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[摘要]在我国,随着社会经济的高速发展,人民的生活水平迅速提高,城市化进程不断加快,城市规模逐步加大,我国城市垃圾产生量急剧增加,且增长势头不减,城市垃圾的处理成为城市建设的重要问题之一,垃圾填埋场作为处理城市垃圾的重要场所,承担着城市垃圾处理的重要任务。垃圾渗滤液的处理是城市垃圾填埋场的重要工作,渗滤液的处理技术越来越受到重视,这对于减轻环境污染,高效处理城市垃圾具有重要的意义。
[关键词]垃圾渗滤液 处理技术 研究
[中图分类号] X3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-6-306-1
1垃圾渗滤液概况
垃圾渗滤液指垃圾在垃圾场堆放、填埋以及其他过程中,受自然降水、垃圾游离水、有机物分解产生水以及入渗地下水等淋溶作用,造成垃圾产生的污水[1]。垃圾渗滤液通常来源于自然降水、地表水或地下水入渗、垃圾自带水或有机物分解水等。受外界环境、填埋地质环境和时间等影响,渗滤液水质在一个相当大的范围内变动,不仅同一年内各季节期水质情况差异较大,而且随着填埋年限的延长,污水中各污染物质的浓度差异越来越大。其主要表现出污染物成分复杂多样、水量或水质波动大、BOD5和COD浓度高、有机物和氨氮浓度高、盐分含量高、重金属离子浓度偏高以及微生物营养元素比例失衡等特点。
由于垃圾渗滤液所具有的上述特征,其对外界环境和人体健康等造成严重损害,主要表现有[2]:(1)污染地下水,造成地下水变质并伴有恶臭等气味,同时造成地下水中氨氮含量、菌类、油类、COD等严重超标;(2)污染地表水,垃圾渗滤液易导致地表水营养富集化、水质污染以及水体缺氧等,对工农业用水、饮水等造成严重威胁;(3)污染附近植被和土壤,垃圾渗滤液易产生有毒有害物质造成土壤污染和毒害植被等。
环保部于2008年颁布了《生活垃圾填埋场污染物控制标准》( GB 16889-2008)[3],对垃圾填埋场建设的污染标准进行了详细的规范。该标准对生活垃圾填埋场的渗滤液处理提出了新要求,标准规定现有和新建生活垃圾填埋场都应建有较完备的污水处理设施,渗滤液需经过处理后达到标准规定的排放限值才能直接排放。对于现有生活垃圾填埋场标准实施后3年内无法满足规定的排放浓度限值要求的,应满足生活垃圾渗滤应经过预处理,均匀注入城市二级污水处理厂并不超过城市二级污水处理厂额定的污水处理能力等要求才可将生活垃圾渗滤液送往城市二级污水处理厂进行处理[3]。
2垃圾渗滤液处理技术分析
针对垃圾渗滤液水质水量不稳定、污染物浓度高、破坏生态环境等问题,通常在城市垃圾填埋场设置渗滤液处理站,并采取垃圾渗滤液处理技术进行处理。
当前,较为常规的垃圾渗滤液处理技术包括生物处理、土地处理、物化处理[4]、蒸发处理等。其中,生物处理技术以好氧生物处理技术(诸如生物膜法、活性污泥法、氧化沟、氧化塘等好氧生物处理法)、厌氧生物处理技术、厌氧(缺氧)—好氧生物处理技术为主;土地处理技术以垃圾渗滤液的回灌技术和人工湿地处理技术两种为主;物化处理技术主要有活性炭吸附、化学沉淀、密度分离离子交换、膜渗析等多种方法。
以往采用单独的生物处理工艺的垃圾场基本无法达到新的渗滤液排放标准,部分运行较好的也只能勉强达到旧标准的二级标准,渗滤液中的重金属离子会对生物处理过程产水严重抑制作用[5];而采用生化处理与反渗透膜处理相结合的工艺,可以达到较好的处理效果,但出水率往往偏小,处理规模受到很大的影响。国内很多地方的垃圾渗滤液处理工程,均有后段膜处理,但由于前段物化—生化(SBR)的处理出水COD值很高,后段的膜工艺基本无法运行,因为膜片很容易堵塞,反冲洗的频率过于频繁导致系统无法连续工作,膜的更换周期也大为缩短,处理成本大幅增加。
3垃圾渗滤液的蒸发处理技术
