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一、垃圾渗滤液的基本性质和危害
(一)垃圾渗滤液的产生特点
当进入填埋场的水大于蒸发和提供给垃圾本身一定的湿度时,多余部分的水即从垃圾场中渗滤出来,即形成垃圾渗滤液。进入填埋场的水主要有两部分,一是垃圾本身所含水量;它包括垃圾本身所含的显水和垃圾在长期的厌氧发酵过程中产生出来的化合水。二是有效降水量;其主要受降水量、蒸发量、气温和径流量等因素的影响。众多实践表明,垃圾渗滤液的产生量主要受当地的降水量影响,降水量的大小又直接影响垃圾渗滤液的多少。而降水量受季节性的影响很大,因此渗滤液的产生量又与季节的变化密切相关。一般来说,在我国冬季和春季的降水量较小,夏季和秋季的降水量多而大,故冬季和春季内的渗滤液产生量相对较小,夏季和秋季内的渗滤液产生量大而多,在我国北方尤显突出。由此看来,全年内的渗滤液产生量很不平衡,继而又对水质的变化产生影响。这一特点为渗滤液的处理带来了一定难度。
(二)垃圾渗滤液的水质特点
垃圾渗滤液的水质除与降水量的多少直接相关外,还与填埋场的垃圾填埋时间有关,处于酸性发酵阶段的较“年轻”的填埋场产生出来的渗滤液,PH5.5~6.5,CODcr15,000~40000mg/l或更高,CODcr/BOD5值为1.5~3.0,由于PH较低,故其中的重金属含量较高,往往可达3~30mg/l。而处于碱性发酵阶段的较“老”填埋场产生出来的渗滤液,PH为7~8,CODcr1,500~5,000mg/l,CODcr/BOD5值大于10,重金属含量往往小于5mg/l。渗滤液的另一特点是含氮量和含盐量高,氮多以氨氮的形式存在,其主要是在废物的厌氧分解过程中,由各种蛋白质和其它含氮化合物的分解而产生出来的,约占TKN的80~90%。盐主要为氯化物(2000~4000mg/l)和硫酸盐(100~500mg/l)。渗滤液的水质特点也给其处理工艺的选择带来一定的难度。
(三)垃圾渗滤液的危害
垃圾渗滤液中除含有高浓度的有机物和氨氮外,还含有大量的有毒有害污染物质如重金属等。如果处理不好,将严重污染周围环境和水体,尤其是对地下水的污染。据对7600个垃圾填埋场的调查发现,有2000个填埋场对人体健康产生了直接威胁,所以必须对其进行有效处理。
二、垃圾渗滤液的处理方法及应用
众多研究结果表明,垃圾渗滤液可用生物法、化学絮凝、炭吸附、膜过滤、脂吸附、气提等方法单独或联合处理,而其中生物法因其费用低,效率高而得到最广泛的应用。目前国内外最普遍使用的渗滤液处理方法是好氧生物法,此法可有效地降低BOD5、CODcr和氨氮,还可去除其它污染物,如铁、锰等金属。在好氧法中又以延时曝气法用得最多,另外还有曝气稳定塘和生物转盘等。对于BOD5含量低,氨氮含量高,一般BOD5/NH3-N
(一)与城市污水合并处理法
如果能将垃圾渗滤液直接送到城市污水处理厂或与城市污水相类似的污水处理厂与这些污水合并处理,是最简单最经济的处理方法。由于渗滤液中所含成份与城市污水基本相同,所不同之处则是渗滤液中的BOD5、CODcr及氨氮含量高于城市污水中的含量。但由于城市污水量较大,可将渗滤液中的有机物及氨氮加以稀释,同时又可弥补渗滤液中磷含量的不足,而对于城市污水处理系统的正常运转来说又不产生任何影响。据国外资料介绍,当渗滤液的CODcr浓度在24000mg/l时,其体积占城市污水处理总体积的2%时,对污水处理厂的处理效果不产生影响,如CODcr浓度为3500mg/l,其渗滤液体积占城市污水处理总体积的40%时,污水处理厂的处理效果也不受影响。因此,将渗滤液送到城市污水处理厂共同处理是可行的,并且污水处理厂中的剩余污泥又可作为垃圾回填到垃圾填埋场。由于剩余污泥中的微生物含量很高,可加速垃圾中有机物的分解稳定,缩短垃圾的发酵期,从而缩短垃圾填埋场的稳定过程。将渗滤液与城市污水共同处理的综合处理工艺,可减少城市污水处理厂的污泥处理部分,又可减少垃圾填埋场的污水处理部分,因此可使整个工程造价和运行费用大大降低,是改善投资效果,提高环境效益的最佳选择。但采用该处理工艺时,需要考虑如下几个因素:(1)城市污水处理厂或与其相类似的污水处
理厂必须具有二级以上的污水处理设施;(2)城市污水处理厂
二级污水处理设施或与其相类似的污水处理厂的设计规模和远景规划;(3)垃圾填埋场与城市污水处理厂或与其相类似的
污水处理厂的距离等。
(二)渗滤液单独处理法
对于大多数目前现已存在的城市来说,情况往往是不尽人意的。很多城市的污水处理已先行,而垃圾处理只是近几年来才实施的项目,并且垃圾填埋场往往又远离城市,其渗滤液与城市污水合并处理具有一定的困难。因此,在这种情况下必须对渗滤液进行单独处理。
1.渗滤液循环回流处理法。渗滤液循环回流处理就是将垃圾渗滤液收集后,经调节池预沉淀处理后,喷灌回流至填埋场。一则通过喷灌,在太阳的照射下,可蒸发掉部分水量以减少后续处理的水量。二则可将垃圾填埋场当作一个巨大的不加控制的生物滤池,上层垃圾可作为好氧生物滤池,下层垃圾可作为厌氧生物滤池。喷灌回流又可增加污水中的氧量以加速微生物对渗滤液中有机污染物的降解。渗滤液在经过多次回流蒸发及垃圾渗滤过程中的生物降解和吸附之后,其流量和有机物的含量会越来越少。同时在这一工艺处理过程中,由于渗滤液的回流作用,又可加速垃圾中有机物的分解稳定,可以起到缩短填埋场稳定过程的作用。对有沼气回收系统的填埋场来说,又可增加沼气的产量。但在选择该工艺处理垃圾渗滤液时,应首先在垃圾填埋场设计时,就要考虑渗滤液的收集与导出措施。
关键词:垃圾渗滤液 处理 方法
引言:
由于垃圾渗滤液对环境和人类的严重危害性,因此必须有效的处理,达到国家排放标准。但是由于渗滤液的性质特点,与一般工业废水和生活污水来对比,其处理难度和成本都要高很多,还没有完善出经济高效的处理工艺,这使得垃圾渗滤液的处理成为污水处理方面的一个世界性技术难题,受到了广泛关注和深入研究。
一、与城市污水的合并处理
合并处理是把未经处理的垃圾渗滤液引入到填埋场附近的污水处理厂,数量较大的城市污水缓冲和稀释渗滤液,以及利用城市生活污水里的营养物质,使垃圾渗滤液与城市生活污水同时进行处理。但是,城市污水处理厂可以接纳的垃圾渗滤液是非常有限的。经国外学者研究显示,垃圾渗滤液与污水的比例超过0.5%,活性污泥的负荷量会增加一倍。而且,由于垃圾渗滤液本身特有的水质及变化特点,用合并处理这种方案时,应该加以控制,否则易给城市污水处理系统带来严重的冲击负荷,甚至会影响或破坏其正常运行。加之,合并处理受到填埋场附近有无污水厂的条件限制,还要考虑渗滤液在运输工程中的运费和运输工具等,因此合并处理未能得到广泛推广应用。
