- 垃圾滲濾液,又稱(chēng)浸出液或滲瀝水,是垃圾填埋場(chǎng)中不可避免的二次污染物,主要來(lái)源于降水、垃圾含有的水和微生物厭氧分解產(chǎn)生的有機(jī)廢水。垃圾滲濾液是高濃度有機(jī)廢水,若未經(jīng)處理直接排放或未達(dá)標(biāo)排放,會(huì)對(duì)周?chē)牡叵滤⒌乇硭屯寥涝斐蓢?yán)重的污染。垃圾滲濾液污染物含量受垃圾成分、填埋年限、氣候條件和填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)等多種因素的影響。
- 垃圾滲濾液水質(zhì)特點(diǎn)可以概括為:
①污染物種類(lèi)多,成分復(fù)雜,濃度高。使用GC-MS對(duì)垃圾滲濾液中有機(jī)組分進(jìn)行分析,共有63種有機(jī)化合物,大多是難以生物降解的有機(jī)化合物,如酚類(lèi)、雜環(huán)類(lèi)、雜環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴類(lèi)化合物,約占滲濾液中有機(jī)組分的70%以上;有機(jī)物濃度高,COD和BOD5濃度高,最高可達(dá)幾萬(wàn)mg/L。
②水質(zhì)、水量變化復(fù)雜。垃圾填埋場(chǎng)的水文氣候條件、地質(zhì)條件、地理位置、構(gòu)造方式、填埋時(shí)間等不同,垃圾滲濾液的成分和產(chǎn)量也發(fā)生變化。而且生物可降解性隨填埋齡的增加而逐漸降低。
③營(yíng)養(yǎng)比例失衡。滲濾液中氨氮含量高,C/N值常出現(xiàn)失調(diào)情況,同時(shí)p缺乏,微營(yíng)養(yǎng)比例不能滿(mǎn)足水處理的要求。
02垃圾滲濾液處理工藝技術(shù)
在《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)于2008年7月1日頒布實(shí)施后,對(duì)垃圾滲濾液的處理控制提出了更嚴(yán)格的要求。滲濾液水質(zhì)水量受各種因素影響而變得非常復(fù)雜,存在大量生物難以降解的有機(jī)物,目前滲濾液的處理工藝主要有土地處理、物理處理、化學(xué)處理、生物處理等,但采用單一工藝處理,往往只能在某些指標(biāo)上取得好效果,很難使出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。因此滲濾液的處理工藝不是一種方法能夠完成的,而是多種方法的組合工藝。
目前,滲濾液處理的組合工藝主要有兩種,一種是以生化反應(yīng)為主的“生物法+膜法(納濾/反滲透)”處理系統(tǒng);另外一種是以DT盤(pán)式膜組件為主的高壓膜過(guò)濾工藝。DT盤(pán)式膜組件是獨(dú)家代理工藝,過(guò)濾原理即為常見(jiàn)卷式反滲透膜過(guò)濾的原理,在此不多作介紹,本文重點(diǎn)介紹“生物法+膜法”的處理系統(tǒng)。生化法處理設(shè)備和運(yùn)行管理簡(jiǎn)單,成本低,對(duì)水質(zhì)和水量的變化有很好的適應(yīng)能力,適合我國(guó)生化垃圾有機(jī)物含量高、滲濾液可生化能力較高的特點(diǎn),當(dāng)前得到了廣泛應(yīng)用。
2.1早期生物處理工藝
早期的滲濾液處理工藝缺乏設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),對(duì)滲濾液的水質(zhì)特性考慮不夠充分,處理工藝主要參照城市污水處理工藝,選擇生物法中的氧化溝,SBR及接觸氧化工藝的比較多,由于這些工藝在曝氣量、停留時(shí)間上考慮的不足,最后導(dǎo)致了運(yùn)行的失敗。
例如北京阿蘇衛(wèi)滲濾液處理廠(chǎng)選擇“厭氧+氧化溝+沉淀池”的處理工藝,要求出水達(dá)到GB16889-1997二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),但是由于滲濾液水質(zhì)水量隨時(shí)間變化大,尤其隨著填埋場(chǎng)時(shí)間的增長(zhǎng),可生化性低,導(dǎo)致出水不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo);昆山市第三垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理采用的是“厭氧+生物接觸氧化”工藝,運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)水水質(zhì)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值,結(jié)果造成厭氧效果大幅下降,整個(gè)系統(tǒng)出水無(wú)法達(dá)標(biāo)。
另外,早期滲濾液生化處理工藝選擇沉淀池進(jìn)行泥水分離,但是由于高污泥濃度的污水在沉淀池中的沉降性差,抗污泥膨脹的能力差,從而造成生化池中的污泥濃度偏低,出水水質(zhì)不穩(wěn)定。
2.2膜生物反應(yīng)器(MBR)應(yīng)用
針對(duì)早期生化法在滲濾液處理上的不足,MBR系統(tǒng)在設(shè)計(jì)生化反應(yīng)部分時(shí)充分考慮滲濾液的水質(zhì)特性,以反硝化池和硝化池為主,在停留時(shí)間、池體深度以及曝氣量方面,充分滿(mǎn)足滲濾液中有機(jī)物降解的需要。
膜技術(shù)在垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用引起了我國(guó)學(xué)者的極大關(guān)注。膜生物法(MBR)是近些年發(fā)展起來(lái)的一種集膜過(guò)濾和生物處理于一體的新型、高效的處理技術(shù),在處理高濃度難降解有機(jī)物廢水方面有著廣泛的應(yīng)用前景。在MF和UF基礎(chǔ)上研發(fā)的MBR系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生化反應(yīng)末端的泥水分離過(guò)程,利用膜的截留作用使微生物完全被截留在生物反應(yīng)器中,實(shí)現(xiàn)水力停留時(shí)間和污泥齡的完全分離,使生化反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度從3-5g/L提高到10-20g/L,從而提高了反應(yīng)器的容積負(fù)荷,使反應(yīng)器容積減小,大大提高了生化系統(tǒng)的運(yùn)行效果。
