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垃圾滲濾液的特性及膜法處理垃圾滲濾液的工藝流程
一、生活垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀。
城市垃圾衛(wèi)生填埋過程中產(chǎn)生的垃圾滲濾液被認(rèn)為是高風(fēng)險、高污染的廢水,對地下水和地表水有很大的潛在危害,已成為目前環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點。垃圾滲濾液具有水質(zhì)水量差異大、難降解污染物含量高、難降解等特點,很難進(jìn)行有效處理。
目前,滲濾液水質(zhì)的復(fù)雜性和多變性是滲濾液處理過程難以達(dá)到預(yù)期效果的重要因素之一。因此,全面了解滲濾液水質(zhì)特征可以為滲濾液的有效處理提供可靠的理論依據(jù)。本文分析了垃圾滲濾液的水質(zhì)特點和處理技術(shù)。
滲濾液的成分變化很大,主要取決于填埋年限、填埋高度、填埋作業(yè)方式、覆蓋材料、防滲襯墊結(jié)構(gòu)、微生物環(huán)境和填埋垃圾的成分。其中,填埋年限對滲濾液質(zhì)量有顯著影響。
二、垃圾滲濾液的水質(zhì)特征。
1.垃圾滲濾液的水質(zhì)特征。
根據(jù)填埋場的年齡,1年以下的填埋時間一般為年輕滲濾液,1-5年之間的填埋時間為中年滲濾液,5年以上的填埋時間為老滲濾液。垃圾滲濾液的水質(zhì)一般具有以下特點:
(1)成分復(fù)雜,含有多種有機污染物、金屬和植物營養(yǎng)素;
(2)有機污染物濃度高,最高COD和BOD可達(dá)數(shù)萬mg/L;
(3)金屬種類繁多,包括10多種金屬離子;
(4)氨氮高,變化范圍大;
(5)成分和濃度會隨季節(jié)變化。
目前垃圾滲濾液的主要處理方法是生物法,其中年輕滲濾液可生物降解有機物含量高,B/C比高,氨氮低,適合生物處理。垃圾滲濾液色度高,呈淡褐色或黃褐色。生化處理過程中會產(chǎn)生大量的生物泡沫,對處理系統(tǒng)的正常運行會產(chǎn)生一定的影響。由于滲濾液中的一些有機物難以生物降解,生化處理后的COD濃度通常在500~2000mg/L的范圍內(nèi),也就是說,很難通過生物方法將COD濃度降低到最新國家排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的100mg/L以下。
2.發(fā)電廠滲濾液的水質(zhì)特征。
垃圾滲濾液含有大量有機物、氨氮、寄生蟲、有毒有害物質(zhì)和重金屬等。它的成分非常復(fù)雜,水質(zhì)和水量相差很大。垃圾滲濾液污染控制的一個重要內(nèi)容是分析和研究滲濾液水質(zhì)特征,這也是合理選擇垃圾滲濾液處理工藝的前提。
滲濾液中含有多種重金屬離子,如銅、鉛、鎘、鉻、鋅、鐵、汞、錳、砷等。研究表明,鐵和鋅的含量相對較高,鐵的濃度可達(dá)200毫克/升左右,鋅的濃度可達(dá)130毫克/升左右..國內(nèi)對滲濾液中重金屬離子的專門研究很少,少量文獻(xiàn)數(shù)據(jù)差異較大,這與垃圾的收集和填埋不規(guī)范以及垃圾中的工業(yè)廢棄物不同有關(guān)。生化處理過程中會產(chǎn)生大量的生物泡沫,對處理系統(tǒng)的正常運行會產(chǎn)生一定的影響。
三、廢物滲透處理技術(shù)。
一般采用物化法、生物法和不同的方法對垃圾滲濾液進(jìn)行綜合處理。生物法因其處理成本低,已成為垃圾滲濾液處理的主要工藝。
1.物化方法。
垃圾滲濾液的物化處理包括混凝、氨溶出、吸附、膜分離和化學(xué)氧化;炷恋碇饕肍e3+或Al3+作為混凝劑去除有機物。氨吹脫主要去除垃圾滲濾液中的氨氮,但氨吹脫只是實現(xiàn)了污染物的轉(zhuǎn)移,即氨氮只是從水中轉(zhuǎn)移到大氣中,而不是從根本上去除污染物。
垃圾填埋場滲濾液的混凝吸附預(yù)處理結(jié)果表明,廢水中化學(xué)需氧量的去除率穩(wěn)定在70%左右,不受水質(zhì)變化的影響。膜分離通常采用反滲透(RO)技術(shù),但其處理成本通常較高;瘜W(xué)氧化法包括濕法氧化或催化氧化、芬頓法和電化學(xué)法。
與生物法相比,物化法的優(yōu)點是不受進(jìn)水水質(zhì)和水量的影響,處理過程可以承受較大的沖擊負(fù)荷,出水水質(zhì)相對穩(wěn)定。特別是對BOD5/COD比值較低(0.07~0.20)的難降解組分有較好的處理效果(COD去除率可達(dá)50%~87%),但物化法的一個普遍缺點是運行費用非常昂貴。因此,垃圾滲濾液的物化處理要廣泛推廣,就必須突破處理成本高的瓶頸,積極探索經(jīng)濟(jì)高效的處理工藝。

2.生物法則。
由于生物法經(jīng)濟(jì)高效,生物法仍是處理垃圾滲濾液的主要工藝。生物法分為好氧生物處理、厭氧生物處理和厭氧-好氧組合工藝。好氧處理主要包括活性污泥法、生物膜法、曝氣氧化塘、好氧穩(wěn)定塘、生物轉(zhuǎn)盤等。厭氧處理包括上流式污泥床、厭氧固定化生物反應(yīng)器、混合反應(yīng)器和厭氧穩(wěn)定池。
與好氧法相比,厭氧法具有能耗低、污泥產(chǎn)量少、對營養(yǎng)物質(zhì)要求低、能產(chǎn)生可利用的能源——沼氣等優(yōu)點。但厭氧工藝啟動時間長(一般2~4個月),BOD5去除率在60%~90%,凈化出水水質(zhì)達(dá)不到很高的水平。出水水質(zhì)略差于好氧工藝。好氧工藝出水水質(zhì)好,啟動時間短(一般為2~4周)。
但是,有氧法消耗的能量很大。在污水處理廠中,曝氣池的耗電量是一筆很大的處理費用。因此,根據(jù)目前的技術(shù)水平,一般認(rèn)為BOD5<1000mg/L時采用好氧法,BOD5≥1000mg/L時采用厭氧法..
