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    淺談垃圾滲濾液

    摘要:垃圾滲濾液的來源、特點及其危害,簡單分析滲濾液的幾種處理工藝,展望今后發展方向。

     

    垃圾滲濾液是指來源于垃圾填埋場中垃圾本身含有的水分、進入填埋場的雨雪水及其他水分,扣除垃圾、覆土層的飽和持水量,并經歷垃圾層和覆土層而形成的一種高濃度廢水。

    垃圾滲濾液的性質隨著填埋場的運行時間的不同而發生變化,這主要是由填埋場中垃圾的穩定化過程所決定的。垃圾填埋場的穩定化過程通常分為五個階段,即初始化調整階段(Initial adjustment phase)、過渡階段(Transition phase)、酸化階段(Acid phase)、甲烷發酵階段(Methane fermentation phase)和成熟階段(Maturation phase)。

    五個階段的具體內容 

    1、初始調節階段:垃圾填入填埋場內,填埋場穩定化階段即進入初始調節階段。此階段內垃圾中易降解組分迅速與垃圾中所夾帶的氧氣發生好氧生物降解反應,生成二氧化碳(CO2)和水,同時釋放一定的熱量?!?/span>

    2、過渡階段:此階段填埋場內氧氣被消耗盡,填埋場內開始形成厭氧條件,垃圾降解由好氧降解過渡到兼性厭氧降解。此階段垃圾中的硝酸鹽和硫酸鹽分別被還原成氮氣(N2)和硫化氫(H2S),滲濾液PH開始下降?!?/span>

    3、酸化階段:當填埋場中持續產生氫氣(H2)時,意味著填埋場穩定化進入酸化階段。在此階段對垃圾降解起主要作用的微生物是兼性和轉性厭氧細菌,填埋氣的主要成分是二氧化碳(CO2),滲濾液COD、VFA和金屬離子濃度繼續上升至中期達到最大值,此后逐漸下降;PH繼續下降到達最低值,此后逐漸上升。

    4、甲烷發酵階段:當填埋場H2含量下降達到最低點時,填埋場進入甲烷發酵階段,此時產甲烷菌把有機酸以及H2轉化為甲烷。有機物濃度、金屬離子濃度和電導率都迅速下降,BOD/COD下降,可生化性下降,同時PH值開始上升?!?/span>

    5、成熟階段:當填埋場垃圾中易生物降解組分基本被降解完后,垃圾填埋場即進入成熟階段。此階段由于垃圾中絕大部分營養物質已隨滲濾液排除,只有少量微生物對垃圾中的一些難降解物質進行降解,此時PH維持在偏堿狀態,滲濾液可生化性進一步下降,BOD/COD會小于0.1。

    垃圾滲濾液水質復雜,含有多種有毒有害的無機物有機物。其中有機污染物經技術檢測有99種之多,還有22種已經被列入中國和美國國家環保署的重點控制名單,一種可直接致癌,五種可誘發致癌。

    垃圾滲濾液垃圾滲濾液具有以下基本特征: 1 污染物濃度高,CODBOD5大多為工業污染物國家排放標準的幾十倍以上。 2 既有有機污染成分,也有無機污染成分,同時還含有一些微量重金屬污染成分,綜合污染特征明顯。 3 有機污染物含量多,成分復雜。有機物、NH3- N 、SS 、氯化物含量高,有害微生物種類多、數量大。其中有機物有難以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化物,磷酸酯,鄰苯二甲酸酯,酚類化合物和苯胺類化合物等。  4 滲濾液中微生物營養元素比例嚴重失調。其中的氨氮濃度很高,其營養比例比生物法處理時微生物生長所需要的營養比例相去甚遠。

    目前,我國大部分城市以衛生填埋作為垃圾處理的基本方式,而填埋過程中產生的大量垃圾滲濾液,如不妥善處理,會對周圍的水體和土壤造成嚴重污染。

    福建省新科環保技術有限公司針對垃圾滲濾液提出以下處理方法:物理化學法和生物法。物理化學法主要有活性炭吸附、化學沉淀、密度分離、化學氧化、化學還原、離子交換、膜滲析、氣提及濕式氧化法等多種方法,在COD20004000mg/L時,物化方法的COD去除率可達50%87%。和生物處理相比,物化處理不受水質水量變動的影響,出水水質比較穩定,尤其是對BOD5/COD比值較低(0.070.20)難以生物處理的垃圾滲濾液,有較好的處理效果。但物化方法處理成本較高,不適于大水量垃圾滲濾液的處理,因此目前垃圾滲濾液主要是采用生物法。

    生物法分為好氧生物處理、厭氧生物處理以及二者的結合。好氧處理包括活性污泥法、曝氣氧化池、好氧穩定塘、生物轉盤和滴濾池等。厭氧處理包括上向流污泥床、厭氧固定化生物反應器、混合反應器及厭氧穩定塘。

