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垃圾渗滤液处理技术研究

北极星环保网来源:水博网2016/11/14 15:48:02我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:垃圾渗滤液 高浓度废水 Fenton

北极星环保网讯:垃圾渗滤液是一种含有多种有机物和无机物的高浓度废水,它是由城市垃圾废弃物分解后产生的液体在外来水分(包括大气降水、地表水、地下水等)的冲淋浸泡下产生的,这部分废水量虽然不大,但污染程度却很高,会对地下水及地表水造成严重污染。由于各种渗滤液的成分变化很大,并且渗滤液的类型也很难判断,使得渗滤液的可处理性很难把握。根据国内外有关资料,城市垃圾的卫生填埋有两个难以解决的问题,一是防止渗滤液的污染,二是燃气的导出。本文分析了对常用的垃圾渗滤液处理技术及目前的研究现状,并对其未来的研究方向进行了预测。

1 垃圾渗滤液的特点

垃圾渗滤液的性质受填埋物种类、填埋方法、规模、周期及天气等各种因素的影响。一般垃圾渗滤液具有以下特点:

(1)水质复杂,危害性大

张兰英采用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。

(2)有机物、金属离子及氨氮浓度高

垃圾渗滤液中的CODcr一般达15000mg/L,BOD5  一般达6000mg/L;垃圾渗滤液中含有10多种金属离子,且氮多以氨氮形式存在,约占TKN(总凯氏氮)的40%~50%。国内外垃圾卫生填埋渗滤液水质情况见后表。

(3)色度深、有恶臭,微生物营养元素比例失调

垃圾渗滤液中有机物和氨氮含量较高,而磷元素则较为缺乏,易影响处理系统的稳定。垃圾渗滤液中n(C)与n(P)的比值较大,n(C)与n(N)的比值较小,NH3-N含量过高,加上碱度高,对厌氧消化不利;产生的臭味会给运行操作带来困难,需考虑脱色处理。

(4)水质随时间、季节变化大

在填埋初期,垃圾渗滤液BOD/COD一般为0.40~0.75,采用生物处理可达到良好的去除效果。但随着填埋时间的增大,垃圾层日趋稳定,可生化性差的相对分子质量大的有机化合物逐渐占优势,其BOD/COD值甚至可低于0.1。这表明生物法处理垃圾渗滤液的效率随填埋龄的增加会越来越低,并且渗滤液水质还会受季节降雨的影响而波动,其变化规律很难确定。由于垃圾渗滤液的水质极不稳定,因此要求其处理系统要有一定的调节容积,抗冲击负荷能力要强。


2 垃圾渗滤液常用技术及研究现状

2.1物化处理技术

2.1.1渗滤液回流技术

渗滤液回流技术即采用适当的方法将填埋场底部收集到的渗滤液从垃圾表面覆盖层或下部重新注入填埋场的技术。该项技术是作为垃圾渗滤液生化处理(土地处理法)的一种而发展起来的。国外研究资料表明:增加垃圾中的水分可以增强垃圾的稳定化效果,因此渗滤液回流被认为是一种最有效且能较好控制的垃圾渗滤液处理方法。因为它有利于营养和酶的分散、pH值的缓冲和抑制化合物的稀释、甲烷菌的循环和分散、渗滤液的贮存和减少渗滤液的量。渗滤液回流可使填埋场稳定化时间从几十年减少到2~3年,这样可减少长时间稳定化给环境带来的负面影响。但是该方法无法从根本上清除垃圾渗滤液中的污染物。

2.1.2化学混凝技术

化学混凝法是水处理工艺中常用的物化处理方法,但在对垃圾渗滤液的处理中效果并不理想。目前,国内对混凝剂的研究相对较多,例如:罗道成、易平贵、刘俊峰研制的聚硅酸铁铝(PSAF)用于处理垃圾渗滤液,结果表明浊度、色度、CODcr去除率分别可达92.0%、91.0%、70.0%;李梅、彭永臻、曲久辉以膨润土为基础制备出复合膨润土,该复合土对渗滤液中CODcr的去除率达84.0%,色度去除率为96.17%;张春晖、奚旦立采用聚硫氯化铁铝(PAFCS)作为混凝剂,其表现出比PAC更好的除浊、脱色能力,可有效去除垃圾渗滤液的浊度、胶粒和部分CODcr,浊度与CODcr的去除率可达约  90%和40%。

2.1.3 吹脱法除氨氮技术

高浓度的氨氮可使微生物营养元素比例严重失调,仅靠硝化细菌和反硝化细菌不仅不能去除氨氮,反而会影响处理系统的正常运行。王文斌等人进行了用空气吹脱和加石灰自由吹脱预处理垃圾渗滤液的研究,并在对两者进行比较后认为,加石灰自由吹脱是最简单和经济的物化处理方法。

2.1.4 Fenton技术

国外有人应用了ele  ctro-Fenton-SBR(电解—芬顿—SBR)技术,国内有人对用紫外光辅助Fenton试剂处理垃圾渗滤液进行了研究,研究结果表明当光辐射为80kW/m3时,氧化率可提高6倍,当光辐射为160kW/m3时,降解速率会提高1倍。

2.1.5 亚滤技术

亚滤处理单元装置是一个十分有效的新型深度处理单元,其处理垃圾渗滤液的主要机理是利用陶粒塔中陶粒的吸附、微生物降解和亚滤塔中陶瓷管的截留、微生物降解作用。经亚滤装置的深度处理,CODcr、BOD5、NH4+-N和SS等均能被有效去除并达到排放标准的要求。

2.1.6 膜技术

英国垃圾渗滤液处理厂使用反渗透系统对初级渗滤液进行处理,当含有污染物的垃圾渗滤液经过圆柱管内膜的表面时,渗滤液中的污染物由于反渗透作用会被分离出来,剩下的则为纯水,而被浓缩的污染物会经膜被排泄出来。但是反渗透法对渗透膜的质量要求较高,目前国内技术尚未达到该水平。超滤法处理垃圾渗滤液也有了一些报道,D.  Trebouet、 J. P. Schlumpf等对超滤法进行了研究,达到了较好的处理效果。

延伸阅读:

垃圾渗滤液处理系统内置式膜和外置式膜比较

生物处理城市垃圾渗滤液应用哪些技术?

偷偷告诉你运用SBR工艺处理垃圾渗滤液的工艺

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