垃圾渗滤液处理技术

垃圾渗滤液处理技术内容摘要：

生物处理后对 NH3 一 N 和 COD 的去除率均在 90％以上，工艺流程如图 3 一 6 所示。 郑金伟等采用 UASBF_SBR 工艺对鞍山垃圾填埋场的渗滤液进行处理， 主 要技术参数为处理能力 Q = 300m3/d ，设计进水 COD = l 104~ 104mg/L， NH3 一 N=800 一 1500 mg /L, SS=2020~4000mg / L。 设计出水 COD≤ 300mg /L , NH3 一 N ≤ l5mg / L , SS≤ 200mg/L，其处理工艺流程如图 3 一 7 所示． 运行证明，该系统对 COD 的去除率为 94 ％一 98% , NH3 一 N 的去除率大于 99 %，出水水质满足设计要求，符合 《生活垃圾填埋污染控制标准》（ GB 16889 一 1997 ）中的垃圾渗滤液二级排放标准。 二、国外垃圾 渗滤 液典型处理工艺 垃圾渗滤液的处理技术，国外比国内开展的更早，有些技术更先进。 日本有关专家曾应用生物活性炭流化床工艺处理老的垃圾填埋场渗滤液，利用生物吸附和生物降解双重功能，去除渗 滤液中的有害物质。 SBR 因其工艺优势，为国外渗滤液处理研究者较早的应用，近年来，国内也有成功的应用范例，采用典型的厌氧（ UASB ) ＋好氧（ SBR）处理工艺。 UASB 工艺对高浓度有机污水的处理效果明显，对难降解有机物的去除率相对较高； SBR 工艺对污水处理效果相对比较稳定，抗负荷能力强。 膜分离技术在垃圾填埋场渗滤液的研究应用，国外学者也作了大量工作，德国 Rauten bach 20 世纪 80 年代末在德国建立了 RO 膜渗滤液处理厂，该处理厂采用二级 RO 处理，其渗滤液经 蒸 发进一步浓缩后 ，最终以发电厂的飞尘固化，净化效果很好，美国有关专家采用混合 膜过滤技术处理垃圾渗滤液 ， TOC 去除率达到 95％以上。 三、垃圾渗 滤 液处理技术的发展 在城市垃圾逐年增长、城市垃圾减量化、无害化、资源化的同样短时间内尚难实现之前，卫生填埋技术仍不失为垃圾处理的一种好的方法。 我国城市垃圾处理以往大都露天堆置，严重污染环境， 20 世纪 80 年代，开始逐步采取简单填埋，并步人卫生填埋垃圾的起始阶段。 我国城市垃圾的填埋率约占全部处理量的 70%以 上 ，高温堆肥占20％左右，焚烧处理所占比例更小。 可见卫生填埋方法居其他各种 垃圾处理方法之首。 因此，在当前和今后一个时期，卫生填埋将是垃圾处理的一个不可或缺的手段之一，仍然是大多数国家选择的主要处理方式。 所以，垃圾渗滤液的处理技术研究也在深入开展，主要有以下几个方面。 1． 垃圾渗滤液处理方式的优化 本章第二节中述及垃圾渗滤液的四种处理方式，但究竟采用哪种处理方法，要视具体情况而定。 应结合地区优化技术、优化原则，根据填埋场的周围环境、水文、地质条件、水量与水质情况进行全面分析，立足当前，谋划长远，最大限度地突出技术先进、经济可行的目标。 在垃圾填埋场基底没有天然隔 水层的情况下，要对填埋场采用防渗处理。 以防止或减少垃圾渗滤液对周围环境和地下水的污染。 防渗处理的主要工程措施是 设置 垂直防渗和水平防渗系统。 对于一些属于独立水文地质单元的山谷型填埋场，一般在其下游建截污坝，采用垂直防渗漏系统 （ 帷幕灌浆）将垃圾渗滤液截在截污坝一侧。 