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了解垃圾渗滤液处理工艺及技术。
在填埋场设计、运行和管理过程中,渗滤液的处理一直是一个棘手的问题。垃圾渗滤液是垃圾填埋场重力流体的产物,主要来自于雨水和垃圾本身的内含水。在流体流动过程中,由于多种因素都会影响渗滤液的性质,包括物理因素、化学因素和生物因素等,因此,渗滤液的性质变化范围很大。
一般而言,其pH值在4~9之间,COD值在2000~62000mg/L,BOD5从60~45000mg/L时,重金属与城市污水中重金属含量基本一致。
填埋场渗滤液是一种高浓度有机废水,组成复杂,如果不进行处理,就直接排放到环境中,会造成严重的环境污染。为了保护环境,对渗滤液的处理是十分必要的。

一、垃圾场渗滤液处理技术
对目前世界范围内垃圾填埋场处理采用的渗滤液处理工艺进行了综合分析,其处理方法主要有场外综合处理和场外单独处理两种。
而在工艺技术手段不成熟的初期,主要采用的是场外综合处理,相对来说,这种技术手段最简单。
但由于各种条件的限制,如随着环保观念的日益深入人心,对环境保护的要求也越来越高,新建垃圾填埋场离城市中心越来越远,而且垃圾渗滤液具有危害大、污染程度高等特点,不宜与生活污水同步处理。
这样,为了保护环境,降低污水处理厂的处理难度,垃圾渗滤液逐渐走向专业化,而不只是附属于污水处理公司。
接着现行的垃圾渗滤液形成了自成一体的工艺技术体系,多采用场场分开处理。目前所谓的垃圾渗滤液处理技术,也逐渐专指场内分体处理技术。场上的分散化处理技术主要有生物法、物化法和土地处理法三大类,并对这些方法进行了综合应用。
1.生物处理方法。
目前,生物处理技术是垃圾渗滤液处理中应用最广泛的方法之一。
根据氧的供应状况,生物处理工艺技术可分为好氧生物处理、厌氧生物处理、好氧-厌氧结合生物处理等。好氧法处理工艺主要有活性污泥法、生物转盘法和SBR好氧法等。
自21世纪以来,厌氧法技术得到了飞速发展,同时随着垃圾渗滤液中所含污染物中高浓度有机废水的含量逐渐增加,也出现了一些新的工艺技术。废物渗滤液处理工艺技术在增加有机污染物负荷和提高处理效率方面取得了较大进展。
采用生物工艺技术进行处理,具有处理效率高,不产生二次污染,处理费用低等优点,是一种高效、经济的污泥处理方法。
其具体工艺形式有:传统的活性污泥法、稳定池法、生物反应器法、SBR好氧处理工艺、UASB厌氧处理工艺、膜生物反应器厌氧法等。
在这些方法中,“稳定塘法”属于好氧-厌氧生物处理技术中的一种,其工艺技术比较简单,且具有管理难度小、所需资金少等优点,得到了最广泛的应用,但采用稳定塘法处理垃圾渗滤液需要占用较大的面积,且处理周期与污水停留时间较长,且处理规模较大,对大粒径有机分子污染物的处理效果不佳,此外,随着外界气候环境的变化,该方法的净化能力也呈现出较大的不稳定性。

对填埋场前期产生的渗滤液,采用厌氧法处理,可达到去除率70%以上的良好效果。而且由于厌氧工艺在反应过程中不需要消耗能量,与好氧工艺相比,大大节省了反应器的占地面积和能量消耗。
但也存在缺陷,随着填埋年限的延长,填埋堆体产生甲烷的厌氧态逐渐成熟,长期滞留在填埋堆和调节池中的渗滤液处理效果变差。此外,该方法虽然能耗低,污泥用量少,但污水停留时间长,污染物去除率相对较低,且对温度变化较为敏感。
厌氧法具有去除率高的显著优点,但该工艺的缺点是在处理过程中会产生大量的甲烷气体。只要简单地处理,就会产生额外费用。但如果从环保回收的角度来看,在处理垃圾渗滤液的过程中使用所产生的甲烷气体反而会促使处理成本进一步降低。
在此基础上,采用厌氧与好氧相结合的方法处理垃圾渗滤液,特别是对高浓度的有机液体,不仅能充分利用厌氧工艺的高效性,而且能同时将好氧工艺的低成本优势结合起来,可谓相得益彰。
2.物理处理方法。
一般认为,用物理和化学反应的方法来去除垃圾渗滤液中的吸附性有机物和不可溶组分,被称为物化处理法。
通过物化处理,可将渗滤液中难以生物降解的有机物转化为易被生物降解的有机物,从而使原来难以生物降解的有机物更易被清除。
比较常用的物化处理方法有化学氧化法、絮凝沉淀法等工艺方法,这些方法都具有很强的适应液体和液体体积变化的能力。
这种能力对长期被填埋场填埋的陈年垃圾所排出的垃圾渗滤液具有较强的适应性,特别是在使用臭氧进行氧化预处理后,对陈年垃圾渗滤液的可生化性将有极显著的改善和变化。
絮凝-沉降法:实验证明,经过生物处理的垃圾渗滤液经絮凝-沉降后,即使在有机物浓度很低的情况下,也能达到去除效果,但其缺点是,用该工艺处理垃圾渗滤液时,废水多呈酸性或趋向酸性,产生的污泥量较大,而且该工艺处理后的渗滤液含盐量高,氨氮去除率较低。

