垃圾滲濾液處理技術現狀及研究進展
【谷騰環保網訊】近十(shi)幾(ji)年(nian)來,隨著(zhu)我(wo)國城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)化速度的(de)(de)(de)(de)加快和居民生活(huo)消費(fei)水平的(de)(de)(de)(de)不斷提(ti)高,城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)垃(la)(la)圾(ji)的(de)(de)(de)(de)增長(chang)非常迅速,垃(la)(la)圾(ji)的(de)(de)(de)(de)排(pai)放(fang)量迅速增加,每年(nian)新(xin)增垃(la)(la)圾(ji)約(yue)1億噸,增長(chang)率高達10%左(zuo)右。全國歷年(nian)城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)生活(huo)垃(la)(la)圾(ji)的(de)(de)(de)(de)堆(dui)存量達到60多億噸,占地5萬公(gong)頃,致(zhi)使(shi)我(wo)國200多個城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)陷入(ru)垃(la)(la)圾(ji)的(de)(de)(de)(de)包圍中。城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)生活(huo)垃(la)(la)圾(ji)的(de)(de)(de)(de)大量增加和堆(dui)存已成(cheng)(cheng)為我(wo)國城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)可持續發展的(de)(de)(de)(de)嚴(yan)峻挑戰。目前(qian)我(wo)國解決垃(la)(la)圾(ji)問題(ti)的(de)(de)(de)(de)方法(fa)主(zhu)要有填(tian)埋(mai)、堆(dui)肥及焚燒處(chu)理(li)三(san)種(zhong)處(chu)理(li)方法(fa),垃(la)(la)圾(ji)填(tian)埋(mai)因具有技(ji)術成(cheng)(cheng)熟、處(chu)理(li)和管理(li)費(fei)用(yong)低(di),運(yun)輸方便等(deng)優(you)點,在我(wo)國得(de)到了(le)廣(guang)泛應(ying)用(yong)。在垃(la)(la)圾(ji)填(tian)埋(mai)和堆(dui)放(fang)過程(cheng)中,產(chan)生的(de)(de)(de)(de)大量廢水,統稱為垃(la)(la)圾(ji)滲(shen)濾(lv)(lv)液,未經處(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)垃(la)(la)圾(ji)滲(shen)濾(lv)(lv)液流(liu)經地表或滲(shen)入(ru)地下(xia)水后,會對環境造成(cheng)(cheng)嚴(yan)重的(de)(de)(de)(de)二次污染,因此,垃(la)(la)圾(ji)滲(shen)濾(lv)(lv)液安全且無害化處(chu)理(li)是一(yi)直(zhi)是一(yi)個世界性的(de)(de)(de)(de)環保(bao)難題(ti)。
01 垃圾滲濾液來源
垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)滲(shen)(shen)濾(lv)(lv)(lv)液是由垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)本(ben)身(shen)所(suo)含的(de)(de)游離(li)水(shui)(shui)、自然(ran)降(jiang)水(shui)(shui)和有機物(wu)分解產(chan)(chan)(chan)生的(de)(de)水(shui)(shui)以及滲(shen)(shen)入填(tian)埋(mai)場(chang)中的(de)(de)地表水(shui)(shui)和地下水(shui)(shui)通(tong)過淋浴(yu)作用產(chan)(chan)(chan)生的(de)(de)大(da)量(liang)廢(fei)水(shui)(shui)所(suo)形(xing)成,垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)滲(shen)(shen)濾(lv)(lv)(lv)液的(de)(de)水(shui)(shui)量(liang)、水(shui)(shui)質(zhi)受(shou)垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)組成、填(tian)埋(mai)時間、填(tian)埋(mai)工(gong)藝、降(jiang)雨(yu)滲(shen)(shen)透量(liang)等因(yin)素影響。尤其受(shou)降(jiang)雨(yu)量(liang)影響較(jiao)大(da),降(jiang)雨(yu)量(liang)少(shao)時,垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)滲(shen)(shen)濾(lv)(lv)(lv)液主要為垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)本(ben)身(shen)所(suo)含游離(li)水(shui)(shui),大(da)部(bu)分被蒸發,而降(jiang)雨(yu)量(liang)大(da)時,雨(yu)水(shui)(shui)流進垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)堆(dui)體(ti),產(chan)(chan)(chan)生大(da)量(liang)滲(shen)(shen)濾(lv)(lv)(lv)液,滲(shen)(shen)濾(lv)(lv)(lv)液產(chan)(chan)(chan)生量(liang)與降(jiang)雨(yu)量(liang)成正(zheng)比。垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)滲(shen)(shen)濾(lv)(lv)(lv)液具有污染(ran)物(wu)質(zhi)成分復雜,有機污染(ran)物(wu)濃度高,水(shui)(shui)質(zhi)變化大(da)等特點,因(yin)此(ci)滲(shen)(shen)濾(lv)(lv)(lv)液處(chu)理(li)起來較(jiao)為困難。
