垃圾滲濾液處理技術(shù)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 生物處理后對 NH3 一 N 和 COD 的去除率均在 90％以上，工藝流程如圖 3 一 6 所示。 鄭金偉等采用 UASBF_SBR 工藝對鞍山垃圾填埋場的滲濾液進行處理， 主 要技術(shù)參數(shù)為處理能力 Q = 300m3/d ，設(shè)計進水 COD = l 104~ 104mg/L， NH3 一 N=800 一 1500 mg /L, SS=2020~4000mg / L 。設(shè)計出水 COD≤ 300mg /L , NH3 一 N ≤ l5mg / L , SS≤ 200mg/L，其處理工藝流程如圖 3 一 7 所示． 運行證明，該系統(tǒng)對 COD 的去除率為 94 ％一 98% , NH3 一 N 的去除率大于 99 %，出水水質(zhì)滿足設(shè)計要求，符合 《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（ GB 16889 一 1997 ）中的垃圾滲濾液二級排放標(biāo)準(zhǔn)。 二、國外垃圾 滲濾 液典型處理工藝 垃圾滲濾液的處理技術(shù)，國外比國內(nèi)開展的更早，有些技術(shù)更先進 。日本有關(guān)專家曾應(yīng)用生物活性炭流化床工藝處理老的垃圾填埋場滲濾液，利用生物吸附和生物降解雙重功能，去除滲 濾液中的有害物質(zhì)。 SBR 因其工藝優(yōu)勢，為國外滲濾液處理研究者較早的應(yīng)用，近年來，國內(nèi)也有成功的應(yīng)用范例，采用典型的厭氧（ UASB ) ＋好氧（ SBR）處理工藝。 UASB 工藝對高濃度有機污水的處理效果明顯，對難降解有機物的去除率相對較高； SBR 工藝對污水處理效果相對比較穩(wěn)定，抗負(fù)荷能力強。 膜分離技術(shù)在垃圾填埋場滲濾液的研究應(yīng)用，國外學(xué)者也作了大量工作，德國 Rauten bach 20 世紀(jì) 80 年代末在德國建立了 RO 膜滲濾液處理廠，該處理廠采用二級 RO 處理，其滲濾液經(jīng) 蒸 發(fā)進一步濃縮后 ，最終以發(fā)電廠的飛塵固化，凈化效果很好，美國有關(guān)專家采用混合 膜過濾技術(shù)處理垃圾滲濾液 ， TOC 去除率達到 95％以上。 三、垃圾滲 濾 液處理技術(shù)的發(fā)展 在城市垃圾逐年增長、城市垃圾減量化、無害化、資源化的同樣短時間內(nèi)尚難實現(xiàn)之前，衛(wèi)生填埋技術(shù)仍不失為垃圾處理的一種好的方法 。我國城市垃圾處理以往大都露天堆置，嚴(yán)重污染環(huán)境， 20 世紀(jì) 80 年代，開始逐步采取簡單填埋，并步人衛(wèi)生填埋垃圾的起始階段。我國城市垃圾的填埋率約占全部處理量的 70%以 上 ，高溫堆肥占20％左右，焚燒處理所占比例更小。可見衛(wèi)生填埋方法居其他各種 垃圾處理方法之首。因此，在當(dāng)前和今后一個時期，衛(wèi)生填埋將是垃圾處理的一個不可或缺的手段之一，仍然是大多數(shù)國家選擇的主要處理方式。所以，垃圾滲濾液的處理技術(shù)研究也在深入開展，主要有以下幾個方面。 1． 垃圾滲濾液處理方式的優(yōu)化 本章第二節(jié)中述及垃圾滲濾液的四種處理方式，但究竟采用哪種處理方法，要視具體情況而定。