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1 设计进水水质预测
经过对当地垃圾填埋场现有渗滤液水质的监测数据进行调查,分析填埋场
水质的变化规律,即随着“场龄”的增大,氨氮的浓度会逐渐升高,从而对目前的处理系统中生化的抑制作用加强。综合考虑以上因素,设计进水水质见表1。
2 渗滤液处理工艺
垃圾渗沥液的处理仅仅依靠单一的处理工艺,很难达到严格的出水要求,因此需考虑将几个不同的处理工艺单元进行优化组合,从而取得经济和社会生态的双重效益。
下面将就做“厌氧+生化+超滤+纳滤+反渗透”组合型渗滤液处理工艺进行论述。
2.1 调节池
建设调节池并加膜浮,相当于是天然的大厌氧池,有相当好的水解酸化效果,甚至起到高效厌氧的作用,同时还有效地防止恶臭气体的外排,调节池对调节 BOD5/CODcr 比、降低高分子有机物均有一定作用。
2.2 厌氧
渗滤液污水中含有大量悬浮物、胶体及有机物,采用厌氧技术,使高浓度的厌氧污泥处于悬浮状态,厌氧池底部进水。随着进水混合物的升流,渗滤液中的绝大部分悬浮物、胶体被厌氧污泥层截留及吸附,渗滤液中的大分子及难降解的有机物被水解酸化为小分子易生化的物质,为后续生化系统创造有利条件。
2.3 物化沉淀
经厌氧处理后的出水投加混凝剂后进入物化沉淀池,在混凝沉淀池中,污水中某些污染物由溶解态或胶体状态变为凝胶状态,后集结为絮体,在絮体吸附及网捕情形下,污水中的微小悬浮物沉入池底,通过排泥排出处理系统,从而大大减轻后续生化系统的负荷。
2.4 曝气氧化
经过水解酸化及厌氧的渗滤液污水进入氧化池,当污水中营养物质充足时,微生物通过氧化有机物而获得生命活动的能量,并将另一部分有机物合成新的原生质,使微生物总数不断增加。在生化池中应保持一定数量的微生物(活性污泥浓度),以达到对进入生化池污水的净化处理,增值部分微生物(剩余活性污泥)随排泥系统排出生化池。
2.5 接触氧化
池内充填填料,充氧污水浸没全部填料,并以一定的流速流经填料,在填料上布满生物膜,污水与生物膜接触,在生物微生物的新陈代谢功能作用下,污水中有机污染物得到去除,污水得到净化。
2.6 接触过滤
污水加药混合后,进入接触过滤池,污水中悬浮污染物胶体颗粒在经过极性的有机或无机物颗粒滤层时,在静电作用下,悬浮污染物颗粒被滤料颗粒所吸附截留,其余无极性悬浮污染物颗粒在布朗运动作用下,当其与滤料颗料充分接近时,范德华力使悬浮污染物颗粒被滤料颗粒吸附截留。
2.7 超滤(UF)
经好氧生化处理及过滤后的污水进入超滤器。超滤器处理主要利用超滤器的格滤作用去除污染物,在超滤器浓水腔内形成更高浓度的浓液,并回流到曝气氧化池,同时在超滤器清水腔内分离出清液,清液达到渗滤液处理站排水水质要求。
2.8 钠滤(NF)
纳滤膜孔径处于纳米级,它具有两个显著特征:一是截留分子量在 200~1000,另一是纳滤膜对无机盐有一定的截留率。纳滤膜对二价的离子去除效果要优于一价离子,这是纳滤膜与反渗透膜的主要差别。
本系统设计纳滤处理单元主要是考虑到为反渗透系统提供最佳的进水条件,同时也去除渗滤液中的污染物。
2.9 反渗透(RO)
由于垃圾渗滤液污染物成份的复杂性,采用高强度好氧生化处理后,渗滤液中仍有少量残余的溶解性污染物,必须设置膜处理工段,进一步去除少量残余的溶解性污染物。
2.10 污泥处理
厌氧、反硝化及硝化都会产生一定量的生物污泥,在污泥池收集后,经过压滤,泥饼进入填埋场填埋,上清液回流进入调节池。
2.11 浓缩液处理
采用膜处理系统进行深度处理,以便达到较高的排放标准时,不可避免地会 产生一定量的浓缩液,通常的处理办法为将该部分高含盐浓缩液回喷到垃圾填埋 场,浓缩污水的水份部分蒸发到大气,部分入渗到垃圾填埋体,经垃圾体“厌氧器”降解及吸附截流浓缩液中的盐份,使浓缩液得到进一步的处理。
反渗透产生的浓缩液进入纳滤系统处理后浓缩液回喷到垃圾堆体。
3 渗滤液处理效率及达标情况
经过上述组合处理工艺处理后,渗滤液排放情况及与标准对照见表2。表2 渗滤液排放情况及与标准对照表
上表可知,经过处理后,渗滤液出水指标满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表2中限值要求,出水指标同时满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)表1一级A标准和《城市污水再利用城市杂用水水质标准》(GB/T18920-2002)标准要求,出水可作为道路冲洗和城市绿化用水。
4 结束语
本文中“厌氧+生化+超滤+纳滤+反渗透”的组合型渗滤液处理工艺是一种新型的处理工艺,不仅确保渗滤液污染物达标排放,并同时能满足处理后废水综合利用的要求,值得生活垃圾填埋场参考借鉴。
参考文献
[1]《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008).环境保护部、国家质量监督检验检疫总局联合,2008-07-01.
