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垃圾滲濾液處理
閱讀量:3888 發(fā)表時間:2021-04-01

簡介

垃圾滲濾液處理源于垃圾填埋場中垃圾本身含有的水分、有機(jī)質(zhì)分解水、進(jìn)入填埋場的雨雪水及其他水分。常規(guī)處理方式有生化法、膜法、杜笙離子交換法。

廢水行業(yè)分類


垃圾滲濾液是指來源于垃圾填埋場中垃圾本身含有的水分、進(jìn)入填埋場的雨雪水及其他水分,扣除垃圾、覆土層的飽和持水量,并經(jīng)歷垃圾層和覆土層而形成的一種高濃度廢水。

垃圾滲濾液的水質(zhì)相當(dāng)復(fù)雜,一般含有高濃度有機(jī)物、重金屬鹽、SS及氨氮,垃圾滲濾液不僅污染土壤及地表水源,還會對地下水造成污染,對于垃圾滲濾液中CODCr的去除已有許多研究,一般多采用生物法處理,但是處理效果卻不是很理想,且運(yùn)行成本相對較高。



1、 采用成熟的技術(shù),滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求

2、 高技術(shù)脫N(氨氮和總氮)是其一大特色
3、 占地面積小、投資節(jié)省、運(yùn)行費(fèi)用低
4、 施工周期短
5、 維護(hù)管理方便
6、 節(jié)省了繁瑣的施工圖設(shè)計(jì)任務(wù)

7、可拆卸,可運(yùn)輸




垃圾滲濾液的性質(zhì)隨著填埋場的運(yùn)行時間的不同而發(fā)生變化,這主要是由填埋場中垃圾的穩(wěn)定化過程所決定的。垃圾填埋場的穩(wěn)定化過程通常分為五個階段,即初始化調(diào)整階段(Initial adjustment phase)、過渡階段(Transition phase)、酸化階段(Acid phase)、甲烷發(fā)酵階段(Methane fermentation phase)和成熟階段(Maturation phase)。

五個階段的具體內(nèi)容:

1、初始調(diào)節(jié)階段:垃圾填入填埋場內(nèi),填埋場穩(wěn)定化階段即進(jìn)入初始調(diào)節(jié)階段。此階段內(nèi)垃圾中易降解成分迅速與垃圾中所夾帶的氧氣發(fā)生好氧生物降解反應(yīng),生成二氧化碳(CO2)和水,同時釋放一定的熱量。

2、過渡階段:此階段填埋場內(nèi)氧氣被消耗盡,填埋場內(nèi)開始形成厭氧條件,垃圾降解由好氧降解過渡到兼性厭氧降解。此階段垃圾中的硝酸鹽和硫酸鹽分別被還原成氮?dú)猓∟2)和硫化氫(H2S),滲濾液pH開始下降。

3、酸化階段:當(dāng)填埋場中持續(xù)產(chǎn)生氫氣(H2)時,意味著填埋場穩(wěn)定化進(jìn)入酸化階段。在此階段對垃圾降解起主要作用的微生物是兼性和轉(zhuǎn)性厭氧菌體,填埋氣的主要成分是二氧化碳(CO2),滲濾液COD、VFA和金屬離子濃度繼續(xù)上升至中期達(dá)到極大值,此后逐漸下降;PH繼續(xù)下降到達(dá)極低值,此后逐漸上升。

4、甲烷發(fā)酵階段:當(dāng)填埋場H2含量下降達(dá)到極低點(diǎn)時,填埋場進(jìn)入甲烷發(fā)酵階段,此時產(chǎn)甲烷菌把有機(jī)酸以及H2轉(zhuǎn)化為甲烷。有機(jī)物濃度、金屬離子濃度和電導(dǎo)率都迅速下降,BOD/COD下降,可生化性下降,同時pH值開始上升。

5、成熟階段:當(dāng)填埋場垃圾中易生物降解組分基本被降解完后,垃圾填埋場即進(jìn)入成熟階段。此階段由于垃圾中絕大部分營養(yǎng)物質(zhì)已隨滲濾液排除,只有少量微生物對垃圾中的一些難降解物質(zhì)進(jìn)行降解,此時PH維持在偏堿狀態(tài),滲濾液可生化性進(jìn)一步下降,BOD/COD會小于0.1。但是滲濾液濃度已經(jīng)很低。