对于一些平原型填埋场，填埋场的基底在地表浅层，防渗工程主要是基底的水平防渗。 另外，要最大限度地减少渗滤液的产生量，努力实现清污分流，并尽可能的对渗滤液进行安全回喷。 3. 垃圾渗滤液相关数学模型的研究 世界各国在针对垃圾渗滤液处理的研究和应用推广的同 时，开展了有关的理论研究，建立了一些数学模型，为放大设计提供了依据。 4 ．垃圾渗滤液中氨氮的去除 污水排放标准的日趋严格是目前世界各国普遍的发展趋势，以控制水体富营养化为目的的氨氮去除已成为各国主要的奋斗目标。 水体富营养化在我国已成为突出的环境问题。 由于长期污染，造成水体中 营养盐异常高的背景浓度，使水环境变得非常脆弱，外部环境的微小变化就会使水体营养状态发生急转，引起水华频频暴发，在此种情况下，氮磷污染物控制去除技术。 水体富营养化发展态势预测、富营养化控制技术等方面的研究及相关技术的应用成为水环境污染控制 日益紧迫的课题，发展可持续污水处理工艺，以较综合的方式来解决污水处理和减少二次污染问题变得势在必行。 垃圾渗滤液中会有较高的 NH3 一 N 浓度，且氨氮浓度随着垃圾填埋年数的增加而增加，一高达数 千 毫克／升。 高浓度的游离氨会影响微生物的活性，降低生化处理的效果，加重受纳水体的污染程度，是垃圾渗滤液处理的一个难题。 因此，国内外学者将垃圾渗滤液中的氨氮脱除作为重点，开展研究，取得了可喜的成就。 5 ．垃圾渗滤液的土地处理 垃圾渗滤液的土地处理，主要包括对已封场的填埋场进行回灌，对填埋场附近的林地、草地进行灌溉和在 垃圾填埋场附近营造人工湿地对渗滤液进行处理的技术。 土地处理，主要是利用上壤一微生物一植物系统的陆地生态系统的自我控制机制和对污染物的综合净化功能来处理污水，使渗滤液中的有机物和氮发生转化，通过蒸发作用减少渗滤液的产量，实现废水资源化和无害化。 人工湿地是近十几年才出现的一种新的渗滤液土地处理技术，国外也有采用，现已在美国、澳大利亚和欧洲等十多个国家和地区得到广泛应用。 它是人为创造的一个适宜 水生植物或湿片植物生长的环境。 由于垃圾填埋场大都在农田和树林，应该说在资金有限的条件下，此种方法比较适合我国国情。 但也存在 渗滤液处理不彻底，氮化物的降解速度缓慢，人工湿地产生淤塞现象，容易造成二次污染和需经常清淤以及增加人工湿地的维护困难等弊端。 因此，必须对渗入土地的渗滤液量进行合理的调控，以减轻或避免二次污染。 6 ．垃圾渗滤液处理技术的发展 卫生填埋场作为垃圾最终处置的方法之一，在今后一端时间内仍将占有重要地位．仍是大多数国家主要的处置方式。 伴随着水环境污染和水质营养化 问 的尖锐化以及公众环境意识的增强，作为垃圾填埋场主要污染源之一的渗滤液的控制将会更加严格，主要措施除采用人工防渗层，提高垃圾防渗水平外，加强渗滤液收集和处理 ，防止对地下水的污染，将作为主要的目标。 除上述处理工艺外，膜分离技术将是今后垃圾渗滤液处理的主导工艺，等离子体和电子加速器等其他新兴水处理技术的应用，也是可能的。 第 3 章垃圾渗滤液的就地循环处理技术 在 垃 圾填埋 工 艺 的 整个使用期间，均会产 生垃 圾填埋气体和渗滤液，它们会对周围 环 境造成污染。 因 此．渗滤液的治理、 垃圾填埋气体的预防控 制和 监测 措施必须在多 年内持 续进行。 