二、土地处理法
土地处理法是指利用土壤颗粒的过滤作用以及通过吸附、离子交换或沉淀作用,将垃圾渗滤液中的悬浮固体及溶解成分去除的处理方法。目前主要有两种处理方法:回灌处理法及人工湿地。
1.回灌处理法
最早是由美国Poh land在上世纪70年代提出的,主要是利用垃圾填埋层这个“生物滤床”净化垃圾渗滤液。垃圾渗滤液通过覆土层、垃圾层后会发生物理反应、化学反应和生物反应,使其被降解、截留及减少。回灌处理方式其优点主要有设施简化、运行费用低、基建投资省、耐冲击负荷等。据估计,英国约有50%、美国也近200多座填埋场用的是回灌技术,Delaware州固体废弃物管理局已将渗滤液循环处理技术应用于许多城市垃圾填埋场。
国内学者利用回灌处理+铁促电化学氧化工艺对渗滤液进行处理,结果表明:处理后COD和NH4+-N浓度值分别降低到300ing/L以下和15mg/L以下,该工艺能够处理可生化性较好的渗滤液。但回灌处理不足之处是容易堵塞土壤,氨氮大量积累,处理后的浓度较高,需再处理等,所以很少用回灌处理单独处理渗滤液,此项技术在我国的应用并不普遍。
2.人工湿地
它是近几年出现了的一种新工艺,就是人为制造出的适合水生或湿地植物生长的“环境”,其中有大量的多种活性微生物。水中可溶性固体、有机物、COD、BOD5、氮、磷及重金属等污染物经这些微生物的生化反应,转变成为植物生长所需的营养物质,从而降解污染物。其优点是管理方便、费用低等,缺点是处理效果跟季节变化有关,且处理有机物的浓度也较低。人工湿地不适应北方寒冷的地区,而适应在植物生长茂盛且生长期长的南方地区人工湿地系统多用于渗滤液的深度处理中。
三、单独处理
单独处理,就是在垃圾填埋场外建立独立的处理系统,其处理方法主要有:生物处理法、物理化学法以及物化一生物组合工艺。单独处理的优点是能够根据水质、水量不同的渗滤液,合理选择处理运行工艺,易于获得和控制运行参数,不受限于污水混合比,而且能大量处理渗滤液,是目前国内外广泛用的处理方案。
1.生物处理法
垃圾渗滤液的生物处理法就是利用微生物在一定条件下可以大量繁殖的特点,及其自身的新陈代谢作用,吸附降解污染物,从而分离和去除污染物的方法。根据微生物的呼吸类型,生物处理一般主要包括有好氧、厌氧和厌氧-好氧生物结合处理(兼性处理)三种。有些学者认为COD浓度在5000mg/L以上的高浓度渗滤液建议采用厌氧方法进行前段预处理,然后用好氧或其他后续处理方法;COD浓度在500mg/L以下的渗滤液建议使用好氧生物处理法;COD浓度在500-5000mg/L之间的渗滤液可以根据实际情况选择好氧或厌氧处理。
2.物理化学法
物理化学法是利用物理化学的原理和化工单元操作设计处理工艺,它与生物处理法相比,在投资和运行费用上要多出10多倍,一般都是与生物处理相结合,作为渗滤液的预处理或深度处理工艺,其主要处理方法有吸附法、化学沉淀法、吹脱法、高级氧化技术、膜分离处理技术等。
2.1吸附法
吸附法作为一种高效的物化处理手段,主要是通过使用各种不同类型的吸附剂,如活性炭、高岭土、焦炭、焚烧炉底灰、沸石、硅藻土、粉煤灰、蒙脱石等多孔性固体物质,目前该方法在广泛应用在化工废水、重金属污染、印染废水等的污水处理领域。蹄选出一种合适而低廉的吸附剂,是吸附法处理废水的关键。在垃圾渗滤液的处理中,吸附法主要作用是去除渗滤液的色度、金属离子和难降解的有机物污染物等。
2.2化学沉淀法
它主要利用加入某种化学沉淀剂,发生化学反应,将溶解性离子转化成不溶性固体,达到去除难降解有机物、COD、NH4+-N和重金属。絮凝沉淀是常用也是最重要的一种化学沉淀方法,它主要是加入絮凝剂,使悬浮物及胶体颗粒加速沉降。
3.物化-生物结合工艺
渗滤液是高浓度、高分子化合物多、高毒性的废水,只是采用单一的处理工艺很难使其处理后达标排放,越来越多的学者着眼与研究采用物化法和生物法组合的处理工艺处理渗滤液,且处理效果很好。
①对渗滤液利用厌氧-SBR-混凝沉淀Q合工艺进行处理,处理后渗滤液中COD和氨氮可达到148. 4mg/L和2. 2 mg/L, COD和氨氮的去除率分别为91. 2%和90.4%,有机物和氨氮去除效果较好。②对渗滤液用混凝吸附-两段SBR法进行处理。预处理使用的混凝剂是聚合硫酸氯化银铁,对SS的去除率为84%,对色度的去除率为92%,对化学需氧量的去除率为53%,B滤液的可生化性同时得到提高。
四、结语:
近几年,我国加大了对渗滤液处理的投资力度,北京市的阿苏卫填埋场、深圳下坪垃圾填埋、浙江杭州天子岭垃圾填埋场等不断引进国外先进技术,使我国的渗滤液处理水平迈入了新的时期。但是,由于考虑经济和运行费用的考虑,我国的渗滤液处理仍以生物技术为主,国外的渗滤液处理则以物理化学处理技术的研究和应用为主,而对于渗滤液这种有机污染物、氨氮、重金属浓度较高的高污染废水来说,仅仅靠单一的生物、物理化学的处理技术无法将其处理达标排放,渗滤液的处理应从提高处理效果,降低处理成本的角度考虑,灵活用生物法与物化法结合的多种复合方法进行处理。
参考文献:
[关键词]渗滤液;厌氧工艺;好氧工艺
不同类型的垃圾渗滤液都含有大量对环境和人类有严重危害性的物质,必须有效的处理才能达标排放或回用。而渗滤液污水具有污染物浓度高、水质成分复杂、含有大量有机污染物、氨氮含量高、营养元素比例失衡,可生化性较好,水质差异大等特点,与一般工业废水和生活污水来对比,其处理难度和成本都要高很多,目前还没有完善出普遍适用的经济高效的处理工艺,不同的项目需要根据具体情况确定合理可行的污水处理工艺[1]。某垃圾渗滤液污水处理厂主要处理园区内生活垃圾焚烧厂、生活垃圾卫生填埋场、餐厨垃圾处理厂产生的渗滤液,出水外排或者回用。本文将就渗滤液的污水处理工艺比选、流程设计和工艺方案进行探讨,为渗滤液处理工艺设计提供参考。
1渗滤液来源、水量和进出水水质
1.1渗滤液来源
本项目渗滤液污水处理厂主要有三个来源:1.1.1生活垃圾卫生填埋场渗滤液该类型渗滤液主要来自生活垃圾填埋场。园区的生活垃圾填埋场主要处理中心城区及其周边城镇产生的生活垃圾,该填埋场包括部分已投运中老龄垃圾填埋场和部分新建垃圾填埋场。1.1.2生活垃圾焚烧厂渗滤液该类型渗滤液主要来自生活垃圾焚烧厂。园区的生活垃圾焚烧厂为新建垃圾处理工程,以机械炉排炉作为焚烧炉炉型,主要处理城区及其周边城镇产生的不可回收生活垃圾。1.1.3餐厨垃圾处理厂渗滤液该类型渗滤液主要来自餐厨垃圾处理厂。园区的餐厨垃圾处理厂主要处理城区及其周边城镇产生的餐厨垃圾和其他有机垃圾。
