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垃圾渗滤液处理工艺分析
[摘要]国家环境保护部于2008年4月2日发布了《生活垃圾填埋场污染控制标准》。为了达到新标准,现有的垃圾渗滤液处理站大多要进行工艺改进,新建填埋场渗滤液处理也需采用更先进的工艺。文章结合我国垃圾渗滤液处理的实践,对垃圾渗滤液可采用的处理工艺进行分析。
[关键词]垃圾渗滤液;处理工艺
[作者简介]刘国勇,深圳市危险废物处理站有限公司,广东深圳,518049
[中图分类号] X703.1 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723(2010)03-0039-0002
一、垃圾渗滤液的特性
垃圾渗滤液是垃圾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。由于液体在流动过程中有许多因素可能影响到渗滤液的性质,包括物理因素、化学因素以及生物因素等,所以渗滤液的性质在一个相当大的范围内变动。一般来说,其pH 在4~9 之间,COD 在2000~62000 mg/L 范围内,BOD5 在60~45000 mg/L 之间,NH3-N 在300~4000 mg/L 之间,表现出成分复杂多变、氨氮浓度高、色度高、可生化性差等特点。
二、垃圾渗滤液处理工艺分析
(一)单纯生物处理
我国垃圾卫生填埋发展得比较晚,20世纪80年代中后期各级政府开始规划筹建比较规范的垃圾填埋场。此阶段填埋滤液处理工艺大多参照常规污水处理工艺;对渗滤液的特殊性考虑不够,未考虑渗滤液的变化特性,仅在填埋初期有些效果。但是随着填埋时间的延长,渗滤液中的氨氮浓度随着垃圾填埋年限的增加而增加,可高达3000mg/L左右。当氨氮浓度过高时,会影响微生物的活性,降低生物处理的效果。较高的氨氮浓度还导致营养元素比例失调。并且由于渗滤液中含有较多难降解有机物,一般在生化处理后,COD 浓度仍在500~2000 mg/L范围内。实践表明,渗滤液用常规的生物处理是难以达标的。
(二)生物处理+常规物化处理
随着填埋场使用年限的增加,垃圾填埋场渗滤液的水质也发生了较大的变化,仅靠常规生化处理方法难以达到排放标准的要求。在此阶段,研究人员开始重视渗滤液的水质、水量及处理特性,尤其是高浓度的氨氮、有毒有害物质、重金属离子及难以生物处理的有机物的去除。
为了保证生物处理的效果,必须为生物处理系统有效运行创造良好的条件,相应地要采用物化处理手段相配合。通常采用的物化处理方法有:化学氧化、活性炭吸附、混凝、吹脱等。以上的物化法中,化学氧化法是将渗滤液中难生化处理有机物破坏氧化,进一步降低COD及色度,但这种方法处理效果不稳定。活性炭吸附具有强大的吸附去除能力,但活性炭耐污染性差,对于有机物浓度比较高的废水,活性炭的污染非常严重,再生困难,运行成本非常高,因此可行性低。混凝沉淀法对有机物的去除效果不大。吹脱法只对废水中的氨氮有去除作用。因此,用生物处理+常规物化法很难将渗滤液处理达到新排放标准。
(三)膜分离处理
膜分离技术包含微滤、超滤、纳滤、反渗透等,其中以反渗透膜的孔径最小,纳滤次之,微滤、超滤一般用作纳滤或反渗透的前处理。纳滤膜和反渗透膜的膜孔径非常小(仅为10A左右),能够有效地去除溶液中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等(去除率高达98%~99%),具有强大的分离能力。2000年开始我国逐渐有填埋场采用膜技术处理垃圾渗滤液。实践经验表明,采用纳滤或反渗透技术能将垃圾渗滤液处理达到一级排放标准甚至是回用水标准。但由于膜分离处理不能降解、消除污染物,相应地会产生更难处理、处置的浓缩液。
(四)组合处理工艺
综上所述,垃圾渗滤液由于成分极其复杂,采用单一的处理方法很难处理达标。因此,垃圾渗滤液要处理达到新标准,需要采用不同类型工艺方法组合处理。
渗滤液处理的组合工艺一般为“预处理+生物处理+深度处理+后处理”的组合,见图1。
预处理主要是物理法,处理的目的主要是去除氨氮和无机杂质,或改善渗滤液的可生化性。生物处理包括厌氧法、好氧法等,处理对象主要是渗滤液中的有机污染物和氨氮等。深度处理主要采用纳滤及反渗透,处理对象主要是渗滤液中的悬浮物、溶解物和胶体等。后处理对象是渗滤液处理过程产生的剩余污泥以及纳滤和反渗透产生的浓缩液,包括污泥的浓缩、脱水、干燥、焚烧以及浓缩液的蒸发、焚烧、混凝压滤后填埋等。
根据渗滤液的进水水质、水量不同处理工艺有不同的组合方式。主要的组合方式有以下几种:
(1)一般渗滤液:预处理+生物处理+深度处理+后处理;
(2)可生化性较差的中后期渗滤液:预处理+深度处理+后处理;
(3)水质悬浮物较少或生化性较好的渗滤液:生物处理+深度处理+后处理。
三、部分典型工艺流程介绍
(一)UASB+SBR+微滤+反渗透
1.工艺描述
渗滤液首先进入UASB厌氧反应器,渗滤液中大部分有机物在厌氧反应中被去除。厌氧出水进入SBR反应器进一步去除渗滤液中的有机物和氨氮。SBR出水经过微滤去除水中的悬浮物后进入反渗透系统,利用反渗透膜的强大分离能力去除水中的胶体和溶解物。反渗透浓缩液混凝压滤后填埋。
2.工艺特点
此工艺流程中含有UASB和SBR工艺,二者能效降低渗滤液中的有机物,对于处理可生化性好的高浓度渗滤液有着很大的优势。
3.适用范围
本工艺适合处理可生化性能好、碳氮比例高的高浓度渗滤液类型。出水可以达到新标准。
4.应用分析
某卫生填埋场采用该工艺对垃圾渗滤液进行了处理,处理量为500 m3/d,产水量为400 m3/d。系统进水水质COD 为20000 mg/L,BOD5 为12000 mg/L,TSS为2000 mg/L,NH3-N 为2100 mg/L,出水水质中的COD
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