【关键词】 填埋场 渗滤液 处理方法
1 渗滤液的产生
垃圾处理厂填埋是我国目前垃圾处理的基本方法之一。但是垃圾填埋场中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。渗滤液是填埋场中液体重力流动的产物,主要来源于雨水和垃圾内的水分。渗滤液的成分个体差异很大,主要取决于填埋场的运行时间、地表深度、生物环境及垃圾成分。另外,当地降雨情况、填埋场的地质情况及覆土层的性质等因素影响渗滤液产生多少。渗滤液产生有三个部分:一是外部水分渗入垃圾中,主要是降水、地表水和地下水;二是垃圾自身的水分;三是垃圾中有机微生物分解产生的水。由于影响渗滤液成分的因素包括物理因素,化学因素以及生物因素,所以渗滤液个体差异较大,没有共同性,本身有复杂性和污染性。如不加以处理而直接排放进环境,会造成严重的环境污染。以保护环境为目的,对渗滤液的处理是必不可少的。
2 渗滤液的特性
渗滤液具有不同于其他污水的特点,比较难处理,主要有以下特点:
(1)渗滤液组成成分比较复杂,含有多种有毒有害的物质。其中有机污染物多达77种(其中促癌物、辅致癌物5种),还含有难以生物降解的酚类化合物和苯胺类化合物等各种危险有机物。(2)垃圾渗滤液中化学需氧量、五日生化需氧量浓度可达到每升数千到几万毫克,和一般污水相比,浓度大的惊人。(3)垃圾渗滤液中含有十多种金属离子,其中铁的浓度可高达2050mg/L,铅的浓度可高达12.3mg/L,锌的浓度可高达130mg/L,钙的浓度可高达4200mg/L。(4)氨氮含量很高,且随填埋场的运行时间增加而升高,最高浓度可以达到每升数千到数万毫克,严重抑制和降低了生物处理中微生物的活性。(5)营养元素的比例失调。由于氨氮含量高,C/N的比值经常出现失调的情况:且磷元素缺乏,一般BOD5/TP大于300,比值与微生物所需要的碳磷比(100:1)相差很远。这些性质给垃圾渗滤液的处理带来了一定难度。
3 渗滤液的影响与危害
渗滤液的组成成份十分复杂,而且如果渗透土壤,就会给周围的地下水带来严重污染,从而影响人类健康。据监测,通常在距离垃圾填埋场最近的地下水中有害物质的含量和种类最多,而且一千米外仍然含有有机污染物。另外,渗滤液还有渗透持续时间长、污染物浓度高、个体差异大等特征,给治理工作带来很大困难。地下水源和周围土壤一旦被污染,想通过人为净化补救,基本上很难实现,费用也极其昂贵,从而会给环境和人民健康带来不可估计的损失。
4 渗滤液的处理方法
垃圾渗滤液的处理是城市垃圾填埋场正常运行的必不可少的环节之一。很多不同的处理方法都在研究讨论中,但是现在垃圾渗滤液处理的方法主要是生物处理、物化处理和土地处理。
4.1 生物处理
垃圾渗滤液的生物处理可分为厌氧和好氧处理2种,主要是利用微生物的分解作用、硝化和反硝化作用来去除渗滤液中的有机物和氨氮。
(1)厌氧生物处理技术:厌氧生物处理的运用已有近百年的历史。但直到近20年来,随着微生物学、生物化学等学科的发展和工程实践经验的积累,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、有机负荷低等缺点,使它在处理高浓度的有机废水方面取得了良好的效果,而且对水质、水量的变化具有很强的适应能力。它构造简单,设有气、水、液三相分离器。且不需要搅拌和水力回流、污泥回流等机械设备,耗能和建造费用少,维护管理容易。