为 了延长 垃圾 填埋 场 使用期限。 应 首先 致力 于 使 其快速稳定。 而 垃圾中的水分被认为 是 影响垃圾 降解和填埋气体产 生最重 要的 参数 ， 而且当 水分含 量 超过填埋场持水 容量 时， 填埋 场内的流 动 液 体 将携带 营养物质 ；细菌、碱度迁移到其他 区域 ，形 成 有利 于 增加 填埋气体产量 和使垃圾快速稳 定 的环境。 通过将垃圾渗 滤 液在固 定填埋区 进行循环．能使垃圾 填埋 场达到快 速稳定．并在 一定 程度 上 处理了渗滤液，均衡了处理流 量。 垃圾渗滤液就地循环处理技术概述 垃 圾渗滤液就地循环处理基 本 原理 20 世纪 八十 年代以来，欧洲和 美 国就已利用可 控制 的渗滤液循环系统来 治理 垃圾 填埋 场的渗滤液， 其基 本 原理 就是在方防渗衬层的 垃圾 填 埋 场中， 设置垃 圾渗滤液的收集系统 ， 将 产生的 渗滤液回流至垃圾填埋场 中 进 行 循环，这样 可 以提高应 废物 的稳定 性 ，增 大 填埋气休的 产 率， 且 与 未 实现循环的 填埋 场相比 可 减少必须处理的渗滤液体积。 多数 情况 下，人们把渗滤液循环 描述 为同种液体 多 次地从垃圾 填埋场 的顶部到底部 连续不断 的流动。 许多 垃圾填 埋场现场运 行的工作人员发现．渗滤液循环也会带来一些负 面 影啊．如渗滤液的渗漏．臭味的增加和对 垃圾填埋 场运行的 干 优。 因此， 许多工作者目前 正在考虑对渗滤液循环采取较保 守 的 方 法．即在 利用 此过程的同时避免可能产 生 的问题。 与典型的多次途径 渗滤 液循环相比，较保守的 方 法是使全部的 固 体废物均匀地变湿， 同时填 埋场较 大 的区域范围内 不增大 孔隙压力， 因 为孔隙压力的增加会造成渗滤液的渗漏和减少斜坡稳定的安全因素。 而 由于 废弃物具有非均质特 性。 在水分达到饱和前孔隙压力就已增加。 垃 圾渗滤液循 环 处理的优点 促 进 拉圾加速降解 对垃圾降解影响 主 要的 环境 因素包括 pH 、 营养 成分、 毒 素含 量 、水分含 量 、颗粒大小以及 氧 化还原电位等， 而其中最 关键的参数是水分含 量。 只 有 水分适度， 才 能加 快垃圾中 微 生 物群落和 生 物催化 剂 ― 酶的活 性， 才能激活 垃 圾的 降 解速率。 一 般垃圾含水率平均为 28% ．使微生物最活跃需要维持 55％的含水率，为此最好的办法 是从集水池中用 泵 提升，通过喷灌器向 垃 圾堆顶层或通过 专有管道打 回流， 使 渗滤液又回到 垃圾堆 层。 回流循环 可使垃圾本 身成为载体，使有机物 物在微生物的分解 下尽快 形成生物膜，当 富 含 COD 的渗 滤 液通过己形成的 生 物膜 时 ．使 滤 液中的水得到净化。 而 由于 垃圾中保持了 适 量 的水分，促使菌群和微 生物酶活性增 强， 也就自 然加速了垃圾中 有机物成分的 快速降解。 减少渗滤液流量 渗 滤 液通过回 流 蒸发 而 减少 水量。 据 研 究得知，在降水 量 小 于 100mm的地区， 其 所有的降水都会被蒸发掉。 有效 固 结重金属 垃 圾填埋后，原则 上 经历 着 如 下几 个阶段．即过滤阶段、产 酸 阶段 ，甲烷 发酵阶段和稳定阶段。 