城市垃圾填埋場滲濾液的處理一直是填埋場設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理中非常棘手的問題。滲濾液是液體在填埋場重力流動的產(chǎn)物,主要來源于降水和垃圾本身的內(nèi)含水。由于液體在流動過程中有許多因素可能影響到滲濾液的性質(zhì),包括物理因素、化學(xué)因素以及生物因素等,所以滲濾液的性質(zhì)在一個相當(dāng)大的范圍內(nèi)變動。一般來說,其pH值在4~9之間,COD在2000~62000mg/L的范圍內(nèi),BOD5從60~45000mg/L,重金屬濃度和市政污水中重金屬的濃度基本一致。城市垃圾填埋場滲濾液是一種成分復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢水,若不加處理而直接排入環(huán)境,會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。以保護(hù)環(huán)境為目的,對滲濾液進(jìn)行處理是必不可少的。



厭氧ABR:針對中晚期滲濾液COD濃度升高特質(zhì),設(shè)計(jì)合理有效程序;

BAF:根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn),增大總氮達(dá)標(biāo)壓力,BAF的除氨氮和總氮的效果較其它設(shè)備更佳;
缺氧反應(yīng)池:可以進(jìn)一步脫除總氮;
超濾膜生物反應(yīng)器:有效提高生化單元污泥濃度、去除有機(jī)物、氨氮、總氮等污染指標(biāo),是后續(xù)的納濾膜工作前的預(yù)處理工藝。
納濾:將有機(jī)物和重金屬離子截留的同時避免重金屬在系統(tǒng)內(nèi)累積。

混凝沉淀:及時進(jìn)行處理濃水,避免在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)時造成濃水有機(jī)物在系統(tǒng)內(nèi)累積。



壓汽蒸餾的高速發(fā)展VC早被人們發(fā)明,但是在20世紀(jì)70年代以前的30年中發(fā)展很慢。70年代初開始迅速發(fā)展,其原因可以歸納為以下幾點(diǎn):

①壓汽技術(shù)的提高,特別是高技術(shù)離心式壓縮機(jī)的出現(xiàn),克服了羅茨式壓縮機(jī)重量大、速度不能提高、大型化困難等問題。
②密封技術(shù)的進(jìn)展保證了壓縮機(jī)的可靠運(yùn)行和水的質(zhì)量。
③傳熱技術(shù)的提高為VC創(chuàng)造了必要條件。新型蒸發(fā)器的傳熱溫差不斷減小,壓縮機(jī)可在低壓比下工作,不僅節(jié)省了電能,而且結(jié)構(gòu)上也可簡化,使人們看到VC在節(jié)能方面的潛力。
④能源危機(jī)使人們不得不更珍惜能源。機(jī)械壓縮它是用壓縮機(jī)吸引二次蒸汽,一般適用于中小規(guī)模(日產(chǎn)淡水幾百噸)。其壓縮機(jī)有離心式、羅茨式以及螺桿式等。

在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時,機(jī)械壓蒸餾裝置蒸發(fā)所需的能量基本上是從壓縮功獲得,通常只需提供很少的補(bǔ)充熱量。



我國大部分城市以衛(wèi)生填埋作為垃圾處理的基本方式,在今后一段時期,衛(wèi)生填埋處理仍將是國內(nèi)城市生活垃圾處理的基本方式。衛(wèi)生填埋作為目前極常見的垃圾處理方法,也存在著諸多污染問題,特別是填埋過程中產(chǎn)生的大量垃圾滲濾液,如不妥善處理,會對周圍的水體和土壤造成嚴(yán)重污染。



垃圾滲濾液是垃圾在堆放和填埋過程中由于發(fā)酵、雨水沖刷和地表水、地下水浸泡而滲濾出來的污水。來源主要有四個方面:垃圾自身含水、垃圾生化反應(yīng)產(chǎn)生的水、地下潛水的反滲和大氣降水,其中大氣降水具有集中性、短時性和反復(fù)性,占滲濾液總量的大部分。