    1、好氧生物處理法

    美國和德國的幾個活性污泥法污水處理廠的運行結果表明,通過提高污泥濃度來降低污泥有機負荷,活性污泥法可以獲得令人滿意的垃圾滲濾液處理效果。例如美國賓州一家污水處理廠,其垃圾滲濾液進水的CODcr600021000 mg/L,BOD5300013000 mg/L,氨氮為2002000 mg/L。曝氣池的污泥濃度(MLVSS)600012000 mg/L,是一般污泥濃度的36倍。在體積有機負荷為1.87kgBOD5/(m3·d)時,F/M0.150.31kgBOD5/(kgMLSS·d),BOD5的去除率為97%;在體積有機負荷為0.3 kgBOD5/(m3·d)時,F/M0.030.05 kg BOD5/(kgMLSS·d),BOD5的去除率為92%。數據說明,只要適當提高活性污泥法濃度,使F/M0.030.31 kgBOD5/(kgMLSS·d)之間(不宜再高),采用活性污泥法能夠有效地處理垃圾滲濾液。
         
    許多學者也發現活性污泥能去除滲濾液中99%BOD5,80%以上的有機碳能被活性污泥去除,即使進水中有機碳高達1000 mg/L,污泥生物相也能很快適應并起降解作用。在低負荷下運行的活性污泥系統,能去除滲濾液中80%90%COD,出水BOD5<20mg/L。對于COD 400013000 mg/L、BOD5 160011000mg/L、NH3N 87590mg/L的滲濾液,混合式好氧活性污泥法對COD的去除率可穩定在90%以上。
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    、厭氧生物濾池

    厭氧法主要利用微生物的厭氧發酵水解使有機物得到降解去除。但單獨使用厭氧工藝無法使出水水質達標。加拿大Toronto大學的J.G.Henry等也在室溫條件下成功地用厭氧濾池分別處理年齡為1.5 年和8年的填埋場滲濾液,它們的COD各為14000mg/L4000mg/L,BOD5/COD各為0.70.5,當負荷為1.261.45kgCOD/(m3·d),水力停留時間為2496h時,COD去除率均可達90%以上。當負荷再增加,其去除率也急劇下降。由此可見,雖然厭氧濾池處理高濃度有機污水時負荷可達520kgCOD/(m3·d),但對于滲濾液其負荷必須保持較低水平才能得到理想的處理效果。

    3、厭氧與好氧的結合法

    厭好氧處理滲濾液工藝I-BAF工藝為主要處理工藝,其他處理工藝相結合。經過預處理的污水,可采用生物處理達到一定的標準。

    福建省新科環保技術有限公司為江蘇省洪縣垃圾填埋場設計的工藝選用厭氧生物濾池(AF)和曝氣生物濾池(I-BAF)相結合作為生物處理工藝,厭氧生物濾池利用厭氧微生物的水解、發酵、酸化作用,大量降低COD,提高污水的B/C值,通過反硝化菌實現脫氮,還可降低污水處理的成本;厭氧生物濾池的出水進入曝氣生物濾池進行好氧處理,通過好氧菌使有機物轉變為二氧化碳和水,氨氮轉變為硝酸根和亞硝酸根,微量重金屬離子與微生物螯合而得以去除。生物處理所選用的微生物是高效專用微生物與復合酶制劑,該產品是采用基因工程的手段對自然微生物的強化與改性,提高了微生物的活性及適應性,可有效的降解污水中的芳烴、酚、萘等難降解有機物。

    此垃圾滲濾液原水含CODcr≤15000mg/L ,BOD ≤10000 mg/L,氨氮 ≤1800 mg/L,SS≤2500mg/L,PH = 57。經I-BAF工藝處理后出水水質達到《綜合污水排放標準》GB8978-2002一級標準,去除率達90%以上。

    可見多種方法應用于滲濾液的處理是可行的。在有條件的地方修筑生物塘,同時采用水生植物系統處理滲濾液,不僅投資省,而且運行費用低。土地處理也受到人們的重視,但在滲濾液的處理中選用尚少。生物膜法和活性污泥法有成熟的運行管理經驗,近年來結合采用厭氧+好氧工藝生物處理滲濾液較多。但修建專用的滲濾液處理廠投資大,運行管理費用高,而且隨著填埋場的關閉,最終使水處理設施報廢,故應慎重選用。

    垃圾填埋場滲濾液的控制和處理是保證垃圾的長期、安全處置的關鍵。因此,對滲濾液處理的研究至關重要。針對垃圾滲濾液的特點選用最適用的處理工藝,同時垃圾填埋的穩定化研究也是必須的。促進填埋垃圾的穩定化,不僅可以縮短填埋垃圾的穩定化時間,提高產氣速率,而且可以縮短垃圾滲濾液產生的周期,在一定程度和范圍內改善滲濾液的處理難度。

    注:本文由福建省新科環保技術有限公司編輯修改,轉載請注明出處。

     

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