法進行處理,對COD濃度在5000mg/L以下的垃圾滲濾液則建議采用好氧生物處理法。
上流式污泥床反應器(UASB)近年來在實際工程中使用的頻率非常高。優點在于工藝結構緊湊處理能力強、效果好和投資少,同時由于不適于處理高懸浮固體濃度的廢水,所以常與其他處理工藝結合使用。國內的廣州新豐垃圾填埋場滲濾液處理和三峽工程施工區生活垃圾填埋場等的厭氧處理部分都采用UASB工藝。
3.2.5土地處理法
土地處理是利用土壤自身能力進行處理的方法。滲濾液流經土壤時,經過土壤的吸附、離子交換,沉淀、螯合等作用,滲濾液中的懸浮固體被除去;土壤中的微生物對溶解性的有機物進行吸收利用,并將有機氨氮轉化為氨氮;植物利用滲濾液中的C,N,P等各種營養物質生長并通過蒸發作用減少滲濾液的量。土地處理包括慢速滲透系統、快速滲透系統、表面溫流、濕地系統、地下滲濾土地處理系統。目前應用于滲濾液處理的主要有人工濕地和回灌法兩種。其中回灌法較適于在氣候干燥、降雨量少、垃圾含水量低的地區適用。但土地法也存在存在使用不當對當地環境造成二次污染的隱患。
垃圾填埋滲濾液的處理方法很多,而且垃圾滲濾液成分極其復雜,用一種方法處理很難達標,一般實際工程中常采用多種不同類型工藝聯合使用才能使出水水質達到國家排放標準。
3.3垃圾滲濾液回罐法
目前,關于垃圾滲濾液回罐法在國外還沒有大規模的應用,都只是處于小規模的嘗試階段,還沒有得出一個比較科學的結論。有觀點認為雖然滲濾液的回流會降低BOD和COD的濃度,但滲濾液中重金屬和氯化物的濃度會增加。實踐表明,由于廢物的蒸發和廢物的吸收作用,回罐會減少滲濾液的數量,但研究人員的報告報道,出現了諸如會降低覆蓋層的滲透性能、滲濾液的滯水作用以及臭氣等問題,城市廢棄物滲濾液的回罐在起始階段可能是成功的,但在長期的運轉中會有什么嚴重的后果還尚未可知。
4我國垃圾滲濾液處理現狀
20世紀80年代末起步的我國垃圾填埋處理較國外晚了許多,滲濾液的處理也歷經了幾個不同時期。早期的滲濾液處理工藝考慮到滲濾液的特殊水質,主要采用好氧生物法為主。處理效果不是很好。這個時期以北京阿蘇衛垃圾填埋場院為典型代表。90年代中后期的處理工藝,以深圳下坪垃圾填埋場為典型代表,開始針對滲濾液的特殊水質采用脫氮、厭氧、好氧相結合的處理工藝,運行效果良好。
21世紀后,對排放標準的提升僅靠生物法已達有到要求,所以生物法與深度處理的物化法相結合的工藝出現在各個填埋場,處理效果提升的同時帶來的問題是成本的上升。
5結論
由于其特殊的水質,垃圾滲濾液的處理工藝比較復雜,通過多種工藝的聯合使用才能達到拜謝標準。與國外的滲濾液處理工藝相比,我國的處理方式過分追求單獨處理,導致垃圾填埋場投資過大,而且由于一些因素的干擾,使得處理效果不佳。在現階段我國可以提倡適應處理后與市政管網合并處理。在北方降雨量少垃圾含水率較低的填埋場,采用回灌措施是較為經濟、有效的方法。雖然采用回灌法對于防滲膜要求非常高,初期投資較大但是從長遠來看比單獨處理經濟。各個地區要根據實際情況采用堆肥、焚燒、衛生填埋相結合的處理方式,從源頭上減少滲濾液的產生。
參 考 文 獻
[1]盧成洪、徐迪民:《回灌法處理城市垃圾滲濾液》載《上海環境科學》,1997,16(1):46~48
[2]劉東、江丁西:《暴氣―絮凝處理垃圾滲濾液的實驗研究》載《環境衛生工程》,2000,(6)18~20.
[3]方士、盧航、藍雪春:《兩級SBR-PAC吸附混凝法處理垃圾滲濾液的研究》載《浙江大學學報》,2002,28(4):37~39.