1.2渗滤液污水水量和水质的确定
根据前期调研资料,初步确定本污水处理厂进水渗滤液中生活垃圾卫生填埋场渗滤液水量约为200t/d,生活垃圾焚烧厂渗滤液水量约为450t/d,餐厨垃圾处理厂渗滤液水量约为150t/d。依据本项目所处环境,园区生活垃圾焚烧厂和餐厨垃圾处理厂的处理工艺、生活垃圾卫生填埋的场龄,并参照目前类似垃圾处理项目的渗滤液水质,考虑一定裕量,本污水处理厂的渗滤液混合液的进水水质初步确定如下:目前国内大部分的垃圾渗滤液污水处理厂的出水就近排入生活污水处理厂处理。按照园区规划方案及考虑本项目的实际情况,本渗滤液污水处理厂处理后的出水考虑直接排放自然水体,部分作为中水回用于园区绿化,浇洒道路,洗车等用途。本工程处理后出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。
2渗滤液混合液处理主体工艺方案的比选
根据本项目水质特征和不同工艺的特点比较,初步确定本项目垃圾渗滤液污水处理厂采用“厌氧工艺段+好氧工艺段+深度处理工艺段”组合的三段式工艺流程。本文主要探讨厌氧工艺段和好氧工艺段的工艺比选。
2.1渗滤液厌氧处理工艺比选
厌氧生化处理具有能耗少,操作简单,剩余污泥少,投资及运行费用低廉等优点,已经广泛应用于国内外的垃圾渗滤液的处理,该工艺所需的营养物质少,适合于营养物质失调的渗滤液的处理。近年来,运用于垃圾渗滤液处理的厌氧生化处理方法主要有上流式厌氧污泥床反应器(UASB)、厌氧滤池(AF)、厌氧流化床反应器(AFB)等。上流式厌氧污泥床反应器(UASB)是一种结构简单、处理高效的新型厌氧反应器。废水从反应器底部上升通过包含颗粒污泥和絮状污泥的污泥床,在与污泥颗粒的接触过程中发生厌氧反应。反应器具有三相分离器的特殊结构,可以在反应器内高效实现水、气、泥的分离,将活性较高的颗粒污泥保留在反应器中[2]。该反应器可维持较高的污泥浓度,较高的容积负荷率,无需投加填料和载体,运行维护简单,对有机污染物去除有良好的效果,在渗滤液污水处理领域应用广泛。厌氧滤器(AF)是采用填充材料作为微生物载体的一种高速厌氧反应器,厌氧菌在填充材料上附着生长,形成生物膜[3]。生物膜与填充材料一起形成固定的滤床。污水在流动过程中生长并保持与充满厌氧细菌的填料接触,因为细菌生长在填料上将不随出水流失,在短的水力停留时间下可取得较长的污泥泥龄。由于滤床容易被渗滤液污水中的悬浮物堵塞,厌氧滤器不适合处理悬浮物较多的废水。厌氧流化床反应器(AFB)是一种新型高效流化态厌氧生化处理反应器。厌氧流化床内填充活性炭等细小的固体颗粒作为载体[3]。废水从床底部向上流动,并使用循环泵将部分出水回流,以提高反应器内水流的上升速度使载体颗粒在反应器内处于流化状态。流化床反应器需要大量的回流水以保证流化态,致使能耗增加,成本上升。流化态的形成必须依赖于所形成的生物膜在厚度、密度、强度等方面相对均匀或形成的颗粒均匀,较轻的颗粒或絮状的污泥将会从反应器中连续冲出。生物膜的形成与剥落难于控制,真正的流化床形态很难实现,致使工艺控制困难,投资运行成本较高。通过厌氧工艺比较分析,考虑本项目的特殊性和进水水质情况,初步确定UASB作为本项目的厌氧处理工艺。UASB按800m3/d处理规模进行设计。设置3座UASB钢制反应塔,每座容积1000m3,直径12m,高12m。UASB前设置预酸化池,用于对初沉池的出水进行加热、调节pH和预酸化。预酸化池内设置潜水搅拌机,防止池体内固形物沉淀。
2.2渗滤液好氧处理工艺比选
渗滤液经过UASB厌氧生物处理后,出水中仍含有高浓度的COD和氨氮需要去除。渗滤液处理常用的生化工艺包括氧化沟、SBR、A/O工艺等,这些工艺的主要功能包括去除有机物和生物脱氮,对降低垃圾渗滤液中的BOD5、CODCr、氨氮和总氮都有显著效果。氧化沟利用连续环式反应池作生物反应池,混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环,通常在延时曝气条件下使用。氧化沟设置有曝气和搅动装置,从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。该工艺具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、运行稳定、管理方便等技术特点,但该工艺也存在着占地面积大、基建投资高、污泥易膨胀等缺陷。SBR工艺较为简单,通过时间上的交替实现传统活性污泥法的各工序[4]。在流程上只有一个基本单元,将调节池、曝气池、二沉池功能集中于一池,进行水质水量调节、微生物降解有机物和固液分离等,故节省了占地和投资,耐冲击负荷且运行方式灵活,可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态,实现脱氮除磷的目的。但SBR工艺对自动化控制要求很高。由于该工艺为序批式工艺,相关设备不是连续运行,设备闲置率较高。如图1所示。A/O工艺是一种流程简单、稳定可靠、运行费用较低的脱氮脱碳工艺,通过硝化和反硝化作用机理,将去除CODcr和去除NH3-N、TN有机地结合。由于渗滤液中含有大量表面活性物质,直接采用好氧工艺处理,容易在曝气池产生大量泡沫,并加剧污泥膨胀问题。经缺氧处理后表面活性物质得到了分解,可显著减少好氧池的泡沫,有利于系统的正常运行。如图2所示。通过表4中的好氧工艺比较,在渗滤液处理领域,A/O工艺优势明显,而且在处理高浓度有机废水包括垃圾渗滤液方面已获得大量成功经验和运行数据,工艺比较成熟、运行费用较为低廉。是否可采取A/O组合工艺,还必须考虑实际的水质特征,主要利用BOD5/TN比值进行判断。如果渗滤液保持在一个低C/N比的水平,或是老龄化进程较为明显,这时就必须对缺氧工艺的可行性进行分析论证。通过分析,本项目中A/O进水BOD5/TN>5,能保证污水有充足碳源供反硝化菌利用。因此,本工程考虑在厌氧工艺之后设置A/O工艺可以最大限度去除废水中有机污染物。缺氧池按800m3/d处理规模设计,设置1座,停留时间约24h。好氧池按800m3/d处理规模设计,设置1座,停留时间约96h。二沉池采用竖流式沉淀池,停留时间3h。二沉池出水进入深度处理工艺进一步处理后排放或回用。
2.3渗滤液处理工艺流程