應(yīng)結(jié)合地區(qū)優(yōu)化技術(shù)、優(yōu)化原則，根據(jù)填埋場的周圍環(huán)境、水文、地質(zhì)條件、水量與水質(zhì)情況進行全面分析，立足當(dāng)前，謀劃長遠(yuǎn)，最大限度地突出技術(shù)先進、經(jīng)濟可行的目標(biāo)。 在垃圾填埋場基底沒有天然隔 水層的情況下，要對填埋場采用防滲處理。以防止或減少垃圾滲濾液對周圍環(huán)境和地下水的污染。防滲處理的主要工程措施是 設(shè)置 垂直防滲和水平防滲系統(tǒng)。對于一些屬于獨立水文地質(zhì)單元的山谷型填埋場，一般在其下游建截污壩，采用垂直防滲漏系統(tǒng) （ 帷幕灌漿）將垃圾滲濾液截在截污壩一側(cè)。對于一些平原型填埋場，填埋場的基底在地表淺層，防滲工程主要是基底的水平防滲。另外，要最大限度地減少滲濾液的產(chǎn)生量，努力實現(xiàn)清污分流，并盡可能的對滲濾液進行安全回噴。 3. 垃圾滲濾液相關(guān)數(shù)學(xué)模型的研究 世界各國在針對垃圾滲濾液處理的研究和應(yīng)用推廣的同 時，開展了有關(guān)的理論研究，建立了一些數(shù)學(xué)模型，為放大設(shè)計提供了依據(jù)。 4 ．垃圾滲濾液中氨氮的去除 污水排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格是目前世界各國普遍的發(fā)展趨勢，以控制水體富營養(yǎng)化為目的的氨氮去除已成為各國主要的奮斗目標(biāo)。水體富營養(yǎng)化在我國已成為突出的環(huán)境問題。由于長期污染，造成水體中 營養(yǎng)鹽異常高的背景濃度，使水環(huán)境變得非常脆弱，外部環(huán)境的微小變化就會使水體營養(yǎng)狀態(tài)發(fā)生急轉(zhuǎn)，引起水華頻頻暴發(fā)，在此種情況下，氮磷污染物控制去除技術(shù)。水體富營養(yǎng)化發(fā)展態(tài)勢預(yù)測、富營養(yǎng)化控制技術(shù)等方面的研究及相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用成為水環(huán)境污染控制 日益緊迫的課題，發(fā)展可持續(xù)污水處理工藝，以較綜合的方式來解決污水處理和減少二次污染問題變得勢在必行。 垃圾滲濾液中會有較高的 NH3 一 N 濃度，且氨氮濃度隨著垃圾填埋年數(shù)的增加而增加，一高達數(shù) 千 毫克／升。高濃度的游離氨會影響微生物的活性，降低生化處理的效果，加重受納水體的污染程度，是垃圾滲濾液處理的一個難題。因此，國內(nèi)外學(xué)者將垃圾滲濾液中的氨氮脫除作為重點，開展研究，取得了可喜的成就 。 5 ．垃圾滲濾液的土地處理 垃圾滲濾液的土地處理，主要包括對已封場的填埋場進行回灌，對填埋場附近的林地、草地進行灌溉和在 垃圾填埋場附近營造人工濕地對滲濾液進行處理的技術(shù)。土地處理，主要是利用上壤一微生物一植物系統(tǒng)的陸地生態(tài)系統(tǒng)的自我控制機制和對污染物的綜合凈化功能來處理污水，使?jié)B濾液中的有機物和氮發(fā)生轉(zhuǎn)化，通過蒸發(fā)作用減少滲濾液的產(chǎn)量，實現(xiàn)廢水資源化和無害化。