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垃圾渗滤液处理工艺研究及应用现状浅析

北极星环保网来源:北京工业大学学报 王凯2018/2/1 10:33:48我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:垃圾渗滤液 渗滤液处理 污水处理

北极星环保网讯: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.

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.

延伸阅读:

垃圾渗滤液处理站的运营解析

垃圾渗滤液|渗沥液处理技术的探讨

垃圾焚烧发电厂垃圾渗滤液的处理和回收利用

垃圾渗滤液污水处理厂工艺流程设计优化探讨

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