垃圾渗滤液生物处理工艺方法的综合分析探讨论文_敬锋

垃圾渗滤液生物处理工艺方法的综合分析探讨论文_敬锋

西昌三峰环保发电有限责任公司 四川凉山 615000

摘要:垃圾渗滤液是指来源于生活垃圾中或生活垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨水及其它水分,扣除垃圾、的水量,并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度的有机废水。

关键词:垃圾渗滤液 ;处理;分析

1垃圾渗滤液的产生阶段

垃圾渗滤液的性质随着进入垃圾坑的运行时间的不同而发生变化,这主要是由填埋中垃圾的稳定化过程所决定的。渗滤液的稳定化过程通常分为五个阶段,即初始化调整阶段、过渡阶段、酸化阶段、甲烷发酵阶段和成熟阶段。

(1)初始调节阶段:垃圾进入垃圾坑内,垃圾坑稳定化阶段即进入初始调节阶段。此阶段内垃圾中易降解组分迅速与垃圾中所夹带的氧气发生好氧生物降解反应,生成二氧化碳(CO2)和水。

(2)过渡阶段:此阶段垃圾坑内氧气被消耗尽,垃圾坑内开始形成厌氧条件,垃圾降解由好氧降解过渡到兼性厌氧降解。此阶段垃圾中的硝酸盐和硫酸盐分别被还原成氮气(N2)和硫化氢(H2S)PH开始下降。

(3)酸化阶段:当垃圾坑中持续产生氢气(H2)时,意味着垃圾坑稳定化进入酸化阶段。在此阶段对垃圾降解起主要作用的厌氧细菌,填埋气的主要成分是二氧化碳(CO2)、渗滤液COD、和金属离子浓度继续上升至中期达到最大值,此后逐渐下降;PH继续下降到达最低值,此后会慢慢上升。

(4)甲烷发酵阶段:当垃圾坑内H2含量下降达到最低点时,垃圾坑进入甲烷发酵阶段,此时产甲烷菌把有机酸以及H2转化为甲烷。有机物浓度、金属离子浓度和电导率都迅速下降,BOD/COD下降,同时PH值开始上升

(5)成熟阶段:当垃圾坑中垃圾易生物降解组分基本被降解完后,垃圾填埋场即进入成熟阶段。此阶段由于垃圾中绝大部分营养物质已随渗滤液排出,只有少量微生物对垃圾中的一些难降解物质进行降解,此时PH偏于碱性,渗滤液可生化性进一步下降,BOD/COD会小于0.1。但是渗滤液浓度已经很低。

2处理工艺的比较选择

城市垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。渗滤液是液体在填埋场重力流动的产物,主要来源于降水和垃圾本身的内含水。由于液体在流动过程中有许多因素可能影响到渗滤液的性质,包括物理因素、化学因素以及生物因素等,所以渗滤液的性质在一个相当大的范围内变动。一般来说,其pH值在4~9之间,COD在2000~60000mg/L的范围内,BOD5从100~45000mg/L,重金属浓度和市政污水中重金属的浓度基本一致。

3渗滤液处理工艺的现状

垃圾渗滤液的处理方法包括物理化学法和生物法。物理化学法主要有活性炭吸附、化学沉淀、化学氧化、化学还原、离子交换、膜渗析、气提及湿式氧化法等多种方法,在COD为2000~4000mg/L时,物化方法的COD去除率可达50%~80%。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆和生物处理相比,物化处理不受水质水量变动的影响,出水水质比较稳定,尤其是对BOD5/COD比值较低(0.07~0.20)难以生物处理的垃圾渗滤液,有较好的处理效果。但物化方法处理成本较高,不适于大水量垃圾渗滤液的处理,因此垃圾渗滤液主要是采用生物法。

生物法分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者的结合。好氧处理包括活性污泥法、曝气氧化池等。厌氧处理包括上向流污泥床、厌氧固定化生物反应器、混合反应器及厌氧稳定塘。

4渗滤液处理工艺介绍

4.1 背景

垃圾渗滤液主要来源于垃圾填埋场表面覆土渗透雨水和垃圾本身分解出的内含成分水,是所有垃圾填埋场伴生的二次污染物,垃圾渗滤液的指标和性质并不稳定,在一个相当大的范围内波动;并且液体在流动过程中有许多因素可能影响到渗滤液的性质,包括物理因素、化学因素以及生物因素等,所以渗滤液的性质在时间和空间上均处于一个相当大的范围内变动。垃圾渗滤液具有高COD、高盐分、成分复杂、含重金属、可生化性差等特点。如果这些垃圾渗滤液得不到恰当处置,其产生的后果非常严重,不但影响地表水的质量,还会危及地下水的安全;目前,正在市场应用的处理技术大致可以分为三类:?