因此絮凝沉淀工艺的选择应考虑其局限性,而不能只考虑其效率的高低。活性炭吸附处理法:活性炭吸附处理可去除中等分子量的有机物,该特点使其适合于处理较长填埋时间或生物预处理的垃圾渗滤液。
采用生物法工艺技术处理垃圾渗滤液,具有管理和运行简单、费用低廉等优点。但是它的缺点也是显而易见的,特别是当垃圾渗滤液的水质和水量变化较大时,生物法工艺技术手段往往难以适应,难以调整。
当垃圾渗滤液重金属浓度升高、氨氮含量升高时,生物法工艺技术对微生物活性的抑制作用明显。物化-生物法的综合运用虽然可以有效地避免这一问题,但随之而来的水处理成本急剧上升等问题,也对垃圾填埋场的运行造成了严重影响。这就要求对垃圾渗滤液处理工艺进行有效的改进和优化,使其既能提高处理效率,又能有效地控制成本。
二、新的垃圾渗滤液处理技术。
1.冷凝-化学沉淀法。
对垃圾渗滤液进行混凝处理,是通过加入混凝剂,使渗滤液中无法被重力去除的微量污染物质与絮凝剂一起聚合,形成大颗粒,在重力作用下快速沉降,分离出渗滤液,从而减少渗滤液中的污染物质。
化学法是将化学药剂添加到渗滤液中,使渗滤液中的污物与化学剂发生反应而产生沉淀物,从而将污物排出的一种处理方法。
2.低氧好氧活性污泥工艺。
低氧好氧活性污泥法和SBR法等改进的活性污泥处理工艺,由于其能保持较高的运行负荷和较短的运行时间,比传统的活性污泥处理工艺更为有效。
利用同济大学徐迪民等低氧-好氧活性污泥法对垃圾填埋场渗滤液进行处理,实验表明:在受控运行条件下,采用低氧-好氧活性污泥法对垃圾填埋场渗滤液进行处理,取得了良好的效果。CODCr<300mg/L、BOD5<50mg/L(平均为13.3mg/L)和SS<100mg/L(平均为27.8mg/L)分别相应降低了最终出水的平均CODCr、BOD5和SS<466mg/L和3502mg/L。总除除率分别为CODCr96.4%,BOD599.6%,SS83.4%。
3.薄膜处理技术
膜处理技术是水处理技术中的一种常用技术,该技术主要是使污水在一定的压力下流过隔膜,在此过程中,由于水分子量较小,可以通过隔膜,而水中的污染物质分子量大于隔膜孔径,被隔膜所截留,从而分离出水中的污染物质,达到净化污水的目的。根据膜孔径的不同,水处理中常用的膜分为超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。当前应用于垃圾渗滤液处理的膜主要为反渗透膜和超滤膜。
4. 高级氧化处理技术
垃圾渗滤液的高级氧化处理技术包括氧化剂氧化、电解氧化和光催化氧化技术。氧化剂氧化是通过向垃圾渗滤液中加入强氧化剂,利用强氧化剂将渗滤液中的有机物氧化成小分子的碳氢化合物或完全矿化成二氧化碳和水,从而达到去除渗滤液中污染物目的的处理技术。

电解氧化是使渗滤液中的污染物质在电极上直接发生电化学反应转化为二氧化碳和水或在电化学转化过程中产生短寿命的•OH等自由基,通过自由基降解污染物质的渗滤液处理技术,渗滤液的电解氧化过程为不可逆过程。光催化是通过
TiO2做催化剂,利用光照提高•OH的产率,使渗滤液中污染物质更多更快被氧化分解的处理技术。垃圾渗滤液处理中常用的氧化剂是H2O2和O3。
结论
当前我国的垃圾渗滤液处理以生物处理技术为主,而国外的垃圾渗滤液处理以物理化学处理技术的研究和应用为主。
而对于垃圾渗滤液这种高浓度、成分复杂的废水来说,仅靠生物技术无法将其处理达标排放,特别对于“老龄”垃圾渗滤液来说,生物处理基本没有任何效果。
实际上,我国大部分垃圾卫生填埋场的渗滤液处理并未达到我国制定的标准就排放了,这种情况造成了严重的地下水污染。
而就渗滤液的物化处理技术来说,混凝沉淀可去除渗滤液中大部分的悬浮物和高分子有机物,但产生的化学污泥难于处理。
活性炭吸附仅对渗滤液中分子量小于1000的物质有吸附去除能力,且吸附处理的费用很高。
膜处理技术一次性投资和运行费用均极高,除我国少数小规模且出水水质要求高的渗滤液处理外,不适合我国大部分垃圾填埋场的渗滤液处理。
电化学氧化和光催化氧化技术不仅处理成本高,不能满足大规模处理的要求,而且反应装置极难在实际工程应用中实现。
相比之下,渗滤液的化学催化氧化技术尽管存在常用氧化剂(臭氧和过氧化氢)价格较高的问题,但可以通过合成新型催化剂减少氧化剂的使用量和提高氧化剂的利用率,从而降低渗滤液处理成本。
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