人工濕地是近十幾年才出現(xiàn)的一種新的滲濾液土地處理技術(shù)，國外也有采用，現(xiàn)已在美國、澳大利亞和歐洲等十多個國家和地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。它是人為創(chuàng)造的一個適宜 水生植物或濕片植物生長的環(huán)境。由于垃圾填埋場大都在農(nóng)田和樹林，應(yīng)該說在資金有限的條件下，此種方法比較適合我國國情。但也存在 滲濾液處理不徹底，氮化物的降解速度緩慢，人工濕地產(chǎn)生淤塞現(xiàn)象，容易造成二次污染和需經(jīng)常清淤以及增加人工濕地的維護困難等弊端。因此，必須對滲入土地的滲濾液量進行合理的調(diào)控，以減輕或避免二次污染。 6 ．垃圾滲濾液處理技術(shù)的發(fā)展 衛(wèi)生填埋場作為垃圾最終處置的方法之一，在今后一端時間內(nèi)仍將占有重要地位．仍是大多數(shù)國家主要的處置方式。伴隨著水環(huán)境污染和水質(zhì)營養(yǎng)化 問 的尖銳化以及公眾環(huán)境意識的增強，作為垃圾填埋場主要污染源之一的滲濾液的控制將會更加嚴(yán)格，主要措施除采用人工防滲層，提高垃圾防滲水平外，加強滲濾液收集和處理 ，防止對地下水的污染，將作為主要的目標(biāo)。除上述處理工藝外，膜分離技術(shù)將是今后垃圾滲濾液處理的主導(dǎo)工藝，等離子體和電子加速器等其他新興水處理技術(shù)的應(yīng)用，也是可能的。 第 3 章垃圾滲濾液的就地循環(huán)處理技術(shù) 在 垃 圾填埋 工 藝 的 整個使用期間，均會產(chǎn) 生垃 圾填埋氣體和滲濾液，它們會對周圍 環(huán) 境造成污染。 因 此．滲濾液的治理、 垃圾填埋氣體的預(yù)防控 制和 監(jiān)測 措施必須在多 年內(nèi)持 續(xù)進行。為 了延長 垃圾 填埋 場 使用期限。 應(yīng) 首先 致力 于 使 其快速穩(wěn)定。而 垃圾中的水分被認(rèn)為 是 影響垃圾 降解和填埋氣體產(chǎn) 生最重 要的 參數(shù) ， 而且當(dāng) 水分含 量 超過填埋場持水 容量 時， 填埋 場內(nèi)的流 動 液 體 將攜帶 營養(yǎng)物質(zhì) ；細(xì)菌、堿度遷移到其他 區(qū)域 ，形 成 有利 于 增加 填埋氣體產(chǎn)量 和使垃圾快速穩(wěn) 定 的環(huán)境 。 通過將垃圾滲 濾 液在固 定填埋區(qū) 進行循環(huán)．能使垃圾 填埋 場達到快 速穩(wěn)定．并在 一定 程度 上 處理了滲濾液，均衡了處理流 量。 垃圾滲濾液就地循環(huán)處理技術(shù)概述 垃 圾滲濾液就地循環(huán)處理基 本 原理 20 世紀(jì) 八十 年代以來，歐洲和 美 國就已利用可 控制 的滲濾液循環(huán)系統(tǒng)來 治理 垃圾 填埋 場的滲濾液， 其基 本 原理 就是在方防滲襯層的 垃圾 填 埋 場中， 設(shè)置垃 圾滲濾液的收集系統(tǒng) ， 將 產(chǎn)生的 滲濾液回流至垃圾填埋場 中 進 行 循環(huán)，這樣 可 以提高應(yīng) 廢物 的穩(wěn)定 性 ，增 大 填埋氣休的 產(chǎn) 率， 且 與 未 實現(xiàn)循環(huán)的 填埋 場相比 可 減少必須處理的滲濾液體積。