(1)采用“预处理+生化+物化”工艺技术处理渗滤液,由于垃圾渗滤液生化性较差,尾水中依然有较多的污染物。?

(2)直接采用“预处理+高压膜分离”工艺技术处理渗滤液,膜分离处理过程可以有效地分离水与污染物,但由于膜分离处理不能降解、消除污染物,相应地会产生大量更难处理、处置的浓缩污水,是污染物的转移,而并没有得到有效分解,且运行管理难度大。?

(3)综合采用“生化+物化+膜分离”工艺技术处理渗滤液,生化处理过程可以有效地降解、消除污染物,膜分离处理过程可以有效地分离去除不可生化降解的残余污染物,但也会产生浓缩水,但浓缩液量较少,相对来说处理难度降低,且运行稳定可靠。

4.2 工艺流程介绍?

(1)垃圾渗滤液首先经过复合厌氧折流反应器,通过厌氧水解、酸化和甲烷化作用有效处理垃圾渗滤液中的可生化有机物,并回收利用其产出的沼气资源。该反应器抗冲击负荷能力强、有机负荷率高,处理效率高,并且由于设置填料能够防止厌氧污泥流失。?

(2)复合厌氧折流反应器处理后的水,再进入本工艺的核心单级自养脱氮膜生物反应器,该反应器尤其适合处理C/N比较低的高氨氮废水。垃圾渗滤液经厌氧处理后,氨氮浓度已经非常高,进一步处理的目的就是去除其中的氨氮。在单级自养中,通过限氧和序批式运行模式,通过控制溶解氧、pH、碱度等措施,创造利于部分硝化过程的条件,完成脱氮去除氨氮过程。采用单级自养脱氮工艺,脱氮效率高,处理能耗和成本最低。相对于其它自养脱氮工艺,采用单级自养脱氮工艺,对于菌种富集、工艺启动运行和出水质量具有明显的优势。?

(3)单级自养脱氮膜生物反应器装置出的水,最后经纳滤处理后,达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)直接达标出水。?

4.3 研究结论?

(1)采用复合厌氧折流反应器-单级自养脱氮膜生物反应器-纳滤工艺进行垃圾渗滤液处理,相比于现有的处理技术,处理效率高,处理成本低,能源和资源消耗少,是一种可持续性污水处理工艺,具有重要的推广应用价值。?

(2)采用复合厌氧折流反应器,能够去除垃圾渗滤液中的可生化组分,同时,可以将难降解有机物水解酸化,提高渗滤液可生化性。该反应器具有处理效率高,有效防止污泥流失,抗冲击能力强的优点。?

(3)单级自养脱氮技术与传统的硝化-反硝化脱氮工艺相比,具有明显优势:系统耗氧量可减少60%以上,供氧能耗大幅下降,节省动力费用;不需要外加有机物作电子供体,既节省费用,又防止造成二次污染;工艺产泥量小,可节约将近80%的污泥处理能耗;反应器中的污泥活性高,并且反应器效率均远高于传统一般污泥法中的硝化-反硝化过程,可以大幅度减小反应器的容积。?

(4)采用超滤膜生物反应器-纳滤工艺作为渗滤液处理的终端单元,能够显著提高出水水质,确保出水达标排放。

结束语:随着我国城市化进程的加快推进,垃圾处理问题越来越受到各地市的重视。垃圾渗滤液作为在垃圾处理过程中产生的废水,严重影响着城市的生活环境,目前已成为垃圾处理的一个难点。要解决这个难点,就要对症下药,先针对难点产生的原因及特点进行分析,然后选取合适的处理方法进行解决。

参考文献:

[1]蒋宝军.生活垃圾渗滤液吸附降解及催化氧化技术的研究[J].哈尔滨工业大学,2011(3)?

[2]陈鑫.典型垃圾渗滤液物化预处理技术的适用性评价研究[J].重庆大学学报,2011(6)?

[3]刘中华.日照垃圾填埋场渗滤液处理技改工程[J].山东大学学报,2011(3)

论文作者:敬锋

论文发表刊物:《防护工程》2017年第17期

论文发表时间:2017/12/1

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