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摘要:随着我国社会经济高速发展,城市生产与生活过程中产生的垃圾废物也随之迅速增加。垃圾在堆放和填埋过程中因发酵、降水淋溶、地表水和地下水渗透而产生一定量的渗滤液,渗滤液组分复杂,且对周围环境有很大的影响,为保证生活垃圾处理场的安全运行需加强渗滤液处理,希望可以为相关人员提供一定的参考。
关键词:城市生活垃圾;渗滤液;处理技术
1 垃圾渗滤液的特性
1.1 组成复杂
生活垃圾渗滤液有机物种类有110~130多种,分子量大于20万的有30多种,約占总COD的40%,属于难降解的COD,而这部分有机物一般不能透过MBR膜,只能富集在渗滤液处理系统中,这是影响厌氧处理性能、水量难以提升、运行工况波动的根源,同时反渗透浓液回流中的难降解物又加重了这一影响。
1.2 污染严重
垃圾渗滤液的渗漏如进入自然水体则会造成纳污水体水质的恶化,导致水生生物的死亡,如进入土壤层则会造成地表植被的死亡或减产,侵入地下水则会造成地下水的污染,而且其影响时间将是较长或永久的。
1.3 水质水量变化大
(1)水质随季节变化:渗滤液雨季产生量明显大于旱季,干冷季节污染物浓度较低。(2)水质随填埋时间变化:初期渗滤液(<5年)pH值较低,氨氮较低,易生物降解的有机物含量较高,BOD5/CODCr较大;成熟渗滤液(中龄5-10年,老龄>10年)pH值近中性,氨氮较高,BOD5、CODCr浓度和BOD5/CODCr较低,金属离子浓度下降。
1.4 浓度高
渗滤液在生化处理时会产生大量泡沫,不利于系统正常运行。由于渗滤液中含有较多难降解物质,一般在生化处理后,COD浓度仍在较高范围内。GB16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》中COD排放浓度限值为60mg/L。
2 城市生活垃圾渗滤液处理技术
2.1 浸没式膜处理系统
超滤系统膜元件选用侵入式超滤膜元件,材料为PVDF合金的超滤膜。运行初期,该超滤膜的通水量较大,跨膜压差小,但随着系统运行时间的加长,通水量逐渐变小,跨膜压差逐渐变大,即便及时清洗,通水量也远不如初期,同时出水水质也出现不稳定现象。主要原因是由于膜丝脱落断裂,造成出水偏大,并且开始影响后续的纳滤处理系统。纳滤系统膜元件可以使用聚酰胺卷式复合膜,其前端需配置保安过滤器。如果超滤段出水过大,将会导致保安过滤器的滤芯更换频繁。生活垃圾焚烧厂正常运行时,制备石灰浆和干法混合喷水冷却、调节烟温需要用水,该用水对水质无特殊要求,故可开源节流、以废治废,用超滤膜系统出水作为其制浆水和冷却水,减少渗滤液浓水的排放量,从而达到环保要求。但要注意利用Ca(OH)2中和去除烟气中的酸性气体(如:SO2HCLH2S),防止布袋温度过低和布袋上飞灰吸潮糊袋,以及烟气温度过低对烟气处理设备造成的低温腐蚀,因此脱硫处理设备在正常运行时需要将烟温控制在150~160℃。运行结果表明,该渗滤液处理系统可全量处理垃圾焚烧厂的渗滤液,运行稳定,运行成本低,不产生二次污染。
2.2 介质阻挡放电处理
国内外垃圾渗滤液的主要处理方法有物化法、生化法、土地法及其组合方法,物化法中的吸附、膜过滤和高级氧化法是目前较有效的技术,但由于膜处理技术一次性投资和运行费用均极高,高级氧化法中氧化剂价格较高的问题已成为应用推广的门槛,因此开发高效耗材以减少使用量和提高使用率是今后研究的重要方向。介质阻挡放电是一种获得高气压(0.1×105~10×105Pa)下低温等离子体的放电方法,这种放电产生于两个电极之间,具有辉光放电的大空间均匀放电和电晕放电的高气压运行等特点。整个放电过程由许多在空间和时间上随机分布的微放电构成,这些微放电的持续时间很短,一般在10ns量级。其具有特殊的光、热、声、电等物理过程及化学过程,近年来,已广泛应用于废水、废气等处理研究领域。
2.3 电化学氧化技术
