北方城市垃圾填埋场垃圾渗滤液处理技术及应用途径研究

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  [摘要] 随着我国经济的高速发展,城市化进程也在不断加快,我国北方处于温带地区,地形条件复杂,导致四季的温度和降水差异很大,而这些差异随着城市垃圾的日益增多,更显著的表现在了垃圾渗滤液成分的差异性上。我国现阶段处理垃圾的方式是以填埋为主,这种方式在占用一定土地的同时也产生了大量的垃圾渗滤液。垃圾渗滤液是种危害性很强的污染物质,其中含有大量难以降解的有机物质和重金属,其处理的合理与否直接影响着当地地下水质的优劣。垃圾的多样性造成了垃圾渗滤液成分的复杂性,新国标的实施加快了渗滤液处理技术的发展,渗滤液处理设施的改造升级和处理技术工艺的优化组合是现阶段渗滤液处理行业发展的主要方向。本文根据我国北方城市现阶段垃圾渗滤液处理技术应用中的不足,提出了一些借鉴性建议和意见。
  [关键字] 垃圾渗滤液 北方城市 现状 新技术
  [中图分类号] X7 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2012)-11-63-2
  我国北方地区气候较南方干旱,颗粒物是城市空气中的主要污染物,垃圾填埋场在处理工程中要根据北方的气候特点选择方法。北方城市垃圾场垃圾填埋过程还存在着诸多弊端,填埋时会产生大量的刺激性气体和大量的渗滤液,对空气和地下水会造成严重污染。我们要解决环境污染就要先了解污染的根源和性质,垃圾渗滤液究竟是如何产生的,又是如何对环境造成污染的呢?
  1垃圾渗滤液的产生和特点
  垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分,扣除垃圾、覆土层的饱和持有水量,并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度废水。由定义可看出垃圾渗滤液具有水质性和有害性两个特点。
  垃圾渗滤液有五个主要来源即自然降水、垃圾中的水分、地表径流、有机物分解生成的水分和地下水的反渗。由于降水和地表径流的水量最大,其对垃圾的淋溶是产生渗滤液的主要来源。有研究表明,垃圾的含水量接近50%时,每吨的垃圾会产生大约80公斤的渗滤液。渗滤液一般多是深颜色的,其中含有大量的有机物质和重金属并且伴有刺激性气味。垃圾渗滤液对环境的污染表现在三个方面:首先是刺激性气味的污染。垃圾渗滤液存在着大量的氮磷物质,水分不能做到充分溶解,从而产生了很多的刺激物质产生恶臭的气味。其次是对水源的污染。人类的用水大量来自于地表和地下水,渗滤液对地表和地下水的污染是其主要的污染形式。这种对水源的污染表现在有氧有机物的污染、病原微生物的污染和高浓度有机废水的污染三个方面。最后就是对土壤的污染。渗滤液渗入土壤后会产生一些化学及生物反应,会增加农作物的重金属性和毒性,降低土壤的营养和产量,进一步会危害到食用者的身体健康。
  我国北方各城市的环境和人们生活习惯的差异性,使得垃圾渗滤液的成分存在着不同,但主要成分还是基本相同的。其中无机常量成分、重金属、溶解性有机物和稀有生物质是其主要成分。
  2现阶段我国北方城市垃圾渗滤液处理技术和工艺应用现状
  由于我国的幅员辽阔气候条件复杂,各地人们的生活习惯存在差异,使得垃圾渗滤液的成分存在着不同,而北方城市由于东西地势的不同导致了生态环境上很大的差异化。我们要根据当地的实际情况来正确选择处理方法。近年来我国治理环境污染的力度在逐年加大,从《中华人名共和国环境保护法》到《中华人民共和国水污染防治法》再到《循环经济促进法》,这些都彰显着科学发展观的思想和可持续发展這一总方针。我们应该如何做好城市垃圾的处理工作?首先就要做到有法可依、有法必依。2008年我国实施了生活垃圾污染控制标准(GB16889-2008)取代了1997年制定的控制标准(GB16889-1997)。新标准提高了对填埋场的选址和设计上的要求,增添了对一些工业固体废物和生活污水进入垃圾填埋场的要求,更是提出了经过处理并符合标准的垃圾焚烧物质可以进入填埋场的新标准。这一标准还对填埋场中垃圾产生的刺激性气味做出了严格的控制措施,有利于保障人们的身体健康。
  现阶段我国垃圾渗滤液处理主要包括两种方式即场外处理和场内处理,其中具体的处理技术包括生化处理法、回灌法、土地处理法和物化处理法等四种方法。
  2.1生化处理法
