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垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的處理方法

中國(guó)污水處理工程網(wǎng) 時(shí)間:2010-9-2 10:02:29

污水處理技術(shù) | 匯聚全球環(huán)保力量,降低企業(yè)治污成本

生物法是滲濾液處理中最常用的一種方法,由于其運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低、處理效率高,不會(huì)出現(xiàn)化學(xué)污泥等造成二次污染,因而被世界各國(guó)廣泛采用。具體的工藝形式有傳統(tǒng)活性污泥法、穩(wěn)定塘、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、厭氧固定膜生物反應(yīng)器等。

近十幾年來(lái)國(guó)外學(xué)者就垃圾滲濾液的處理進(jìn)行了大量的探索和研究,取得了一些成功經(jīng)驗(yàn),有的已用于工程實(shí)踐。我國(guó)在垃圾滲濾液的處理研究方面起步較晚、起點(diǎn)較低,有不少失敗的教訓(xùn),但也獲得了一些寶貴的經(jīng)驗(yàn)。由于滲濾液水質(zhì)水量的復(fù)雜多變住,目前尚無(wú)十分完善的處理工藝,大多根據(jù)不同填埋場(chǎng)的具體情況及其它經(jīng)濟(jì)技術(shù)要求采取有針對(duì)性的處理工藝?v觀國(guó)內(nèi)外垃圾滲濾液處理的現(xiàn)狀,目前滲濾液的處理方案主要有場(chǎng)外綜合處理和場(chǎng)內(nèi)單獨(dú)處理兩大類(lèi)。主要處理工藝有生物處理法、物化法、土地法以及上述方法的綜合。

l生物法處理滲濾液

生物法是滲濾液處理中最常用的一種方法,由于其運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低、處理效率高,不會(huì)出現(xiàn)化學(xué)污泥等造成二次污染,因而被世界各國(guó)廣泛采用。具體的工藝形式有傳統(tǒng)活性污泥法、穩(wěn)定塘、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、厭氧固定膜生物反應(yīng)器等。

1.1活性污泥法
  
美國(guó)和德國(guó)幾個(gè)垃圾填埋場(chǎng)采用活性污泥法處理滲濾液,其實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明,通過(guò)提高污泥濃度來(lái)降低污泥的有機(jī)負(fù)荷,可以獲得令人滿(mǎn)意的處理效果。如美國(guó)賓州的FallTownship污水處理廠,其垃圾滲濾液進(jìn)水的ρ(CODcr)為6000~21000mg/L,ρ(BOD5)為3000~13000mg/L,ρ(氨)為200~2000mg/L,曝氣池的p(污泥)為6000~12000mg/L,是一般污泥的質(zhì)量濃度的3~6倍。在體積有機(jī)負(fù)荷為1.87kg[BOD5]/(m3·d),F(xiàn)/M為0.15-0.31kg[BOD5]/kg[MLSS·d)時(shí),BOD5的去除率為97%;在體積有機(jī)負(fù)荷為0.3kg[BOD5]/(m3·d),F(xiàn)/M為0.03-0·05ks[BOD5]/(kg[MLSS]·d)時(shí),BOD5的去除率為92%。該廠的數(shù)據(jù)說(shuō)明,只要適當(dāng)提高活性污泥的質(zhì)量濃度,使F/M為0.03-0.31<kg[BOD5]/(kg[MLSS]·d)之間采用活性污泥法能夠有效地處理垃圾滲濾液。

1.2穩(wěn)定塘
  
國(guó)外早在80年代就有成功運(yùn)用穩(wěn)定塘技術(shù)處理滲濾液的生產(chǎn)性處理廠(HowardRobison,1992),英國(guó)在1983年建成的BrynPostey填埋場(chǎng)滲濾液處理廠,運(yùn)用曝氣氧化塘技術(shù)處理滲濾液。該氧化塘有效庫(kù)容1000m3,由高密度聚乙烯材料(HDPE膜)作防滲襯底,采用兩臺(tái)高效表面曝氣機(jī)進(jìn)行曝氣,滲濾液最小水力停留時(shí)間10d,滲濾液處理量D-150m3/d。此系統(tǒng)自1983年開(kāi)始運(yùn)行,滲濾液ρ(CODcr)ρ(BOD5)最大分別達(dá)24000mg/L和10000mg/L,F(xiàn)/M為0.05~0.3kg[BOD5]/kg[MLSS]·d)時(shí),CODcr去除率達(dá)97%。
  
上海市廢棄物老港處置場(chǎng),在三期工程改擴(kuò)建時(shí)建成了以穩(wěn)定塘和蘆葦濕地地表漫流處理系統(tǒng)相結(jié)合的滲濾液處理系統(tǒng),設(shè)計(jì)規(guī)模為2000m3/d,實(shí)際運(yùn)行流量1500m3/d,其在冬季兩個(gè)月的典型數(shù)據(jù)見(jiàn)表1上海老港填埋場(chǎng)滲濾液水處理的運(yùn)行效果:

1.3生物轉(zhuǎn)盤(pán)
  
生物轉(zhuǎn)盤(pán)是所謂固定生長(zhǎng)系統(tǒng)生物膜法中的一種,運(yùn)用于常規(guī)的污水處理中可有效地解決活性污泥法的污泥膨脹問(wèn)題,并且由于膜上生物量大,生物相豐富,既有表層的好氧微生物,又有內(nèi)層的厭氧微生物,因而具有抗水量、水質(zhì)沖擊負(fù)荷的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)生物膜上還能生長(zhǎng)世代時(shí)間較長(zhǎng)的硝化菌等。
  
Pitea滲濾液處理廠即采用生物轉(zhuǎn)盤(pán)處理垃圾滲濾液,設(shè)計(jì)規(guī)模500m3/d,設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)盤(pán)表面積3000m2,平均設(shè)計(jì)負(fù)荷4.8g[NH3-N/(m2·d)。該廠利用填埋場(chǎng)氣體加熱使進(jìn)人生物轉(zhuǎn)盤(pán)的滲濾液溫度保持在20℃左右,取得了良好的處理效果。
上面介紹的Pitea填埋場(chǎng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)是好氧生物反應(yīng)器,英國(guó)Britannia填埋場(chǎng)則是運(yùn)用厭氧固定膜生物反應(yīng)器處理垃圾滲濾液,也取得了良好的處理效果。

1.4厭氧氧化處理
  
厭氧生物處理B前采用厭氧生物濾池,厭氧接觸法,上流式厭氧污泥床反應(yīng)器及分段厭氧消化等,實(shí)踐證明厭氧處理時(shí)高質(zhì)量濃度ρ(BOD5)>2000mg/L)有機(jī)廢水的處理是有效的,但單獨(dú)采用厭氧生物處理滲濾液的情況很少見(jiàn)。北京市政設(shè)計(jì)院1988年進(jìn)行了這方面的研究,得出的結(jié)論是建議采用厭氧一好氧法處理工藝。

1.5各種生物法比較
  
生物法中,好氧工藝的活性污泥法和生物轉(zhuǎn)盤(pán)的處理效果最好,停留時(shí)間較短(6~24h)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富,但工程投資大。運(yùn)行理費(fèi)用高;相對(duì)來(lái)說(shuō)穩(wěn)定塘工藝比較簡(jiǎn)單,投資省,理方便,但停留時(shí)間長(zhǎng)(10~30d)、占地面積大且凈化能力隨季節(jié)變化較大。厭氧處理工藝近年來(lái)發(fā)展很快,特別適合于高濃度的有機(jī)廢水,它的缺點(diǎn)是停留時(shí)間長(zhǎng),污染物的去除率相對(duì)較低,對(duì)溫度的變化比較敏感,但通過(guò)研究表明厭氧系統(tǒng)產(chǎn)生的氣體可以滿(mǎn)足系統(tǒng)的能量需要,若將這部分能量加以合理利用,將能夠保證厭氧工藝有穩(wěn)定的處理效果,還能降低處理費(fèi)用。因而對(duì)于高濃度有機(jī)物的垃圾滲濾液,采用厭氧和好氧I藝的組合處理,無(wú)論是對(duì)于提高處理效率,還是就降低運(yùn)行費(fèi)用都是有意義的。有滲濾液需要處理的單位,也可以到污水寶項(xiàng)目服務(wù)平臺(tái)咨詢(xún)具備類(lèi)似污水處理經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)。

2物化法
  
物化法過(guò)去只用在處理填埋時(shí)間較長(zhǎng)的單元中排出的滲濾液,而今隨著滲濾液控制排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格,物化法也用來(lái)處理新鮮的滲濾液,且是滲濾液后處理工藝中最常用的方法之一。物化法包括絮凝沉淀、活性炭吸附、膜分離和化學(xué)氧化法等。由于物化法處理成本較高,不適于大量的滲濾液的處理。

2.1絮凝沉淀
  
實(shí)驗(yàn)證明;生物處理后的滲濾液進(jìn)行絮凝沉淀時(shí)(利用鐵鹽或鋁鹽作絮凝劑),即使在ρ(BOD5)很低(<25mg/L)的情況下,CODcr的去除率仍可以達(dá)到50%,反應(yīng)過(guò)程中最佳的pH值對(duì)于鐵鹽和鋁鹽分別為4.5~4.8和5.0~5.5,最小的加藥量在250-500g/m3之間。
  
