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摘要:本文简单介绍了垃圾渗滤液的来源和特点,并重点介绍了几种主要的渗滤液处理技术。希望通过对垃圾渗滤液的处理方法分析,可以为减少垃圾渗滤液对环境的污染有所帮助。
关键词:垃圾渗滤液;物化处理;技术
1垃圾渗滤液的来源和特点
垃圾渗滤液有多种来源,包括自然降水、垃圾原有的含水量、地表径流、垃圾降解生产水等来源,是一种成分比较复杂、浓度较高的有机废水。垃圾渗滤液的性质取决于垃圾的成分和当地的水文条件等多种因素。大致可以总结为以下几个特点:
(1)废水的成分比较复杂,对环境危害大。目前被检测出来的主要有机污染物高达63种,其中有6种被列入了我国环境优先污染物的黑名单。
(2)氨氮元素含量高,其含量最高可以达到1700mg/L,而且随着填埋时间的延长而逐渐升高。
(3)金属含量较高。垃圾渗滤液中含有多种金属离子,浓度已经超过了对微生物毒害作用的最高值。
(4)微生物营养元素比例失调。其中可溶解性磷酸盐的主要存在形式为Ca5OH(PO4)3,如果Ca2+的浓度增加或者酸碱性变化,就会导致大量的磷酸根离子沉淀,从而降低了磷的浓度。
(5)水质水量变化大。垃圾渗滤液的性质和成分会随着填埋期限的延长而发生变化,可生化性就会变得越来越差。
2垃圾渗滤液处理技术
对垃圾渗滤液的处理技术总体可以分为三类,一类是物理化学处理方法,一类是生物处理方法,最后一类为土地处理方法。其具体分类可以参照表一。
2.1物理化学处理法
2.1.1活性炭吸附法
因为活性炭的吸附能力很强,因此在废水处理中得到了广泛的应用,也越来越被重视。根据张跃升等人的活性炭吸附实验,在这个实验中,将活性炭作为催化剂,过氧化氢作为氧化剂来处理垃圾渗滤液。实验结果表明在PH=2的条件下,反应可以在180分钟之内完成,H2O2/COD=1.5,活性炭/H2O2=0.6,色度和COD的去除率分别达到了85.5%和82.8%,并能够消除臭味。这种方法的原理是首先让羟基和自由基对有机物发起攻击并使其降解为小分子,然后活性炭通过它的吸附能力就将这些小分子吸附在表面,小分子和过氧化氢反应,最后得到降解。
因为活性炭价格比较昂贵,所以这种方法经常应用于去除微量污染物,对垃圾渗滤液做深度净化。
2.1.2化学沉淀法
化学沉淀法很重要的一種方法就是混凝沉淀法,这种方法用于对污水进行预处理,降低垃圾渗滤液的悬浮液、有机物胶体和氨氮的含量,用以提高废水的可生化性。目前最常用的混凝剂是聚合硫酸铁和聚合硫酸铝。
在尚爱安等人的实验中,可以发现,摩尔比为1:1:0.7的Mg:N:P药剂投放量在PH9~9.5的范围内,可以将垃圾渗滤液中氨氮的去除率达到70%左右,COD的去除率为1%~20%,难降解有机物的去除率也达到了40%左右。并且垃圾渗滤液的可生化性经过处理后有了一定程度的提高。
2.1.3膜分离技术
膜分离技术是在膜的两侧施加压力,并保持一定的压力差作为推动力,从而推动部分小于膜孔径的溶质和溶剂穿过超滤膜、纳滤膜等膜,通过过滤达到净化的目的。而且近年来,这项技术在垃圾渗滤液的处理工程中得到了广泛应用。
2.2生物处理法
生物处理方法有三种――厌氧处理、好氧处理以及二者结合的处理方法。这类方法因为具有处理效果好、成本低的特点,所以成为了目前应用最多的处理方法。
2.2.1厌氧处理
厌氧生物处理对于提高污水的可生化性有着极大的作用,而且还具有耗能少、有机负荷高、污泥产率低、抗毒性高的优点,比较适合有机含量高、含磷量低的废水处理。目前,经过开发的厌氧处理方法有:厌氧生物滤池、上流式厌氧污泥床、厌氧接触法以及分段厌氧消化等方法。其中,厌氧生物滤池是使用的主要技术,传统工艺是上流式厌氧生物滤池,底部进水、上部出水,容积负荷高、污泥少、耐冲击是它的主要优点。
2.2.2好氧处理
对垃圾渗滤液进行好氧处理,主要是为了降低溶液中的BOD、COD和氨氮的含量,对于除铁和除锰也具有较好的效果。所以,想要对BOD含量较高的渗滤液进行处理,首先想到的方法就应当是好氧生物处理。