(2)好氧生物处理技术:好氧生物技术在垃圾渗滤液处理中运用广泛,其主要有:活性污泥法、生物膜法、生物氧化塘、好氧膜生物反应器等处理方法。生物膜法和活性污泥法是在本世纪发展起来并得到广泛运用的污水处理工艺。垃圾渗滤液作为高浓度的有机废水,生物膜法和活性污泥法在其处理当中运用比较广泛。活性污泥法因其费用低、效率高而在垃圾渗滤液的处理中得到广泛的应用。这些方法对降低垃圾渗滤液中的BOD5、CODcr和氨氮有一定的效果,还可以去除另一些污染物如铁、锰等金属离子。生物膜法具有耐水量冲击的优点,可用于复杂的水质,而且生物膜上能够生长世代较多的微生物,如硝化菌之类。我国也进行了低氧一好氧两段活性污泥处理垃圾渗滤液的研究,杭州天子岭填埋场采用该法处理渗滤液,但效果不稳定。
4.2 土地处理
土地处理是人类最早采用的污水处理方法。渗滤液的土地处理包括慢速渗滤系统(SR)、快速渗滤系统(RI)、表面漫流(OF)、湿地系统(WL)、地下渗滤土地处理系统(UG)以及人工快速渗滤处理系统(ARI)等多种土地处理系统。土地处理主要通过土壤颗粒的过滤,离子交换吸附和沉淀等作用去除渗滤液中悬浮颗粒和溶解成分。通过十壤中的微生物作用,使渗滤液中的有机物和氮发生转化,通过蒸发作用减少渗滤液量。目前用于渗滤液处理的土地法主要是回灌和人工湿地。
但是土地处理系统多用于城市污水处理,在垃圾渗滤液的处理中也有人作过研究,认为施浇垃圾渗滤液后土壤的养分含量提高,通气空隙增多,土壤的肥力明显提高,但是对于重金属和有毒有害物、质浓度高的垃圾渗滤液不大适合。英国也有运用回灌法处理渗滤液的例子,但是被认为是一种非彻底的渗滤液处理方法。
4.3 物化处理
物化法和生物处理相比,物化法不受水质水量的影响,出水水质比较稳定,尤其对BOD5/CODcr比值较低,难以生物处理的垃圾渗滤液,有较好的处理效果。物化处理一般作为垃圾渗滤液处理中的预处理和深度处理,前期的物化预处理可以去除大部分垃圾渗滤液中的有毒金属离子和悬浮物。物化处理还能去除一些很难生物降解的有机物(腐植酸、富烯酸和卤代烃类化合物)。所以物化处理方法又常放在垃圾渗滤液的深度处理中。
【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
巩义市大黄冶生活垃圾卫生填埋场位于巩义市紫荆办大黄冶村东黄土丘陵中,其主体工程包括:进场道路、管理区、维修区、地磅房、填埋库区、调节池渗滤液处理站等,由于生活垃圾处理场填埋库区边坡稳定,施工时亦在其侧壁和底部均进行了防渗处理,防渗材料采用HDPE防渗膜,其渗透系数为10~13cm/g的要求,满足《生活垃圾填埋污染控制标准》(GBl6889~2008)中渗透系数10~7cm/g的要求,且本场土壤大部分为粘土,渗透系数小,地下水埋层较深,通过防渗处理后填埋库区对地下水基本无污染。大黄冶生活垃圾卫生填埋场占地230.3亩,总库容257万m3,设计生活垃圾日处理量350吨,日处理渗滤液130吨,设计使用年限15年。
(一)垃圾成分组成情况
根据巩义市环境卫生管理处分析资料,现状垃圾成分如下表:
(二)垃圾填埋情况
生活垃圾填埋采用分层平铺作业法。垃圾填埋刚开始运行,为保护边坡及库底防渗层,进行土袋防护,较轻压实。垃圾倾倒经废物回收后,严格按《生活垃圾卫生填埋技术规范》(GJJl7~2004)进行操作,经推平、摊铺均匀,每填0.3~0.4m垃圾进行覆土碾压,垃圾容重达到0.7~0.8t/m3。垃圾经黄土覆盖压实后,避免垃圾,每年4~11月份每日对场区蚊蝇消杀,定时定期投放鼠药毒饵,除四害使垃圾处理达到减量化、无害化、资源化,保证卫生覆盖的要求又减少所占库容,有效降低蚊蝇滋生。具体填埋工艺流程:收集运输称重卸车回收摊平压实消杀每日覆土中间覆土封场绿化
(三)垃圾场环境治理措施
