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垃圾渗滤液处理技术 研究进展 班级:06级环境 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 3班 学号:2006650703 姓名:宋美虹 指导老师:石露 垃圾渗滤液处理技术研究进展 摘要:近年来城市垃圾的处理处置问题已经成为人们普遍关注的问题。我国目前垃圾处置的方式以卫生填埋为主,而填埋场渗滤液的处理,一直是填埋场运行管理和污染防治的关键问题。生活垃圾填埋渗滤液是填埋场伴生的二次污染物,主要来源于降水和垃圾本身的内含水。本文主要介绍垃圾渗滤液的各种处理技术,包括物化处理法、生物处理法、土地处理法、回灌法和深度处理法等。综述了垃圾渗滤液的处理技术和研究进展,对垃圾渗滤液处理技术的研究发展方向提出了一些建议和展望。 关键词:垃圾渗滤液; 处理技术; 研究进展 1 垃圾渗滤液的来源、特性及其危害 1.1 垃圾渗滤液的产生和来源 卫生填埋存在一个关键的问题,即垃圾渗滤液的收集和处理问题。垃圾在堆放和填埋过程中由于压实、发酵和降水渗流作用,会产生一种高浓度的有机废水,我们称之为垃圾渗滤液。 垃圾渗滤液的来源包括以下几个方面: (1)降水:降水包括降雨和降雪,它是渗滤液的主要来源之一; (2)地表径流:地表径流是指来自场地表面上坡方向的径流水,具体数量取决于填埋场地周围的地势、覆土材料的种类和渗透性能、场地的植被情况及有无排水设施等; (3)地下水:如果填埋场的底部位于地下水水位以下,地下水就有可能渗入填埋场内。如果在设计施工中采取防渗措施,就可以避免或减少地下水的渗入; (4)垃圾含水:包括垃圾本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附量,入场携带的水分有时是渗滤液的主要来源之一; (5)有机物分解生成水:垃圾中的有机组分在填埋场内经厌氧分解会产生水分,其产生量与垃圾的组成、pH值、温度和活动菌群等因素有关; (6)覆盖材料中的水分:随覆盖材料进入填埋场中的水量与覆盖层物质的类型、来源和类型有关。 垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液如不妥善处理,对周围环境的影响尤其是对填埋场附近地下水、地表水的污染将会较为严重,而且污染持续时间长,还可能导 致严重的二次污染,因而对渗滤液进行有效的收集和处理已经成为城市环境中亟待解决的问题。 1.2 垃圾渗滤液的性质 城市垃圾填埋场所处置的生活垃圾的成分差别不大,所产生的渗滤液的性质及组分也大致如下: (1) 色度:颜色呈淡茶色或暗褐色,色度在2000~4000之间,有较浓的腐化臭味。 (2) pH值:填埋场初期pH值为6~7,呈弱酸性,随着时间的推移,pH值可提高到7~8,呈弱碱性。 (3) BOD5:随着时间和微生物活动的增加,渗滤液中的BOD5也逐渐增加。一般填埋6个月至2.5年,达到最高峰值,此时BOD5多以溶解性为主,随后此指标开始下降,到6~15年填埋场稳定化为止。 (4) COD:渗滤液的生物降解性可用BOD5/COD之比来反映,当BOD5/COD >0.5时,渗滤液较易生物降解;当BOD5/COD <0.1时,渗滤液难于生物降解。当BOD5/COD 介于0.4到0.6之间时,表明渗滤液中的有机物开始生物降解;对于成熟的填埋场,渗滤液的此项比值通常为0.05~0.2,其中常含有不易生物降解的腐殖酸和富里酸。 (5) TOC:浓度一般为265~2800mg·L-1。BOD5/TOC可反映渗滤液中有机碳氧化状态。填埋初期,BOD5/TOC值高;随着时间的推移,填埋场趋于稳定化,渗滤液中的有机碳以氧化态存在,则BOD5/TOC值降低。 (6) 溶解性总固体:渗滤液中溶解固体总量随填埋时间推移而变化。填埋初期,溶解性盐的浓度可达10000mg·L-1,同时具有相当高的钠、钙、氯化物、硫酸盐和铁。填埋6~24个月达到峰值,此后随时间的增长无机物浓度降低。 (7) SS一般多在300mg·L-1以下。 (8) 氮化物:氨氮浓度较高,以氨态为主,一般为0.4g·L-1左右,有时高达1g·L-1,有机氮占总氮的1/10。 (9) 重金属:生活垃圾单独填埋时,重金属含量很低,不会超过环保 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ;但与工业废物或污泥混埋时,重金属含量会增加,并可能超标。 实践证明,渗滤液水质在不同填埋时段差异很大。通常,填埋初期,渗滤液呈黑色,可生化性较好,易于处理,而随着填埋时间的延长,渗滤液逐渐呈褐色、可生化性变差,且氨氮浓度明显增加,越来越难以处理。 1.3 垃圾渗滤液的危害 渗滤液对周围地下水和地表水、土壤、大气、生物等多方面均会造成严重环境污染,并通过食物链直接或间接地进入人体,危害人类的健康。如果缺乏必要的防渗措施而使垃圾渗滤液渗入地下水区域,则会引起地下水的严重污染,而且其影响将是几年、几十年、几百年。 2 渗滤液的处理方法 由于渗滤液水质复杂、变化大,目前国内外尚无十分有效的渗滤液处理工艺。总体上可以将其处理技术分为生物处理法、物化处理法、土地处理法、回灌法和深 度处理法等。以下从这几个方面介绍: 2.1 物化处理法 物化法最早只用在处理填埋时间较长的单元中排出的渗滤液,即便是单独应用,在去除难生化降解的污染物时仍能保持一定的去除效率。而随着渗滤液处理排放标准越来越严格,物化法也用来处理新鲜的渗滤液,且是渗滤液后处理工艺中最常用的方法。 物化法主要包括混凝沉淀法、化学沉淀法、吹脱法、化学氧化法、电化学技术、光催化氧化、吸附法及膜技术等。 有资料显示,在COD为2000~4000mg·L-1时,物化方法的COD去除率可达50%~87%。和生物处理相比,物化处理不受水质水量变动的影响,出水水质比较稳定,尤其是对BOD5/COD比值较低(0.07~0.20)难以生物处理的垃圾渗滤液,有较好的处理效果,但其成本较高。 下面分别介绍几种主要的处理生活垃圾渗滤液的物理化学法。 (1)混凝沉淀法 混凝沉淀法是化学沉淀法中最重要的一种方法,主要对污水进行预处理,降低垃圾渗滤液的悬浮物、氨氮以及有机物胶体,提高原水的可生化性。 该法是向废水中投加混凝剂, 使废水中的悬浮物和胶体聚集形成絮凝体, 再加以分离的方法。目前采用的混凝剂多为铁、铝盐类或聚合体类。但无论采用何种混凝剂, COD的去除率一般在30%~60%,很难有突破性的提高。 混凝沉淀法的不足之处是:会产生大量的化学污泥;出水的pH值较低;含盐量高;氨氮的去除率较低;出水COD达不到国家生活垃圾填埋污染控制标准中渗滤液的一级排放标准;需要根据生化处理后的出水水质灵活地调节混凝剂的投加量;操作管理麻烦,所以即使有一定的处理效率,在选用时还是要慎重考虑。 (2)活性炭吸附法 吸附法主要是利用多孔性固体物质,使废水中的1种或多种物质被吸附在固体表面而去除的方法。在渗滤液处理中主要用于脱除水中难降解的有机物、金属离子和色度等。活性炭吸附法处理程度高,对水中的绝大多数有机物都有效,可适应水量和有机物负荷的变化,粒状炭可再生后重复使用,设备紧凑,管理方便。但是活性炭吸附易受pH值、水温及接触时间等因素的影响。 七十年代在欧洲的研究表明,用活性炭处理生化后的垃圾渗滤液,COD的去除率为50~60%,若用石灰石作预处理,去除率可高达80%。但活性炭在处理了140次同体积的渗滤液后去除效率将下降。在生产性试验中,由于渗滤液水质变化等原因,出现了去除效率下降和活性炭被大量污染的现象。 活性炭吸附工艺的主要问题是活性炭价格高,且缺乏一种简单、经济、有效的活性炭再生方法,故其推广使用受到了限制。 (3)吸脱法 吹脱法是指空气吹脱法,将空气通人废水中,使之相互充分接触,使废水中的溶解气体和易挥发的溶质穿过气液界面,向气相转移,从而达到脱除污染物的目的。垃圾填埋场尤其是中老年填埋场的渗滤液中营养比例严重失调,为调整C /N可对其进行氨吹脱预处理。脱氨方法主要有曝气吹脱和吹脱塔吹脱两类。氨氮在渗滤液中存在如下平衡:NH4++OH—-→NH3+H2O,当pH值调节至碱性时,NH3-N 主要以游离氨的形式存在。然后经曝气吹脱或送入吹脱塔以喷淋和鼓风吹脱去除 游离氨。曝气吹脱即直接或间接调整pH值后在调节池或吹脱池中曝气,渗滤液中NH3通过表面更新和向气泡的传质而脱除,从而改善渗滤液营养比例。 氨吹脱效果明显,处理效率较高,但由于需要调节pH值,必须投加大量的碱,而且为了曝气,还需要提供一定的风量,造成了处理费用偏高。同时氨吹脱只是将废水中的铵离子转化为游离氨,最后将之排放到大气中,实质上氨的污染问题并未得到解决。 (4)膜分离处理技术 鉴于垃圾渗滤液水质的复杂性,近年来,超滤膜、纳滤膜及反渗透处理技术在垃圾渗滤液处理工程中得到了广泛的应用。其中超滤膜主要用于膜生物反应器中,纳滤和反渗透作为独立的过滤工艺在拦截难降解有机物方面得到了应用。 膜分离法的特点是分离过程不发生相变化,能量的转化率高,一般不需要投加其他物质,且可在常温下进行。 虽然膜技术对渗滤液的水质处理有很好的效果,但是其处理费用很高,而且膜处理前一般都要有良好的预处理,否则膜很容易被污染而导致处理效率迅速下降。 (5)氧化法 氧化法包括O3氧化法、H2O2氧化法、光化学氧化法、辐射法、电解氧化法和电催化氧化法等。目前实践工程中使用的主要是O3氧化法和H2O2氧化法,光化学氧化和电催化氧化法主要还处于实验研究阶段。O3和H2O2本身具有很好的氧化电位, 能氧化很多的难降解物质; 而电解催化和光催化技术是利用产生羟基自由基(·OH) , 利用羟基自由基的强氧化性来氧化降解有机物, 实现污染物降解。 光化学氧化法和电催化氧化法目前虽然在实践工程中还未见有实例应用, 但实验研究的结果显示催化氧化技术对垃圾渗滤液处理有很好的处理效果。开发高效的光和电催化材料是今后一段时间内提高氧化法处理垃圾渗滤液一个重要的研究方向。 2.2 生物法 生物法是垃圾渗滤液处理中最常用的一类方法,因其运行费用低、处理效率高、不会出现化学污泥等特点而被世界各国广泛采用。生化处理具有处理效果好、成本低等优点,它是目前应用最广泛的处理方法。 生物处理包括好氧处理、厌氧处理以及好氧/厌氧结合这三种类型。 (1)好氧处理法 好氧法是利用微生物的耗氧反应来降解渗滤液中的有机物, 实现对BOD5、COD 和氨氮的有效降低,且还可以部分除去Fe、Mn 等金属离子。目前好氧处理法主要包括活性污泥法、曝气稳定塘、生物膜法、物滤池和生物流化床等工艺。 但是使用多年的填埋场产生的渗滤液成分复杂,氨氮浓度很高, 需要结合其他的方法来使用, 否则处理效果一般。 (2)厌氧处理法 厌氧生物处理法具有运行费低、操作简单、投资运行费用低、有机负荷高、能耗少、污泥产率低、对无机营养元素含量要求较低和能提高污水可生化性等优点,非常适合于处理有机物浓度高的早期垃圾渗滤液。用于垃圾渗滤液处理的厌氧生物处理方法有:普通厌氧消化、两相厌氧消化、厌氧滤池、上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧复合反应器(UBF)和厌氧折流板反应器(ABR)等。 与好氧法相比,厌氧生物处理有许多优点,最主要的是能耗少、操作简单,因此投资及运行费用低廉;而且由于产生的剩余污泥量少,所需的营养物质也少,其BOD5/P只需4000:1,适合垃圾渗滤液含磷少的特点;对许多在好氧条件下难于处理的高分子有机物在厌氧时可以被生物降解。