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专注垃圾渗滤液高效处理解决方案

垃圾渗滤液介绍及怎么处理垃圾渗滤液?(上)

2020-05-13 admin888 23

  垃圾在堆放和填埋过程中由于压实、发酵等生物化学降解作用,同时在降水和地下水的渗流作用下产生了一种高浓度的有机或无机成份的液体,我们称之为垃圾渗滤液,也叫渗沥液。影响渗滤液产生的因素很多,主要有垃圾堆放填埋区域的降雨情况、垃圾的性质与成分、填埋场的防渗处理情况、场地的水文地质条件等。

 

垃圾渗滤液


  一、垃圾渗滤液基本介绍
  垃圾渗滤液水质复杂,含有多种有毒有害的无机物和有机物,渗滤液中还含有难以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化物,磷酸醋,酚类化合物和苯胺类化合物等。
  垃圾渗滤液中CODcr、BOD5浓度较高值可达数千至几万,和城市污水相比,浓度高得多,所以渗滤液不经过严格的处理、处置是不可以直接排入城市污水处理管道的。一般而言,CODcr、BOD5、BOD5/CODcr随填埋场的“年龄”增长而降低,碱度含量则升高。
  二、垃圾渗滤液处理工艺
  生物法是渗滤液处理中较常用的一种方法,由于其运行费用相对较低、处理效率高,不会出现化学污泥等造成二次污染,因而被世界各国广泛采用。垃圾渗滤液处理工艺形式有传统活性污泥法、稳定塘、生物转盘、厌氧固定膜生物反应器等。
  一种典型的渗滤液处理工艺是IBAF作为主要处理工艺,再与其他处理工艺相结合。选用厌氧生物滤池(IAF)和曝气生物滤池(IBAF)相结合作为生物处理工艺,厌氧生物滤池利用厌氧微生物的水解、发酵、酸化作用,大量降低COD,提高污水的B/C值,通过反硝化菌实现脱氮,还可降低污水处理的成本;厌氧生物滤池的出水进入曝气生物滤池进行好氧处理,通过好氧菌使有机物转变为二氧化碳和水,氨氮转变为硝酸根和亚硝酸根,微量重金属离子与微生物螯合而得以去除。生物处理所选用的微生物是高效专用微生物与复合酶制剂,该产品是采用基因工程的手段对自然微生物的强化与改性,提高微生物的活性及适应性,可有效的降解污水中的芳烃、酚、萘等难降解有机物。
  1.活性污泥法
  美国和德国几个垃圾填埋场采用活性污泥法处理渗滤液,其实际运行结果表明:通过提高污泥浓度来降低污泥的有机负荷,可以获得令人满意的处理效果。如美国宾州的Fall Township污水处理厂,其垃圾渗滤液进水的CODcr为6000~21000mg/L,BOD5为3000~13000mg/L,氨氮为200~2000mg/L,曝气池的污泥为6000~12000mg/L,是一般污泥的质量浓度的3~6倍。在体积有机负荷为1.87kg[BOD5]/(m·d),F/M为0.15-0.31kg[BOD5]/kg[MLSS·d)时,BOD5的去除率为97%;在体积有机负荷为0.3kg[BOD5]/(m·d),F/M为0.03-0·05ks[BOD5]/(kg[MLSS]·d)时,BOD5的去除率为92%。
  2.稳定塘
  国外早在80年代就有成功运用稳定塘技术处理渗滤液的生产性处理厂(HowardRobison,1992),英国在1983年建成的BrynPostey填埋场渗滤液处理厂,运用曝气氧化塘技术处理渗滤液。该氧化塘有效库容1000m,由高密度聚乙烯材料(HDPE膜)作防渗衬底,采用两台高效表面曝气机进行曝气,渗滤液较小水力停留时间10d,渗滤液处理量D-150m/d。此系统自1983年开始运行,渗滤液CODcr和BOD5较大分别达24000mg/L和10000mg/L,F/M为0.05~0.3kg[BOD5]/kg[MLSS]·d)时,CODcr去除率达97%。
  3.生物转盘
  生物转盘是所谓固定生长系统生物膜法中的一种,运用于常规的污水处理中可有效地解决活性污泥法的污泥膨胀问题,并且由于膜上生物量大,生物相丰富,既有表层的好氧微生物,又有内层的厌氧微生物,因而具有抗水量、水质冲击负荷的优点,同时生物膜上还能生长世代时间较长的硝化菌等。
  Pitea渗滤液处理厂即采用生物转盘处理垃圾渗滤液,设计规模500m/d,设计转盘表面积3000m,平均设计负荷4.8g[NH3-N/(m·d)。该厂利用填埋场气体加热使进人生物转盘的渗滤液温度保持在20℃左右,取得了良好的处理效果。
  4.厌氧氧化处理
  厌氧生物处理可采用厌氧生物滤池,厌氧接触法,上流式厌氧污泥床反应器及分段厌氧消化等,实践证明厌氧处理时高质量浓度BOD5>2000mg/L有机废水的处理是有效的,但单独采用厌氧生物处理渗滤液的情况很少见。
  三、各种生物法的比较