絮凝沉淀工藝的不足之處是會(huì)產(chǎn)生大量的化學(xué)污泥;出水的pH值較低,含鹽量高;氨的去除率較低等。所以絮凝沉淀工藝即使有可觀的處理效率,在選用時(shí)還是要慎重考慮。

2.2反滲透
  
反滲透經(jīng)常用于滲濾液的后處理中,因其能夠去除中等分子量的溶解性有機(jī)物,國(guó)內(nèi)早期利用醋酸纖維膜進(jìn)行的試驗(yàn)表明,CODcr的去除率可以超過(guò)80%,雖然在運(yùn)行過(guò)程中有膜污染的問(wèn)題,但反滲透工藝作為后處理工藝設(shè)在生物預(yù)處理后或物化法之后,負(fù)責(zé)去除低分子量的有機(jī)物、膠體和懸浮物,可以提高處理效率和膜的使用壽命[5]。根據(jù)Ehrig在1989年的研究,一級(jí)反滲透工藝可使CODcr、BOD5和有機(jī)鹵代物(AOX)的去除率達(dá)到80qc,但是氨和氯離子的去除率要達(dá)到較高水平則至少需要二級(jí)反滲透工藝。同時(shí)可以查看中國(guó)污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。
  
總之,反滲透工藝因其高效性、模塊化和易于自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用得越來(lái)越多,但其用于滲濾液處理還存在以下問(wèn)題:小分子量的物質(zhì)的截留效率還不盡人意(例如氨、小分子的有機(jī)鹵代物(AOX)等)。高濃度的有機(jī)物或無(wú)機(jī)可沉降物容易造成膜污染或在膜表面結(jié)垢等問(wèn)題。由于操作壓力很高(3~50ba)造成能耗很高。反滲透濃液的處理是最大的困難,將其回灌到填埋場(chǎng)中已經(jīng)不可取了,因?yàn)闈庖旱奈廴疚餄舛群芨撸欠浅NkU(xiǎn)的廢物。目前多采用蒸發(fā)和干燥的方法,但費(fèi)用很高。
  
在英國(guó)垃圾滲濾液處理廠使用Rochem’s專(zhuān)利圓盤(pán)反滲透系統(tǒng)對(duì)初級(jí)滲濾液處理,這種處理技術(shù)是由南亨伯塞德郡穩(wěn)特頓填埋場(chǎng)所設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的Rochem’s離析膜系統(tǒng)。Rochem’s離析膜系統(tǒng)能夠去除重金屬、SS、氨、有害難降解的有機(jī)物,處理后的水質(zhì)滿(mǎn)足嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.3活性炭吸附
  
活性炭吸附工藝適用于處理填埋時(shí)間長(zhǎng)的或經(jīng)過(guò)生物預(yù)處理后的滲濾液,它能去除中等分子量的有機(jī)物質(zhì)。20世紀(jì)70年代在歐洲的實(shí)驗(yàn)室研究表明,CODcr的去除率為50%-60%,若用石灰石作預(yù)處理,去除率可高達(dá)80%,而活性炭處理了140床后去除效率將明顯下降。在生產(chǎn)性試驗(yàn)中,由于滲濾液水質(zhì)水量多變等原因,出現(xiàn)了去除效率下降和活性炭被大量污染的現(xiàn)象。活性炭的投加量與去除的CODcr量的線(xiàn)性關(guān)系當(dāng)活性炭的投加量為800~1200g/m3時(shí),每克活性炭吸附3.0-3.2mgCODcr。活性炭吸附工藝的主要問(wèn)題是高額的費(fèi)用。盡如此,首先進(jìn)行生物預(yù)處理,再將該工藝與絮凝沉淀工藝相結(jié)合時(shí)、能保證出水較低水平的CODCr和AOX。

2.4化學(xué)氧化
  
化學(xué)氧化工藝可以徹底消除污染物,而不會(huì)產(chǎn)生絮凝沉淀工藝中形成的污染物被濃縮的化學(xué)污泥。該工藝常用于廢水的消毒處理,而很少用于有機(jī)物的氧化,主要是由于投加藥劑量很高而帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。對(duì)于滲濾液中一些難控制的有機(jī)污染物,化學(xué)氧化工藝可以考慮使用。
  