通过对渗滤液不同工艺的优劣势比较,确定了垃圾渗滤液污水处理厂的工艺流程如下:垃圾渗滤液通过细格栅进入调节池并进行预曝气,在调节水质水量的同时可以去除一部分氨氮和有机物,出水通过初沉池沉淀预处理去除大颗粒有机物和无机物,然后进入UASB工艺前的预酸化池。渗滤液在预酸化池内调节pH、温度等,再由提升泵进入UASB进行厌氧生化处理。UASB反应器出水进入A/O工艺进行处理。A池接收来自UASB反应器出水,废水中部分反硝化菌群利用进水中的有机碳源进行反硝化脱氮作用。O池接收来自A池出水,在O池内发生有机物的去除和硝化过程,部分硝化混合液回流至A池。好氧池出水自流进入二沉池,部分污泥通过泥浆泵回流到A池内,提高污泥浓度。二沉池出水经泵提升后连续进入AMBR,在AMBR内进一步去除有机物,AMBR出水通过纳滤(NF)和反渗透(RO)处理后直接排放或者作为中水回用。
3小结
渗滤液污水处理的工艺流程一般都包括多个工艺段,不同工艺段的设计又受多个因素影响。渗滤液处理工艺中采用厌氧生化处理能耗少,操作简单,投资及运行费用低,但不同的厌氧工艺对不同的渗滤液的适应性有差异,应根据具体情况确定合适的厌氧工艺。在选用好氧工艺时,同样应当进行分析比较以确定合理工艺。反硝化细菌是在分解有机物过程中进行反硝化脱氮,在不加外来碳源条件下,污水中必须有足够的碳源才能保证反硝化过程的顺利进行,因此需要确保进水水质C/N比较高。渗滤液污水水质复杂,在工艺流程的设计时,需要从水量,水质,运行管理,工程投资等多个方面综合考虑以确定经济、合理、可行的工艺方案。
参考文献
[1]焦义坤,迟慧,刘洪鹏.MBR+NF+RO组合工艺处理垃圾渗滤液的工程应用[J].化学工程与装备,2014(02):200-203.
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[3]贺延龄.废水的厌氧生物处理[M].北京:中国轻工业出版社,1998:469-490.
关键词:城市垃圾 垃圾渗滤液 环境技术管理
垃圾填埋处理后,由于大气降水的淋溶及地表水、地下水的浸泡,固体废弃物在物理、化学及微生物作用下,产生的一种成分复杂的高浓度有机废水即为垃圾渗滤液。其性质变动范围相当大,pH值在4~9之间,COD在2000~62000mg/L的范围内,BOD5在60~45000mg/L之间,重金属的浓度也与市政污水重金属浓度基本相同。如果直接排放而不进行有效处理,必须会对生态环境造成较为严重的污染。可以说,填埋场渗滤液的处理一直是城市垃圾填埋处理方式中非常棘手的问题之一,对此进行深入探讨具有十分重要的现实意义。
1、垃圾渗滤液的性质随着填埋场稳定化过程不断发生变化,有五个阶段
(1)初始调节阶段:垃圾中易降解组分迅速与垃圾中所夹带的氧气发生好氧生物降解反应,生成二氧化碳(CO2)和水,同时释放一定的热量。
(2)过渡阶段:此阶段填埋场内氧气被消耗尽,填埋场内开始形成厌氧条件,垃圾降解由好氧降解过渡到兼性厌氧降解。此阶段垃圾中的硝酸盐和硫酸盐分别被还原成氮气(N2)和硫化氢(H2S),渗滤液pH开始下降。
(3)酸化阶段:当填埋场中持续产生氢气(H2)时,意味着填埋场稳定化进入酸化阶段。在此阶段对垃圾降解起主要作用的微生物是兼性和转性厌氧细菌,填埋气的主要成分是二氧化碳(CO2),渗滤液COD、VFA和金属离子浓度继续上升至中期达到最大值,此后逐渐下降;PH继续下降到达最低值,此后逐渐上升。
(4)甲烷发酵阶段:当填埋场H2含量下降达到最低点时,填埋场进入甲烷发酵阶段,此时产甲烷菌把有机酸以及H2转化为甲烷。有机物浓度、金属离子浓度和电导率都迅速下降,BOD/COD下降,可生化性下降,同时pH值开始上升。
(5)成熟阶段:当填埋场垃圾中易生物降解组分基本被降解完后,垃圾填埋场即进入成熟阶段。此阶段由于垃圾中绝大部分营养物质已随渗滤液排除,只有少量微生物对垃圾中的一些难降解物质进行降解,此时PH维持在偏碱状态,渗滤液可生化性进一步下降,BOD/COD会小于0.1。但是渗滤液浓度已经很低。
2、垃圾渗滤液处理存在的问题分析
伴随着城市规模的扩大、人口的增加,以及居民生活水平日益加强,城市生活垃圾产量增长迅猛,而我国百分之九十以上的城市生活垃圾都是以填埋的方式进行处理的,所以新建了大批的生活垃圾填埋场,而垃圾渗滤液能否达到排放标准成为处理是否有效的重要衡量标准。目前,我国的垃圾渗滤液处理尚存在以下技术问题:
(1)垃圾渗滤液高氨氮问题难予解决 由于垃圾填埋场水文地质条件、填埋方式及垃圾成分的不同,垃圾渗滤液中的氨氮浓度从数十至几万mg/L不等,而且随着填埋时间的延长,垃圾渗滤液中的氨氮还有升高的趋势。高浓度氨氮对垃圾渗滤液的生化处理有严重的影响,导致垃圾渗滤液处理很难达到排放标准。
(2)垃圾渗滤液深度处理技术缺乏。对于“老化”垃圾渗滤液,由于生物处理很难去除其中难降解有机物,还必须进一步采取深度处理的方法。深度处理技术以物化为主。包括混凝沉淀、吸附、深度氧化及膜处理技术等。混凝沉淀可去除垃圾渗滤液中的悬浮固体、重金属和有机物等,但化学试剂的使用及污泥的处理会带来较高的运行费用。目前垃圾渗滤液工业化处理技术主要是纳滤及反渗透技术。技术的缺点又限制了其广泛的应用。因此开发经济而高效的垃圾渗滤液深度处理技术是保证垃圾渗滤液达标排放的一个关键。
(3)垃圾渗滤液有毒有害物质尚未考虑。垃圾渗滤液作为一种有毒有害废水已渐为人们所认同,我国对于垃圾渗滤液的主要监测指标也依常规废水的BOD、COD、氨氮、总氮等物质指标来确定。但随着人们环保意识以及分析手段的不断提高,垃圾渗滤液中的这些有毒有害物质如环境内分泌干扰物对人体的危害已越来越受到人们的关注。这类污染物质即使含量极其微小,一旦它们进入机体,将对生物体产生严重的后果,如生殖器官、内分泌系统、神经系统、免疫系统异常,产生致癌、致畸、致突变等生物效应,因此环境内分泌干扰物的研究受到了国内外学者的高度重视。因此在开发和建设垃圾填埋场时,必须对垃圾渗滤液中有毒有害物质去除的处理技术予以考虑。只有这样才能真正体现垃圾渗滤的无害化处理,减少环境生态风险,保证水环境安全。
3、垃圾渗滤液处理对策
(1)化环境技术管理文件的指导性、可操作性,实现垃圾渗滤液有效管理。系统修订相关技术文件,结合我国国情、地区差别以及现有技术可达性,按照分区、分类、分期、分级的原则,专门制定相应的污染控制标准,进一步完善相关政策、指南、标准及工程技术规范文件,使之具有极强的指导性、可操作性、目标可达性。