1.为最大限度减轻污染和危害,填埋作业采取日清运、日填埋、日覆盖,在填埋库区每隔50m修建一垂直导气石笼井,在封闭的调节池和填埋区内均设置导气管,进行有组织收集气体,统一治理,有效地缓解了恶臭气体污染和安全问题。
2.为控制垃圾渗滤液对地下水污染,工程采用了高密度聚乙烯(HDPE)与粘土复合衬里系统做为填埋库区及调节池防渗层,填埋库区周围设置雨水排水沟,垃圾拦挡坝前设置了渗滤液收集系统,将垃圾所产生渗滤液汇集流入调节池,经厌氧降解有机物浓度降低,然后泵入渗滤液站,经物理、化学、生化、膜反应处理后COD去除率达63.7%,BOD去除率达67.3%,氨氮去除率达76.7%,悬浮物去除率达73.8%,总出水口满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GBl6889~2008),渗滤液处理系统良好,未对环境造成负影响。
3.水处理工艺流程:(1)渗滤液调节池混凝沉淀硝化反硝化MBR精密过滤纳滤反渗透达标一级排放;(2)雨水截洪沟排入下游冲沟。
二、环境监测概况
为了掌握控制大黄冶生活垃圾处理场污染物对环境的影响,委托巩义市环境监测站严格按照《中华人民共和国水污染防治法》《中华人民共和国大气污染防治法》《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GBl6889~2008)等法律法规要求,从2009年8月25日开始对垃圾场附近大气、地下水进行本底监测,同时又在渗滤液站进水口、出水口处设置监测点,每季度至少监测一次,场内化验员每天一次常规监测,每月进行一次全分析,有效地控制因垃圾处理造成的环境污染。根据一年来的监测结果,各项数据指标均达到了《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GBl6889~2008)。
三、建议
1.由于填埋场产生填埋气体主要成分甲烷为易燃易爆气体,从安全角度出发建议初期将其引至燃烧架燃烧,长期应考虑沼气综合利用,减排节能,同时搞好场区污染物浓度监控工作,确保填埋气体的安全处理。
2.建议日常运行严格按照《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GBl6889~2008),防止因操作、管理不当而对周围的环境构成较大污染。
[关键词] 垃圾渗滤液;陕北地区;DTRO
垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水,主要来源于降水、生物降解水和垃圾本身的内含水,如果不能妥善处理,会严重污染生态环境和危害人体健康。垃圾渗滤液的成分与垃圾种类、填埋方式、填埋时间、气候等诸多因素有关,不仅水量变化大,而且变化无规律[1-2]。由于垃圾渗滤液水质、水量的时间和地域变化性,不仅采用单一的处理方法不能满足其处理要求,需要通过不同方法的优化组合与灵活应用才能进行有效地处理,而且适用于某一填埋场或某一地区填埋场渗滤液处理工艺方法往往不是普遍适用的技术,需要因地制宜采用不同的工艺[3]。
1 垃圾渗滤液水质特征[3-5]
1.1 水质复杂,危害性大
垃圾渗滤液中含有大量的有机物,含量较多的为烃类及其衍生物、酸酯类、酮醛类、醇酚类和酰胺类等。张兰英等人采用GC-MS-DS联用技术鉴定出垃圾渗滤液中有93种有机化合物,其中22种被列入我国和美国EPA环境优先控制污染物的黑名单中。此外,垃圾渗滤液中还含有10多种金属和植物营养素(氨氮等),水质成分十分复杂。
1.2 CODcr和BOD5浓度高