02 垃圾滲濾液的水質特征
(1)色度與嗅味
滲(shen)濾液通常有(you)很高的(de)色度,其顏色多呈黑色和深褐(he)色,色度可達2000-4000倍(稀釋倍數),與(yu)此(ci)同時,滲(shen)濾液有(you)很濃(nong)重的(de)垃圾腐化臭味。
(2)pH值
在(zai)垃圾場(chang)服務(wu)周期內,滲濾液pH值在(zai)6-7之(zhi)間呈弱酸性(xing),隨著(zhu)垃圾場(chang)服務(wu)年限的增長(chang),填埋場(chang)也趨向穩(wen)定,pH值可(ke)提高到(dao)7-8,呈弱堿(jian)性(xing)。
(3)有機物
垃圾滲濾液中的(de)有機物可分為三大類(lei),分別(bie)為相(xiang)對分子(zi)(zi)質(zhi)量低的(de)脂肪酸類(lei);腐殖質(zhi)類(lei)、高(gao)分子(zi)(zi)的(de)碳水化合物;相(xiang)對分子(zi)(zi)質(zhi)量中等的(de)灰(hui)黃霉酸類(lei)物質(zhi)。
(4)氨氮
由(you)于垃圾在堆體(ti)中(zhong)的(de)厭氧發酵和(he)水解,導(dao)致垃圾滲(shen)濾液(ye)中(zhong)的(de)氨(an)氮(dan)濃度高。滲(shen)濾液(ye)中(zhong)的(de)氨(an)氮(dan)主要是(shi)以NH3-N的(de)形式存在。中(zhong)老年填埋場滲(shen)濾液(ye)中(zhong)重要的(de)水質特點之一是(shi)NH3-N很高。
(5)磷元素
垃圾滲(shen)濾(lv)液的(de)含磷(lin)量通常較低,尤其是溶解(jie)性的(de)磷(lin)酸(suan)鹽(yan)濃度更低。滲(shen)濾(lv)液中的(de)溶解(jie)性磷(lin)酸(suan)鹽(yan)含量受到Ca離子濃度和(he)堿度的(de)影響,導致(zhi)滲(shen)濾(lv)液生(sheng)物處理的(de)缺磷(lin)嚴重。
(6)重金屬
生活(huo)垃(la)圾(ji)(ji)中(zhong)的微量重(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)溶(rong)出率很低。由于垃(la)圾(ji)(ji)本身對重(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)有(you)較強的吸附(fu)能力,故(gu)若將工業(ye)垃(la)圾(ji)(ji)與(yu)生活(huo)垃(la)圾(ji)(ji)混合(he)填埋,滲濾(lv)液(ye)中(zhong)重(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)離(li)子(zi)的溶(rong)出量將會明顯增加。垃(la)圾(ji)(ji)滲濾(lv)液(ye)中(zhong)含有(you)的常見重(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)為Cu、Pb、Cr、Cd、Zn、As、Mn等。
(7)微生物
垃圾滲(shen)濾(lv)液中含有大(da)量(liang)微生(sheng)物(wu),其中許多微生(sheng)物(wu)對滲(shen)濾(lv)液的(de)降(jiang)解起著重要作用,主要有亞硝(xiao)化細菌、硝(xiao)化細菌、反硝(xiao)化細菌、脫硫(liu)桿菌、脫氮硫(liu)桿菌、鐵細菌、硫(liu)酸鹽還原菌以及產甲烷菌8類(lei)細菌。此外(wai),滲(shen)濾(lv)液中還有大(da)量(liang)的(de)病原菌和致病微生(sheng)物(wu)。
(8)溶解性固體
垃(la)圾滲濾液(ye)中含有較(jiao)高濃(nong)度的(de)(de)(de)(de)總(zong)溶解性(xing)(xing)固體(ti)。這些溶解性(xing)(xing)固體(ti)在(zai)滲濾液(ye)中的(de)(de)(de)(de)濃(nong)度通常隨(sui)(sui)填埋(mai)(mai)場(chang)時間的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)而變化(hua),一般在(zai)填埋(mai)(mai)0.5~2.5年間達(da)到高峰,此后,隨(sui)(sui)填埋(mai)(mai)時間的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia),這些無機性(xing)(xing)鹽類的(de)(de)(de)(de)濃(nong)度將逐漸下降,直(zhi)至達(da)到最終穩定。
03 垃圾滲濾液的處理技術
由于垃圾滲濾(lv)(lv)液(ye)的嚴(yan)重(zhong)危(wei)害性,因(yin)此必須對其進(jin)行(xing)有(you)效(xiao)(xiao)對處(chu)理,使其達標(biao)排(pai)放,同時由于垃圾滲濾(lv)(lv)液(ye)對水(shui)(shui)質特點,其處(chu)理難度和(he)處(chu)理成本遠超一(yi)般生(sheng)活污(wu)水(shui)(shui)和(he)工業廢水(shui)(shui),迄今(jin)為止還沒(mei)有(you)發展出(chu)完善的適合(he)垃圾滲濾(lv)(lv)液(ye)處(chu)理的經濟有(you)效(xiao)(xiao)的工藝。
現(xian)今常用的(de)垃(la)(la)圾(ji)滲濾(lv)(lv)液處(chu)理技(ji)(ji)術(shu)可分為生物處(chu)理技(ji)(ji)術(shu)和(he)(he)物理化學處(chu)理技(ji)(ji)術(shu),其中生物處(chu)理技(ji)(ji)術(shu)由(you)于處(chu)理成本低,二次污(wu)染小,可作為垃(la)(la)圾(ji)滲濾(lv)(lv)液處(chu)理的(de)核(he)心工(gong)藝,但經此法處(chu)理后(hou)的(de)垃(la)(la)圾(ji)滲濾(lv)(lv)液出水一(yi)般無(wu)法直接達到國家(jia)的(de)相關排放標準,需要(yao)進行后(hou)續的(de)深度處(chu)理。現(xian)有的(de)深度處(chu)理技(ji)(ji)術(shu)主要(yao)有膜處(chu)理技(ji)(ji)術(shu)和(he)(he)高級(ji)氧化技(ji)(ji)術(shu)(Advanced Oxidation Process,簡稱AOPs)
3.1 垃圾滲濾液的生物處理技術