(2)源头控制、过程控制、末端治理三方面加强对垃圾渗滤液的控制与治理。在现有基础上积极开发高效、经济的垃圾渗滤处理技术。强化对垃圾渗滤液预处理及深度处理技术的研究与开发,加强高效生物处理技术的研发,在高效生物脱氮、高效厌氧技术等方面展开技术攻关。同时要对垃圾渗滤液处理技术进行优化集成开发,不能通过简单的技术串联进行达标处理,这样势必在垃圾渗滤液领域造成极大地浪费。要积极开发运行稳定、经济合理、易于管理的垃圾渗滤液组合工艺。
关键词:生活垃圾;渗滤液;处理
中图分类号:R124.3 文献标识码:A
一、垃圾渗滤液及其污染特性
一般来说渗滤液有以下特点:
1.1 水质复杂,危害性大。有研究表明垃圾渗滤液中主要有机污染物可信度在60%以上的有34种。其中,烷烯烃6种,羧酸类19种,酯类5种,醇、酚类10种,醛、酮类10种,酰胺类7种,芳烃类1种,其他5种。其中已被确认为致癌物1种,促癌物、辅致癌物4种,致突变物1种,被列入我国环境优先污染物“黑名单”的有6种。
1.2 CODcr和BOD5浓度高。渗滤液中CODcr和BOD5最高分别可达90000 mg/L、38000mg/L甚至更高。
1.3 氨氮含量高,并且随填埋时间的延长而升高,最高可达1700mg/L。
1.4 水质变化大。根据填埋场的年龄,垃圾渗滤液分为两类:一类是填埋时间在5年以下的年轻渗滤液,其特点是CODcr、BOD5浓度高,可生化性强;另一类是填埋时间在5年以上的年老渗滤液其pH值接近中性,CODcr和BOD5浓度有所降低,氨氮浓度增加。
1.5 金属含量较高。垃圾渗滤液中含有十多种金属离子,其中铁和锌在酸性发酵阶段较高
1.6 渗滤液中的微生物营养元素比例失调,主要是C、N、P的比例失调。一般的垃圾渗滤液中的BOD5:P大都大于300。
二、渗滤液处理工艺的现状
城市垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。一般来说,其pH值在4~9之间,COD在2000~62000mg/L的范围内,BOD5从60~45000mg/L。垃圾渗滤液的处理方法包括物理化学法和生物法。
2.1 好氧处理
用活性污泥法、氧化沟、好氧稳定塘、生物转盘等好氧法处理渗滤液都有成功的经验,好氧处理可有效地降低BOD5、COD和氨氮,还可以去除另一些污染物质如铁、锰等金属。
2.1.1 活性污泥法
2.1.1.1 传统活性污泥法
活性污泥法因其费用低、效率高而得到最广泛的应用。例如美国宾州Fall Township污水处理厂,其垃圾渗滤液进水的CODCr为6000~21000mg/L,BOD5为3000~13000mg/L,氨氮为200~2000mg/L。曝气池的污泥浓度(MLVSS)为6000~12000mg/L,是一般污泥浓度的3~6倍。在体积有机负荷为1.87kgBOD5/(m3・d)时,F/M为0.15~0.31kgBOD5/(kgMLSS・d),BOD5 的去除率为97%;在体积有机负荷为0.3kgBOD5/(m3・d)时,F/M为0.03~0.05kg BOD5/(kgMLSS・d),BOD5的去除率为92%。
2.1.1.2 低氧好氧活性污泥法
低氧好氧活性污泥法及SBR法等改进型活性污泥流程,因其具有能维持较高运转负荷,耗时短等特点,比常规活性污泥法更有效。同济大学徐迪民等用低氧好氧活性污泥法处理垃圾填埋场渗滤液,试验证明:在控制运行条件下,垃圾填埋场渗滤液通过低氧好氧活性污泥法处理,效果卓越。最终出水的平均CODCr、BOD5、SS分别从原来的6466mg/L、3502mg/L以及239.6mg/L相应降低到CODCr<300mg/L、BOD5<50mg/L(平均为13.3mg/L)以及SS<100mg/L(平均为27.8mg/L)。总去除率分别为CODCr 96.4%、BOD5 99.6%、SS 83.4%。
处理后的出水若进一步用碱式氯化铝进行化学混凝处理,可使出水的CODCr下降到100mg/L以下。
2.1.1.3 物化活性污泥复合处理系统
由于渗滤水中难以降解的高分子化合物所占的比例高,存在的重金属产生的抑制作用,所以常用生物法和物理化学法相结合的复合系统来处理垃圾渗滤液。对于BOD51500m g/L、Cl-800mg/L、硬度(以CaCO3计)800mg/L、总铁600mg/L、有机氮100mg/L、TSS 300mg/L、 SO2-4300mg/L的渗滤液,有学者采用该方法进行处理,发现效果很好,其BOD5 、COD、NH3-N、Fe的去除率分别达99%、95%、90%、99.2%。
2.1.2 曝气稳定塘
与活性污泥法相比,曝气稳定塘体积大,有机负荷低,尽管降解进度较慢,但由于其工程简单,在土地不贵的地区,是最省钱的垃圾渗滤液好氧生物处理方法。
2.1.3 生物膜法
与活性污泥法相比,生物膜法具有抗水量、水质冲击负荷的优点,而且生物膜上能生长世代时间较长的微生物,如硝化菌之类。加拿大British Columbia大学的C.Peddie和J.Atwater用直径0.9m的生物转盘处理CODCr<1 000mg/L,NH3-N<50m g/L的弱性渗滤液,其出水BOD5<25mg/L,当温度回升,微生物的硝化能力随即恢复。2.2 厌氧生物处理
厌氧生物处理的有目的运用已有近百年的历史。但直到近20年来,随着微生物学、生物化学等学科发展和工程实践的积累,不断开发出新的厌氧处理工艺,克服了传统工艺的水力停留时间长,有机负荷低等特点,使它在理论和实践上有了很大进步,在处理高浓度(BOD5 ≥2000mg/L)有机废水方面取得了良好效果。
2.2.1 厌氧生物滤池
厌氧滤池适于处理溶解性有机物,加拿大Halifax Highway101填埋场渗滤液平均COD为12850mg/L、BOD5/COD为0.7,pH为5.6。将此渗滤液先经石灰水调节至pH=7.8,沉淀1h后进厌氧滤池(此工序还起到去除Zn等重金属的作用),当负荷为4kgCOD/(m3・d)时,COD去除率可达92%以上;当负荷再增加时,其去除率急剧下降。
2.2.2 上向流式厌氧污泥床
英国的水研究中心报道用上向流式厌氧污泥床(UASB)处理COD>10000mg/L的渗滤液,当负荷为3.6~19.7kgCOD/(m3・d),平均泥龄为1.0~4.3d,温度为30℃时COD和BOD5的去除率各为82%和85%,它们的负荷比厌氧滤池要大得多。
2.3 厌氧与好氧的结合方式
虽然实践已经证明厌氧生物法对高浓度有机废水处理的有效性,但单独采用厌氧法处理渗滤液也很少见。对高浓度的垃圾渗滤液采用厌氧�好氧处理工艺既经济合理,处理效率又高。
