生活垃圾渗滤液处理工艺的选择
2011-08-15岳秀萍宋佳萍
岳秀萍,宋佳萍
(太原理工大学环境科学与工程学院,山西 太原 030024)
垃圾渗滤液主要来源是垃圾本身的内含水和降水,一般产生于城市垃圾填埋场,属于城市垃圾衍生的二次污染物。垃圾渗滤液具有复杂多变、氨氮浓度高、色度高、可生化性差等特点,导致垃圾渗滤液处理难度极大,尤其是具有老龄特征的垃圾渗滤液,其氮和难降解有机物的含量很高,难以去除。探索和研究高效、低能耗、经济并适合我国国情的垃圾渗滤液处理技术具有重要意义。
1 垃圾渗滤液处理工艺选择原则
要寻找一个稳定、性价比高且易于管理的垃圾渗滤液处理工艺,应综合考虑地理位置、气候、填埋年限等因素,比较各处理工艺的经济性、合理性、可操作性后确定[1]。总的来说,垃圾渗滤液处理工艺的选择应遵循以下原则:
1.1 处理彻底
对于需要独立处理渗滤液的垃圾场,垃圾渗滤液必须进行处理,以满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889—2008)规定的污染物排放浓度限值,该标准对氨氮、总氮、总磷及重金属等指标都作出了较严格的要求,目前已建城市垃圾填埋场渗滤液处理工艺大多难以满足要求。
1.2 低能耗
一般在众多污水处理工艺中,生化法能耗相对较低,污染物降解较彻底,应根据垃圾渗滤液的性质,在各种条件允许的情况下,优先考虑使用。
1.3 尽量减少后续处理负担
一些物理法处理工艺对渗滤液只是进行简单过滤,污染物存留在浓缩液中,浓缩液的处理即成为负担。当垃圾渗滤液中可生化降解的污染物浓度较高时,应优先选用生化系统来处理,这是由于生化法对污染物能起到真正降解与削减作用,并不存在浓缩液等后续处理问题。
1.4 应进行深度处理
由于渗滤液中难降解污染物占有相当高的比例,另外,随着填埋年限的增加,垃圾渗滤液的可生化性会逐渐变差,完全依靠生化处理工艺难以达到排放的要求。所以,通常需要在生化工艺后增加物化法进行深度处理,一般来说,膜处理工艺具有较好的稳定性和经济性,可作为深度处理工艺。
1.5 应选择自动化程度较高的电控系统
考虑到垃圾渗滤液处理的彻底性和稳定性要求,处理工艺应采用较高精度的仪表,通过设备互锁、流量条件保护、压力条件保护、温度条件保护、pH条件保护等自动判断调节措施,保证系统的安全稳定运行。
1.6 对污泥和浓缩液应有处理方案
污泥和浓缩液中含有大量难生化降解物质及重金属,若处理不当会成为二次污染,严重者还会影响整个处理工艺的运行。故对污泥和浓缩液应有较妥善的处理方案。对一般的垃圾填埋场来说,将浓缩液回灌至填埋区是较为可行的方法。
2 常用垃圾渗滤液处理方法
垃圾渗滤液的处理方法主要包括生物法、物理化学法、组合法和土地处理法等。
2.1 生物法
生物法包括厌氧生物处理法和好氧生物处理法。
厌氧生物处理法的优点是有机负荷高、耗能少、甲烷可回收作为热源、污泥产率低、对无机营养元素含量要求较低、可提高污水可生化性等。常用于垃圾渗滤液处理的厌氧生物法有厌氧滤池(AF)、上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧序批式反应器(ASBR)、厌氧折流板反应器(ABR)等。
与厌氧法相比,好氧处理从耗能、污泥处理费用、对无机营养元素的要求等方面看均不占优势,但好氧处理法的优点是有机物去除彻底、出水水质较好,因此可对垃圾渗滤液进行深度处理。好氧生物处理方法主要包括活性污泥法、生物膜法、序批式活性污泥法、曝气氧化塘等工艺。
2.2 物理化学法
