南京純水探討垃圾滲濾液工藝技術(shù)
【www.hs523.com南京純水設(shè)備】垃圾滲濾液是垃圾填埋處理過(guò)程中產(chǎn)生的高濃度有機(jī)廢水，由于含有的污染物質(zhì)濃度高、成分復(fù)雜、水質(zhì)水量變化大，一直是污水處理領(lǐng)域的世界性難題。對(duì)垃圾滲濾液的生化處理技術(shù)和物化處理技術(shù)進(jìn)行了敘述，系統(tǒng)介紹了垃圾滲濾液現(xiàn)有處理技術(shù)的研究進(jìn)展。
城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的處理一直是填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理中非常棘手的問(wèn)題。滲濾液是液體在填埋場(chǎng)重力流動(dòng)的產(chǎn)物，主要來(lái)源于降水和垃圾本身的內(nèi)含水。南京工業(yè)純水處理設(shè)備由于液體在流動(dòng)過(guò)程中有許多因素可能影響到滲濾液的性質(zhì)，包括物理因素、化學(xué)因素以及生物因素等，所以滲濾液的性質(zhì)在一個(gè)相當(dāng)大的范圍內(nèi)變動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，其pH值在4～9之間，COD在2000～62000mg/L的范圍內(nèi)，BOD5從60～45000mg/L，重金屬濃度和市政污水中重金屬的濃度基本一致。城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液是一種成分復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢水，若不加處理而直接排入環(huán)境，會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。以保護(hù)環(huán)境為目的，對(duì)滲濾液進(jìn)行處理是必不可少的。
1.垃圾滲濾液處理技術(shù)原理
綜合分析當(dāng)前世界各城市垃圾填埋場(chǎng)處理所使用垃圾滲濾液工藝技術(shù)，其主要可分為場(chǎng)外綜合處理與場(chǎng)內(nèi)單獨(dú)處理兩大類(lèi)。在工藝技術(shù)手段不成熟的初期階段主要使用的就是場(chǎng)外綜合處理，相對(duì)而言這種技術(shù)手段簡(jiǎn)單。
但是由于種種條件限制，如隨著環(huán)保理念的日益深入人心，對(duì)環(huán)保的要求也越來(lái)越高，新建垃圾填埋場(chǎng)的距離離市中心也越來(lái)越遠(yuǎn)，且垃圾滲濾液所具有的高危害性、高污染性等特質(zhì)也不適宜與普通生活污水同步處理。這樣一來(lái)，為了環(huán)保和降低對(duì)污水處理廠的處理難度，垃圾滲濾液逐漸朝專(zhuān)業(yè)化發(fā)展，而不僅僅附屬于污水理廠。進(jìn)而當(dāng)前的垃圾滲濾液形成了自成一體的工藝技術(shù)體系，多采用場(chǎng)內(nèi)單獨(dú)處理。當(dāng)前所說(shuō)的垃圾滲濾液處理技術(shù)也逐漸專(zhuān)指場(chǎng)內(nèi)單獨(dú)處理技術(shù)。場(chǎng)內(nèi)單獨(dú)處理技術(shù)主要有生物法、物化法及土地處理法三大類(lèi)及這些方法的綜合使用。
1.1 生物處理法