三、 结论和建议
通过上述几种处理方法及处理工艺的分析比较可得以下结论:
(1)在选择垃圾渗滤液生物处理工艺时,必须详细测定垃圾渗滤液的各种成分,以便采取相应的对策。
(2)在有条件的地方修筑生物塘,同时采用水生植物系统处理渗滤液,不仅投资省,而且运行费用低。
2015年4月15日午后3点,位于北京市海淀区永丰乡的六里屯垃圾填埋场十分繁忙,运载大量垃圾的车辆源源不断地开进大门。
从场区大门左侧通向外界的排水沟里,酒红色的、泛着恶臭味的污水向北延伸。路对面,一群小学生在焦急地等着公交车,单手下意识地捂住鼻子。这是六里屯垃圾填埋场被曝偷排垃圾渗滤液的第五天。
如今处在风口浪尖上的六里屯垃圾填埋场,曾在海淀区管委会的介绍下,于2012年与国企方中市政建筑公司签订合同,后者将填埋场内处理不完的渗滤液运至高碑店污水处理厂进行处理,每日需运送约500吨,每吨处理费为124.2元。按照六里屯填埋场场长王宝平的说法,该场每天产生的渗滤液量已经超出了自身的处理能力,故与方中市政建筑公司签订合同,将部分渗滤液由后者运出处理。
渗滤液是垃圾在堆放过程中,经发酵等生化降解,同时在降水等作用下产生的一种高浓度废水。按相关法规,渗滤液必须在处理后方能排放。
2008年的《生活垃圾填埋场污染控制标准》(下称《垃圾填埋污控标准》)有明文规定,“2011年7月1日起,现有全部生活垃圾填埋场应自行处理生活垃圾渗滤液”。据此,六里屯填埋场的行为是违法的。
不过,王宝平提出的处理困境,却有真实的成分。据中国城市统计年鉴数据,全国每年进入正规填埋场的垃圾量约为1亿吨,这意味着每年会有两三千万吨渗滤液产生。
每日剧增的生活垃圾总量持续催升渗滤液,如何消纳如此巨量的废水,资金和技术都需提升。 没有完美的技术
如何处理浓缩液,是国内外处理渗滤液工艺普遍面临的难题。
垃圾渗滤液中含有多种重金属,特别是其中含有有毒的金属,如果隔离措施不及时会影响环境,并很有可能渗入到地下从而影响地下水质。
在欧美国家,生活垃圾中含水较少,仅仅产生约5%的渗滤液,生活垃圾处理厂大多交予污水处理厂处理或者采用回喷的方式,帮助本来就缺水的垃圾降解。渗滤液基本不会对垃圾处理场构成威胁。
而中国的生活垃圾中富含大量水分,再加上降水的影响,约有20%至30%的渗滤液产生,在夏天多雨季节,甚至高达35%。
这些废水需要经处理褪去其中含有的重金属、有机物等多种有害物质。六里屯垃圾填埋场像国内大部分垃圾处理场一样,采用的是传统的“生物处理+膜处理”的工艺:渗滤液先经过生物处理去除易降解有机物;然后,再用纳滤或反渗透法,靠压力把渗滤液中的清水挤出去。
这套工艺最大的问题,就是通过膜技术物理截留产生的浓缩液,富集大部分难于处理的污染物,危害更大、更难处理。
浓缩液是垃圾场的“精华”,是渗滤液中最具有污染力的一部分,大约占到渗滤液的30%左右,如何将之处置是渗滤液处理、乃至固体垃圾处理的关键所在。
由环保和质检两部门联合修订的《垃圾填埋污控标准》中,将浓缩液默认为渗滤液一种,因此并没有专门规定如何处理。
“如果将浓缩液回填埋场不太现实,会导致盐分不断地循环与累积,最终导致膜的系统运行效率降低。”清华大学环境学院固体废物控制与资源化教研所副研究员岳东北对《财经》记者分析,因浓缩液循环致使整个膜系统效率大减甚至崩溃,这在中国已有先例。
膜系统运行时,盐的浓度越大,需要的压力就越大。如果将浓缩液不断重新循环累积,至两年后,整个系统的效率将大打折扣,即便将全部动力都用上,连一半的清水也挤不出。
此外,“MVC蒸发+DI法”逐步在十多个城市推广开来。这是近些年产生的渗滤液处理新工艺,该工艺采用管道外蒸发方式,以“能效高、浓缩液量少、去氨氮”等优点在几十个大型垃圾填埋场进行推广。
有专家分析,这一工艺虽具有运行能耗低的优势,但为避免结垢,需要加大药剂量,这意味着处理成本的增加。蒸发过程中还会产生挥发性污染物的释放。这些挥发性的污染物在蒸发过程中与水汽一同排入大气,躲过了环保部门的监测电子眼。其污染性越发为环保人士所诟病。此外,该工艺同样面临浓缩液的处理问题,而且由于添加了去氨氮的药剂,新产生的盐分更高。
如何处理浓缩液是国内外渗滤液处理工艺普遍难以跨越的难关。目前针对浓缩液的处理方法主要有回灌、膜蒸馏、蒸发和高级氧化。
其实,四种处理方法均各有弊端:回灌会加剧盐积累,导致膜产水率下降,还存在地下水污染的潜在风险;膜蒸馏容易造成传质推动力下降和膜污染;蒸发难以跨越结垢难题;高级氧化不仅技术复杂,间接增加运行管理的难度,而且,加入的药剂会产生污泥,造成二次污染。
此外,固化后填埋也是浓缩液处理的选项之一,然而此法一般适用于最难处理的放射性危险废物,采用沥青、塑料等进行不容性固化处理后,才能填埋。由于处置费用高,从经济上是不可持续的,鲜有填埋场将之用于处理浓缩液。
浓缩液成为了渗滤液处理工艺中的阿喀琉斯之踵。 投入赶不上标准
1997年版《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889―1997)中规定,“生活垃圾填埋场产生的渗滤液可以排入二级污水处理厂”。2008年修订后的新国标则完全颠覆了这一说法,严禁垃圾填埋场的渗滤液离开垃圾厂,转移他处处理。
“(2008年版)新国标最大的改动一方面基于防止渗滤液转运过程中发生泄漏污染与偷排现象,另一方面则乐观地高估了当时渗滤液处理工艺与技术。”国内一位大型垃圾填埋场的负责人如是说。实际上,渗滤液处理与后期的浓缩液处理问题并没有得到实质解决,技术没有突破。
在中国,垃圾填埋场与污水处理厂同属住房建设系统,在地方是一个局长管两家,这使得二者“互通有无”的几率加大。
一位业内专家说:“在很多城市,污水处理厂的污泥不管合不合标准,都可以进填埋场;填埋场的渗滤液不管合不合标准,都可以进污水处理厂。”
按照有关规定,垃圾焚烧厂可以自行处理渗滤液,也可以交由附近的生活污水处理厂处理,而生活污水处理厂必须建设专门的渗滤液调节池,与普通的生活污水处理工艺分开运行。
一位不愿透露姓名的专家向《财经》记者表示,除非上马专门的处理设备,渗滤液进入生活污水处理装置后,会直接拖累整个装置的处理效果,致使同批次的污水处理不达标,甚至导致整个系统瘫痪。
而将渗滤液或者浓缩液排放到市政污水管网,流到污水处理厂进行处理,其实就是稀释污染物,稀释就是转移。
转移污染物则违背了环保的基本原则。
