垃圾滲濾液水質(zhì)極為復(fù)雜,污染物種類(lèi)繁多、濃度高且變化范圍大。滲濾液中不僅含有耗氧有機(jī)污染物,還含有重金屬和植物營(yíng)養(yǎng)素等多種有毒有害物質(zhì)及生物污染物。針對(duì)垃圾滲濾液中污染物濃度高、水質(zhì)多變等特點(diǎn),滲濾液處理技術(shù)的研究受到普遍的重視,并取得了一定的進(jìn)展。目前,國(guó)內(nèi)外填埋場(chǎng)應(yīng)用的滲濾液處理技術(shù)主要有:物化處理技術(shù)、生物處理技術(shù)、土地處理技術(shù)及上述技術(shù)的各種組合形式等。
摘 要 :討論了目前垃圾滲濾液的處理方法,討論物化處理技術(shù)、生物處理技術(shù)以及土地處理技術(shù)的應(yīng)用以及發(fā)展前景,對(duì)各種技術(shù)的組合形式提出了新的展望。
關(guān)鍵詞:工業(yè)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)職稱論文,垃圾滲濾液特點(diǎn),工藝,技術(shù),方案
1.物化處理技術(shù)當(dāng)前應(yīng)用較廣的物化處理方法主要有混凝沉淀法、化學(xué)氧化法、氨吹脫法、膜處理法等
1.1混凝沉淀法
混凝沉淀法可有效地去除濁度、色度和重金屬離子,對(duì) COD也有一定的去除效果。目前采用的混凝劑多為 Al2(SO4)3、FeSO4、FeC13以及聚鐵、聚鋁等。有研究表明聚合鋁鐵鹽混凝劑的效果要比普通的鋁鐵鹽混凝劑要好,而且加入有機(jī)高分子助凝劑聚丙烯酞胺可促進(jìn)絮凝體的沉降,但無(wú)論是采用何種混凝劑來(lái)處理垃圾滲濾液,COD的去除率一般都在30%~60%左右,很難取得突破性的提高。該法不能作為單一工藝來(lái)處理垃圾滲濾液,同時(shí)沉淀物的后處理仍將帶來(lái)新的問(wèn)題。
1.2化學(xué)氧化法
垃圾滲濾液中含有腐殖質(zhì)、芳香族化合物等多種生物方法難以降解的有機(jī)物,而化學(xué)氧化法能氧化這些難降解的物質(zhì),提高滲濾液的可生化性。運(yùn)用于垃圾滲濾液處理的化學(xué)氧化法主要有 Fenton法、光化學(xué)氧化、電化學(xué)氧化、臭氧氧化法等。
1.2.1 Fenton試劑法是一種深度氧化技術(shù),常用于生物難降解或一般化學(xué)氧化難以奏效的有機(jī)廢水的氧化處理。很多應(yīng)用實(shí)例表明,F(xiàn)enton氧化法處理生化處理后的垃圾滲濾液,對(duì) COD、色度具有較高的去除效率,處理后廢水的可生化性大大改善。雖然 Fenton試劑價(jià)格低,反應(yīng)條件溫和,無(wú)二次污染,但它只能將部分有機(jī)物氧化或藕合成可生化的化合物,對(duì)于多環(huán)芳烴等分子量大、化學(xué)性能穩(wěn)定的有機(jī)化合物就不易被氧化。
1.2.2 光催化氧化技術(shù)是一種新型的水處理技術(shù),具有工藝簡(jiǎn)單、能耗低、易操作、無(wú)二次污染等特點(diǎn)。光催化氧化采用的半導(dǎo)體催化劑通常有TiO2、CdS和ZnO等。光催化氧化法氧化有機(jī)物的能力很強(qiáng),尤其對(duì)一些特殊的污染物比其它氧化法更具顯著的優(yōu)勢(shì);但在氧化過(guò)程中生成的一些產(chǎn)物可能會(huì)吸附在光催化劑表面,阻隔光催化劑表面吸收光和吸附氧,從而造成光催化劑鈍化。所以解決懸浮態(tài)光催化劑易流失和提高固定態(tài)光催化劑處理效率的問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)其工程化運(yùn)用的關(guān)鍵。