多數(shù) 情況 下，人們把滲濾液循環(huán) 描述 為同種液體 多 次地從垃圾 填埋場 的頂部到底部 連續(xù)不斷 的流動 。 許多 垃圾填 埋場現(xiàn)場運 行的工作人員發(fā)現(xiàn)．滲濾液循環(huán)也會帶來一些負(fù) 面 影啊．如滲濾液的滲漏．臭味的增加和對 垃圾填埋 場運行的 干 優(yōu)。 因此， 許多工作者目前 正在考慮對滲濾液循環(huán)采取較保 守 的 方 法．即在 利用 此過程的同時避免可能產(chǎn) 生 的問題 。 與典型的多次途徑 滲濾 液循環(huán)相比，較保守的 方 法是使全部的 固 體廢物均勻地變濕， 同時填 埋場較 大 的區(qū)域范圍內(nèi) 不增大 孔隙壓力， 因 為孔隙壓力的增加會造成滲濾液的滲漏和減少斜坡穩(wěn)定的安全因素。 而 由于 廢棄物具有非均質(zhì)特 性。 在水分達到飽和前孔隙壓力就已增加。 垃 圾滲濾液循 環(huán) 處理的優(yōu)點 促 進 拉圾加速降解 對垃圾降解影響 主 要的 環(huán)境 因素包括 pH 、 營養(yǎng) 成分、 毒 素含 量 、水分含 量 、顆粒大小以及 氧 化還原電位等， 而其中最 關(guān)鍵的參數(shù)是水分含 量。 只 有 水分適度， 才 能加 快垃圾中 微 生 物群落和 生 物催化 劑 ― 酶的活 性， 才能激活 垃 圾的 降 解速率。 一 般垃圾含水率平均為 28% ．使微生物最活躍需要維持 55％的含水率，為此最好的辦法 是從集水池中用 泵 提升，通過噴灌器向 垃 圾堆頂層或通過 專有管道打 回流， 使 滲濾液又回到 垃圾堆 層。回流循環(huán) 可使垃圾本 身成為載體，使有機物 物在微生物的分解 下盡快 形成生物膜，當(dāng) 富 含 COD 的滲 濾 液通過己形成的 生 物膜 時 ．使 濾 液中的水得到凈化 。 而 由于 垃圾中保持了 適 量 的水分，促使菌群和微 生物酶活性增 強， 也就自 然加速了垃圾中 有機物成分的 快速降解。 減少滲濾液流量 滲 濾 液通過回 流 蒸發(fā) 而 減少 水量。 據(jù) 研 究得知，在降水 量 小 于 100mm的地區(qū)， 其 所有的降水都會被蒸發(fā)掉。 有效 固 結(jié)重金屬 垃 圾填埋后，原則 上 經(jīng)歷 著 如 下幾 個階段．即過濾階段、產(chǎn) 酸 階段 ，甲烷 發(fā)酵階段和穩(wěn)定階段。當(dāng)有適量水分以 維持 菌群 活性 時， 即 產(chǎn) 生了 生 化降解的 適宜 環(huán)境．這時進入過濾階段 。 在垃圾層 中 當(dāng)水分達到過飽和狀態(tài)時．則發(fā) 生 了好氧向厭氧的轉(zhuǎn)變． 接著 硝酸 鹽 和 硫酸鹽 被還原．填 埋 層中 02 被 CO 和 CO2 所取代，形成 一 種還原環(huán)境，這時．便促進了揮發(fā) 性 有機酸的積累，此時 垃圾處于連續(xù) 水解狀態(tài)，有機酸進一步 富 集， pH 下降，金屬 也 開始發(fā) 生 變化，與酸發(fā)酵菌相關(guān)的 活 性 生 物 量 在增 長 ，營養(yǎng)物質(zhì)在消耗 。而當(dāng) 中間 酸 產(chǎn)物被甲烷菌所消耗， 硫酸鹽 和 硝酸鹽 等分別還原為 硫 化物 和氨時．受碳酸氫鹽類緩沖作 用的 控制 ， PH 開 始回升．進 而 支持甲烷菌的增長．