通常情况下,垃圾渗滤液中CODcr最高浓度达到90000mg/L,BOD5最高浓度达到38000mg/L,和城市污水相比浓度高。一般规律是,垃圾填埋初期渗滤液中BOD5/CODcr可达0.5以上,表现出良好的可生化性,随着填埋时间的推移,BOD5/CODcr也随之降低,可生化性变弱。
1.3 氨氮含量高
高浓度NH3-N是垃圾渗滤液重要水质特征之一,且随着填埋场年数的增加NH3-N浓度也随之增加,到最后封场时浓度可高达10000mg/L,C/N的比值失调且磷元素缺乏,严重影响到微生物活性,给生化处理带来一定的难度。
1.4 重金属含量高
垃圾渗滤液中含有10多种重金属离子,主要包括Fe、Zn、Pb、Cd、Cr、Hg、Mn、Ni等。其中铁的浓度可高达2050mg/L,铅的浓度可高达12.3mg/L,锌的浓度可高达130mg/L。重金属含量与当地工业废弃物掺入比例紧密相关。在微酸环境下,渗滤液中重金属溶出率偏高,一般在0.5%~5.0%。
2 垃圾渗滤液常用处理技术
2.1 土地处理[2-3, 6]
土地处理技术包括氧化塘、人工湿地及回灌。
⑴ 氧化塘技术是利用水塘天然自净能力处理生活污水的方法。通常垃圾渗滤液中污染物较高,且土地资源有限,很难满足氧化塘需要的大面积、低负荷的要求。
⑵ 人工湿地是近年来兴起的一种渗滤液土地处理技术,是人为创造一个适宜水生生物和湿生植物生长的环境,经预处理后的渗滤进入人工湿地系统处理。但该技术缺乏设计经验参数和规范,且处理负荷低,仅能起到辅助改善水质的作用。
⑶ 回灌技术是目前垃圾填埋场最常用的渗滤液处理方法,原理是通过土壤颗粒的过滤、离子交换、吸附和沉淀作用去除渗滤液中的悬浮固体颗粒和溶解成分,同时将填埋场垃圾层作为一个填料的厌氧生物反应器,利用其中的微生物达到降解有机物的目的。但受气候条件限制,一般只应用于干旱地区。
2.2 生物处理
生物处理技术多种多样,具有处理效果好、运行成本低等优点,是目前垃圾渗滤液处理中采用最多的方法,主要包括厌氧处理、好氧处理以及厌氧-好氧联合处理三种类型。尤其是厌氧-好氧联合处理工艺,可有效去除COD、BOD、氨氮等高浓度有机污染物。
例如北京阿苏卫垃圾卫生填埋场采用"厌氧+氧化沟"的方法处理垃圾渗滤液[7],杭州天子岭垃圾填埋场采用"缺氧+好氧两段活性污泥法"进行垃圾渗滤液的处理[8]。但根据调查,已建成的垃圾渗滤液污水处理普遍存在运行效果差的现象。主要是由于渗滤液废水复杂多变的特性使得微生物不能适应,渗滤液营养比例失调、重金属含量过高都将抑制微生物活性,导致污泥培养不起来或培养好的污泥难以维持。早期渗滤液可生化性高,可以依靠一系列的生物处理方法处理,但到了后期还得采用必要的化学-物理的处理方法来处理[3]。
2.3 物化处理
目前,渗滤液处理采用的物化法主要有混凝沉淀、化学氧化、吸附、吹脱及膜分离等方法。
⑴ 混凝沉淀:是通过投加化学混凝剂与废水中可溶性物质反应发生沉淀或混凝吸附细微悬浮物、胶体下沉,主要用于渗滤液中悬浮物、高分子有机物、重金属的去除。
⑵ 化学氧化:是通过添加强氧化剂使废水中的无机物及有机物氧化分解,从而降低了废水的COD和BOD,以达到净化目的。该法处理中老年垃圾渗滤液的去除效果良好,但成本较高。
⑶ 吸附法:主要用作除臭、去色、重金属以及难生物降解有机物的去除,尤其对直径在10-8~10-5cm或分子量在400以下的低分子溶解性有机物的吸附性较好。吸附法易受pH值、水温及接触时间等因素的影响。
⑷ 吹脱法:用于吹脱水中溶解气体和某些挥发性物质,针对中老年填埋场的渗滤液中营养比例失调,为调整C/N可对其进行氨吹脱预处理。目前氨吹脱主要形式有曝气池和吹脱塔,去除渗滤液中的氨氮效果明显,但处理产生的废气容易造成二次污染,且处理费用明显较高[9]。