1.2.3 電化學(xué)氧化技術(shù)。電解氧化法由于能產(chǎn)生大量的羥基自由基·OH和強(qiáng)氧化劑,所以其氧化能力非常強(qiáng),可降解垃圾滲濾液中的大部分有機(jī)污染物和一些難降解的有毒有害物質(zhì)。有研究表明,電解氧化法對(duì)滲濾液中典型的有毒難降解合成有機(jī)物有較好的去除率,滲濾液的可生化性顯著提高,有利于后續(xù)的生化處理。電解氧化法具有比一般的化學(xué)反應(yīng)更強(qiáng)的氧化和還原能力,且不產(chǎn)生二次污染,適應(yīng)性比較強(qiáng),產(chǎn)泥量很少。但是電解氧化法工業(yè)化應(yīng)用中存在著電流效率偏低、經(jīng)濟(jì)上不合理和反應(yīng)器效率不高等問(wèn)題。
1.2.4臭氧氧化法降解污染物的作用是通過(guò)直接反應(yīng)和間接反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。直接反應(yīng)具有較強(qiáng)的選擇性,一般是進(jìn)攻具有雙鍵的有機(jī)物,通常對(duì)不飽和脂肪烴和芳香烴類(lèi)化合物較有效;間接反應(yīng)不具有選擇性,是臭氧在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的·OH的氧化作用。雖然臭氧氧化具有較強(qiáng)的脫色和去除有機(jī)污染物的能力,但用于垃圾滲濾液處理還存在著一些問(wèn)題,如運(yùn)行費(fèi)用高,氧化有機(jī)物反應(yīng)的選擇性,在低劑量和短時(shí)間內(nèi)不能完全礦化污染物,且分解生成的中間產(chǎn)物會(huì)阻止臭氧的進(jìn)一步氧化。
1.3膜處理法
主要有反滲透法、超濾、微孔過(guò)濾等。其中的反滲透法由于其高效截留污水中溶解態(tài)的無(wú)機(jī)污染物和有機(jī)污染物的優(yōu)點(diǎn),而被廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外的污水處理工藝中。目前,反滲透技術(shù)已經(jīng)在西歐、北美、澳洲地區(qū)百余座滲濾液反滲透處理場(chǎng)得到應(yīng)用,其中德國(guó)有43座。在國(guó)內(nèi),膜處理技術(shù)也越來(lái)越受到廣泛的關(guān)注和重視。重慶市長(zhǎng)生橋垃圾填埋場(chǎng)、北京阿蘇衛(wèi)垃圾填埋場(chǎng)和安定填埋場(chǎng)的滲濾液處理采用反滲透技術(shù)。與其它方法相比,膜處理技術(shù)能耗低、處理效率高、設(shè)備占地面積小且易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作等優(yōu)勢(shì)。反滲透技術(shù)處理垃圾滲濾液在國(guó)外已經(jīng)走向成熟,具有廣泛的應(yīng)用前景。
2.生物處理技術(shù)垃圾滲濾液生物處理法主要分為好氧生物處理、厭氧生物處理兩種
2.1好氧生物處理技術(shù)
好氧生物處理技術(shù)主要包括活性污泥法、氧化溝、好氧穩(wěn)定塘、生物轉(zhuǎn)盤(pán)等,好氧處理可有效地降低BOD5、COD和氨氮,還可以去除另一些污染物質(zhì)如鐵、錳等金屬。對(duì)于BOD/COD>0.5的早期滲濾液,含有大量易于生物降解的脂肪酸,好氧系統(tǒng)是非常有效的。由于滲濾水中含有比例較高的難降解高分子化合物及對(duì)微生物產(chǎn)生抑制作用的重金屬,研究者采用生物法和物理-化學(xué)法相結(jié)合的復(fù)合系統(tǒng)來(lái)處理垃圾滲濾液,得到了很好的處理效果。
2.2厭氧生物處理技術(shù)