這時適當(dāng)把握時機 將滲濾液回流到進入 甲烷發(fā)酵 階段的垃圾 中 ，則滲流液 中 的重 金屬將發(fā) 生 質(zhì)的變化。滲流液 中 的 重 金屬 便 進入處 于還 原階段的垃圾層中， 由于 PH 呈堿性， 這 時 形成 不溶 的 金 屬的氧氧化物和硫化物沉淀。 又由于 垃圾在進入 甲烷 發(fā)酵階段后很快進入穩(wěn)定態(tài)．進入穩(wěn) 定態(tài)就 意 味著垃圾 中 的有機質(zhì)已轉(zhuǎn)化為 腐殖質(zhì) 。而 腐殖質(zhì) 對金屬能起 螯合 作用，形成了難 以流失 的 沉淀 性絡(luò)合物， 使 重 金 屬得到固結(jié)。 有利于反硝化脫氮，防止污染地下水資源 滲濾 液回流可使 垃圾 填埋 場上層 干濕交替 ． 而 下層處 于 厭氧狀態(tài)．此層反硝化過程占優(yōu)勢，細(xì)菌能利用 硝酸根離子代替 02 ，將 硝酸根離子 還原為 亞硝酸根離子 和 N2 ，使 亞硝酸根離子 消失或減少．從 而減 少對地 下 水環(huán)境的污染。 .5 有利 于 垃圾中有機物的氣化 人們 期待 將 垃圾 填埋場 中 的有機物盡 可 能多地轉(zhuǎn)變成腐殖質(zhì)或?qū)⑵渲械?有機碳盡 可 能多地轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔铮皇菨B濾液 。 德國人的試驗表明，加 大 回流，可 大大 促進垃圾 填埋 場的產(chǎn)氣率和產(chǎn)氣 量。 為此把滲濾液中的 有 機物 重新 送回填理場．可促使 其 轉(zhuǎn)化為氣體如 CO CO 和 CH4 等。 促進垃圾填理場的穩(wěn)定化 通過滲濾液回流，加速了 垃圾中有機 物盡 快 降解和向腐殖質(zhì) 方 向轉(zhuǎn)化，這樣就 是 使垃圾更趨 于 穩(wěn)定，促進 垃 圾堆提前沉 實 ，縮小 體 積，騰出更多的空 間 ， 可 堆積和 填埋更 多的垃圾．延 長 垃圾 填 理場的服務(wù)年限。 垃圾 滲濾液循環(huán)對城 市 固體廢物填理場運行特性的影響 由生 產(chǎn)規(guī)模的垃圾滲濾液循環(huán) 填埋 場的運行 數(shù)據(jù) 驗證了中試和實驗室 研 究的觀測結(jié) 果 ， 即 滲濾液的循環(huán)加速了 填埋 場的 穩(wěn)定過程 ，滲濾液本身 也 得到了處理， 增 強了 生 物氣的產(chǎn)生。 由于 已經(jīng)獲得了生產(chǎn) 規(guī)模 滲濾液循環(huán)填 埋 場的設(shè)計和運行經(jīng)驗，滲濾 液 循環(huán)的優(yōu)越性 將會 充分體現(xiàn)．這包括 由 增加生物 氣的 利用 機會 ．減少滲濾液處理設(shè)施所需的費用，避免了長期的監(jiān)測，解決了 長 期的 安 全問題，以及 封閉 后的填埋 場的回收和利用的潛力等而獲得的經(jīng)濟效益 。 3. 2 垃圾滲濾液循環(huán)處理系統(tǒng) 生物反應(yīng)器技術(shù) 垃圾填埋生物反應(yīng)器技術(shù)．是在傳統(tǒng) 的衛(wèi) 生填埋技術(shù)的 基礎(chǔ)上 發(fā)展起來 的，其核心是通過 有 日的的滲濾 液 回灌控制系統(tǒng)．強化填理 垃 圾中微生物的生物過程 。 從 而 加速 垃 圾中 可 降解 有