常用的化學(xué)氧化劑有氯氣、次氯酸鈣、高錳酸鉀和臭氧等。用次氯酸鈣作氧化劑時(shí)CODcr的去除率不超過(guò)50%;用臭氧作氧化劑時(shí),沒(méi)有剩余污泥的問(wèn)題,CODcr的去除率也不超過(guò)50%且對(duì)于含有大量的有機(jī)酸的酸性滲濾液使用臭氧作氧化劑不是很有效的,因?yàn)橛袡C(jī)酸是耐臭氧的,相應(yīng)就需要很高的投加劑量和較長(zhǎng)的接觸時(shí)間。過(guò)氧化氫作氧化劑時(shí)因?yàn)榭梢匀コ蚧瘹涠饕脕?lái)除臭氣,加藥量一般每一份溶解性的硫要投加1.5~3.0份的過(guò)氧化氫。目前用化學(xué)氧化法處理滲濾液的研究還處在實(shí)驗(yàn)室階段,其上要的問(wèn)題是處理費(fèi)用太高,但對(duì)于垃圾填埋場(chǎng)封場(chǎng)后所)一生的小水量、低含量的難降解滲濾液處理還是有一定意義的。

3土地法

用土地法處理滲濾液的主要形式是滲濾液回灌和土壤植物處理系統(tǒng)。
  
在英國(guó)進(jìn)行的滲濾液回灌生產(chǎn)性試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),滲濾液回灌不僅因?yàn)檎舭l(fā)的作用而可以減少滲濾液的水量,而且還能大幅度降低滲濾液中有機(jī)物的含量。
  
土壤植物處理系統(tǒng)(S-P系統(tǒng))不僅利用土壤或陳垃圾的物化及生化作用,而且還利用了植物根系對(duì)微生物的強(qiáng)化和植物修復(fù)技術(shù)。1985-1986年在瑞典建立了大規(guī),F(xiàn)場(chǎng)S-P系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn),該系統(tǒng)占用了總面積為22公頃的填埋場(chǎng)中的4公頃,其中1.2公頃種植了柳樹(shù),另外2.8公頃種植了各種草本植物。試驗(yàn)區(qū)域?yàn)樘盥駡?chǎng)邊緣的3個(gè)坡地,種植了30000棵柳樹(shù)。在試驗(yàn)的最初3年中,灌入試驗(yàn)區(qū)域的滲濾液共計(jì)3290mm,測(cè)得年平均的蒸發(fā)量為340mm,為降水量的引%,而在試驗(yàn)前相應(yīng)區(qū)域的年平均蒸發(fā)量為140mm,為年降水量的19%,蒸發(fā)量增加了二到三倍。該系統(tǒng)不光有減量的功能,還能夠降低滲濾液的濃度,例如的濃度平均下降了60%,從6.93mmol/L下降到了2.96mmol/L,可以肯定隨著柳樹(shù)的生長(zhǎng)和根系的發(fā)展,處理效果還可能進(jìn)一步地提高。

4結(jié)論與思考

  
垃圾滲濾液由于成分極其復(fù)雜,如果用一種方法很難把它處理達(dá)標(biāo)。所以,一般需要不同類(lèi)型工藝方法組合處理,才能做到達(dá)標(biāo)排放的要求。不同類(lèi)型方法的組合一般是用生物法或土地法作為預(yù)處理,然后用物化法作為后處理。要達(dá)到日益嚴(yán)格的滲濾液處理排放標(biāo)準(zhǔn),這種工藝的組合將是一種趨勢(shì),關(guān)鍵是各種工藝的搭配和協(xié)調(diào)的問(wèn)題。
  
垃圾滲濾液處理中存在的問(wèn)題有:
  
①滲濾液水量變化較大,尤其是季節(jié)性變化量很大,在雨季里水量比較大。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,一般填埋場(chǎng)采用道把多余的滲濾液排到一個(gè)預(yù)留的池子里,等晴天滲濾液少的時(shí)候再進(jìn)行處理。
  
②滲濾液水質(zhì)特性變化大。不同填埋場(chǎng),由于諸多因素不同,其水質(zhì)存在很大差異,所以適用于某填埋場(chǎng)滲濾液的處理方法不一定也適用于另一填埋場(chǎng)滲濾液的處理。
  
③滲濾液中氨濃度高,尤其是在填埋后期其濃度更高。高濃度的氨對(duì)微生物的活性有抑制作用,而現(xiàn)有的氨吹脫又造成空氣的二次污染和吹脫塔結(jié)垢問(wèn)題;有人提出超聲波吹脫法,這種方法比傳統(tǒng)吹脫法氨的去除率提高了門(mén)%-164%,CODcr去除率為24.90%-34.76%,比傳統(tǒng)的吹脫法提高了21%。超聲波的最佳工藝參數(shù):PH為11,時(shí)間為41min,氣水比1000:1。滲濾液處理費(fèi)用高且難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。填埋場(chǎng)在封閉前,一般滲濾液濃度高且較難處理,即使采用厭氧一好氧生物處理工藝也難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn);而高標(biāo)準(zhǔn)的滲濾液處理廠投資大,運(yùn)行理費(fèi)用高,許多填埋場(chǎng)因?yàn)橘Y金不足受限。來(lái)源:中國(guó)環(huán)保頻道