⑸ 膜分离法:是指在一定压力差作用下,使高分子溶质流过膜表面时被截留,与溶剂分离,从而达到水质净化的目的。近几年膜处理技术在国内垃圾渗滤液处理方面发展较快,通常采用的膜技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透,其中以反渗透(RO)分离技术应用最为广泛。膜技术对渗滤液的水质处理效果明显,且不受渗滤液水质变化和气候因素的影响,系统运行灵活,自动化程度高[10]。
在实际工程应用中,单独采用一种技术不可能做到达标排放,因此在使用时往往采取组合工艺对渗滤液进行处理。垃圾渗滤液处理推荐采用"预处理+生物处理+深度处理"组合工艺,以达到较好的处理效果。
3 渗滤液处理工艺实例
针对陕北地区干燥、少雨的气候条件,选择榆林市神木县、府谷县和榆阳区3个生活垃圾填埋场为例,同时选择与陕北地区气候相近的鄂尔多斯市(东胜区)生活垃圾填埋场、宁夏回族自治区吴忠市生活垃圾填埋场作为参考对象。
3.1 填埋场实际运行情况
各垃圾填埋场基本情况见表1。
3.2 渗滤液处理工艺
垃圾填埋场渗滤液处理的主流工艺为预过滤(砂滤/芯滤)+反渗透(DTRO),具体工艺流程示意见图1。
垃圾渗滤液首先汇集在调节池,经水量、水质调节后再泵入原水罐,通过加酸调节pH以防止无机盐类结垢,经加压后再进入砂式过滤器和芯式过滤器过滤降低SS浓度。根据实际情况,在进入芯式过滤器前加入适量阻垢剂防止结垢现象的发生,芯式过滤器为膜柱提供最后一道保护屏障。预处理后的渗滤液进入第一级DTRO系统,在膜组件中进行反渗透,产生的透过液进入第二级DTRO系统,第一级DTRO浓缩液排入浓缩液储罐用于回灌填埋区;第二级DTRO系统透过液进入清水储罐,浓缩液则回流进入第一级DTRO的进水端进一步处理。膜组件的清洗由系统根据压差自动执行,只需要在两个清洗剂储罐中分别置入酸性清洗剂和碱性清洗剂即可[11]。
3.3 运行效果
垃圾填埋场渗滤液经二级DTRO工艺处理前后水质情况见表2。
根据垃圾填埋场渗滤液处理设施进、出口水质监测报告分析,对于不同填埋阶段的垃圾填埋场渗滤液水质,二级DTRO系统对CODcr、BOD5、NH3-N等污染物的去除均能达到理想效果,对CODcr的去除率为97.5%~99.8%,对BOD5的去除率为99.2%~99.6%,对NH3-N的去除率为97.6%~99.9%,出水水质满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表2污染物排放浓度限值的要求。
3.4 工艺参数对比
DTRO反渗透处理工艺对污染物的去除率主要取决于膜的截留率,而与膜的截留率有关的系统运行参数主要有:进水电导率、悬浮物浓度、温度、pH、膜通量以及水回收率等[12-13]。通过对比各垃圾填埋场渗滤液DTRO反渗透系统的运行参数,便可找出影响渗滤液处理效果的原因所在,见表3。
从工艺参数对比分析,DTRO反渗透系统在实际运行过程中,进水水质悬浮物浓度超出设计要求的7.3倍,电导率和pH值也超出最佳运行工况范围,由此导致的结果是水回收率大幅降低,并且出现了膜阻塞、频繁更换膜组件等问题。
电导率是间接衡量渗滤液含盐量的指标,主要反映渗滤液中的重金属离子含量。进水水质电导率和悬浮物浓度偏高,导致第一级DTRO反渗透膜的运行负荷增大,直接影响反渗透膜的使用寿命,对于在实际运行操作中,针对高电导率的渗滤液,可以通过优化膜配置,调整第一级DTRO系统的膜通量、水回收率及膜柱数等参数以满足处理要求。