生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)法(fa)處理(li)(li)滲(shen)濾(lv)(lv)(lv)液(ye)是利用(yong)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)降(jiang)解滲(shen)濾(lv)(lv)(lv)液(ye)中(zhong)的有機(ji)污染(ran)物(wu)凈化(hua)廢水(shui)的方(fang)(fang)法(fa)。垃圾滲(shen)濾(lv)(lv)(lv)液(ye)的生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)處理(li)(li)是目(mu)前垃圾滲(shen)濾(lv)(lv)(lv)液(ye)的主(zhu)要(yao)處理(li)(li)方(fang)(fang)式之一。根據生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)處理(li)(li)過程中(zhong),其主(zhu)要(yao)作用(yong)的微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)的呼吸類型,滲(shen)濾(lv)(lv)(lv)液(ye)的生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)處理(li)(li)可分為(wei)好氧處理(li)(li)、厭(yan)氧處理(li)(li)、厭(yan)氧-好氧聯合(he)處理(li)(li)。
3.1.1 好氧生物處理
好氧(yang)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)處理好氧(yang)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)處理是利用微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)的好氧(yang)反應來降解滲濾液(ye)中(zhong)的有機物(wu)(wu)(wu)(wu),主(zhu)要有活性污泥法、膜生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)法等工藝(yi)。
活(huo)性(xing)污(wu)泥法(fa)是(shi)一種好氧(yang)生(sheng)物(wu)處理(li)技術(shu),主要通過向污(wu)水通入(ru)氧(yang)氣來(lai)強化污(wu)水中微生(sheng)物(wu)的生(sheng)理(li)活(huo)動,利用微生(sheng)物(wu)降(jiang)解污(wu)水中的污(wu)染(ran)物(wu)質。目前用于垃圾滲濾(lv)液處理(li)的活(huo)性(xing)污(wu)泥法(fa)的運(yun)行方式有傳統活(huo)性(xing)污(wu)泥法(fa)、序批式活(huo)性(xing)污(wu)泥法(fa)(Sequencing Batch Reactor,簡稱SBR)、膜生(sheng)物(wu)法(fa)(Membrane Bioreactor,簡稱MBR)。
胡(hu)勤海等采(cai)用吹脫-SBR-吸附(fu)混凝(ning)法對(dui)杭州市天子嶺垃(la)圾填埋(mai)場滲(shen)(shen)濾(lv)(lv)液進行了處理(li)(li)試驗研究。結果(guo)表明,該復合處理(li)(li)系統對(dui)滲(shen)(shen)濾(lv)(lv)液中(zhong)高濃度對(dui)COD、氨氮及色度均有較好對(dui)處理(li)(li)效果(guo),平均去(qu)除(chu)率分別達91%、81%、和95%,除(chu)氨氮外,其余(yu)指標(biao)均達到《生活垃(la)圾填埋(mai)場污(wu)染控制(zhi)標(biao)準》(GB 16889-1997)中(zhong)滲(shen)(shen)濾(lv)(lv)液二級排放(fang)標(biao)注限值(zhi)。
由此(ci)可見活性(xing)污(wu)泥法可以(yi)對(dui)垃(la)圾(ji)滲(shen)(shen)(shen)濾(lv)液(ye)(ye)有較(jiao)好的處理效果(guo),但活性(xing)污(wu)泥法處理滲(shen)(shen)(shen)濾(lv)液(ye)(ye)的出水效果(guo)受溫(wen)度影響(xiang)很大,在溫(wen)度較(jiao)低(di)時對(dui)滲(shen)(shen)(shen)濾(lv)液(ye)(ye)的COD去除率較(jiao)低(di),而(er)且對(dui)中(zhong)老齡(ling)垃(la)圾(ji)場滲(shen)(shen)(shen)濾(lv)液(ye)(ye)中(zhong)的污(wu)染(ran)物質去除效果(guo)不理想,因(yin)而(er)采用活性(xing)污(wu)泥法處理垃(la)圾(ji)滲(shen)(shen)(shen)濾(lv)液(ye)(ye)會受到一定(ding)的限制。
膜生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)法(fa)污(wu)(wu)水(shui)處(chu)理技術(shu)是通過向污(wu)(wu)水(shui)中(zhong)加入表(biao)面適(shi)于微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)的(de)(de)(de)填料(liao),經過一段時(shi)(shi)間后,在填料(liao)上就會附著一層由各種微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)構(gou)成的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜,污(wu)(wu)水(shui)流經填料(liao)時(shi)(shi),填料(liao)上的(de)(de)(de)微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)以污(wu)(wu)水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)有(you)機物(wu)(wu)為養料(liao),對其進行降解,從(cong)而達到(dao)凈化污(wu)(wu)水(shui)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。膜生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)法(fa)具(ju)有(you)代表(biao)性的(de)(de)(de)處(chu)理形式有(you)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)濾池(chi)、生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)轉盤(pan)、生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)接觸氧(yang)化等(deng)。