电化学氧化技术具有操作简单,无需额外投加氧化剂、不产生污泥等优点,被认为是最具有应用前景,最可能实现产业化的技术之一,证实利用电化学处理垃圾渗滤液生化出水在降低COD、TOC、氨氮等指标上具有可行性。利用电化学紫外联合工艺处理垃圾渗滤液生化出水得到氨氮的完全去除和80%的TOC去除率。利用电化学光Fenton联合工艺,反应2h达到66.5%的COD去除效果.但目前对电化学氧化处理垃圾渗滤液生化出水处理效果的研究主要停留在单一或几个具体水质指标上,对于电解过程中有机物种类、结构及可生化性变化方面尚未得到充分研究,限制了该项技术在处理垃圾渗滤液生化出水中的应用,因此,探究电化学氧化过程中有机物种类、结构及其可生化性的变化,对推进可替代纳滤反渗透工艺的先进电化学氧化工艺研发,实现垃圾渗滤液生化出水高效无害化处理具有重要意义.同时,对发展完善基于电化学氧化处理垃圾渗滤液生化出水理论、指导实际工程应用也具有重要的现实意义。电化学氧化过程可降低垃圾渗滤液生化出水的分子复杂程度,提高可生化性,对后续研发可替代传统纳滤反渗透工艺的电化学氧化工艺,实现垃圾渗滤液生化出水的高效、无害化处理提供重要的实验基础和理论基础。
结束语
近几年来,渗滤液生化处理系统普遍存在处理能力及运行稳定性波动较大现象,根据其运行情况分析,主要是厌氧处理过程易受渗滤液水质影响所致,其中难降解长链有机物不能充分降解,在反应器内长期积累是其主要影响因素。为了更好的提高城市生活垃圾渗滤液需加强方法的创新与研究。
参考文献:
[1]苏加强,孙洪伟.城市生活垃圾渗滤液处理技术综述[J].甘肃科技,2017,33(20):15-17.
[2]吴莉娜,涂楠楠,程继坤,彭永臻,张杰,陈柯羽,刘寒冰.垃圾渗滤液水质特性和处理技术研究[J].科学技术与工程,2014,14(31):136-143.
[3]杨柳,耿晓丽.城市生活垃圾焚烧厂渗滤液特点及处理现状[J].中国沼气,2014,32(04):24-28+47.
[4]王晓东.城市生活垃圾渗滤液—浓缩液厌氧/好氧回灌处理技术效能研究[D].吉林建筑大学,2013.
[5]谭羽,杨万勤,廖姝,等.川西高寒生态系统不同海拔土壤动物对冬季凋落叶腐殖化过程的影响[J].生态学报,2017,37(5):1595-1602.
关键词:城市生活垃圾;渗滤液;处理技术
1 垃圾渗滤液的特性
1.1 组成复杂
生活垃圾渗滤液有机物种类有110~130多种,分子量大于20万的有30多种,約占总COD的40%,属于难降解的COD,而这部分有机物一般不能透过MBR膜,只能富集在渗滤液处理系统中,这是影响厌氧处理性能、水量难以提升、运行工况波动的根源,同时反渗透浓液回流中的难降解物又加重了这一影响。
1.2 污染严重
垃圾渗滤液的渗漏如进入自然水体则会造成纳污水体水质的恶化,导致水生生物的死亡,如进入土壤层则会造成地表植被的死亡或减产,侵入地下水则会造成地下水的污染,而且其影响时间将是较长或永久的。
1.3 水质水量变化大
(1)水质随季节变化:渗滤液雨季产生量明显大于旱季,干冷季节污染物浓度较低。(2)水质随填埋时间变化:初期渗滤液(<5年)pH值较低,氨氮较低,易生物降解的有机物含量较高,BOD5/CODCr较大;成熟渗滤液(中龄5-10年,老龄>10年)pH值近中性,氨氮较高,BOD5、CODCr浓度和BOD5/CODCr较低,金属离子浓度下降。
1.4 浓度高
渗滤液在生化处理时会产生大量泡沫,不利于系统正常运行。由于渗滤液中含有较多难降解物质,一般在生化处理后,COD浓度仍在较高范围内。GB16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》中COD排放浓度限值为60mg/L。
2 城市生活垃圾渗滤液处理技术
2.1 浸没式膜处理系统
