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垃圾渗滤液处理工艺综述
1.绪论
随着城市的快速发展。人们的资源消耗速度越来越快,而背后的代价便是资源的不合理的运用以及大量城市垃圾的产生。垃圾的大量产生使人们对垃圾处理越来越重视,常见的垃圾处理方式有垃圾焚烧、堆肥以及卫生填埋。据统计,我国近几年每年垃圾的总量高达 1.58亿多吨,占世界总量的1/4以上 ,且 以8%~10%的速度增长,少数城市则达15%- 20%【1】 。面对如此多的严峻的垃圾处理问题,垃圾填埋由于其技术简易、成本低等优点,被国内外大量运用,并取得了很好的效果。但垃圾填埋的缺点也很突出,垃圾会在填埋过程中通过好氧以及厌氧过程产生渗滤液,而渗滤液由于其高浓度和成分复杂的特点很难处理,同时如果处理不当又会对社会环境导致巨大污染,因此必须对渗滤液进行系统科学的处理。本文将对目前的国内渗滤液处理工艺进行综述介绍。
2.渗滤液的相关性质
2.1 垃圾渗滤液的来源
垃圾渗滤液是指从垃圾填埋场中渗出的黑棕红色水溶液,当垃圾含水47%时,每吨垃圾可产生0.0722t渗滤液[2]。填埋场渗滤液的来源有降水的渗入、地下水的渗入、外部地表水的入侵、垃圾渗滤液自身的水分、有机物分解成水分。在垃圾渗滤液产生的初期阶段其主要指标含量很高,包括COD、BOD5、TOC、SS、硬度、挥发性脂肪酸和重金属,但随时间推移到垃圾渗滤液堆放后期,其含量发生变化,其PH升高但COD、BOD5等指标下降。
2.2垃圾渗滤液的特点
(1)浓度非常高的污染水
浓度非常高的污染水是域市生活垃圾渗滤液的首要标签,它具有污染成分多样复杂 ,同时污染水中的各种成分都是易分解或者相互反应,有些成分的性质会随着季节、温度的变化而变化,同时在渗滤液中也富含各种盐类以及氨氮等成分 ,对环境的污染相当严重【3】。 (2)渗滤液的组成成分复杂
由于城市的生活垃圾种类多样,生活垃圾的形成原因也是千奇百怪的,所以,在我们对其进行填埋处理时,各种成分都渗入到填埋场中,然后,再经过降水的过程 ,渗滤液随之产生,又或者经过微生物的降解加上降水的过程 ,也会成为城市生活垃圾渗滤液的重要组成成分。久而久之,填埋场中渗滤液的酸性随着时间逐渐增强,最后对环境的威胁程度也在升高 ,而且人类的身体健康也会受到严重威胁。
2.3渗滤液的主要影响因素
(1) 降水
渗滤液的主要来源是降水,通常,降雨强度越大,时间持续更久 ,填埋场的覆盖层植被越好,渗滤液就会相应越多。 (2) 地表径流
垃圾填埋场的地表径流主要受地形、填埋场的覆盖层材料、植被、土壤的渗透性、排水条件等影响。地形决定着填埋场地表径流的积水流动,表层土壤的类型和渗透性直接影响入渗速率,而填埋场的植被则会影响着地表水流的快慢,从而间接影响地表水的下渗量。 (3) 时间因素
垃圾渗滤液的量还会随着时问的变化而改变。一般垃圾填埋场初期产生的渗滤液多为新鲜垃圾经挤压而汇集得到,早期垃圾含水率高易从垃圾中渗出故产生的渗滤液较多,而后期随着时间的推移,特别是填埋场封场后垃圾中难渗出的物质渗出含量较少,渗滤液的产生主要是后期的雨水下渗导致、从而导致渗滤液的量减少【4】。
2.4渗滤液的危害
垃圾渗滤液的危害是非常大的,在微生物的作用下,垃圾中的有机物经过好氧反应和厌氧反应降解,生成的可溶性有机物一起进人垃圾渗滤液中,使污染物含量极高。在新的垃圾填埋场里,挥发性酸的存在可能会产生高的 COD 、BOD 【5】。
3.垃圾渗滤液工艺分析
纵观国内外对于垃圾渗滤液的处理工艺多为“预处理+生物处理”或 “生物处理+深度处理” 或 “预处理+生物处理+深度处理 的组合工艺,单一的工艺很
少有达到可以将渗滤液处理达标的能力, 但单一工艺是组合工艺的基础
【6】
。本
文先从单一工艺说起 ,具体介绍渗滤液处理工艺中的各处理工艺。渗滤液处理的工艺主要包括物理方法、化学方法、生物方法和土地方法。
3.1垃圾渗滤液的物理处理