王庭(ting)等采(cai)用(yong)UASB-AO-MBR工(gong)藝對(dui)低(di)碳氮(dan)(dan)比垃圾滲(shen)濾液進行短程硝(xiao)化(hua)反(fan)硝(xiao)化(hua)脫氮(dan)(dan)的實驗研究。結果表明:在溶解氧(yang)濃度為0.5~1.0mg/L條件(jian)下,好氧(yang)池微氧(yang)區可實現穩定(ding)的短程硝(xiao)化(hua)反(fan)應(ying),亞硝(xiao)態氮(dan)(dan)累(lei)積率(lv)可達 90%以上;當碳源(甲(jia)醇)投加量4gCOD/L時,UASB 反(fan)應(ying)器(qi)可實現穩定(ding)高效(xiao)的短程反(fan)硝(xiao)化(hua),出水(shui)COD低(di)于(yu)500mg/L,氨氮(dan)(dan)低(di)于(yu)5mg/L,總氮(dan)(dan)低(di)于(yu)70mg/L,滿足《污水(shui)排入城鎮下水(shui)道水(shui)質標(biao)準》(GB/T 31962-2015)的要求。
膜(mo)生(sheng)(sheng)物法處理垃圾滲濾液具有抗水(shui)量水(shui)質沖擊(ji)負荷、有利于(yu)水(shui)中需要較(jiao)長停留時間才能去(qu)除的(de)氨氮的(de)去(qu)除優點;而(er)且(qie)由(you)于(yu)微生(sheng)(sheng)物生(sheng)(sheng)長在填料上,因而(er)不需要污泥回(hui)流;同時由(you)于(yu)生(sheng)(sheng)物鏈長,產生(sheng)(sheng)的(de)剩(sheng)余污泥量較(jiao)少,有助于(yu)減(jian)少污水(shui)處理設施的(de)基礎建設資金。但(dan)維持生(sheng)(sheng)物膜(mo)運行需要較(jiao)高但(dan)條件。
3.1.2 厭氧生物處理法
厭(yan)(yan)氧(yang)生物處理(li)(li)是在厭(yan)(yan)氧(yang)條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)下,形(xing)(xing)成厭(yan)(yan)氧(yang)微生物所需要(yao)的營(ying)養(yang)條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)和環境條(tiao)(tiao)件(jian)(jian),通過厭(yan)(yan)氧(yang)菌(jun)和兼性菌(jun)代謝(xie)作用,對有機物進行(xing)生化降解過程(cheng)。垃圾(ji)滲濾液對厭(yan)(yan)氧(yang)生物處理(li)(li)形(xing)(xing)式上(shang)主要(yao)有上(shang)流(liu)式厭(yan)(yan)氧(yang)過濾器(qi)(Anaerobic Up-flow Filter,簡(jian)稱AF)、上(shang)流(liu)式厭(yan)(yan)氧(yang)污(wu)泥床反應器(qi)(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket,簡(jian)稱UASB)、厭(yan)(yan)氧(yang)復合床反應器(qi)(Up-flow Blanket Filter,簡(jian)稱UBF)、厭(yan)(yan)氧(yang)折(zhe)流(liu)板反應器(qi)(Anaerobic Baffled Reactor簡(jian)稱ABR)等。
(1)上流式厭氧過濾器
上(shang)流式厭氧過濾器(qi)(qi)是(shi)一種(zhong)厭氧生物濾池,該反應器(qi)(qi)具(ju)有啟動(dong)周期短(duan)、耐沖(chong)擊性好等特點。徐竺等對AF處(chu)(chu)理垃圾(ji)填(tian)埋場滲濾液(ye)進(jin)行了(le)動(dong)態連續試驗,結果表明:AF處(chu)(chu)理垃圾(ji)滲濾液(ye)的效果良好。在中(zhong)溫(35~40℃)消(xiao)化時高濃度(3000~8000mg/L)進(jin)水的COD的去除率達95%左(zuo)右,常溫消(xiao)化的COD去除率也可(ke)達90%左(zuo)右;反應器(qi)(qi)的容積負荷可(ke)達5kgCOD·m-3d-1以上(shang)。
(2)上流式厭氧污泥床反應器
上流式(shi)厭(yan)氧污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)床反應器(qi)是(shi)一種(zhong)厭(yan)氧污(wu)(wu)(wu)水生物處理裝置。在該反應器(qi)中(zhong),污(wu)(wu)(wu)水以一定流速從下部(bu)進入反應器(qi),通過(guo)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)層(ceng)向上流動,在料液(ye)與污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)接觸中(zhong)進行(xing)生物降解(jie),并產生甲烷等氣體,然(ran)后通過(guo)三相分離器(qi)進行(xing)泥(ni)(ni)-水-氣分離,從而實現去除污(wu)(wu)(wu)水中(zhong)污(wu)(wu)(wu)染(ran)物的(de)目的(de),上流式(shi)厭(yan)氧污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)床的(de)負荷要比(bi)上流式(shi)厭(yan)氧濾器(qi)大得多。
(3)厭氧復合床反應器
