岳秀萍,宋佳萍
(太原理工大學環境科學與工程學院,山西 太原 030024)
垃圾滲濾液主要來源是垃圾本身的內含水和降水,一般產生于城市垃圾填埋場,屬于城市垃圾衍生的二次污染物。垃圾滲濾液具有復雜多變、氨氮濃度高、色度高、可生化性差等特點,導致垃圾滲濾液處理難度極大,尤其是具有老齡特征的垃圾滲濾液,其氮和難降解有機物的含量很高,難以去除。探索和研究高效、低能耗、經濟并適合我國國情的垃圾滲濾液處理技術具有重要意義。
要尋找一個穩定、性價比高且易于管理的垃圾滲濾液處理工藝,應綜合考慮地理位置、氣候、填埋年限等因素,比較各處理工藝的經濟性、合理性、可操作性后確定[1]。總的來說,垃圾滲濾液處理工藝的選擇應遵循以下原則:
對于需要獨立處理滲濾液的垃圾場,垃圾滲濾液必須進行處理,以滿足《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889—2008)規定的污染物排放濃度限值,該標準對氨氮、總氮、總磷及重金屬等指標都作出了較嚴格的要求,目前已建城市垃圾填埋場滲濾液處理工藝大多難以滿足要求。
一般在眾多污水處理工藝中,生化法能耗相對較低,污染物降解較徹底,應根據垃圾滲濾液的性質,在各種條件允許的情況下,優先考慮使用。
一些物理法處理工藝對滲濾液只是進行簡單過濾,污染物存留在濃縮液中,濃縮液的處理即成為負擔。當垃圾滲濾液中可生化降解的污染物濃度較高時,應優先選用生化系統來處理,這是由于生化法對污染物能起到真正降解與削減作用,并不存在濃縮液等后續處理問題。
由于滲濾液中難降解污染物占有相當高的比例,另外,隨著填埋年限的增加,垃圾滲濾液的可生化性會逐漸變差,完全依靠生化處理工藝難以達到排放的要求。所以,通常需要在生化工藝后增加物化法進行深度處理,一般來說,膜處理工藝具有較好的穩定性和經濟性,可作為深度處理工藝。
考慮到垃圾滲濾液處理的徹底性和穩定性要求,處理工藝應采用較高精度的儀表,通過設備互鎖、流量條件保護、壓力條件保護、溫度條件保護、pH條件保護等自動判斷調節措施,保證系統的安全穩定運行。
污泥和濃縮液中含有大量難生化降解物質及重金屬,若處理不當會成為二次污染,嚴重者還會影響整個處理工藝的運行。故對污泥和濃縮液應有較妥善的處理方案。對一般的垃圾填埋場來說,將濃縮液回灌至填埋區是較為可行的方法。
垃圾滲濾液的處理方法主要包括生物法、物理化學法、組合法和土地處理法等。
生物法包括厭氧生物處理法和好氧生物處理法。
厭氧生物處理法的優點是有機負荷高、耗能少、甲烷可回收作為熱源、污泥產率低、對無機營養元素含量要求較低、可提高污水可生化性等。常用于垃圾滲濾液處理的厭氧生物法有厭氧濾池(AF)、上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧序批式反應器(ASBR)、厭氧折流板反應器(ABR)等。
與厭氧法相比,好氧處理從耗能、污泥處理費用、對無機營養元素的要求等方面看均不占優勢,但好氧處理法的優點是有機物去除徹底、出水水質較好,因此可對垃圾滲濾液進行深度處理。好氧生物處理方法主要包括活性污泥法、生物膜法、序批式活性污泥法、曝氣氧化塘等工藝。
與生物法相比,物化法不受水質水量波動的影響,出水水質穩定,尤其是對難以生物處理的垃圾滲濾液有較好的處理效果,但是處理成本高,不適于大量垃圾滲濾液的處理。物理化學法包括吸附法、化學沉淀、密度分離、化學氧化、離子交換、膜分離技術、氣提及濕式氧化法、光電催化氧化等[2-4]。
因垃圾滲濾液水質復雜、處理難度大、單一使用物化或生物法處理很難達到排放要求。研究表明,對高濃度的垃圾滲濾液采用組合處理工藝既經濟合理,又高效。
土地處理法是在人工控制的條件下,通過土壤顆粒的過濾、交換、吸附、沉淀以及生物等作用去除其中的懸浮固體和溶解污染物;土壤中的微生物將廢水中的有機物進行轉化;土壤中的植被利用廢水中的各種營養物生長,并通過蒸騰作用減少廢水量。常用的土地處理法主要有回灌法和人工濕地法[5-6]。
本工藝流程對于處理可生化性好的高濃度滲濾液有著很大的優勢,滲濾液首先進入UASB厭氧反應器,大部分有機物被去除,后經SBR反應器進一步去除有機物和氨氮,微濾過程能去除水中的懸浮物,再利用反滲透膜的強大分離能力去除水中的膠體和溶解物。反滲透濃縮液混凝壓濾后填埋。
垃圾滲濾液經預處理后,通過兩級反滲透膜,第二級反滲透膜進一步處理一級反滲透膜透過液,更加徹底地去除污染物。濃縮液回灌至填埋場。本工藝適用于處理可生化性較差的垃圾滲濾液。
本工藝中由反硝化池、硝化池和超濾膜組成的MBR工藝,能有效去除垃圾滲濾液中的有機物和氨氮,污水經過超濾處理后,能降低納濾或反滲透膜的負荷,延長納濾或反滲透膜的壽命。本工藝適合處理可生化性能好的垃圾滲濾液,如填埋新建垃圾、填埋場滲濾液。[7]
垃圾滲濾液因為其水質復雜、處理難度大,雖然具有多種處理方法,但都有其各自的不足之處,難以一步到位。因此,在使用一般生化處理方法的同時,還需要采用納濾或反滲透工藝等膜分離技術進行輔助,才能達到排放要求。對于垃圾滲濾液處理工藝的選擇應從環保和經濟性角度考慮,綜合使用生物法、物化法,簡化工藝流程,降低運行成本。
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