而且,通过之前美国和德国的几个活性污泥处理厂中的应用效果来看,如果能够提高污泥的浓度,就可以降低污泥的有机负荷,从而得到理想的垃圾渗滤液处理效果。
2.2.3厌氧―好氧处理结合
厌氧生物处理方法对于高浓度有机废水的处理较为有效,但在实际应用中,很少单独应用厌氧处理,而且,很难降低渗滤液中氨氮的含量。所以,厌氧―好氧结合的处理方法才是实际中最常用的处理方法,这样还可以提高处理效率。下图二就表明了很多大型生活垃圾填埋场的处理工艺,大多使用结合的方法。
在1988年,北京市政设计院就对城市垃圾卫生填埋场渗滤液处理技术进行了相关研究,结果表明:高浓度的垃圾渗滤液应当采用生物处理方法,而厌氧―好氧结合的处理工艺又是几个技术中最为经济合理、效率高的技术,COD和BOD的去除率都能够达到80%以上,甚至能够超过90%。
2.3土地处理
土地处理方法利用了土壤颗粒的过滤、离子交换、吸附和沉淀等作用,土壤中的微生物也能够发挥降解有机物和氮的作用,并且,植物的根系可以吸收渗滤液中的营养元素和金属物质,所以土地处理方法处理的较为全面。目前主要的土地处理方法有回灌法和人工湿地法。 应用回灌法,可以将填埋地看做是生物滤床,依次通过覆土层和垃圾层的生物和化学等作用,将渗滤液中的杂质降解、截留。能够显著提高填埋场内垃圾的含水量,增强微生物活性,对于提高沼气的产量和有机物分解速度也有很大的影响。
在国外,人工湿地法多被应用于处理市政、工业和农业废水,国内将其很少应用于垃圾渗滤液的处理上。这个工艺是利用了人工湿地植物―基质―微生物系统的自然净化和生物膜法的特点,通过湿地床的截留吸附和生物降解作用完成对有机物和氨氮的去除。而且,人工湿地法能够很快适应渗滤液水质水量的变化,没有很高的建设和运行费用,易于维护,近几年在国内也得到了一定范围内的应用。
3总结
虽然垃圾渗滤液的处理工艺较多,但每一种都有各自的优点和劣势,因此,如何正确的选用处理工艺组合对渗滤液处理,才是真正需要解决的问题。
参考文献:
[1]吴莉娜,涂楠楠,程继坤等.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.
[2]吕艳菲.垃圾渗滤液处理技术的研究进展[J].能源与环境,2016,(3):88-89.
关键词:垃圾渗滤液;物化处理;技术
1垃圾渗滤液的来源和特点
垃圾渗滤液有多种来源,包括自然降水、垃圾原有的含水量、地表径流、垃圾降解生产水等来源,是一种成分比较复杂、浓度较高的有机废水。垃圾渗滤液的性质取决于垃圾的成分和当地的水文条件等多种因素。大致可以总结为以下几个特点:
(1)废水的成分比较复杂,对环境危害大。目前被检测出来的主要有机污染物高达63种,其中有6种被列入了我国环境优先污染物的黑名单。
(2)氨氮元素含量高,其含量最高可以达到1700mg/L,而且随着填埋时间的延长而逐渐升高。
(3)金属含量较高。垃圾渗滤液中含有多种金属离子,浓度已经超过了对微生物毒害作用的最高值。
(4)微生物营养元素比例失调。其中可溶解性磷酸盐的主要存在形式为Ca5OH(PO4)3,如果Ca2+的浓度增加或者酸碱性变化,就会导致大量的磷酸根离子沉淀,从而降低了磷的浓度。
(5)水质水量变化大。垃圾渗滤液的性质和成分会随着填埋期限的延长而发生变化,可生化性就会变得越来越差。
2垃圾渗滤液处理技术
对垃圾渗滤液的处理技术总体可以分为三类,一类是物理化学处理方法,一类是生物处理方法,最后一类为土地处理方法。其具体分类可以参照表一。
2.1物理化学处理法
2.1.1活性炭吸附法
因为活性炭的吸附能力很强,因此在废水处理中得到了广泛的应用,也越来越被重视。根据张跃升等人的活性炭吸附实验,在这个实验中,将活性炭作为催化剂,过氧化氢作为氧化剂来处理垃圾渗滤液。实验结果表明在PH=2的条件下,反应可以在180分钟之内完成,H2O2/COD=1.5,活性炭/H2O2=0.6,色度和COD的去除率分别达到了85.5%和82.8%,并能够消除臭味。这种方法的原理是首先让羟基和自由基对有机物发起攻击并使其降解为小分子,然后活性炭通过它的吸附能力就将这些小分子吸附在表面,小分子和过氧化氢反应,最后得到降解。