鑒于垃圾滲濾液的BOD5通常大于1000mg/L,應(yīng)首先采用厭氧法處理垃圾滲濾液。單獨使用厭氧法或好氧法處理垃圾滲濾液已經(jīng)過時。因此,厭氧-好氧組合工藝更適用于垃圾滲濾液的處理。厭氧氨氧化工藝不僅節(jié)省了曝氣量,而且不需要額外的有機碳源,對于低C/N的后期垃圾滲濾液的處理具有不可替代的優(yōu)勢,因此,如果能夠?qū)崿F(xiàn)短程硝化和厭氧氨化相結(jié)合的技術(shù)處理垃圾滲濾液,將大大降低處理垃圾滲濾液的成本,大大提高垃圾滲濾液的處理效果。
垃圾滲濾液作為地表水和地下水的潛在污染源,其有效處理越來越受到人們的關(guān)注。雖然垃圾滲濾液的水質(zhì)在時間和空間上有很大差異,但填埋時間對垃圾滲濾液的水質(zhì)有顯著影響。主要污染物有機物和氨氮的變化與填埋狀態(tài)密切相關(guān)。大多數(shù)垃圾滲濾液符合厭氧產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段的出水特征。
在滲濾液處理中,應(yīng)根據(jù)不同時期的滲濾液水質(zhì)選擇合理的處理工藝。滲濾液的有效處理需要多種處理技術(shù)的結(jié)合。直接合理利用長期填埋形成的老化滲濾液中的腐殖質(zhì),效益明顯,但此時需要合理評價滲濾液水質(zhì),包括滲濾液常規(guī)理化指標(biāo)和有毒有害物質(zhì)對環(huán)境的影響。
四、垃圾滲濾液處理工藝。
根據(jù)我國滲濾液處理現(xiàn)狀,海普歐環(huán)保推薦的膜處理方案為:“厭氧+膜生物反應(yīng)器(MBR)+納濾(NF)+低壓反滲透(RO)”作為垃圾滲濾液處理工藝,理由如下:
膜法處理垃圾滲濾液的工藝流程。

海普歐環(huán)保MBR膜組件。
1.滲濾液先經(jīng)厭氧預(yù)處理,再經(jīng)MBR生化處理,然后進(jìn)入納濾和反滲透系統(tǒng)進(jìn)行深度處理。該工藝適應(yīng)性強,操作靈活,能滿足不同季節(jié)的處理需求,出水完全達(dá)到設(shè)計排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.采用厭氧處理工藝,有機負(fù)荷高,抗沖擊負(fù)荷能力強,進(jìn)水水質(zhì)對其影響不大。厭氧處理后出水有機物濃度大大降低,對MBR系統(tǒng)中反硝化和硝化池的處理影響不大,增氧設(shè)備能耗小。
3、采用膜生物反應(yīng)器(MBR)能高效地去除滲濾液中的氨氮。與納濾、反滲透相結(jié)合,處理后出水可以達(dá)到設(shè)計出水標(biāo)準(zhǔn),具有良好的環(huán)境效益。
4、此工藝已有豐富的工程及運行經(jīng)驗,運行管理、設(shè)備配件供應(yīng)及人員調(diào)配都可與現(xiàn)有工程配套進(jìn)行。
5、該方案投資較低,運行穩(wěn)定,出水有保證,且可根據(jù)現(xiàn)有工程的經(jīng)驗通過一定的措施降低造價,此外本方案運行成本較低,在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上具有較大的優(yōu)越性。
六、膜法處理垃圾滲透液工藝優(yōu)點:
1、能耗低、效率高,能有效地提高滲瀝液的可生化性。
2、生物反應(yīng)器(MBR)處理系統(tǒng)是生物脫氮的關(guān)鍵,反硝化與硝化作用以缺氧、好氧運作,在好氧情況下,微生物會產(chǎn)生硝化作用;在缺氧情況下,微生物會進(jìn)行反硝化作用以去除氨氮。 它將各種形態(tài)的氮最終轉(zhuǎn)化為N2,緩解了滲瀝液中的氮污染問題。
3、NF和RO深度處理系統(tǒng)可確保出水達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)。
4、污泥量小
污水處理設(shè)備