超滤系统膜元件选用侵入式超滤膜元件,材料为PVDF合金的超滤膜。运行初期,该超滤膜的通水量较大,跨膜压差小,但随着系统运行时间的加长,通水量逐渐变小,跨膜压差逐渐变大,即便及时清洗,通水量也远不如初期,同时出水水质也出现不稳定现象。主要原因是由于膜丝脱落断裂,造成出水偏大,并且开始影响后续的纳滤处理系统。纳滤系统膜元件可以使用聚酰胺卷式复合膜,其前端需配置保安过滤器。如果超滤段出水过大,将会导致保安过滤器的滤芯更换频繁。生活垃圾焚烧厂正常运行时,制备石灰浆和干法混合喷水冷却、调节烟温需要用水,该用水对水质无特殊要求,故可开源节流、以废治废,用超滤膜系统出水作为其制浆水和冷却水,减少渗滤液浓水的排放量,从而达到环保要求。但要注意利用Ca(OH)2中和去除烟气中的酸性气体(如:SO2HCLH2S),防止布袋温度过低和布袋上飞灰吸潮糊袋,以及烟气温度过低对烟气处理设备造成的低温腐蚀,因此脱硫处理设备在正常运行时需要将烟温控制在150~160℃。运行结果表明,该渗滤液处理系统可全量处理垃圾焚烧厂的渗滤液,运行稳定,运行成本低,不产生二次污染。
2.2 介质阻挡放电处理
国内外垃圾渗滤液的主要处理方法有物化法、生化法、土地法及其组合方法,物化法中的吸附、膜过滤和高级氧化法是目前较有效的技术,但由于膜处理技术一次性投资和运行费用均极高,高级氧化法中氧化剂价格较高的问题已成为应用推广的门槛,因此开发高效耗材以减少使用量和提高使用率是今后研究的重要方向。介质阻挡放电是一种获得高气压(0.1×105~10×105Pa)下低温等离子体的放电方法,这种放电产生于两个电极之间,具有辉光放电的大空间均匀放电和电晕放电的高气压运行等特点。整个放电过程由许多在空间和时间上随机分布的微放电构成,这些微放电的持续时间很短,一般在10ns量级。其具有特殊的光、热、声、电等物理过程及化学过程,近年来,已广泛应用于废水、废气等处理研究领域。
2.3 电化学氧化技术
电化学氧化技术具有操作简单,无需额外投加氧化剂、不产生污泥等优点,被认为是最具有应用前景,最可能实现产业化的技术之一,证实利用电化学处理垃圾渗滤液生化出水在降低COD、TOC、氨氮等指标上具有可行性。利用电化学紫外联合工艺处理垃圾渗滤液生化出水得到氨氮的完全去除和80%的TOC去除率。利用电化学光Fenton联合工艺,反应2h达到66.5%的COD去除效果.但目前对电化学氧化处理垃圾渗滤液生化出水处理效果的研究主要停留在单一或几个具体水质指标上,对于电解过程中有机物种类、结构及可生化性变化方面尚未得到充分研究,限制了该项技术在处理垃圾渗滤液生化出水中的应用,因此,探究电化学氧化过程中有机物种类、结构及其可生化性的变化,对推进可替代纳滤反渗透工艺的先进电化学氧化工艺研发,实现垃圾渗滤液生化出水高效无害化处理具有重要意义.同时,对发展完善基于电化学氧化处理垃圾渗滤液生化出水理论、指导实际工程应用也具有重要的现实意义。电化学氧化过程可降低垃圾渗滤液生化出水的分子复杂程度,提高可生化性,对后续研发可替代传统纳滤反渗透工艺的电化学氧化工艺,实现垃圾渗滤液生化出水的高效、无害化处理提供重要的实验基础和理论基础。
结束语
近几年来,渗滤液生化处理系统普遍存在处理能力及运行稳定性波动较大现象,根据其运行情况分析,主要是厌氧处理过程易受渗滤液水质影响所致,其中难降解长链有机物不能充分降解,在反应器内长期积累是其主要影响因素。为了更好的提高城市生活垃圾渗滤液需加强方法的创新与研究。
参考文献:
[1]苏加强,孙洪伟.城市生活垃圾渗滤液处理技术综述[J].甘肃科技,2017,33(20):15-17.
[2]吴莉娜,涂楠楠,程继坤,彭永臻,张杰,陈柯羽,刘寒冰.垃圾渗滤液水质特性和处理技术研究[J].科学技术与工程,2014,14(31):136-143.
[3]杨柳,耿晓丽.城市生活垃圾焚烧厂渗滤液特点及处理现状[J].中国沼气,2014,32(04):24-28+47.
[4]王晓东.城市生活垃圾渗滤液—浓缩液厌氧/好氧回灌处理技术效能研究[D].吉林建筑大学,2013.
[5]谭羽,杨万勤,廖姝,等.川西高寒生态系统不同海拔土壤动物对冬季凋落叶腐殖化过程的影响[J].生态学报,2017,37(5):1595-1602.