厭(yan)(yan)(yan)(yan)氧(yang)復合(he)床(chuang)(chuang)反(fan)應(ying)器(qi)是上(shang)(shang)流(liu)式厭(yan)(yan)(yan)(yan)氧(yang)污泥床(chuang)(chuang)反(fan)應(ying)器(qi)和上(shang)(shang)流(liu)式厭(yan)(yan)(yan)(yan)氧(yang)過(guo)濾(lv)器(qi)復合(he)而成的上(shang)(shang)流(liu)式厭(yan)(yan)(yan)(yan)氧(yang)污泥床(chuang)(chuang)過(guo)濾(lv)器(qi),復合(he)床(chuang)(chuang)的上(shang)(shang)部為厭(yan)(yan)(yan)(yan)氧(yang)濾(lv)池。下(xia)部為上(shang)(shang)流(liu)式厭(yan)(yan)(yan)(yan)氧(yang)污泥床(chuang)(chuang),這(zhe)種(zhong)設計可以集厭(yan)(yan)(yan)(yan)氧(yang)過(guo)濾(lv)器(qi)和厭(yan)(yan)(yan)(yan)氧(yang)污泥床(chuang)(chuang)反(fan)應(ying)器(qi)的優點于(yu)一體。
潘駿等在(38±2)℃條件下分別(bie)采(cai)用UASB和UBF厭(yan)氧(yang)反(fan)(fan)應(ying)器技術對生活垃(la)圾(ji)滲濾液進行(xing)處(chu)理。結果表明:在厭(yan)氧(yang)運行(xing)過程中,有機(ji)負荷(he)提升至(zhi)15kg COD( m3·d),HRT為(wei)(wei)(wei)5 d,UASB 厭(yan)氧(yang)反(fan)(fan)應(ying)器原料產(chan)氣(qi)(qi)率為(wei)(wei)(wei) 25.4 ~ 29.6m3/t,COD去除率高于94%,容積(ji)產(chan)氣(qi)(qi)率為(wei)(wei)(wei) 5.77~6.02m3/m3,CH4 含量70%以(yi)上(shang),pH值(zhi)為(wei)(wei)(wei)7.21~8.25;UBF厭(yan)氧(yang)反(fan)(fan)應(ying)器原料產(chan)氣(qi)(qi)率為(wei)(wei)(wei)22.7~25.4m3/t,COD去除率高于90%,容積(ji)產(chan)氣(qi)(qi)率為(wei)(wei)(wei)4.99~5.60 m3/m3,CH4含量66%左右,pH值(zhi)為(wei)(wei)(wei)7.29~8.01,UASB厭(yan)氧(yang)反(fan)(fan)應(ying)器處(chu)理生活垃(la)圾(ji)滲濾液效果優于UBF厭(yan)氧(yang)反(fan)(fan)應(ying)器。
(4)厭氧折流板反應器
厭氧(yang)折流(liu)板反應器(qi)是一個由多隔室組成的(de)高效新型(xing)厭氧(yang)反應器(qi)。運(yun)行中(zhong)的(de)厭氧(yang)折流(liu)板反應器(qi)是一個整體為(wei)推(tui)流(liu),而各隔室為(wei)全混合(he)(he)的(de)反應器(qi),因(yin)而可獲得穩定(ding)的(de)處理效果(guo)。研究結(jie)果(guo)發現,ABR可有(you)效地改善混合(he)(he)廢水的(de)可生化(hua)性。
沈耀良等(deng)用ABR處理蘇州(zhou)七子(zi)山生活垃圾填埋場(chang)滲濾液和城市污(wu)(wu)水混合(he)液,結果表明(ming),進水BOD5/COD為(wei)0.2~0.3時、出水BOD5/COD可提(ti)高(gao)至0.4~0.6;當容積負(fu)荷為(wei)4.71kg COD/(m3•d)時,可形成沉(chen)降性(xing)能良好、粒(li)徑(jing)為(wei)1~5mm的棒狀顆粒(li)污(wu)(wu)泥。
厭氧生物(wu)處(chu)理技術(shu)適合(he)處(chu)理溶解性有(you)機物(wu),而(er)且在提高(gao)滲(shen)濾液(ye)可生化性方面表(biao)現出明顯(xian)的優勢,但經(jing)厭氧生物(wu)處(chu)理后的滲(shen)濾液(ye)出水COD和氨氮濃度仍比較高(gao),溶解氧很(hen)低,很(hen)難達到國家規定的排放(fang)標準。因此目前而(er)言,滲(shen)濾液(ye)的厭氧生物(wu)處(chu)理一般不作為單獨使用的處(chu)理方式。
3.1.3 厭氧-好氧結合處理法
為了充分發揮垃(la)圾滲(shen)濾液好(hao)(hao)氧(yang)處(chu)(chu)理(li)(li)和厭(yan)氧(yang)處(chu)(chu)理(li)(li)技(ji)術(shu)(shu)各(ge)自的(de)優勢,彌(mi)補這(zhe)兩種(zhong)處(chu)(chu)理(li)(li)技(ji)術(shu)(shu)各(ge)自的(de)不足,高濃度滲(shen)濾液的(de)生物處(chu)(chu)理(li)(li)一般(ban)都采用(yong)厭(yan)氧(yang)-好(hao)(hao)氧(yang)兩者結(jie)合(he)處(chu)(chu)理(li)(li)工(gong)藝。實踐證明,該(gai)工(gong)藝對滲(shen)濾液的(de)處(chu)(chu)理(li)(li)效果遠(yuan)好(hao)(hao)于單純的(de)好(hao)(hao)氧(yang)工(gong)藝或厭(yan)氧(yang)工(gong)藝。
孫廷岳等在處理泉州某生活垃圾焚燒(shao)廠滲(shen)濾液(ye)時(shi)(shi),采用UASB+MBR+RO工(gong)藝,系(xi)統(tong)穩(wen)定運(yun)行的(de)數據顯(xian)示,當進(jin)水(shui)(shui)COD、BOD5為21410±2838mg/L、10527±1262mg/L時(shi)(shi),出水(shui)(shui)COD、BOD5為76.6±19mg/L、28.3±8.6mg/L;進(jin)水(shui)(shui)NH3-N與SS質(zhi)量濃度分別為1295±192mg/L和3336±210mg/L時(shi)(shi),出水(shui)(shui)分別為2.95±1.14mg/L和1.59±0.45mg/L,滿足(zu)水(shui)(shui)質(zhi)排(pai)放標準(zhun)。通過(guo)污(wu)染物降解過(guo)程分析可知,UASB與MBR可去除97.7%的(de)COD,MBR可去除89.5%的(de)NH3-N與87.1%的(de)TN。
高艷嬌等采用厭氧(yang)復合床/生物接觸氧(yang)化反應器(UBF/BCOR)處理垃圾滲濾液。試驗結果(guo)表明:經60d微(wei)生物培養,UBF/BCOR順利完成(cheng)啟(qi)動(dong);通過負荷(he)試驗,確(que)定(ding)UBF/BCOR的COD 容(rong)積負荷(he)最(zui)大為9.54kg/(m3·d);UBF/BCOR穩定(ding)運行后(hou)期(qi),COD總去除率平均為87.8%,BOD5總去除率平均為93.5%,NH3-N總去除率平均為72.4%去除效果(guo)較好(hao)。