2008年版的《生活垃圾污控标准》要求垃圾填埋场的渗滤液经处理达到化学需氧量(COD)100、色度40、总氮40、总磷3、氨氮25、总砷0.1等指标以下,方可送往城市二级污水处理厂进行处理。与1997年版标准相比,增加了若干排放指标限值,比如增加了对总氮的控制。
标准提升对于控制污染物排放来说是好事,但到了一定程度后,一个指标再提升1%,其背后带来的成本与技术难度的提升不是一个简单的10%能衡量的。比如,渗滤液处理工艺中为了降低某一个指标,可能要加入更多的药剂,新药剂有可能产生新的污染物,这就形成了恶性循环。
一位熟识《生活垃圾污控标准》的专家对《财经》记者表示,“需要重新审视各种技术规范、管理标准的合理性,真正在中国生活垃圾现状与特点下制定标准、加强管理、建设项目与工艺。”
比如,在《垃圾填埋污控标准》中规定,要求生活垃圾填埋场应建设渗滤液导排系统,而且“应确保在填埋场的运行期内防渗衬层上的渗滤液深度不大于30厘米”。
“30厘米”这一指标来自于美国,在该指标下设计、建设的防渗层能在1米以下的渗滤液环境中,安全运行30年而不发生渗透。
由于国内生活垃圾普遍多水,少则20%、多则40%的渗滤液与美国5%相比,其产生的总量与速度都是惊人的,导排系统难以将渗滤液水头控制在30厘米以下,“很多填埋场的渗滤液有几米深,甚至在多雨期达到十几米”。上述专家分析,仍按照“30厘米”水深设计的防渗层在高压的环境下岌岌可危,其寿命也难以达到设计寿命的30年。
防渗层被穿透的直接后果便是渗滤液穿过保护层、防渗层、基础层,污染土壤与地下水。
此外标准提升,还无可避免地带来一个负效应,工艺成本剧增。垃圾填埋场不得不在渗滤液的处理工艺中增加一套反渗透的设备,这让本已沉重的渗滤液处理成本雪上加霜。从事渗滤液处理研究十余年的岳东北表示,国内大部分垃圾填埋场没钱上马足够运行能力的渗滤液处理装置,上马的也大部分没钱运行。
虽然,大部分垃圾填埋场的渗滤液处理设备多由当地政府直接或外包运营,财政补贴中却没有专门针对渗滤液的补贴,而是打包到生活垃圾处理补贴中一并发放,每吨垃圾补贴六七十元。
一位业内专家算了一笔账:国内某城市的一座垃圾填埋场采用了传统的“生物处理+膜处理”工艺,其基本运行费用算上水、电、药剂为每吨20元左右,再加上人工费用、设备折旧费用、浓缩液的处理成本,成本总费用达到每吨80元-100元以上,按照三分之一的比例折算,填埋处理每吨垃圾时,仅渗滤液的处理费用就约为30元,占据政府给填埋场补贴的一半,填埋场还有其他的业务要运行,如果要按照正规流程处理,几乎是一定赔钱。
[关键词]改性凝灰岩 垃圾渗滤液 吸附 COD 氨氮
[中图分类号] TU99 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-7-412-1
0引言
本实验采用改性凝灰岩对垃圾渗滤液进行吸附预处理,降低垃圾渗滤液中的COD和氨氮,给后续处理提供良好环境。
1材料与方法
1.1实验材料
改性凝灰岩、垃圾渗滤液等。
1.2实验方案
本实验采用改性凝灰岩对垃圾渗滤液进行预处理,对垃圾渗滤液的pH、反应时间、吸附剂投加量、反应温度、搅拌转速、稀释倍数对处理结果的影响进行了单因素考察,从而得出最佳实验参数。
2结果与讨论
2.1垃圾渗滤液pH对吸附效果的影响
在烧杯C1、C2、C3、C4、C5、C6各加入100mL垃圾渗滤液,并调节其pH分别为4.5、5.5、6.5、7.5、8.5、9.5左右,然后在C1、C2、C3、C4、C5、C6中分别加入10g经过改性的凝灰岩粉末,调节水域锅温度为15℃,在搅拌转速为150rpm的条件下,把C1、C2、C3、C4、C5、C6放在水浴锅中搅拌反应15min。反应结束后静置1小时后,取上清液并测量其COD、NH3-N的浓度。记录数据并以COD、NH3-N的去除率对反应时间作图。
pH为5到7.5间时COD的去除率随pH增大而增大,在pH为7.5时达最大,此后随pH的增大而减小;在垃圾渗滤液的pH小于8.5时NH3-N的去除率呈阶梯状增大,在pH为8.5时达到最大,此后随pH的增大趋于平稳。选择垃圾渗滤液的pH为7.5左右。
2.2反应时间对吸附实验的影响
在烧杯C1、C2、C3、C4、C5、C6各加入100mL垃圾渗滤液,并调节其pH分别为7.5左右,然后在C1、C2、C3、C4、C5、C6中分别加入10g经过改性的凝灰岩粉末,调节水域锅温度为15℃,在搅拌转速为150rpm的条件下,把C1、C2、C3、C4、C5、C6放在水浴锅中搅拌反应5 min、10 min、15min、30 min、60 min、90 min。反应结束后静置1小时后,取上清液并测量其COD、NH3-N的浓度。记录数据并以COD、NH3-N的去除率对反应时间作图。
反应时间小于30 min时,COD和NH3-N的去除率都随反应时间的增加而增加,在反应时间达到30 min时去除率达到最大,当反应时间超过30 min时,COD的去除率虽时间的增大而迅速降低,NH3-N的去除率则几乎不变,选择反应时间为30 min。
2.3吸附剂投加量对吸附效果的影响
在烧杯C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7各加入100mL垃圾渗滤液,并调节其PH分别为7.5左右,然后在C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7中分别加入5 g、8 g、10g、12 g、15 g、20 g、30 g经过改性的凝灰岩粉末,调节水域锅温度为15℃,在搅拌转速为150rpm的条件下,把C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7放在水浴锅中搅拌反应30min。静置1小时后,取上清液并测量其COD、NH3-N的浓度。记录数据并以COD、NH3-N的去除率对吸附剂用量作图。
吸附剂投加量小于120g/L时,COD和NH3-N的去除率都随吸附剂投加量的增加而增加,吸附剂投加量达到120g/L时去除率达到稳定值,在此之后COD和NH3-N的去除率随吸附剂投加量的增加而几乎不发生明显变化。选择吸附剂投加量为120g/L。
2.4反应温度对吸效果的影响
在烧杯C1、C2、C3、C4、C5各加入100mL垃圾渗滤液,并调节其pH分别为7.5左右,然后在C1、C2、C3、C4、C5中分别加入12g经过改性的凝灰岩粉末,分别调节水浴锅温度为15℃、25℃、35℃、45℃、55℃,在搅拌转速为150rpm的条件下,把C1、C2、C3、C4、C5放在水浴锅中搅拌反应30min。反应结束后静置1小时后,取上清液并测量其COD、NH3-N的浓度。记录数据并以COD、NH3-N的去除率对反应温度作图。