  生物法中,好氧工艺的活性污泥法和生物转盘的处理效果较好,停留时间较短(6~24h)、运行经验丰富,但工程投资大。运行管理费用高;相对来说稳定塘工艺比较简单,投资省,管理方便,但停留时间长(10~30d)、占地面积大且净化能力随季节变化较大。厌氧处理工艺发展很快,特别适合于高浓度的有机废水,它的缺点是停留时间长,污染物的去除率相对较低,对温度的变化比较敏感,但通过研究表明厌氧系统产生的气体可以满足系统的能量需要,若将这部分能量加以合理利用,将能够保证厌氧工艺有稳定的处理效果,还能降低处理费用。因而对于高浓度有机物的垃圾渗滤液,采用厌氧和好氧工艺的组合处理,无论是对于提高处理效率,还是降低运行费用都是有意义的。
  物化法过去只用在处理填埋时间较长的单元中排出的渗滤液,而今随着渗滤液控制排放标准的日益严格,物化法也用来处理新鲜的渗滤液,且是渗滤液后处理工艺中较常用的方法之一。物化法包括絮凝沉淀、活性炭吸附、膜分离和化学氧化法等。
  1.絮凝沉淀
  实验证明;生物处理后的渗滤液进行絮凝沉淀时(利用铁盐或铝盐作絮凝剂),即使在BOD5很低(<25mg/L)的情况下,CODcr的去除率仍可以达到50%,反应过程中较佳的pH值对于铁盐和铝盐分别为4.5~4.8和5.0~5.5,较小的加药量在250-500g/m之间。
  絮凝沉淀工艺的不足之处是会产生大量的化学污泥;出水的pH值较低,含盐量高;氨氮的去除率较低等。所以絮凝沉淀工艺即使有可观的处理效率,在选用时还是要慎重考虑。
  2.反渗透
  反渗透经常用于渗滤液的后处理中,因其能够去除中等分子量的溶解性有机物,国内早期利用醋酸纤维膜进行的试验表明,CODcr的去除率可以超过80%,虽然在运行过程中有膜污染的问题,但反渗透工艺作为后处理工艺设在生物预处理后或物化法之后,负责去除低分子量的有机物、胶体和悬浮物,可以提高处理效率和膜的使用寿命[5]。根据Ehrig在1989年的研究,一级反渗透工艺可使CODcr、BOD5和有机卤代物(AOX)的去除率达到80%,但是氨氮和氯离子的去除率要达到较高水平则至少需要二级反渗透工艺。
  3.活性炭吸附
  活性炭吸附工艺适用于处理填埋时间长的或经过生物预处理后的渗滤液,它能去除中等分子量的有机物质。20世纪70年代在欧洲的实验室研究表明,CODcr的去除率为50%-60%,若用石灰石作预处理,去除率可高达80%,而活性炭处理了140床后去除效率将明显下降。在生产性试验中,由于渗滤液水质水量多变等原因,出现了去除效率下降和活性炭被大量污染的现象。
  活性炭的投加量与去除的CODcr量的线性关系当活性炭的投加量为800~1200g/m时,每克活性炭吸附3.0-3.2mgCODcr。活性炭吸附工艺的主要问题是高额的费用。尽管如此,首先进行生物预处理,再将该工艺与絮凝沉淀工艺相结合时,能保证出水的CODCr和AOX较低。
  4.化学氧化
  化学氧化工艺可以有效消除污染物,而不会产生絮凝沉淀工艺中形成的污染物被浓缩的化学污泥。该工艺常用于废水的消毒处理,而很少用于有机物的氧化,主要是由于投加药剂量很高而带来的经济问题。对于渗滤液中一些难控制的有机污染物,化学氧化工艺可以考虑使用。
  常用的化学氧化剂有氯气、次氯酸钙、高锰酸钾和臭氧等。用次氯酸钙作氧化剂时CODcr的去除率不超过50%;用臭氧作氧化剂时,没有剩余污泥的问题,CODcr的去除率也不超过50%,对于含有大量的有机酸的酸性渗滤液使用臭氧作氧化剂不是很有效的,因为有机酸是耐臭氧的,相应就需要很高的投加剂量和较长的接触时间。过氧化氢作氧化剂时因为可以去除硫化氢而主要用来除臭气,加药量一般每一份溶解性的硫要投加1.5~3.0份的过氧化氢。用化学氧化法处理渗滤液的研究还处在实验室阶段,主要的问题是处理费用太高,但对于垃圾填埋场封场后所产生的小水量、低含量的难降解渗滤液处理还是有一定意义的。
  5.土地法
  用土地法处理渗滤液的主要形式是渗滤液回灌和土壤植物处理系统。
  在英国进行的渗滤液回灌生产性试验中发现,渗滤液回灌不仅因为蒸发的作用而可以减少渗滤液的水量,而且还能大幅度降低渗滤液中有机物的含量。
  土壤植物处理系统(S-P系统)不仅利用土壤或陈垃圾的物化及生化作用,而且还利用了植物根系对微生物的强化和植物修复技术。1985-1986年在瑞典建立了大规模现场S-P系统进行试验,该系统占用了总面积为22公顷的填埋场中的4公顷,其中1.2公顷种植了柳树,另外2.8公顷种植了各种草本植物。试验区域为填埋场边缘的3个坡地,种植了30000棵柳树。在试验的较初3年中,灌入试验区域的渗滤液共计3290mm,测得年平均的蒸发量为340mm,为降水量的46%,而在试验前相应区域的年平均蒸发量为140mm,为年降水量的19%,蒸发量增加了二到三倍。该系统不光有减量的功能,还能够降低渗滤液的浓度,例如氨氮浓度平均下降了60%,从6.93mmol/L下降到了2.96mmol/L,可以肯定随着柳树的生长和根系的发展,处理效果还可能进一步地提高。

 

垃圾渗滤液处理图


 

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