蒸发处理垃圾渗滤液是一种利用物理分离原理实现污染物与水分离的处理技术。其作为一个挥发性过程,通过加热来气化水蒸汽,水从渗滤液中沸出,所有重金属和无机物以及大部分有机物的挥发性均比水弱,因此会保留在浓缩液中,只有部分挥发性烃、挥发性有机酸和氨等污染物会进入蒸汽,最终存在于冷凝液中。该工艺可把渗滤液浓缩到不足原液体积2-10%,与常规处理不同,蒸发对水质特性,如BOD、COD、SS及进料温度的变化不敏感,但PH是蒸发的重要影响因素,PH影响渗滤液中挥发性有机酸和氨的离解状态,从而改变它们的挥发程度,另外,酸性条件下对蒸发器金属材料腐蚀性较强。此外,较其他处理技术工艺,蒸发处理垃圾渗滤液可充分利用垃圾填埋场产生的可燃气体为其提供能量。
蒸发处理工艺通常不需要前处理,如果需要,一般只作重力沉淀分离颗粒物;但对渗滤液蒸汽冷凝液的后处理有时是需要的,根据冷凝液中有机物种类和排放要求,后处理方法有:膜分离、生物膜法、活性炭吸附和化学氧化。
4垃圾渗滤液处理技术的应用对策分析
(1)好氧处理法由于水力停留时间短,处理效果突出,但是在含有重金属时,其处理效果较差;这种方法易产生污泥,运行和投资费用都较高。厌氧处理法则在费用和污泥产生量方面优势突出,适于处理一些具有溶解性的有机物,但是其处理的清除率不高,而且出水的质量较差,对温度及废水浓度要求非常高[4]。
(2)和生物处理相比,物化方法处理成本较高,不适于大水量垃圾渗滤液的处理。
(3)由于蒸发技术对水质水量不敏感,随着蒸发处理新技术、新设备的研发,其在垃圾渗滤液中的应用将有很大的前景。
5小结
合理选择垃圾渗滤液处理技术的对于城市垃圾处理具有重要意义,同时加大垃圾处理的投资,积极引入新技术进行垃圾污染治理,也是保护环境,坚持可持续发展的重要方面。
参考文献
[1]曹叶,城市生活垃圾渗滤液处理工艺的分析[D].长安大学硕士毕业生论文,2013.06
[2]肖云川,城市垃圾渗滤液处理技术的研究[D].河北科技大学硕士毕业生论文,2009.10
[3]《生活垃圾填埋场污染物控制标准》( GB 16889-2008)
[4]刘雅娜等,城市垃圾填埋场垃圾渗滤液处理技术及应用对策[J].河北建筑科技学院学报,2006年3月,第23卷第1期
[5]何厚波,熊杨,周敬超。生活垃圾填埋场渗滤液的特点及处理技术[J],环境卫生工程,2001,10(4),159-163.
[关键词]垃圾渗滤液 处理技术 研究
[中图分类号] X3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-6-306-1
1垃圾渗滤液概况
垃圾渗滤液指垃圾在垃圾场堆放、填埋以及其他过程中,受自然降水、垃圾游离水、有机物分解产生水以及入渗地下水等淋溶作用,造成垃圾产生的污水[1]。垃圾渗滤液通常来源于自然降水、地表水或地下水入渗、垃圾自带水或有机物分解水等。受外界环境、填埋地质环境和时间等影响,渗滤液水质在一个相当大的范围内变动,不仅同一年内各季节期水质情况差异较大,而且随着填埋年限的延长,污水中各污染物质的浓度差异越来越大。其主要表现出污染物成分复杂多样、水量或水质波动大、BOD5和COD浓度高、有机物和氨氮浓度高、盐分含量高、重金属离子浓度偏高以及微生物营养元素比例失衡等特点。
由于垃圾渗滤液所具有的上述特征,其对外界环境和人体健康等造成严重损害,主要表现有[2]:(1)污染地下水,造成地下水变质并伴有恶臭等气味,同时造成地下水中氨氮含量、菌类、油类、COD等严重超标;(2)污染地表水,垃圾渗滤液易导致地表水营养富集化、水质污染以及水体缺氧等,对工农业用水、饮水等造成严重威胁;(3)污染附近植被和土壤,垃圾渗滤液易产生有毒有害物质造成土壤污染和毒害植被等。
环保部于2008年颁布了《生活垃圾填埋场污染物控制标准》( GB 16889-2008)[3],对垃圾填埋场建设的污染标准进行了详细的规范。该标准对生活垃圾填埋场的渗滤液处理提出了新要求,标准规定现有和新建生活垃圾填埋场都应建有较完备的污水处理设施,渗滤液需经过处理后达到标准规定的排放限值才能直接排放。对于现有生活垃圾填埋场标准实施后3年内无法满足规定的排放浓度限值要求的,应满足生活垃圾渗滤应经过预处理,均匀注入城市二级污水处理厂并不超过城市二级污水处理厂额定的污水处理能力等要求才可将生活垃圾渗滤液送往城市二级污水处理厂进行处理[3]。
