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垃圾渗滤液处理工艺研究及应用现状浅析

来源: 网
时间:2018-02-01 11:41:49
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垃圾渗滤液处理工艺研究及应用现状浅析随着中国城市化的加快和居民生活水平的提高,城市生活垃圾的产量与日俱增.2013年,中国的生活垃圾总产量已经达到了1.73亿kg.由于处理成本低,

随着中国城市化的加快和居民生活水平的提高,城市生活垃圾的产量与日俱增.2013年,中国的生活垃圾总产量已经达到了1.73亿kg.由于处理成本低,采用垃圾卫生填埋处理的垃圾占总垃圾产量的80%以上[1].在垃圾填埋的过程中以及填埋完成后会产生垃圾渗滤液.垃圾渗滤液的来源主要是垃圾自身含水和大气降水降雪等.

垃圾渗滤液处理

目前中国的垃圾渗滤液产量已经达到了每年3000万t以上.由于垃圾的成分十分复杂,因此所产生的垃圾渗滤液是一种成分复杂,高有机物高氨氮高盐分的特种废水[2-4],而1t渗滤液约相当于100t城市污水所含污染物的浓度[5].渗滤液如果直接排放,会对周围的环境,尤其是地下水产生不可逆的危害.

中国十分重视对垃圾渗滤液的处置安全问题.为了有效地保护填埋场周边的环境,国家在1997年颁布了垃圾渗滤液的排放标准《GB16889—1997》.标准对渗滤液的悬浮物、BOD5、COD、氨氮和大肠杆菌值做了明确的规定.2008年,国家对原来的渗滤液排放标准进行了修订,实行新的排放标准《GB16889—2008》.

新的排放标准相比旧的排放标准,明确增加了总氮、总磷和6个重金属指标,严格了氨氮的排放标准.新标准的提出,尤其是总氮排放标准的加入,对垃圾渗滤液处理来说既是挑战也是机遇.挑战在于新标准内容更丰富,要求更严格,这增加了渗滤液的处理难度.但另一方面,新标准的提出会加快新方法新技术的开发和推广,对进一步减小渗滤液对环境的危害有巨大的推动作用.

1垃圾渗滤液的水质特点

垃圾渗滤液是一种黑色或者黄褐色的带有恶臭气味的液体.渗滤液含有大量的有机物和无机物,包括各种难降解有机物(如各种芳香族化合物和腐殖质等)、无机盐(如氨根、碳酸根和硫酸根等)和金属离子(如铬、铅和铜等)[6-7].由于垃圾中的成分复杂,垃圾渗滤液水质的特点之一就是污染物含量很高,而且往往含有生物毒性.

其中COD的质量浓度最高可高达20000mg/L以上,包含苯及其多种衍生物,氨氮的质量浓度可达2000mg/L.这种含有有毒有机物和高氨氮的废水给其处理,尤其是生物处理带来了极大的困难.除了有毒的芳香族化合物外,渗滤液还含有大量的腐殖质和腐殖酸等大分子有机物.

这些有机物虽然没有生物毒性,但由于分子量大,具有很好的化学稳定性,微生物无法实现有效的降解,因此,只采用活性污泥法不能实现对渗滤液COD的有效去除,必须增加深度处理工艺.垃圾渗滤液的另一个特点是水质水量变化大.地域对渗滤液的水质有很大的影响.相对来说,欧美国家的渗滤液污染物浓度尤其是氨氮要低于亚洲国家.

欧美国家渗滤液中的氨氮的质量浓度一般在1000mg/L以内甚至更低,而亚洲国家的渗滤液氨氮的质量浓度一般都在1000mg/L,甚至可以达到5000mg/L[8-13].这可能与不同地区不同的文化和生活习惯有关.同一地点不同时间产生的渗滤液水质差别也很.

根据垃圾填场的场龄不同,垃圾渗滤液可以分为早期垃圾渗滤液(填埋场场龄5a以内)、中期垃圾渗滤液(填埋场场龄5~10a)和晚期垃圾渗滤液(填埋场场龄10a以上)[14].不同时期渗滤液的水质特点如表1所示,其中括号中的数值代表了该项的典型值.

表1不同填埋时间的渗滤液的特征

垃圾渗滤液处理

2垃圾渗滤液的处理方法及处理难点

2.1垃圾渗滤液的处理方法

垃圾渗滤液的处理方法主要有4种方法.第1种方法是直接排往城市污水厂合并处理[17].这种方法的优点是无需再另建处理厂,缺点主要有2个:一个是管网的投资费用大.填埋场一般远离市区,因此需要铺设较长的输送管网.另一个是增加了城市污水厂的不稳定因素.

由于渗滤液水质复杂且不稳定,城市污水厂长期接受渗滤液会给其稳定运行带来极大的隐患,很容易使活性污泥出现中毒等不良症状[18].第2种方法是向填埋场的循环喷洒处理[19].这种方法的优点是操作简便,处理成本最低.这种方法的缺点是并没有解决渗滤液的污染问题,渗滤液的产量会越来越大,处理会越来越困难[20].

第3种方法是预处理后汇入城市污水处理厂合并处理.这种方法的优点是处理工艺相对简单,同时降低了城市污水厂的风险,但缺点是投资较大,且城市污水厂的安全隐患依然存在.第4种方法是单独建设污水站,渗滤液经污水站处理达标后排放.

这种方法的优点是出水水质有保证,真正实现了渗滤液的有效处理,对环境的危害最小,缺点是对工艺的要求较高,运行和管理费用较高.综合以上因素,目前垃圾填埋场主要采用第4种单独建设污水站的方法进行处理.

这些渗滤液处理厂一般采用物化(预处理)+生化(包括厌氧和好氧)+物化(深度处理)的组合工艺实现达标排放.其中,预处理阶段的主要作用是降解部分有机物和氨氮,降低渗滤液的生物毒性,提高渗滤液的可生化性,主要工艺有絮凝沉淀、臭氧氧化和氨吹脱等;生化阶段的主要作用是去除渗滤液中的可生化有机物和氨氮,主要工艺有A/O、A/A/O、SBR、UASB、MBR等;深度处理的主要作用是进一步去除渗滤液中的有机物和总氮,保证其达标排放,主要工艺有Fenton氧化、电化学、活性炭吸附和膜处理工艺等.

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