生物處理工藝技術(shù)當(dāng)前是廣泛使用的垃圾滲濾液處理方法之一。生物處理工藝技術(shù)根據(jù)供氧的情況又可分為好氧生物處理、厭氧生物處理、好氧-厭氧結(jié)合生物處理技術(shù)等三類(lèi)。好氧處理工藝技術(shù)主要有活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤(pán)法和SBR好氧處理工藝等。進(jìn)入21世紀(jì)后，厭氧處理工藝得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，而且隨著垃圾滲濾液的所含污染物中高濃度有機(jī)廢水的含量逐漸增高，也隨之出現(xiàn)了一些新的工藝技術(shù)。垃圾滲濾液處理工藝技術(shù)在增大有機(jī)污染物負(fù)荷、快速高效等方面有了長(zhǎng)足的進(jìn)步與發(fā)展。
生物處理工藝技術(shù)在使用過(guò)程中具有處理效率高、不會(huì)出現(xiàn)化學(xué)污泥造成二次污染及處理費(fèi)用較低的優(yōu)點(diǎn)。生物處理法的具體技術(shù)工藝形式有傳統(tǒng)活性污泥法、穩(wěn)定塘法、生物轉(zhuǎn)盤(pán)法、SBR好氧處理工藝、UASB厭氧處理工藝、厭氧固定膜生物反應(yīng)器法等。其中穩(wěn)定塘法處理手段屬于好氧-厭氧結(jié)合生物處理技術(shù)的一種，這種方法的工藝技術(shù)較為簡(jiǎn)單，而且具有管理難度低和需要資金少的優(yōu)點(diǎn)被廣泛使用，但是使用穩(wěn)定塘工藝技術(shù)處理垃圾滲濾液需要占用較大的面積，且處理周期與污水停留時(shí)間較長(zhǎng)，并且對(duì)大粒徑有機(jī)分子污染物處理效果欠佳，此外還有隨著外部天氣環(huán)境的變化這種方法的凈化能力也呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)起伏較大。
對(duì)于垃圾填埋場(chǎng)前期產(chǎn)生的垃圾滲濾液而言，厭氧工藝具有去除率高達(dá)70%以上的優(yōu)良效果。且由于厭氧工藝處理時(shí)在反應(yīng)過(guò)程中無(wú)需能耗，因此與好氧工藝相比可大大節(jié)約反應(yīng)器的占地面積及動(dòng)力消耗。其缺點(diǎn)是隨著填埋年限的增加，填埋堆體中產(chǎn)甲烷的厭氧狀態(tài)逐漸成熟，滲濾液在填埋堆體及調(diào)節(jié)池內(nèi)長(zhǎng)期滯留后的處理效果將變差。南通純水處理設(shè)備而且此法雖然動(dòng)力消耗低、污泥量少但污水停留時(shí)間長(zhǎng)、污染物的去除率相對(duì)較低、對(duì)溫度的變化比較敏感。雖然厭氧工藝具有去除率高的顯著優(yōu)點(diǎn)，但是該工藝不利的一面是在處理工程中會(huì)產(chǎn)生大量的甲烷氣體。如果僅僅處理的話(huà)是會(huì)產(chǎn)生多余的費(fèi)用。但是若是從環(huán)保的循環(huán)利用的角度出發(fā)，將所產(chǎn)生的甲烷氣體用于垃圾滲濾液的處理過(guò)程中反倒會(huì)促使處理成本的進(jìn)一步降低。
就此而言，利用厭氧與好氧相結(jié)合的辦法處理垃圾滲濾液尤其是對(duì)高濃度有機(jī)物的液體而言，不但能夠利用厭氧工藝效率高的優(yōu)點(diǎn)還能同時(shí)結(jié)合好氧工藝的費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)，可謂是互補(bǔ)的相得益彰。
1.2 物化處理法
通常而言，人們普遍將利用物理與化學(xué)反應(yīng)的方法對(duì)垃圾滲濾液中的可吸附有機(jī)物及不可溶組分進(jìn)行去除稱(chēng)之為物化處理法。物化處理法可以將滲濾液中的難以進(jìn)行生物降解的有機(jī)物進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換成為較容易進(jìn)行生物降解的有機(jī)物，這樣一來(lái)，原本的難以進(jìn)行生物降解的有機(jī)物將會(huì)變得容易消除。物化處理法中較為常用的方法主要有化學(xué)氧化法和絮凝沉淀法等技術(shù)方法，這些方法具有對(duì)液體及液量變化的較強(qiáng)的適應(yīng)能力。