2垃圾渗滤液处理技术分析
针对垃圾渗滤液水质水量不稳定、污染物浓度高、破坏生态环境等问题,通常在城市垃圾填埋场设置渗滤液处理站,并采取垃圾渗滤液处理技术进行处理。
当前,较为常规的垃圾渗滤液处理技术包括生物处理、土地处理、物化处理[4]、蒸发处理等。其中,生物处理技术以好氧生物处理技术(诸如生物膜法、活性污泥法、氧化沟、氧化塘等好氧生物处理法)、厌氧生物处理技术、厌氧(缺氧)—好氧生物处理技术为主;土地处理技术以垃圾渗滤液的回灌技术和人工湿地处理技术两种为主;物化处理技术主要有活性炭吸附、化学沉淀、密度分离离子交换、膜渗析等多种方法。
以往采用单独的生物处理工艺的垃圾场基本无法达到新的渗滤液排放标准,部分运行较好的也只能勉强达到旧标准的二级标准,渗滤液中的重金属离子会对生物处理过程产水严重抑制作用[5];而采用生化处理与反渗透膜处理相结合的工艺,可以达到较好的处理效果,但出水率往往偏小,处理规模受到很大的影响。国内很多地方的垃圾渗滤液处理工程,均有后段膜处理,但由于前段物化—生化(SBR)的处理出水COD值很高,后段的膜工艺基本无法运行,因为膜片很容易堵塞,反冲洗的频率过于频繁导致系统无法连续工作,膜的更换周期也大为缩短,处理成本大幅增加。
3垃圾渗滤液的蒸发处理技术
蒸发处理垃圾渗滤液是一种利用物理分离原理实现污染物与水分离的处理技术。其作为一个挥发性过程,通过加热来气化水蒸汽,水从渗滤液中沸出,所有重金属和无机物以及大部分有机物的挥发性均比水弱,因此会保留在浓缩液中,只有部分挥发性烃、挥发性有机酸和氨等污染物会进入蒸汽,最终存在于冷凝液中。该工艺可把渗滤液浓缩到不足原液体积2-10%,与常规处理不同,蒸发对水质特性,如BOD、COD、SS及进料温度的变化不敏感,但PH是蒸发的重要影响因素,PH影响渗滤液中挥发性有机酸和氨的离解状态,从而改变它们的挥发程度,另外,酸性条件下对蒸发器金属材料腐蚀性较强。此外,较其他处理技术工艺,蒸发处理垃圾渗滤液可充分利用垃圾填埋场产生的可燃气体为其提供能量。
蒸发处理工艺通常不需要前处理,如果需要,一般只作重力沉淀分离颗粒物;但对渗滤液蒸汽冷凝液的后处理有时是需要的,根据冷凝液中有机物种类和排放要求,后处理方法有:膜分离、生物膜法、活性炭吸附和化学氧化。
4垃圾渗滤液处理技术的应用对策分析
(1)好氧处理法由于水力停留时间短,处理效果突出,但是在含有重金属时,其处理效果较差;这种方法易产生污泥,运行和投资费用都较高。厌氧处理法则在费用和污泥产生量方面优势突出,适于处理一些具有溶解性的有机物,但是其处理的清除率不高,而且出水的质量较差,对温度及废水浓度要求非常高[4]。
(2)和生物处理相比,物化方法处理成本较高,不适于大水量垃圾渗滤液的处理。
(3)由于蒸发技术对水质水量不敏感,随着蒸发处理新技术、新设备的研发,其在垃圾渗滤液中的应用将有很大的前景。
5小结
合理选择垃圾渗滤液处理技术的对于城市垃圾处理具有重要意义,同时加大垃圾处理的投资,积极引入新技术进行垃圾污染治理,也是保护环境,坚持可持续发展的重要方面。
参考文献
[1]曹叶,城市生活垃圾渗滤液处理工艺的分析[D].长安大学硕士毕业生论文,2013.06
[2]肖云川,城市垃圾渗滤液处理技术的研究[D].河北科技大学硕士毕业生论文,2009.10
[3]《生活垃圾填埋场污染物控制标准》( GB 16889-2008)
[4]刘雅娜等,城市垃圾填埋场垃圾渗滤液处理技术及应用对策[J].河北建筑科技学院学报,2006年3月,第23卷第1期
[5]何厚波,熊杨,周敬超。生活垃圾填埋场渗滤液的特点及处理技术[J],环境卫生工程,2001,10(4),159-163.