3.2 垃圾滲濾液的物理化學處理技術
垃(la)圾(ji)(ji)滲(shen)(shen)濾(lv)液的(de)(de)物理(li)化學處理(li)技術(shu)(shu)是(shi)指利用物理(li)化學原理(li)設計的(de)(de)垃(la)圾(ji)(ji)滲(shen)(shen)濾(lv)液處理(li)工藝,通(tong)過工藝的(de)(de)運行去除垃(la)圾(ji)(ji)滲(shen)(shen)濾(lv)液中的(de)(de)污染物質,從(cong)而達到(dao)凈化垃(la)圾(ji)(ji)滲(shen)(shen)濾(lv)液的(de)(de)滲(shen)(shen)濾(lv)液處理(li)技術(shu)(shu)。垃(la)圾(ji)(ji)滲(shen)(shen)濾(lv)液的(de)(de)物理(li)化學處理(li)方法主要(yao)有(you)混凝-化學沉(chen)淀、吸附、膜處理(li)等。
3.2.1 混凝-化學沉淀處理技術
垃(la)圾滲(shen)濾液(ye)的(de)(de)(de)混(hun)凝處(chu)理(li)是通過(guo)外加(jia)混(hun)凝劑(ji)使(shi)滲(shen)濾液(ye)中不能(neng)直接(jie)通過(guo)重力(li)去除(chu)的(de)(de)(de)微(wei)小(xiao)物(wu)質和(he)(he)混(hun)凝劑(ji)一(yi)起(qi)聚結成較(jiao)大的(de)(de)(de)顆(ke)粒(li),這些(xie)顆(ke)粒(li)可以在重力(li)的(de)(de)(de)作用下(xia)迅(xun)速沉降,分離出滲(shen)濾液(ye),從(cong)而減少(shao)滲(shen)濾液(ye)中的(de)(de)(de)污(wu)(wu)染物(wu)質。混(hun)凝沉淀(dian)的(de)(de)(de)機理(li)主要包括(kuo)壓縮雙電(dian)層、電(dian)中和(he)(he)、吸附架(jia)橋和(he)(he)網捕(bu)沉淀(dian)。化學沉淀(dian)法是向滲(shen)濾液(ye)中加(jia)入某種化學藥劑(ji),使(shi)滲(shen)濾液(ye)中的(de)(de)(de)污(wu)(wu)染物(wu)質和(he)(he)化學藥劑(ji)發生反應生成沉淀(dian)物(wu),從(cong)而去除(chu)滲(shen)濾液(ye)中污(wu)(wu)染物(wu)質的(de)(de)(de)處(chu)理(li)方法。
3.2.2 吸附處理技術
在(zai)相界面上,物(wu)質(zhi)的(de)(de)濃度自(zi)動發生累積或濃集的(de)(de)現象稱為吸(xi)(xi)附(fu)。利(li)用固(gu)體物(wu)質(zhi)表面對水(shui)中(zhong)(zhong)污(wu)染(ran)(ran)物(wu)質(zhi)的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)作用去除(chu)水(shui)中(zhong)(zhong)污(wu)染(ran)(ran)物(wu)質(zhi)的(de)(de)方(fang)法是水(shui)處(chu)(chu)理技術中(zhong)(zhong)一種常(chang)用的(de)(de)方(fang)法。具(ju)有(you)吸(xi)(xi)附(fu)能力的(de)(de)多孔(kong)性固(gu)體物(wu)質(zhi)稱為吸(xi)(xi)附(fu)劑,水(shui)處(chu)(chu)理中(zhong)(zhong)常(chang)用的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)劑有(you)活性炭、沸石、木(mu)炭等(deng)。近年來,采(cai)用吸(xi)(xi)附(fu)方(fang)法處(chu)(chu)理垃圾(ji)滲濾液(ye)的(de)(de)研究(jiu)日益增多,尤其是活性炭吸(xi)(xi)附(fu)法在(zai)垃圾(ji)滲濾液(ye)處(chu)(chu)理中(zhong)(zhong)得(de)到了廣泛應用,
沈耀良(liang)等(deng)采用PAC作(zuo)混凝劑、焦(jiao)炭(tan)(tan)作(zuo)吸(xi)附(fu)劑處理杭州(zhou)天子嶺垃圾填(tian)埋(mai)場滲(shen)濾液,研究表明,采用PAC做(zuo)混凝劑、焦(jiao)炭(tan)(tan)做(zuo)吸(xi)附(fu)劑可有效(xiao)去(qu)除(chu)(chu)(chu)滲(shen)濾液中COD和(he)各部分重金屬(shu)離子。PAC和(he)焦(jiao)炭(tan)(tan)投入量分別(bie)為(wei)400mg/L和(he)8~10g/L時,COD去(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)達58.9%,重金屬(shu)離子等(deng)去(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)達60%左右,其中對(dui)Cu的(de)去(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)近100%;混凝和(he)吸(xi)附(fu)對(dui)各污染物的(de)去(qu)除(chu)(chu)(chu)具有互(hu)補性,因此(ci)工藝具有良(liang)好的(de)運行(xing)靈活性和(he)穩定性。
3.2.3 膜處理技術
膜(mo)(mo)處理技(ji)(ji)術(shu)是水(shui)處理技(ji)(ji)術(shu)中的(de)(de)(de)一種(zhong)常(chang)用技(ji)(ji)術(shu),該技(ji)(ji)術(shu)主要(yao)是使(shi)污水(shui)在一定的(de)(de)(de)壓力(li)下流過隔(ge)膜(mo)(mo),在此過程中,由于(yu)水(shui)分子量(liang)較小,可以通(tong)過隔(ge)膜(mo)(mo),而(er)水(shui)中的(de)(de)(de)污染物質分子量(liang)大于(yu)隔(ge)膜(mo)(mo)孔徑,被隔(ge)膜(mo)(mo)所(suo)截(jie)留,從而(er)分離出水(shui)中的(de)(de)(de)污染物質,達到凈化污水(shui)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。根據(ju)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)孔徑大小可以分為:微濾(lv)膜(mo)(mo)、超(chao)濾(lv)膜(mo)(mo)、納(na)濾(lv)膜(mo)(mo)、反滲透膜(mo)(mo)等。