這一能力對(duì)于具有較長(zhǎng)年限的陳年填埋的垃圾所排出的垃圾滲濾液具有相對(duì)較強(qiáng)的適應(yīng)性，尤其是用臭氧進(jìn)行氧化預(yù)處理后，陳年垃圾所排出的垃圾滲濾液的可生化性將會(huì)有極其顯著的提高與變化。
絮凝沉淀處理法：實(shí)驗(yàn)證明經(jīng)過(guò)生物處理后的垃圾滲濾液進(jìn)行絮凝沉淀時(shí)，即使在有機(jī)物濃度很低時(shí)的去除率仍可以達(dá)到，但它的不足之處在于利用該工藝對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行處理時(shí)出水多呈現(xiàn)酸性或趨向酸性，產(chǎn)生的污泥量也偏大，且該工藝處理后的滲濾液含鹽量高、氨氮的去除率也比較低。所以絮凝沉淀工藝在選用時(shí)應(yīng)該考慮其局限性，而不能僅僅考慮其具有較高的效率。南京實(shí)驗(yàn)室純水處理設(shè)備活性炭吸附處理法：活性炭吸附工藝能去除中等分子量的有機(jī)物質(zhì)，這一特性使得該項(xiàng)工藝適用于處理填埋時(shí)間長(zhǎng)的或經(jīng)過(guò)生物預(yù)處理后的垃圾滲濾液。
生物法工藝技術(shù)手段處理垃圾滲濾液具有管理與運(yùn)營(yíng)簡(jiǎn)單和成本低的優(yōu)點(diǎn)。但其缺點(diǎn)也很明顯，尤其是在垃圾滲濾液的水質(zhì)與水量發(fā)生較大變化的時(shí)候，生物法工藝技術(shù)手段總是難以適應(yīng)且調(diào)整難度大。生物法工藝技術(shù)手段中的微生物在垃圾滲濾液的重金屬濃度增加和氨氮含量提高時(shí)其活性會(huì)被顯著抑制。而綜合使用物化-生物法則可以有效的避免這一問(wèn)題，但隨之帶來(lái)的水處理成本急劇上升等問(wèn)題則對(duì)垃圾填埋場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生重大沖擊。因此，需要有效的對(duì)這種綜合應(yīng)用進(jìn)行改良與優(yōu)化，使垃圾滲濾液處理工藝既能夠提高效率又能夠有效控制成本。
2.垃圾滲濾液的處理技術(shù)
2.1 低氧-好氧活性污泥法
低氧-好氧活性污泥法及SBR法等改進(jìn)型活性污泥流程，因其具有能維持較高運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷，耗時(shí)短等特點(diǎn)，比常規(guī)活性污泥法更有效。同濟(jì)大學(xué)徐迪民等用低氧-好氧活性污泥法處理垃圾填埋場(chǎng)滲濾液，試驗(yàn)證明：在控制運(yùn)行條件下，垃圾填埋場(chǎng)滲濾液通過(guò)低氧-好氧活性污泥法處理，效果卓越。最終出水的平均CODCr、BOD5、SS分別從原來(lái)的6466mg/L、3502mg/L以及239.6mg/L相應(yīng)降低到CODCr<300mg/L、BOD5<50mg/L（平均為13.3mg/L）以及SS<100mg/L（平均為27.8mg/L）?？?cè)コ史謩e為CODCr96.4%、BOD599.6%、SS83.4%。
2.2 混凝—化學(xué)沉淀處理技術(shù)
垃圾滲濾液的混凝處理是通過(guò)外加混凝劑使?jié)B濾液中不能直接通過(guò)重力去除的微小污染物質(zhì)和混凝劑一起聚結(jié)成較大的顆粒，這些顆?？梢栽谥亓Φ淖饔孟卵杆俪两担蛛x出滲濾液，從而減少滲濾液中的污染物質(zhì)。化學(xué)沉淀法是向滲濾液中加入某種化學(xué)藥劑，使?jié)B濾液中的污染物質(zhì)和化學(xué)藥劑發(fā)生反應(yīng)生成沉淀物，從而去除滲濾液中污染物質(zhì)的滲濾液處理方法。