滲濾液是一種成分復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢水,其性質(zhì)取決于垃圾成分、垃圾的粒徑、壓實(shí)程度、現(xiàn)場的氣候、水文條件和填埋時間等因素,一般來說有以下特點(diǎn):
1、水質(zhì)復(fù)雜,危害性大。有研究表明,運(yùn)用GC-MS聯(lián)用技術(shù)對垃圾滲濾液中有機(jī)污染物成分進(jìn)行分析,共檢測出垃圾滲濾液中主要有機(jī)污染物63種,可信度在60%以上的有34種。其中,烷烯烴6種,羧酸類19種,酯類5種,醇、酚類10種,醛、酮類10種,酰胺類7種,芳烴類1種,其他5種。其中已被確認(rèn)為致癌物1種,促癌物、輔致癌物4種,致突變物1種,被列入我國環(huán)境優(yōu)先污染物“黑名單”的有6種。

2、CODcr和BOD5濃度高。滲濾液中CODcr和BOD5極高分別可達(dá)90000 mg/L、38000mg/L甚至更高。   

3、氨氮含量高,并且隨填埋時間的延長而升高,極高可達(dá)1700mg/L。滲濾液中的氮多以氨氮形式存在,約占TNK40%-50%。

4、水質(zhì)變化大。根據(jù)填埋場的年齡,垃圾滲濾液分為兩類:一類是填埋時間在5年以下的年輕滲濾液,其特點(diǎn)是CODcr、BOD5濃度高,可生化性強(qiáng);另一類是填埋時間在5年以上的年老滲濾液,由于新鮮垃圾逐漸變?yōu)殛惛?,其pH值接近中性,CODcr和BOD5濃度有所降低,BOD5/CODcr比值減小,氨氮濃度增加?!?nbsp;

5、金屬含量較高。垃圾滲濾液中含有十多種金屬離子,其中鐵和鋅在酸性發(fā)酵階段較高,鐵的濃度可達(dá)2000mg/L左右;鋅的濃度可達(dá)130mg/L左右,鉛的濃度可達(dá)12.3mg/L,鈣的濃度甚至達(dá)到4300mg/L[4]   

6、滲濾液中的微生物營養(yǎng)元素比例失調(diào),主要是C、N、P的比例失調(diào)。一般的垃圾滲濾液中的BOD5:P大都大于300。



針對該垃圾填埋場存在的問題,對該場污水處理設(shè)施提出以下改進(jìn)建議:

(1)在處理工藝的選擇上,應(yīng)改變老的思維模式,對不能達(dá)到處理指標(biāo)工藝方案予以廢止,采用節(jié)能MVC壓汽式蒸發(fā)處理工藝。
(2)加強(qiáng)對氧化塘的運(yùn)行管理。希望通過此次改進(jìn)能是處理后的廢水達(dá)標(biāo)排放,有效控制滲濾液對周邊環(huán)境造成的污染。

(3)末端引入離子交換工藝作為安保過濾系統(tǒng),可有效防止氨氮指標(biāo)的波動。



垃圾填埋場滲濾液的控制和處理是保證垃圾的長期、安全處置的關(guān)鍵。因此,對滲濾液處理的研究至關(guān)重要。通過分析和總結(jié)滲濾液處理現(xiàn)狀,今后滲濾液處理研究應(yīng)把重點(diǎn)放在以下幾個方面。

首先,現(xiàn)有的滲濾液處理方法多種多樣,由于處理工藝各具特色,因此,運(yùn)用時不能生搬硬套,而要因地制宜。不同地域的地理位置、地理結(jié)構(gòu)、氣象條件以及垃圾成分等因素的差別都會導(dǎo)致滲濾液質(zhì)和量的差異。如針對北方降雨量少而蒸發(fā)量大的特點(diǎn),滲濾液回灌法便比較經(jīng)濟(jì)有效;而南方溫暖濕潤的氣候便有利于應(yīng)用土壤-植物法處理滲濾液的開發(fā)和應(yīng)用。

其次,垃圾填埋的穩(wěn)定化研究也是必要的。促進(jìn)填埋垃圾的穩(wěn)定化,不僅可以縮短填埋垃圾的穩(wěn)定化時間,提高產(chǎn)氣速率,而且可以縮短垃圾滲濾液產(chǎn)生的周期,在一定程度和范圍內(nèi)改善滲濾液的處理難度。




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