因为活性炭价格比较昂贵,所以这种方法经常应用于去除微量污染物,对垃圾渗滤液做深度净化。
2.1.2化学沉淀法
化学沉淀法很重要的一種方法就是混凝沉淀法,这种方法用于对污水进行预处理,降低垃圾渗滤液的悬浮液、有机物胶体和氨氮的含量,用以提高废水的可生化性。目前最常用的混凝剂是聚合硫酸铁和聚合硫酸铝。
在尚爱安等人的实验中,可以发现,摩尔比为1:1:0.7的Mg:N:P药剂投放量在PH9~9.5的范围内,可以将垃圾渗滤液中氨氮的去除率达到70%左右,COD的去除率为1%~20%,难降解有机物的去除率也达到了40%左右。并且垃圾渗滤液的可生化性经过处理后有了一定程度的提高。
2.1.3膜分离技术
膜分离技术是在膜的两侧施加压力,并保持一定的压力差作为推动力,从而推动部分小于膜孔径的溶质和溶剂穿过超滤膜、纳滤膜等膜,通过过滤达到净化的目的。而且近年来,这项技术在垃圾渗滤液的处理工程中得到了广泛应用。
2.2生物处理法
生物处理方法有三种――厌氧处理、好氧处理以及二者结合的处理方法。这类方法因为具有处理效果好、成本低的特点,所以成为了目前应用最多的处理方法。
2.2.1厌氧处理
厌氧生物处理对于提高污水的可生化性有着极大的作用,而且还具有耗能少、有机负荷高、污泥产率低、抗毒性高的优点,比较适合有机含量高、含磷量低的废水处理。目前,经过开发的厌氧处理方法有:厌氧生物滤池、上流式厌氧污泥床、厌氧接触法以及分段厌氧消化等方法。其中,厌氧生物滤池是使用的主要技术,传统工艺是上流式厌氧生物滤池,底部进水、上部出水,容积负荷高、污泥少、耐冲击是它的主要优点。
2.2.2好氧处理
对垃圾渗滤液进行好氧处理,主要是为了降低溶液中的BOD、COD和氨氮的含量,对于除铁和除锰也具有较好的效果。所以,想要对BOD含量较高的渗滤液进行处理,首先想到的方法就应当是好氧生物处理。
而且,通过之前美国和德国的几个活性污泥处理厂中的应用效果来看,如果能够提高污泥的浓度,就可以降低污泥的有机负荷,从而得到理想的垃圾渗滤液处理效果。
2.2.3厌氧―好氧处理结合
厌氧生物处理方法对于高浓度有机废水的处理较为有效,但在实际应用中,很少单独应用厌氧处理,而且,很难降低渗滤液中氨氮的含量。所以,厌氧―好氧结合的处理方法才是实际中最常用的处理方法,这样还可以提高处理效率。下图二就表明了很多大型生活垃圾填埋场的处理工艺,大多使用结合的方法。
在1988年,北京市政设计院就对城市垃圾卫生填埋场渗滤液处理技术进行了相关研究,结果表明:高浓度的垃圾渗滤液应当采用生物处理方法,而厌氧―好氧结合的处理工艺又是几个技术中最为经济合理、效率高的技术,COD和BOD的去除率都能够达到80%以上,甚至能够超过90%。
2.3土地处理
土地处理方法利用了土壤颗粒的过滤、离子交换、吸附和沉淀等作用,土壤中的微生物也能够发挥降解有机物和氮的作用,并且,植物的根系可以吸收渗滤液中的营养元素和金属物质,所以土地处理方法处理的较为全面。目前主要的土地处理方法有回灌法和人工湿地法。 应用回灌法,可以将填埋地看做是生物滤床,依次通过覆土层和垃圾层的生物和化学等作用,将渗滤液中的杂质降解、截留。能够显著提高填埋场内垃圾的含水量,增强微生物活性,对于提高沼气的产量和有机物分解速度也有很大的影响。
在国外,人工湿地法多被应用于处理市政、工业和农业废水,国内将其很少应用于垃圾渗滤液的处理上。这个工艺是利用了人工湿地植物―基质―微生物系统的自然净化和生物膜法的特点,通过湿地床的截留吸附和生物降解作用完成对有机物和氨氮的去除。而且,人工湿地法能够很快适应渗滤液水质水量的变化,没有很高的建设和运行费用,易于维护,近几年在国内也得到了一定范围内的应用。
3总结
虽然垃圾渗滤液的处理工艺较多,但每一种都有各自的优点和劣势,因此,如何正确的选用处理工艺组合对渗滤液处理,才是真正需要解决的问题。
参考文献:
[1]吴莉娜,涂楠楠,程继坤等.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.
[2]吕艳菲.垃圾渗滤液处理技术的研究进展[J].能源与环境,2016,(3):88-89.