但是,厌氧处理出水中的COD浓度和氨氮浓度仍比较高,溶解氧很低,不宜直接排放到河流或湖泊中,一般需要进行后续处理。 厌氧法处理垃圾渗滤液在发达国家应用较多,国内目前还未见有单独用厌氧处理法处理渗滤液的工程实例。 (3)厌氧- 好氧结合处理法 对于高浓度的垃圾渗滤液单独采用好氧或厌氧处理很难达标排放,一般会采用厌氧/好氧结合的处理工艺,这样处理效率较高而且经济合理。 好氧- 厌氧结合处理法国内正逐步推广, 但不是所有高浓度渗滤液都能用 此法处理达标排放。 2.3 土地处理法 土地- 植物处理法, 实质就是在人工控制条件下,通过一系列复杂的物理- 生物- 化学的综合反应, 使渗滤液得到净化。主要包括: 慢速渗流系统( SR) , 快速渗流系统(RI) 、表面漫流(OF) 、湿地系统(WL) 、地下渗滤土地处理系统(UG) 及人工快滤处理系统(ARI) 等多种土地处理系统。 土地- 植物处理法具有投资少, 操作简单, 运行费用低等优点, 但从长远 来看, 存在着重金属及盐类在土壤中的积累和饱和问题, 对土壤结构、植物生长和周围地下水有潜在污染作用。另外土壤的渗透能力也会随着时间的延长而逐渐下降, 使得处理效率也会随之降低, 且易受土地条件限制, 仅适合于土地广阔 的地区。 2.4 回灌法 渗滤液的回灌技术是将垃圾填埋场产生的未处理的渗滤液部分或全部喷灌填埋场表面以达到渗滤液水质均化,实现渗滤液减量的目的,并利用填埋场的土壤层和填埋垃圾层物化吸附作用和微生物的净化作用,达到使渗滤液得到处理。 回灌处理方式主要有渗滤液直接回灌至垃圾层、表面喷灌或浇灌至填埋场表面、地表下回灌和内层回灌等。采用回灌技术不仅能降低渗滤液中的COD 浓度, 加快垃圾中有机质的降解, 提高垃圾的溶解速度, 且有利于降低垃圾中有机质 的含量, 而不影响COD 浓度的稳定。 2.5 深度处理技术 对于可生化性低、毒性高的垃圾渗滤液来说,生物法处理效果往往不够理想,渗滤液处理出水要达到国家日益严格的排放标准,深度处理是一项迫切需要的技术。国内外常用的有光催化技术、电解处理技术、Fenton 处理技术、湿法氧化(WAO)/催化湿法氧化(CWAO)、膜分离法、化学混凝技术等,经过深度处理,能保证出水达到GB16889-1997 一级排放标准。 3 结论与建议 (1)针对垃圾渗滤液的处理可选用的方法虽然较多,但都不同程度的存在一些缺陷,如何选择最佳处理工艺或将现有的处理工艺有机结合,降低运行成本,提高出水质量是需要研究解决的问题。 (2)在选择垃圾渗滤液的处理工艺时, 考虑到渗滤液水质的复杂性和特殊性, 需因地制宜, 选择最为适合的处理方式。在有条件的情况下, 通过模拟试验来取得可靠优化的工艺参数, 对处理工艺的技术可行性、经济性起实践指导作用。 (3)目前我国垃圾渗滤液处理仍以生物法为主,但处理效果一直不理想,出水指标要达到国家一级标准,必须进行深度处理。 (4)目前的研究热点是将传统的生化系统和先进膜技术的结合应用,结合不同渗滤液的现状,对工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 进行适当改造,找出适合垃圾渗滤液处理的最佳方法。 参考文献 [1] 郑曼英,李丽桃,邢益和,等.垃圾渗滤液的污染特性及其控制.环境卫生工程.1997(2):7~11 [2] 吴长振,张淑娟,城市生活垃圾填埋场渗滤液的特性及其处理,环境与卫生, 1998,12(4): 13~14 [3] 杨霞,杨朝晖等,城市生活垃圾填埋场渗滤液处理工艺的研究,环境工程, 2000,18(5): 12~14 [4] 张兰英, 等. 垃圾渗滤液中有机染物的污染及去除[J]. 中国环境科学, 1998; 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