  该方法具有施工费用低廉、处理效率较高的特点,是垃圾渗滤液处理中最常见的一种方法。生化处理法是指利用微生物的代谢作用,使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为无害物质,以实现净化的方法。可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法两种。(1)废水的厌氧生物处理法是利用厌氧微生物以降解废水中的有机污染物,使废水净化的方法。这种方法的优点包括消耗能量少、污泥产生率低和抗毒能力高等,适合运用在处理高浓度的垃圾渗滤液上。国外有些垃圾填埋场采用厌氧滤池处理渗滤液取得了显著成效,其中的COD去除率基本上能达到90%以上,但当垃圾处理量接近饱和时这种方法的效果就会显著下降。厌氧生物处理法有着不能去除氨氮成分和易受环境条件影响的缺点。有韩国学者研究表明,COD的去除率随着时间和温度的增加会不断上升。这种方法处理后的渗滤液还不能直接向外界排放,只能是作为渗滤液在好氧处理以前的准备阶段。(2)废水的好氧生物处理法是利用需氧微生物分解废水中的有机污染物,使废水无害化的处理方法。上世纪末国际上一些发达国家就开始运用活性污泥法处理垃圾渗滤液。经实践验证,这种方法能去除渗滤液中90%的BOD和80%以上的有机碳。北京的一些垃圾填埋场甚至能通过这种方法,使得渗滤液中的有机污染物去除率达到90%以上。当然好氧处理法也存在着一些缺陷,外界温度的剧烈变化、渗滤液中磷含量过低、泡沫过多等问题都可能出现。
  2.2物化处理法
  物化顾名思义就是物理和化学的双重运用,是指通过物理和化学反应来去除渗滤液中的有害有机物和难溶物质,将渗滤液中难以降解的有机成分转化为容易降解的有机物,最终达到清除的目的。渗滤液的物化处理法具体工艺包括化学沉淀法、吹脱法、高级氧化法、活性炭吸附法、膜法处理、混凝法、超声波法和电化等方法。这种方法存在着成本高的弊端,国内有些研发企业正在着重于降低成本的研究。这种方法多运用在垃圾渗滤液预处理和深度处理方面,不是现阶段的主流方法。   2.3土地处理法
  这种方法其实也是一种物化方法,是利用土壤中的物理化学和生物成分来分解渗滤液中的有机物来完成去除的方法。土地处理法有着成本低、方便操作和适合在开阔地带施工的优点。土壤中的植被和生物还可以利用渗滤液中的营养成分来优化地质,渗滤液中的重金属也会给土壤造成重大危害。土地处理法一般适用于荒地和山地,耕地中不能运用这种方法。
  2.4回灌法
  渗滤液的回灌法是指将垃圾底层的渗滤液取出再从垃圾填埋上層或下层灌入的方法。这种方法也是利用土地的过滤作用来净化渗滤液的。回灌法是以上方法中最简便的,成本低廉工艺简单是其主要优点。但它不能把渗滤液处理干净,而且其暴露性会污染空气,渗透性还会对地下水造成污染。回灌法由于其低廉的成本已在国际上的到广泛应用,欧洲和北美60%以上的国家都运用了这种方法。据研究表明,这种方法能使渗滤液中的BOD5和CODcr分别降低了30-350mg/l和70-500mg/l。我国从20世纪末开始运用这种方法,近些年已经广泛运用在各城市的垃圾填埋场。
  现阶段南北方垃圾渗滤液处理方法虽然有较大区别,但这些方法中都存在着诸多问题,氨氮浓度过高,难降解的有机物种类繁多和水质可生化性较差等问题一直影响着垃圾处理进程的加快。
  3对北方城市垃圾填埋场渗滤液处理技术的创新与展望
  先进技术是第一生产力。当前的可持续发展观鼓励和督促着科技创新产业的发展,垃圾填埋处理这一新颖课题需要我们各代人共同努力来解决,做到实事求是和具体问题具体分析的结合。
  (1)渗滤液的水质变化很大,BOD、COD等指标随着填埋时间的变化而变化,其可生化性随着填埋时间的增长而降低。所以要根据各填埋场的建厂时间来确定渗滤液的成分和处理方法。
  (2)加强电能管理,减低电力消耗,增强点解芬顿法能耗分析,加强对磷酸铵镁沉淀物的回收利用技术,降低所用药剂对周边环境造成的二次污染。利用活性炭的吸附作用来过滤渗滤液中的大颗粒有机物质,提高生化反应速率。运用耦合处理工艺,对垃圾渗滤液进行进一步的处理来去除重金属物质和病原微生物,减轻对生态环境的污染。
  综上所述,科技的进步使得垃圾渗滤液的处理方法逐年增加,每种方法都有优缺点,要根据各种方法的特性来作用于不同地区环境的渗滤液处理。渗滤液本身的生化性一般较低,比如一些塑料制品的可降解性很差,降解年限基本上在150年以上,这就导致了维护费用大、成本高的情况,所以因地因时制宜才是处理垃圾渗滤液的核心思想,摸索各种技术的创新和实用性、经济的可靠性,最后在保持经济社会发展的同时做到神态的可持续发展。
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