pH值的高低对膜系统性能也有很大影响,垃圾渗滤液在进入DTRO之前需将pH值调为酸性,一方面可防止难溶无机盐结垢,另一方面可使渗滤液中游离氨与酸形成二价铵盐,而DTRO对类似多价离子的截留率很高,可以提高氨的去除率。透过液的流量与pH值成反比,pH值越高,透过液流量越小,最终导致水回收率的下降。
3.5 DTRO处理工艺的可行性
陕北地区生活垃圾填埋场渗滤液采用二级DTRO工艺进行处理,出水水质良好,各项指标均能满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表2规定的排放限值要求,不受渗滤液可生化性、碳氮比变化的影响,在处理老龄垃圾填埋场渗滤液、北方寒冷干燥地区的渗滤液方面具有明显优势。同时,DTRO反渗透系统具备运行灵活,可连续或间歇运行,安装及维修简单等优点[14-15]。
陕北地区气候干燥,蒸发量远大于降雨量,适宜采用回灌的方式处理垃圾渗滤液浓缩液,DTRO反渗透系统产生的浓缩液回灌填埋场,利用垃圾层作为生物反应器可以实现有机物的消解,是渗滤液处理过程中一个经济可靠的环节。
4 结论
陕北地区垃圾填埋场渗滤液采用二级DTRO工艺进行处理,出水效果良好,各项指标均可达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表2规定的排放限值要求。结合渗滤液浓缩液回灌,可以解决陕北地区垃圾渗滤液处理的问题。
DTRO系统运行过程中,在预处理达不到设计效果或运行管理不规范的情况下,反渗透膜容易受到污染,导致设备故障率较高,处理能力下降,渗滤液处理效果与设备的运行管理密切相关。
参考文献:
[1] 杨秀敏,张桂梅.城市垃圾渗滤液对地下水的污染及防治对策[J].山西水利科技,2008 (1):39-40,54.
[2] 刘睿倩,高志永,王琪,等.生活垃圾填埋场渗滤液污染防治技术政策.中国环境科学研究院,2012,8.
[3] 陈长太,曾扬.城市垃圾填埋场渗滤液水质特性及其处理[J].工程与技术,2001,9:19-21.
[4] 胡蝶,陈文清,张奎,等.垃圾渗滤液处理工艺实例分析[J].水处理技术,2011,3:132-135.
[5] 韩静.应用反渗透技术处理垃圾填埋场渗滤液[J].中国环境管理干部学院学报,2012,4:52-54.
[6] 马超,郝桂媛.东北寒冷地区垃圾填埋场渗滤液的处理[J].黑龙江生态工程职业学院学报,2009,9.6-8.
[7] 金永麒.阿苏卫垃圾填埋场渗沥液处理中活性污泥的驯化与调试[J].环境科学与技术,2001,94(2):35-36.
[8] 胡勤海,金明亮,等.吹脱-SBR-吸附混凝法处理垃圾填埋场渗滤液[J].环境污染与防治,2000,22(3):21-23.
[9] 王文斌,董有,刘士庭.吹脱法去除垃圾渗滤液中的氨氮研究[J].环境污染治理技术与设备,2004,6:51-53.
[10] 何红根.UF+DTRO膜处理垃圾渗滤液的研究[D].武汉理工大学学位论文,2007.
[11] 刘飞.DTRO工艺处理垃圾渗滤液的研究[J].环境科技,2015,4:25-29.
[12] 蒋宝军,谢杰,王剑寒.碟管式反渗透垃圾渗滤液处理系统运行效能及分析[J].吉林建筑工程学院学报,2007,6:34-36.
[13] 邱端阳,张辉,柴晓利.两级管网式反渗透工艺处理垃圾填埋场渗滤液[J].中国给水排水,2013,6:15-17,21.
[14] 程峻峰,郑启萍,徐得潜.二级DTRO工艺在垃圾渗滤液处理中的应用[J].工业用水与废水,2014,8:63-65.