COD的去除率随吸附反应的反应温度的升高而迅速降低, NH3-N的去除率在反应温度小于25℃时随反应温度的升高而增大,25℃时达到最大值,此后NH3-N的去除率便随反应温度的升高而降低,选择吸附反应的反应温度15℃。
2.5搅拌转速对吸附效果的影响
在烧杯C1、C2、C3、C4、C5、C6各加入100mL垃圾渗滤液,并调节其PH分别为7.5左右,然后在C1、C2、C3、C4、C5、C6中分别加入12g经过改性的凝灰岩粉末。调节水浴锅温度为15℃,分别在搅拌转速为50 rpm、100 rpm、150rpm、200 rpm、250 rpm、300 rpm的条件下,把C1、C2、C3、C4、C5、C6放在水浴锅中搅拌反应30min。反应结束后静置1小时后,取上清液并测量其COD、NH3-N的浓度。记录数据并以COD、NH3-N的去除率对搅拌转速作图。
反应转速达到150rpm时前,COD的去除率随反应转速的增大而迅速增大,反应转速达到150rpm时,COD的去除率达到最大值,此后COD的去除率随反应转速的增大而迅速下降;反应转速达到150rpm时前NH3-N的去除率随反应转速的增大而增大,反应转速达到150rpm后NH3-N的去除率随反应转速的增大而缓慢增大,当反应转速达到200rpm以后,NH3-N的去除率趋于稳定。选择反应转速为150rpm。
3结论
(1)实验的最佳实验参数为:垃圾渗滤液的pH为7.5左右、反应时间为30 min、吸附剂投加量为120g/L、吸附反应的反应温度15℃、反应转速为150rpm。
(2)静态实验中,反应转速对吸附反应的影响很大。
(3)弱酸环境有利于COD的吸附,弱碱性环境有利于NH3-N的吸附。
(4)改性凝灰岩粉末对垃圾渗滤液中的COD的去除以物理吸附为主,对垃圾渗滤液中的NH3-N的去除以化学吸附为主。
参考文献
【关键词】环境污染;存在问题;管理对策
现如今,随着人类文明程度的不断提高,给环境保护造成了不小的负荷,同时,环境保护的形式也越来越严峻,环境污染的处理类型主要包括固体废弃物处理处置工程、废水处理、渗滤液处理、垃圾处理厂四大类,此四大类需通过不同方式来处理处置。本文从专业技术方面着手,深入探究环境污染防治设施在实际运行中暴露的缺陷和要采取的监管对策。
1.环境污染防治设施运行中暴露的问题
1.1固体废弃物处理处置工程的问题
我国由于人口众多、经济社会的高速增长而带来的固体废弃物污染是值得关注的。我国每年所排放固体废弃物的再生资源利用率明显落后于世界发达国家;固体废弃物自身本来产生量就大、堆积而成的数量相当惊人;这类污染物在处理处置方面均受到一定的限制,并未走向产业化和资源化的进程,从根源层面没能有效地遏制废弃物的肆意排放,尤其是在回收循环利用方面尚且有很长一段道路要走。
1.2废水处理工程运行中的问题
随着工农业生产的进步和群众生活水平的不断提升,废水排放量居高不下,在面对废水污染严重的现实状况时,在防治设施方面创新力度不够大,最为典型的是在废水处理模型、废水处理过程中的控管设置、废水在线处理的流程与监测设备和废水处置后的净化工艺等方面研究不多、专业领域内的技术较为迟滞,这往往使得废水处理流于形式、“治标不治本”,没有形成遏抑废水排放的强劲合力。技术方面的不成熟、研发力度不大也是亟待解决的缺陷性问题。
1.3渗滤液处理中的问题
渗滤液是一种浓度高的有机废水,而且其成分转化速率相当快,用单一化的方式很难实现将垃圾渗滤液良好处置的效果,这也成为环境污染防治中的一大技术性难题。除此之外,渗滤液的回收利用技术不完备,尚且不能实现渗滤液的“零排放”,渗滤液在处置中需投入较大数量的开支,技术工艺不够灵活和兼容。
渗滤液处理技术是发达国家普遍运用的一种环境污染防治手段,这个技术成果能促使蒸发尾气消耗殆尽,也会合乎标准排放,然而却要耗用大批量的燃料,需在实践中不断加以改进,以免在设备运行中造成对环境的破坏。
1.4垃圾处理厂运行中的问题
毋庸置疑,目前垃圾处置最常用的方法主要有焚烧、填埋和堆肥三种,然而,垃圾处理厂在实际运行中并未顾及到后期对环境带来的损坏,填埋这种方法严重危害大气环境和公众身体健康,不过尚未被叫停;在用堆肥处置垃圾时,占据的土地比较多,设施也显得老套一些。
2.环境污染防治设施的监督管理对策
2.1加强科技攻关,大力发展循环经济,改进固体废弃物处置模式
针对固体废弃物污染的防治在实际运行时遇到的技术性难题,我国需大胆尝试和借鉴发达国家的经验做法,结合目前现状,加大固体污染物的立法力度,改进落后的废物处置模式,创新前沿的、利用再生能力强的、循环程度高的、对环境危害小的新工艺流程,推行综合管理,以科技进步和技术创新加强监督管理的实效性和延续性;促使废弃物变废为宝,特别要加强分类回收利用,推进经济方面的可行度。
2.2注重废水处理技术的革新,摒除落后技术对设施运行的不利影响
我国的废水处理绝不能停留于“初级阶段”,而应在技术上大胆突破,才会有所建树。有鉴于此,环境污染防治部门要投入一定的资金参与技术研发,制定并出台新的废水处理技术政策,对于一些废水处理器械和设备必须定期改进工艺和操作规程。在处理生活废水和工业废水等方面,需研制地埋式生活废水处置设施、压滤机以及气浮机,推动废水集约化、循环化、有序化和综合化应用,提高废水回收和再利用的进程。
2.3创新渗滤液处理工艺以及技术手段
垃圾渗滤液往往水量变化较大,其处理方法必须实现同步改进,有采用生化方法去除COD,努力实现国家规定的排放规范指标;采用物化方法去除渗滤液的重金属、COD,目前物化方法主要用于预处理或与其他方式结合运用;根据渗滤液成分繁杂的现状看,可选用膜生物组合这样一类处置方式,规避相应的处理缺陷。
2.4选取最经济、对环境污染代价最小的垃圾处理工艺
针对现有的垃圾处置可选取最实用、最环保的策略,在垃圾处理过程中不断注入技术力量,依托于创新驱动垃圾处理走向集约化和规范化轨道。在监管的同时遇有对环境严重损坏的环节,需立马停止相应的项目。
3.总结
我们可以看到我国环境污染的防治处置工作需从根本着手,从各个方面统筹兼顾,加强技术革新,改革落后的、不适合于环保新趋势的污染防治设备,重视在实践中解决运行中的不足与缺点,将环境保护落到实处,创造更好的经济效益和生态效益。
【参考文献】
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