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城市垃圾填埋场渗滤液处理方案分析

2018-10-20汤娟

环境与发展 2018年7期
关键词:处理工艺现状

摘要:近年来,城市垃圾卫生填埋技术被广泛运用于日常生活之中,由此引发的对二次环境污染问题的探讨也变得更加深刻。其中,作为核心技术之一的渗滤液处理方法和技术也逐渐引起了人们的关注。考虑到渗滤液水质水量十分容易变化的特点,当前依旧没有合适的处理方案,通常都需要根据当时的具体情况,以及一些其他的经济特点制定方案。文章首先论述了国内现有的城市垃圾填埋场渗滤液处理工艺,着重强调了脱氮工艺、膜深度处理和浓缩液问题的重要性,同时对它们的优缺点进行了剖析,并介绍了如何进行渗滤液处理工艺路线的選择。

关键词:垃圾渗滤液;浓缩液;处理工艺;现状

中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:2095-672X(2018)07-0057-02

DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.031

Analysis of treatment scheme for leachate in municipal landfill

Tang Juan

(Administration of Environmental Sanitation, Wanzhou District, Chongqing 404000,China)

Abstract: In recent years, the sanitary landfill technology for urban waste has been widely used in daily life, and the discussion of secondary environmental pollution caused by this has also become more profound. Among them, one of the core technologies of leachate treatment methods and technologies has gradually attracted peoples attention. Considering that leachate water quality and quantity are very easy to change, there is still no suitable treatment plan, and it is usually necessary to formulate plans according to the specific conditions at that time and some other economic features. The article first elaborated on the domestic leachate treatment process in domestic urban landfills, and emphasized the importance of denitrification process, membrane depth treatment and concentrates, and briefly analyzed their advantages and disadvantages. How to choose the leachate treatment process route.

Keywords:Landfill leachate;Concentrate;Treatment process;Status

就当前来看,国内的渗滤液处理技术依旧存在很多问题,还有很长的路要走。不过,可以预见垃圾渗滤液技术未来的走向,必然是要先择取科学的渗滤液处理方案,与此同时,还不能影响周围的环境,要做到降污染、降能耗、少排放的高指标。

1 渗滤液的产生

国内对垃圾最常进行的处理方法就是进行掩埋。而在这个过程中就会发生渗滤液的相关问题。渗滤液的组成差别很大,一般会受到填埋场运营周期、地表厚度、垃圾组成等因素影响。此外,还和气候变化、当地地质情况密切相关[1]。渗滤液来源于三大部分:一是外界环境水分流入垃圾内部;二是垃圾原来就带有的水分;三是来自于生物分解的产物。因为渗滤液来源甚广,因此几乎不可能找到其存在的共性,其本身的复杂性和污染性就注定了它们个体差异巨大。要是不经过严谨地处理而排放出去,对环境造成的损失将是不可估量的。以环保为目的进行渗滤液处理是很有必要的。

2 渗滤液的特性

较之于其他污水,渗滤液情况比较特殊,其自身性状决定了它很难被处理,一般可以从以下几点看出:

(1)从组成成分上来看,渗滤液中有害物质众多。据不完全统计,有机污染物这一大类就有77种之多。(2)渗滤液中的化学需氧量检测值高出普通污水几个数量级,危害巨大。(3)由于垃圾组成极为复杂,因此渗滤液中包含诸多金属离子,它们对环境的危害也是很严重的。(4)氨氮含量高出正常标准值,而且随着填埋场工作时间的增加,这一浓度还在不断地上升,这一指标将会直接抑制用于降解的微生物的活性。(5)营养元素的组成比例严重失调[2]。这一系列原因,都给垃圾渗滤液的处理制造了不小的难题。

3 渗滤液处理的方案

仔细研究渗滤液处理技术的发展,我们可以看到,这其实就是国家排放标准的演变历程。

3.1 厌氧+好氧生化处理

20世纪的80、90年代渗滤液处理技术刚起步,其主要的研究任务就是处理污水中的有机物,这一般都是以微生物处理为主,根据国家污水排放标准来看,基本在三级水平。

3.2 氨吹脱+生化处理+混凝物化

时间推进到20世纪90年代后期,国家出台标准将垃圾渗滤液处理排放划定了三个标准,国内大多建好的处理厂都进行了一定程度的改良,采取的措施就是增多物化处理单元。

3.3 上流式厌氧污泥床(UASB)+SBR+CMF+反渗透(RO)

这个工艺在国内的渗滤液处理历程上意义非凡,最开始见于广州兴丰生活垃圾处理场的处理工艺。它的创新之处在于在渗滤液处理领域,创造性地融合了膜处理技术,在现如今,生化处理与膜技术的有效融合才能够进行有效处理[3]。自从运用了反渗透膜分离技术,渗滤液的处理效果得到了极大改善,有时候甚至能够达到一级标准,更好的还能够达到回用水标准。经过长时间对现场问题的调研和处理,总结了大量渗滤液问题处理经验,这必将极大地推动该行业的向前发展。