厭氧生物處理技術(shù)中成熟的工藝有厭氧濾池、升流厭氧污泥床等。在厭氧生物處理裝置中,滲濾液中的復(fù)雜有機(jī)分子被甲烷細(xì)菌轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳,產(chǎn)生極少量的需要處理的污泥。厭氧生物處理技術(shù)具有低能耗、低運(yùn)行費(fèi)和所需營(yíng)養(yǎng)物少等優(yōu)點(diǎn)。但是,厭氧生物處理的出水類(lèi)似于填埋場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后自然產(chǎn)生的滲濾液,經(jīng)過(guò)單獨(dú)厭氧處理的滲濾液不足以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn);并且對(duì)于有機(jī)負(fù)荷高的滲濾液,厭氧處理效果不好。近年來(lái),垃圾滲濾液生物處理技術(shù)越來(lái)越多,取得了較好的效果,但仍然存在一定問(wèn)題。另外,一般滲濾液濃度高且較難處理,即使采用厭氧-好氧生物處理工藝也難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),而且由于垃圾滲濾液水質(zhì)與一般污水有較大差異,水質(zhì)不穩(wěn)定,所以單純的生物處理技術(shù)難以滿足達(dá)標(biāo)的要求。
3.土地處理技術(shù)土地處理技術(shù)利用土壤、微生物和植物組成的陸地生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)控機(jī)制和對(duì)污染物的綜合凈化功能處理填埋場(chǎng)滲濾液,常見(jiàn)的滲濾液土地處理方式有人工濕地和回灌兩種。
3.1人工濕地處理技術(shù)
人工濕地是一種優(yōu)化的土地處理方法,它利用了土壤及基質(zhì)的快濾、吸附等功能凈化廢水,并通過(guò)植物對(duì)廢水的吸收而增強(qiáng)凈化的效果。在國(guó)外,人工濕地處理垃圾滲濾液在近十幾年里逐漸受到重視并被應(yīng)用。挪威、加拿大、英國(guó)、斯洛文尼亞和波蘭等許多國(guó)家都成功地應(yīng)用了人工濕地系統(tǒng)工藝處理垃圾滲濾液。在國(guó)內(nèi),應(yīng)用人工濕地處理垃圾滲濾液的實(shí)例還比較少,較大規(guī)模應(yīng)用的只有上海老港填埋場(chǎng)等。該技術(shù)對(duì)地域限制較少的中小城市和城鎮(zhèn)垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)滲濾液的處理具有較大的優(yōu)勢(shì)。
3.2回灌處理技術(shù)
滲濾液回灌法是一種循環(huán)處理法,就是將未經(jīng)任何處理的滲濾液直接回灌噴灑到填埋場(chǎng),利用垃圾層和覆蓋土壤層的凈化作用來(lái)處理填埋場(chǎng)的滲濾液。大量的實(shí)驗(yàn)表明,滲濾液回灌處理是一種較為有效的處理方法。它的優(yōu)點(diǎn)主要有:可提高垃圾的濕度,增強(qiáng)垃圾中微生物的活性,加速甲烷的速率和有機(jī)物的分解,從而加速垃圾填埋場(chǎng)的穩(wěn)定;依靠表面蒸發(fā)和生物降解可降低滲濾液的污染濃度,減少滲濾液的產(chǎn)量,對(duì)水質(zhì)水量起穩(wěn)定化作用,減少了處理設(shè)施的沖擊負(fù)荷。但回灌法也存在著一些問(wèn)題,滲濾液在垃圾層中的循環(huán)導(dǎo)致氨氮、重金屬及其它無(wú)機(jī)物等不斷積累。
4.總結(jié)
由于垃圾滲濾液成分極其復(fù)雜,且隨場(chǎng)齡發(fā)生變化,一般用一種方法很難把它處理達(dá)標(biāo),而需要不同類(lèi)型的工藝方法組合處理。要達(dá)到日益嚴(yán)格的滲濾液處理排放標(biāo)準(zhǔn),用生物法或土地法作預(yù)處理,物化法作后處理,這種工藝的組合是一種趨勢(shì)。
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