与生物法相比,物化法不受水质水量波动的影响,出水水质稳定,尤其是对难以生物处理的垃圾渗滤液有较好的处理效果,但是处理成本高,不适于大量垃圾渗滤液的处理。物理化学法包括吸附法、化学沉淀、密度分离、化学氧化、离子交换、膜分离技术、气提及湿式氧化法、光电催化氧化等[2-4]。
2.3 组合处理工艺
因垃圾渗滤液水质复杂、处理难度大、单一使用物化或生物法处理很难达到排放要求。研究表明,对高浓度的垃圾渗滤液采用组合处理工艺既经济合理,又高效。
2.4 土地处理法
土地处理法是在人工控制的条件下,通过土壤颗粒的过滤、交换、吸附、沉淀以及生物等作用去除其中的悬浮固体和溶解污染物;土壤中的微生物将废水中的有机物进行转化;土壤中的植被利用废水中的各种营养物生长,并通过蒸腾作用减少废水量。常用的土地处理法主要有回灌法和人工湿地法[5-6]。
3 典型垃圾渗滤液处理工艺流程
3.1 UASB+SBR+微滤+反渗透
本工艺流程对于处理可生化性好的高浓度渗滤液有着很大的优势,渗滤液首先进入UASB厌氧反应器,大部分有机物被去除,后经SBR反应器进一步去除有机物和氨氮,微滤过程能去除水中的悬浮物,再利用反渗透膜的强大分离能力去除水中的胶体和溶解物。反渗透浓缩液混凝压滤后填埋。
3.2 预处理+两级反渗透
垃圾渗滤液经预处理后,通过两级反渗透膜,第二级反渗透膜进一步处理一级反渗透膜透过液,更加彻底地去除污染物。浓缩液回灌至填埋场。本工艺适用于处理可生化性较差的垃圾渗滤液。
3.3 MBR+纳滤/反渗透
本工艺中由反硝化池、硝化池和超滤膜组成的MBR工艺,能有效去除垃圾渗滤液中的有机物和氨氮,污水经过超滤处理后,能降低纳滤或反渗透膜的负荷,延长纳滤或反渗透膜的寿命。本工艺适合处理可生化性能好的垃圾渗滤液,如填埋新建垃圾、填埋场渗滤液。[7]
4 结束语
垃圾渗滤液因为其水质复杂、处理难度大,虽然具有多种处理方法,但都有其各自的不足之处,难以一步到位。因此,在使用一般生化处理方法的同时,还需要采用纳滤或反渗透工艺等膜分离技术进行辅助,才能达到排放要求。对于垃圾渗滤液处理工艺的选择应从环保和经济性角度考虑,综合使用生物法、物化法,简化工艺流程,降低运行成本。
[1]张旭.生活垃圾填埋场渗滤液组合处理工艺的选择及应用现状[J].环保前线.2010,3:33-35.
[2]Liu He,Dong Bin,Song,et al.Coagulation in the leachate treatment[J].Metallurgical Design and Research,2008,(1):22-26.
[3]Yang Deng.Physical and oxidative removal of organics during Fenton treatment mature municipal landfill leachate[J].Journal of Hazardous Materials,2007,146:334-340.
[4]高慧,王敏.垃圾渗滤液处理技术现状及展望[J].环境科学与技术.2010,33(6):198-200.
[5]Varigasa Waittayothin,Chongrak Polprasert.Nitrogen massbalanee and mierobia lanalysis Of constructed wetlands treating munieiPal landfill leaehate[J].Bioresource Teehnology.2007,30(3):565-570.
[6]齐普荣等.垃圾渗滤液处理技术的新进展[J].资源调查与环境.2009,30(3):207-211.
[7]刘国勇.垃圾渗滤液处理工艺分析[J].沿海企业与科技.2010,3:39-40.