2.3 膜處理技術(shù)
膜處理技術(shù)是水處理技術(shù)中的一種常用技術(shù)，該技術(shù)主要是使污水在一定的壓力下流過(guò)隔膜，在此過(guò)程中，由于水分子量較小，可以通過(guò)隔膜，而水中的污染物質(zhì)分子量大于隔膜孔徑，被隔膜所截留，從而分離出水中的污染物質(zhì)，達(dá)到凈化污水的目的。南京反滲透純水處理設(shè)備根據(jù)膜孔徑的不同，水處理中常用的膜分為超濾膜、納濾膜和反滲透膜等。當(dāng)前應(yīng)用于垃圾滲濾液處理的膜主要為反滲透膜和超濾膜。
2.4 高級(jí)氧化處理技術(shù)
垃圾滲濾液的高級(jí)氧化處理技術(shù)包括氧化劑氧化、電解氧化和光催化氧化技術(shù)。氧化劑氧化是通過(guò)向垃圾滲濾液中加入強(qiáng)氧化劑，利用強(qiáng)氧化劑將滲濾液中的有機(jī)物氧化成小分子的碳?xì)浠衔锘蛲耆V化成二氧化碳和水，從而達(dá)到去除滲濾液中污染物目的的處理技術(shù)。電解氧化是使?jié)B濾液中的污染物質(zhì)在電極上直接發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水或在電化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程中產(chǎn)生短壽命的?OH等自由基，通過(guò)自由基降解污染物質(zhì)的滲濾液處理技術(shù)，滲濾液的電解氧化過(guò)程為不可逆過(guò)程。光催化是通過(guò)
TiO2做催化劑，利用光照提高?OH的產(chǎn)率，使?jié)B濾液中污染物質(zhì)更多更快被氧化分解的處理技術(shù)。垃圾滲濾液處理中常用的氧化劑是H2O2和O3。
當(dāng)前我國(guó)的垃圾滲濾液處理以生物處理技術(shù)為主，而國(guó)外的垃圾滲濾液處理以物理化學(xué)處理技術(shù)的研究和應(yīng)用為主。而對(duì)于垃圾滲濾液這種高濃度、成分復(fù)雜的廢水來(lái)說(shuō)，僅靠生物技術(shù)無(wú)法將其處理達(dá)標(biāo)排放，特別對(duì)于“老齡”垃圾滲濾液來(lái)說(shuō)，生物處理基本沒(méi)有任何效果。
實(shí)際上，我國(guó)大部分垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)的滲濾液處理并未達(dá)到我國(guó)制定的標(biāo)準(zhǔn)就排放了，這種情況造成了嚴(yán)重的地下水污染。而就滲濾液的物化處理技術(shù)來(lái)說(shuō)，混凝沉淀可去除滲濾液中大部分的懸浮物和高分子有機(jī)物，但產(chǎn)生的化學(xué)污泥難于處理?；钚蕴课絻H對(duì)滲濾液中分子量小于1000的物質(zhì)有吸附去除能力，且吸附處理的費(fèi)用很高。膜處理技術(shù)一次性投資和運(yùn)行費(fèi)用均極高，除我國(guó)少數(shù)小規(guī)模且出水水質(zhì)要求高的滲濾液處理外，不適合我國(guó)大部分垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液處理。電化學(xué)氧化和光催化氧化技術(shù)不僅處理成本高，不能滿(mǎn)足大規(guī)模處理的要求，而且反應(yīng)裝置極難在實(shí)際工程應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)。相比之下，滲濾液的化學(xué)催化氧化技術(shù)盡管存在常用氧化劑（臭氧和過(guò)氧化氫）價(jià)格較高的問(wèn)題，但可以通過(guò)合成新型催化劑減少氧化劑的使用量和提高氧化劑的利用率，從而降低滲濾液處理成本。
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