垃圾渗滤液的物理处理主要包括吸附工艺、吹脱工艺、膜分离工艺,其多应用于预处理 ,为后续的生物处理降低必要负荷 ,达到生物处理的要求 ,或被应用于深度处理 ,使其达到排放标准 。 (1)吹脱法
吹脱法是将废水调节至碱性,然后在汽提塔中通入空气或蒸汽,由于在吹脱过程中不断排除气体 ,改变了气相中氮气的浓度 ,从而使废水中溶解的氨不断的转入气相,使废水中的氨氮得以脱除,以达到去除氨氮的方法。 (2)膜分离工艺
膜分离法又称膜析法,是利用天然或人工合成膜以外界能量或化学位差作为推动力对水溶液中某些物质进行分离、分级、提纯和富集的方法。现今在国内外的垃圾渗滤液的处理的膜分离中的反渗透、高压反渗透、纳滤得到广泛的应用。
3.2垃圾渗滤液的化学处理
(1)絮凝沉淀工艺
絮凝沉淀是进行污水处理的传统工艺,因其操作简单、处理成本较低而在水的处理中得到广泛的应用。絮凝沉淀主要依靠絮凝剂的物理化学性质对胶体和悬浮物颗粒进行电中和并压缩胶体颗粒的双电层、吸附剂,在胶体或悬浮颗粒之间形成桥链作用和沉淀过程中对胶体及悬浮颗粒的网捕作用 ,使胶体和悬浮物颗粒凝聚成较大的可沉淀絮体。现行的絮凝剂主要有无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂和生物絮凝剂。 (2)化学氧化法
化学氧化法是采用化学剂对垃圾渗滤液中的有机物进行氧化 ,使渗滤液 中C O D 的含量降低 的一种方法。一般用于渗滤液的预处理或深度处理。常用的氧化剂有氯气 (液氯) 、过氧化氢、臭氧等,研究发现将氧化剂的结合,其对渗滤液的处理效果比单一的氧化剂的氧化效果好【7】。
3.3生物法
常用的方法主要有好氧生物处理、厌氧生物处理、好氧和厌氧结合处理及土
地处理。 3.31好氧生物处理
好氧生物处理技术利用微生物在好氧条件下旺盛代谢的作用,以废水中的有机物作为原料进行新城代谢合成生命物质,同时将污染物讲解。好氧生物处理技术有活性污泥法、生物膜法、间歇式活性污泥法、稳定塘法等。 (1)活性污泥法
活性污泥为主体的污水生物处理技术,由Arden和Locdett等于1914年开发并得到了广泛的应用,它主要利用悬浮生长的微生物絮体来降解废水中有机物;利用含微生物的絮状污泥去除废水中的溶解性及颗粒态有机物;利用静置沉淀去除工艺流程中的MLSS,产生含悬浮固体物低的出水;部分浓缩污泥由沉淀池重新回流至生物反应池;利用剩余污泥控制污泥停留时间,使其达到所需值。 (2)生物膜
生物膜法又称固定膜法,是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术;是土壤自净过程的人工化和强化;与活性污泥法一样,生物膜法主要去除废d水中溶解性的和胶体状的有机污染物,同时对废水中的氨氮还具有一定的硝化能力。 (3)SBR法
SBR也称间歇曝气活性污泥法或序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor),是一种间歇运行的污水处理方法。与传统的活性污泥法相比,SBR去除污染物的机理相似,只是运行方式不同。SBR工艺采用间歇运行方式,污水间 歇进入处理系统并间歇排出。系统内只设一个处理单元,该单元在不同时间发挥不同的作用,污水进入该单元后按顺序进行不同的处理,最后完成总的处理被排出。一般说来,SBR的一个运行周期包括进水期、反应期、沉淀期、排水期、闲置期五个阶段。排泥可在排水器或闲置期进行【8】。
3.32厌氧生物处理
厌氧生物处理工艺是指各种没有氧气和硝态氮参与的废水生物处理系统,主要是利用厌氧微生物将基质中结构复杂的难降解有机物先分解为低级、结构较为简单的有机物,在毋需提供外源能量的条件下,以被还原有机物作为受氢体,再 由甲烷菌将有机物分解为甲烷、二氧化碳和水等终产物。厌氧生物处理技术包括 上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧间歇性序批式反应器(ASBR)、厌氧折流板反应器
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