據(jù)相關(guān)實(shí)例數(shù)據(jù)表明,MBR系統(tǒng)對(duì)COD的去除率在90%以上,NH3-N在95%以上。任鶴云等采用MBR法處理滲濾液,生化部分采用硝化/反硝化工藝,膜部分采用的超濾+納濾膜,出水COD小于60mg/L,SS小于50mg/L,氨氮小于18.8mg/L重金屬等未檢出;康建雄等應(yīng)用UASB-A/O-膜工藝處理垃圾滲濾液取得良好效果,CODcr,BOD5和氨氮的去除率分別達(dá)97.3%、98.6%和92.8%,出水水質(zhì)優(yōu)于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.3膜處理技術(shù)
膜處理技術(shù)包括微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)和反滲透膜(RO)等,常用于二級(jí)處理后的深度處理,多以微濾(MF)、超濾(UF)代替沉淀、過(guò)濾、吸附、除菌等常規(guī)深度處理中的預(yù)處理,以納濾(NF)、反滲透(RO)進(jìn)行水的軟化和脫鹽。在垃圾滲濾液處理系統(tǒng)中,由于滲濾液的生化性較差,單獨(dú)依靠生化反應(yīng)和MBR系統(tǒng)并不能完全實(shí)現(xiàn)水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放,因此MBR的出水需要進(jìn)一步深度處理。根據(jù)目前的處理技術(shù),MBR出水還可通過(guò)NF或RO系統(tǒng)進(jìn)一步處理,RO和NF都能去除細(xì)菌、微生物、溶解鹽等,但RO效果更好。一般RO和NF之前的進(jìn)水都必須進(jìn)行預(yù)處理,對(duì)SS及濁度都有明確的要求,一般SS≤1mg/L,濁度≤5NTU,pH控制在中性左右。對(duì)RO、NF影響比較大的環(huán)境因素除進(jìn)水水質(zhì)外,還有壓力、溫度等,這些因素是可控的,因此系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性有了一定保證。
研究表明,MBR-NF工藝經(jīng)過(guò)4個(gè)多月的運(yùn)行,運(yùn)行穩(wěn)定,在進(jìn)水CODcr遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值的情況下,出水狀況仍然良好,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
2.4組合工藝流程
目前由于環(huán)境污染的不斷加重,國(guó)家從加強(qiáng)環(huán)保的角度出發(fā),頒布了《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008),其中出水總氮成為一個(gè)重要的指標(biāo)(非敏感地區(qū)40mg/L,敏感地區(qū)20mg/L)。為了滿(mǎn)足新的垃圾滲濾液排放標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)總氮的要求,原有MBR工藝進(jìn)一步優(yōu)化,增加一個(gè)二級(jí)硝化反硝化環(huán)節(jié),如圖1所示,MBR工藝優(yōu)化為A/O/O+A/O+外置超濾膜(UF)可以保證出水總氮達(dá)標(biāo)排放。
綜上所述,滲濾液處理的工藝以“生物法+膜處理”為主,該工藝技術(shù)處理滲濾液可以達(dá)到2008年《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)排放標(biāo)準(zhǔn)》的排放要求。其中,生化處理過(guò)程可以有效地降解、消除污染物,膜分離處理過(guò)程可以有效地分離去除不可生化降解的殘余污染物。
03結(jié)論和建議
垃圾滲濾液是一種成分復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢水,其處理技術(shù)各有利弊,單獨(dú)采用任何一種處理技術(shù)很難使?jié)B濾液達(dá)標(biāo)排放。因此,必須將處理工藝由單一化向多元化發(fā)展,通過(guò)組合工藝充分發(fā)揮各工藝的優(yōu)勢(shì),以達(dá)到滿(mǎn)意的處理效果。“生物法+膜處理”工藝技術(shù)處理滲濾液可以達(dá)到2008年《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)排放標(biāo)準(zhǔn)》的排放要求,但在垃圾滲濾液的處理過(guò)程中仍存在一些問(wèn)題。
3.1老齡化填埋場(chǎng)滲濾液可生化性差
滲濾液的可生化性差,新生滲濾液用生化法處理是可行的,但是隨著填埋場(chǎng)時(shí)間的延長(zhǎng),滲濾液的可生化性降低,尤其是在填埋后期,可生化性很差,B/C不足0.1,生化法使用受到限制。應(yīng)根據(jù)填埋場(chǎng)所處階段來(lái)選擇合適的工藝進(jìn)行滲濾液處理。
3.2濃縮液處理
膜分離過(guò)程可以有效地分離去除不可生化降解的殘余污染物,但同時(shí)會(huì)產(chǎn)生濃縮液,濃縮液的最終處理也是目前水處理行業(yè)中一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。目前濃縮液的處理方法主要有回灌法、蒸發(fā)法、高級(jí)氧化+混凝沉降組合法、活性碳吸附和離子交換法等,但是回灌法勢(shì)必造成鹽的累積;蒸發(fā)法能耗相當(dāng)大,而且蒸發(fā)器要有很強(qiáng)的抗腐蝕能力;高級(jí)氧化+混凝沉降法對(duì)有機(jī)物有很好的去除效果,但是對(duì)總氮去除效果不明顯;活性碳吸附和離子交換法用來(lái)處理濃縮液很容易達(dá)到飽和容量,再生困難,運(yùn)行費(fèi)用昂貴。
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