(1)微濾膜
微(wei)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(Microfiltration,簡稱MF)是一種精密過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)技術(shu),利用孔徑(jing)為0.1~1.5μm的(de)(de)濾(lv)(lv)(lv)(lv)膜對水(shui)(shui)進行過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)。微(wei)濾(lv)(lv)(lv)(lv)是一種低壓膜濾(lv)(lv)(lv)(lv),進水(shui)(shui)壓力一般小于(yu)0.2MPa,過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)精度介(jie)于(yu)常規過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)和超(chao)濾(lv)(lv)(lv)(lv)之間,可分(fen)(fen)離水(shui)(shui)中(zhong)直徑(jing)為0.03~15μm的(de)(de)組分(fen)(fen),能(neng)去(qu)除水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)顆(ke)粒物、濁(zhuo)度、細菌、病毒、藻類等。
(2)超濾膜
超(chao)濾(Ultrafiltration,簡稱UF)是(shi)以(yi)壓(ya)(ya)力(li)(li)為(wei)(wei)推動力(li)(li),利用孔徑(jing)為(wei)(wei) 0.01~0.lμm的濾膜對(dui)水(shui)進(jin)行過(guo)濾的方法。操作壓(ya)(ya)力(li)(li)在0.5MPa以(yi)下,過(guo)濾精度介于納濾和(he)超(chao)濾之(zhi)間,可分(fen)離水(shui)中直徑(jing)為(wei)(wei)0.005~10μm、分(fen)子量(liang)大(da)于500的大(da)分(fen)子化合物(wu)和(he)膠(jiao)(jiao)體,能有效去(qu)除水(shui)中的懸浮物(wu)、膠(jiao)(jiao)體、細菌(jun)、病毒和(he)部(bu)分(fen)有機物(wu)。
(3)納濾膜
納濾(Nanofiltration,簡(jian)稱(cheng) NF)過濾精度介于反(fan)滲透和(he)超濾之(zhi)間,早(zao)期又稱(cheng)松散反(fan)滲透(Loose RO),操(cao)作壓力(li)為3MPa以下。納濾膜早(zao)期又稱(cheng)軟化(hua)膜,對(dui)鈣、鎂離子(zi)具(ju)有(you)很高的(de)去(qu)除率,能有(you)效(xiao)去(qu)除水中分子(zi)量(liang)在200以上、分子(zi)大(da)小約1nm的(de)可溶性組分。
(4)反滲透膜
反滲透(Reverse Osmosis,簡稱RO)是目前最(zui)微細的過(guo)濾技術。反滲透膜可阻擋所有(you)溶解的無機(ji)分子(zi)以(yi)及任何相(xiang)對(dui)(dui)分子(zi)質量大于100的有(you)機(ji)物,而(er)水分子(zi)可通過(guo)薄膜成為純水。其對(dui)(dui)水中二(er)價離(li)子(zi)的脫(tuo)除率(lv)最(zui)高(gao)可達99.5%,對(dui)(dui)一價離(li)子(zi)的脫(tuo)除率(lv)也在95%以(yi)上(shang)。
當前應(ying)用于垃圾(ji)滲濾液處(chu)(chu)理(li)(li)的膜主(zhu)要(yao)為(wei)反滲透(tou)(tou)膜和超(chao)濾膜,這是因為(wei)反滲透(tou)(tou)分離技(ji)術(shu)相比其(qi)他污水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)技(ji)術(shu)具有這幾處(chu)(chu)優點:反滲透(tou)(tou)技(ji)術(shu)的主(zhu)動力是分離過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中施加的壓力,不需(xu)要(yao)經(jing)過(guo)(guo)(guo)能(neng)量的密集交換,減少了(le)處(chu)(chu)理(li)(li)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中的能(neng)源消耗;反滲透(tou)(tou)技(ji)術(shu)的應(ying)用過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中不需(xu)要(yao)使用過(guo)(guo)(guo)多(duo)的吸附劑(ji)以(yi)及沉淀劑(ji),降低了(le)廢水(shui)回用成本;反滲透(tou)(tou)技(ji)術(shu)的分離過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)操作相對簡單,不需(xu)要(yao)長時間(jian)的工程(cheng)(cheng)設(she)計就(jiu)能(neng)夠實現,縮(suo)短(duan)了(le)處(chu)(chu)理(li)(li)周(zhou)期;反滲透(tou)(tou)技(ji)術(shu)對廢水(shui)的凈化效率較高,具有良(liang)好(hao)的運行環(huan)境。
膜(mo)處(chu)理技術(shu)具有(you)(you)適應垃圾(ji)滲(shen)濾液水質(zhi)水量變化大的(de)(de)(de)特點,而且操(cao)作及(ji)維護(hu)方便,占地面積(ji)小,易(yi)于實現(xian)自動(dong)化控制。垃圾(ji)滲(shen)濾液經膜(mo)處(chu)理后,出水能夠達到國家相(xiang)應的(de)(de)(de)排放(fang)標(biao)準,不會對(dui)環(huan)境造成(cheng)任(ren)何(he)危害。但是(shi),一般情況下(xia),垃圾(ji)滲(shen)濾液在(zai)進行膜(mo)處(chu)理之前要(yao)先預處(chu)理,去除滲(shen)濾液的(de)(de)(de)濁(zhuo)度和(he)懸浮固體,以防止膜(mo)堵塞(sai)。常用的(de)(de)(de)預處(chu)理方法有(you)(you):絮凝過(guo)濾、多(duo)介質(zhi)過(guo)濾、活性炭吸附、精密(mi)過(guo)濾器(保(bao)安過(guo)濾)、氧化處(chu)理、殺菌(jun)消毒軟化、阻(zu)垢劑加藥等。