4 膜生物反应器(MBR)+反渗透(RO)/纳滤(NF)

相较于上述的2、3种工艺,这种对渗滤液的处理效果更好,这也是其被广泛采用的原因。随着膜深度处理技术的不断优化,它的经济成本也在逐渐减小。

4.1 厌氧单元的取舍

经过研究发现,填埋场前期的渗滤液有着很高的生化性,可以适当加入厌氧单元,这样做的好处就是能够减轻好氧单位的工作负荷,节省一定的运行成本。不过那些已然工作很多年的填埋场,它的水可生化性就非常低了,此处不能进行厌氧处理,因为这会剥夺好养单位的碳源,故而,当前国内很多渗滤液处理厂都不会添加多余的厌氧环节[4]。

4.2 MBR膜生物反应器的应用与改进

一般来说,渗滤液处理厂能够使用的土地很小,但是该厂又有一些占地要求,这时候MBR工艺的优势就体现出来了,相比之下,它的处理工艺更加高效,对土地的利用率更高,因此被业界广泛采用。相关国家标准显示,国内规定对氨氮、总氮的排放要分别控制在25mgL、40mgL之内,对于生化部分必须要尽可能将氮物质去除掉,一般要求去除率要达到90%以上,不然之后的膜深度处理环节就很难达到规定了。如果情况特殊,要实现更高的脱氮率,可以建议使用复合MBR工艺。在进行碳源的选取时,可以留意周围有没有粪水池等生化污水,这将是性价比最高的碳源,要是没有找到就需要额外购买碳源,这样就要花费多余的成本了。

4.3 反渗透(RO)和纳滤(NF)的应用与组合

反渗透的作用就是革除所有的杂质,反渗透膜的设计就是为了去除污染物的,它只允许水、小分子和低价离子经过,对生化部分有一定的要求,不过明显比纳滤要小很多,故而,反渗透的作用还是很大的,它为渗滤液的合理排放构筑了坚实的防線,然而,该项性能越是优良,就越表明RO浓缩液的问题越严重。在多年的工程实践中,对于反渗透还是纳滤的选择一直没有准确的规则,这也困扰着大多的使用者。

举个例子,正在施工的重庆市万州区长岭生活垃圾处理场渗滤液处理改造工程,在使用反渗透(RO)和纳滤(NF)选择上存在困扰,经反复论证,结合长岭生活垃圾填埋场渗滤液水质特点,最后设计方案采用了“水解酸化+两级硝化/反硝化+外置UF+两级STRO工艺”处理工艺。

4.4 MVC蒸发处理工艺

MVC蒸发处理工艺从本质上来看,就是使用纯物化措施展开液体浓缩的设备。这在理论上是被反复论证过的,不过在国内一直没有走向工业化,主要存在的问题有很多,比如结垢和清洗问题、反应器的材料和使用寿命问题等。必须要注意的是,MVC蒸发处理工艺也将不可避免地制造出浓缩液,这就会涉及它的处理和走向问题。

5 浓缩液的处理

从当前来看,国内很多填埋场都会使用回灌方式进行渗滤液的处理,这将会使得顽固有机物和盐分不断沉积,最终损坏生化系统和膜处理系统。诸多业主表示,将不会接受浓缩液回灌这种处理方式,他们强烈要求革新处理方案。经过理论推演可以发现,蒸发工艺能够有效地解决浓缩液问题,它采取的是间接的处理措施,从生物物质循环的角度出发,将基本元素分解排入大自然,而那些有毒物质则集中掩埋;另外还有一种有效的处理工艺就是高效絮凝沉淀技术,它也是在物质循环的角度进行的污水处理。值得高兴的是,这两项技术都经过实践的验证,并且有了良好的反馈。

6 结语和建议

总而言之,在进行渗滤液处理工艺路线的制定之前,十分有必要了解填埋场系统周围的实际情况,要关注诸如可抗高的水质、水量击负荷等关键因素,并且对于填埋场内部各部分之间的制约关系要有清晰的认知,这将有效地防止系统的恶性循环。就当前情况来看,膜生物反应器(MBR)+反渗透(RO)/纳滤(NF)工艺是最为先进的渗滤液处理工艺。经过工艺的改进,能够使得渗滤液脱氮率达到90%以上,这将有效地确保膜深度处理的成效,使出水的质量更加优良。

参考文献

[1]沈耀良,王宝贞.城市垃圾填埋场渗滤液处理方案及其分析[J].给水排水,1999(8):18-22.

[2]刘凤,杨志华.北方城市垃圾填埋场渗滤液处理方案分析[J].化学工程与装备,2014(8):234-235.

[3]沈耀良,王宝贞,杨铨大等.城市垃圾填埋场渗滤液处理方案[J].污染防治技术,2000(1):17-20.

[4]王璞琦.垃圾填埋场渗滤液处理[J].浙江万里学院学报,2004,17(2):99-102.

收稿日期:2018-04-20

作者简介:汤娟(1981-),女,本科,工程师,研究方向为环境保护。

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