当有适量水分以 维持 菌群 活性 时， 即 产 生了 生 化降解的 适宜 环境．这时进入过滤阶段。 在垃圾层 中 当水分达到过饱和状态时．则发 生 了好氧向厌氧的转变． 接着 硝酸 盐 和 硫酸盐 被还原．填 埋 层中 02 被 CO 和 CO2 所取代，形成 一 种还原环境，这时．便促进了挥发 性 有机酸的积累，此时 垃圾处于连续 水解状态，有机酸进一步 富 集， pH 下降，金属 也 开始发 生 变化，与酸发酵菌相关的 活 性 生 物 量 在增 长 ，营养物质在消耗。 而当 中间 酸 产物被甲烷菌所消耗， 硫酸盐 和 硝酸盐 等分别还原为 硫 化物 和氨时．受碳酸氢盐类缓冲作 用的 控制 ， PH 开 始回升．进 而 支持甲烷菌的增长．这时适当把握时机 将渗滤液回流到进入 甲烷发酵 阶段的垃圾 中 ，则渗流液 中 的重 金属将发 生 质的变化。 渗流液 中 的 重 金属 便 进入处 于还 原阶段的垃圾层中， 由于 PH 呈碱性， 这 时 形成 不溶 的 金 属的氧氧化物和硫化物沉淀。 又由于 垃圾在进入 甲烷 发酵阶段后很快进入稳定态．进入稳 定态就 意 味着垃圾 中 的有机质已转化为 腐殖质。 而 腐殖质 对金属能起 螯合 作用，形成了难 以流失 的 沉淀 性络合物， 使 重 金 属得到固结。 有利于反硝化脱氮，防止污染地下水资源 渗滤 液回流可使 垃圾 填埋 场上层 干湿交替 ． 而 下层处 于 厌氧状态．此层反硝化过程占优势，细菌能利用 硝酸根离子代替 02 ，将 硝酸根离子 还原为 亚硝酸根离子 和 N2 ，使 亚硝酸根离子 消失或减少．从 而减 少对地 下 水环境的污染。 .5 有利 于 垃圾中有机物的气化 人们 期待 将 垃圾 填埋场 中 的有机物尽 可 能多地转变成腐殖质或将其中的 有机碳尽 可 能多地转化为碳氢化合物，而不是渗滤液。 德国人的试验表明，加 大 回流，可 大大 促进垃圾 填埋 场的产气率和产气 量。 为此把渗滤液中的 有 机物 重新 送回填理场．可促使 其 转化为气体如 CO CO 和 CH4 等。 促进垃圾填理场的稳定化 通过渗滤液回流，加速了 垃圾中有机 物尽 快 降解和向腐殖质 方 向转化，这样就 是 使垃圾更趋 于 稳定，促进 垃 圾堆提前沉 实 ，缩小 体 积，腾出更多的空 间 ， 可 堆积和 填埋更 多的垃圾．延 长 垃圾 填 理场的服务年限。 垃圾 渗滤液循环对城 市 固体废物填理场运行特性的影响 由生 产规模的垃圾渗滤液循环 填埋 场的运行 数据 验证了中试和实验室 研 究的观测结 果 ， 即 渗滤液的循环加速了 填埋 场的 稳定过程 ，渗滤液本身 也 得到了处理， 增 强了 生 物气的产生。 由于 已经获得了生产 规模 渗滤液循环填 埋 场的设计和运行经验，渗滤 液 循环的优越性 将会 充分体现．这包括 由 增加生物 气的 利用 机会 ．减少渗滤液处理设施所需的费用，避免了长期的监测，解决了 长 期的 安 全问题，以及 封闭 后的填埋 场的回收和利用的潜力等而获得的经济效益。 3. 2 垃圾渗滤液循环处理系统 生物反应器技术 垃圾填埋生物反应器技术．是在传统 的卫 生填埋技术的 基础上 发展起来 的，其核心是通过 有 日的的渗滤 液 回灌控制系统．强化填理 垃 圾中微生物的生物过程。 从 而 加速 垃 圾中 可 降解 有。