現在比較(jiao)成(cheng)熟(shu)的(de)膜處理(li)工藝(yi)有MBR+NF、MBR+單級DTRO、兩級DTRO,基本能夠持續地保(bao)證(zheng)達標排放。其中MBR+NF工藝(yi)更依賴(lai)于前級膜生物(wu)反應器生化處理(li)的(de)效(xiao)果,即當(dang)生化處理(li)效(xiao)果不好(hao)時,NF不能完全保(bao)證(zheng)出(chu)水達標(COD、氨氮)。相比較(jiao)而言 MBR+單級DTRO能持續保(bao)證(zheng)出(chu)水達標,即使在生化效(xiao)果出(chu)現偏(pian)差時,碟管式反滲透(Disc Tube Reverse Osmosis,簡稱(cheng) DTRO)也能做到(dao)較(jiao)強的(de)后續保(bao)障。
而(er)用膜法處(chu)理(li)(li)(li)(li)污水(shui)(shui),必然(ran)存(cun)在濃縮(suo)液(ye)的問(wen)(wen)題(ti)。而(er)工(gong)程中追求更高的清(qing)水(shui)(shui)產出率(濃縮(suo)比(bi)更高),則使產生的濃縮(suo)液(ye)更難處(chu)理(li)(li)(li)(li)。碟管式反滲透技術由于(yu)(yu)可(ke)直(zhi)接應(ying)用于(yu)(yu)垃(la)(la)圾滲濾液(ye),進(jin)行兩級(ji)處(chu)理(li)(li)(li)(li)后(hou),排放(fang)即(ji)可(ke)持續(xu)達到標準要(yao)求。雖然(ran)解決(jue)了(le)生化法工(gong)程構筑物多周(zhou)期長的缺點(dian),但由于(yu)(yu)其比(bi)其他反滲透膜裝置有更高的濃縮(suo)比(bi),從(cong)而(er)使其濃縮(suo)液(ye)問(wen)(wen)題(ti)更為突出。為使膜法處(chu)理(li)(li)(li)(li)在垃(la)(la)圾滲濾液(ye)處(chu)理(li)(li)(li)(li)中更為有效和合理(li)(li)(li)(li),有必要(yao)對(dui)后(hou)續(xu)濃縮(suo)液(ye)的處(chu)理(li)(li)(li)(li)展開(kai)工(gong)程化研究。
04 總結
當前我國(guo)的(de)垃(la)圾滲濾(lv)液處(chu)理(li)以(yi)生(sheng)物處(chu)理(li)技(ji)(ji)術(shu)為主,這類處(chu)理(li)技(ji)(ji)術(shu)的(de)主要特(te)點(dian)是:技(ji)(ji)術(shu)成(cheng)熟、工藝相對(dui)簡單(dan),但(dan)對(dui)處(chu)理(li)的(de)污水水質要求較高(gao)。特(te)別對(dui)于垃(la)圾滲濾(lv)液這種高(gao)濃度、成(cheng)分復雜的(de)廢水來說(shuo),僅靠生(sheng)物技(ji)(ji)術(shu)無法將(jiang)其處(chu)理(li)達標(biao)排放,需要結合其他工藝共同處(chu)理(li),在(zai)實際(ji)運行過程中存(cun)在(zai)著諸多亟(ji)待解決的(de)問題。
好氧處(chu)理(li)工藝中的活性污(wu)泥(ni)法具有投資大(da)(da)、運(yun)行(xing)管(guan)理(li)費(fei)用高、處(chu)理(li)效果受(shou)溫度(du)影響(xiang)較大(da)(da)的缺點;膜(mo)(mo)生物(wu)反應系統需(xu)氧量大(da)(da)、能耗高,難生物(wu)降(jiang)解物(wu)質的積累容易造(zao)成微(wei)生物(wu)的毒(du)害和(he)膜(mo)(mo)污(wu)染,并且膜(mo)(mo)組件(jian)價格目前(qian)比較昂貴(gui),處(chu)理(li)費(fei)用昂貴(gui)。
厭(yan)(yan)氧(yang)處(chu)理工藝(yi)適合高濃度有(you)機廢水,但缺(que)點是停留時間長,污染物的(de)去除率相對較(jiao)(jiao)(jiao)低,對溫度的(de)變化(hua)比(bi)較(jiao)(jiao)(jiao)敏感(gan)。普通厭(yan)(yan)氧(yang)消化(hua)池(chi)體積較(jiao)(jiao)(jiao)大,需要有(you)足夠的(de)攪拌,所以能耗較(jiao)(jiao)(jiao)高;升流式厭(yan)(yan)氧(yang)污泥(ni)床工藝(yi)最大的(de)缺(que)點在于其對有(you)毒(du)物質(zhi)較(jiao)(jiao)(jiao)為敏感(gan),從(cong)而影響處(chu)理性能;厭(yan)(yan)氧(yang)生物濾池(chi)則(ze)是布水不均勻(yun)、填料昂(ang)貴且易堵。
厭氧(yang)-好(hao)氧(yang)組合(he)工藝在處理(li)早期(qi)滲濾液(ye)方面優勢較為明顯,但在晚期(qi)滲濾液(ye)處理(li)上,存在COD去除(chu)率(lv)(lv)不(bu)高(gao)、脫氮流程復雜、TN去除(chu)率(lv)(lv)低等不(bu)足。另外(wai)還有投資(zi)大、運行管理(li)費用高(gao)的缺點。
為了彌補生物組(zu)合(he)工藝(yi)(yi)(yi)的不足,國內外學者提出了更多(duo)(duo)新型生物組(zu)合(he)工藝(yi)(yi)(yi),它們既保留(liu)了傳統生物組(zu)合(he)工藝(yi)(yi)(yi)的優點又耦合(he)了短程硝(xiao)(xiao)化(hua)反硝(xiao)(xiao)化(hua)、同時(shi)硝(xiao)(xiao)化(hua)反硝(xiao)(xiao)化(hua)、厭氧(yang)氨氧(yang)化(hua)等(deng)新型脫氮技術(shu),在(zai)處(chu)(chu)理中晚期(qi)滲濾液(ye)上具有很大的潛力。然而目前這些(xie)組(zu)合(he)工藝(yi)(yi)(yi)大多(duo)(duo)數(shu)處(chu)(chu)于實(shi)(shi)驗室研究階(jie)段,這些(xie)生物組(zu)合(he)工藝(yi)(yi)(yi)能否順利應用于實(shi)(shi)際工程,還需在(zai)提高處(chu)(chu)理效果、獲得最佳運行(xing)條(tiao)件、控制(zhi)運行(xing)成(cheng)本、高效管理等(deng)方面進(jin)行(xing)深入(ru)研究。

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