垃圾滲濾液處理技術研究的最新進展
隨著我國城市化進程的快速發展,垃圾的產量也迅猛增加。目前垃圾處理方法主要有焚燒、堆肥和填埋等。其中衛生填埋由于處理量大、成本低廉、技術成熟等優點而被國內外廣泛應用。我國目前約90%的垃圾處理采用填埋的方式。但垃圾填埋產生的滲濾液是一種含高濃度氨氮和難降解有機物、成分非常復雜的廢水[1~5],它主要來源于降水和垃圾內部的內含水。垃圾滲濾液若處理不當,會嚴重危害周邊環境和污染地下水,因此該類廢水的有效處理是目前國內外環境工程領域的難點之一。
現有的垃圾滲濾液處理技術主要分為生物法、物化法和土地法三大類。
筆者將著重介紹國內這三大類方法的最新研究進展。
1 生物法
生物法可分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩大類,好氧處理工藝有活性污泥法、曝氣氧化塘、穩定塘、生物轉盤、滴濾池等,厭氧處理工藝有厭氧生物濾池、厭氧接觸法、上流式厭氧污泥床、厭氧混合床等。生物法是垃圾滲濾液處理中最常用的一類方法,因其運行費用低、處理效率高、不會出現化學污泥等特點而被世界各國廣泛采用。當滲濾液的BOD5/CODCr值大于0.3時,表明滲濾液的可生化性較好,可采用生化法處理。生化處理具有處理效果好、成本低等優點,它是目前應用最廣泛的處理方法。
季民等[6]采用投加耐鹽菌強化的MBR法處理高含鹽滲濾液時,對氨氮具有較高的去除率,幾乎達到100%。
李軍等[7] 采用外循環式UASB處理高濃度垃圾滲濾液。在進水原生滲濾液COD濃度在17157~33599mg/L時,通過控制進水量,調節停留時間,控制反應器容積負荷在615~1518 kgCOD/m3·d ,COD去除率穩定在85.0%~91.8%。
2 物化法
物化法包括混凝、吹脫、活性碳吸附、蒸發法、化學沉淀、電解催化氧化、離子交換、膜分離等多種方法。物化法受垃圾滲濾液水質、水量變化的影響小,出水水質穩定,尤其對BOD/COD較低而難以生物處理的垃圾滲濾液有較好的處理效果,但物化法處理費用高,一般用于滲濾液的預處理或深度處理。
潘云霞等[8]利用無機低分子絮凝劑硫酸鐵和無機高分子絮凝劑聚合硫酸鐵和聚硅硫酸鐵處理厭氧-好氧后的垃圾滲濾液,并通過急性毒性檢測試驗研究絮凝處理前后垃圾滲濾液對植物種子萌發的影響。研究結果表明,濃度為10mmol/L, pH值為8的聚合硫酸鐵對垃圾滲濾液的色度、COD有較好的去除效果,色度和COD的去除率分別達到93.1%和61.4%。通過毒性檢測證明,聚合硫酸鐵絮凝處理后的垃圾滲濾液幾乎沒有毒性,對植物的正常生長沒有影響。
褚衍洋等[9]采用鐵促電解法處理垃圾填埋場滲濾液,研究表明,與傳統電解氧化降解有機物相比,鐵促電解顯著提高了有機污染物的去除效率;FeSO4濃度越大,有機物去除效果越高;電解介質合理的初始pH值3.0~4.0;鐵促電解對滲濾液CODCr與NH3-N的去除率分別為68.37%,89.07%,色度和濁度的去除率大于98%。
簡放陵等[10]采用物化處理方法對垃圾滲濾液進行處理,反應時間為1h,進水的pH為7,出水的pH調至12,澄清后的pH調節到7~8,試驗結果表明, COD的濃度從7452mg/L降低到67mg/L,去除率99.11%;TN的濃度由1055mg/L降低到637mg/L,去除率達到40%;TP的濃度從13.2mg/L降低到未檢出,去除率達到100%;色度從2048倍降低到1倍;除TN以外, COD、TP和色度均可達到國家規定的排放標準。
李偉東等[11]采用連續式電解槽對垃圾滲濾液進行電解催化處理,結果表明,當添加的[Cl-]6000 mg/L,在電解60min時,對初始COD小于3000 mg/L的中等濃度滲濾液有較好的處理效果, COD和NH3-N的去除率分別達88.9%和97.3%。
3 土地法
土地處理法包括慢速滲濾法、快速滲濾法、表面漫流、人工濕地和回灌等,其中人工濕地和回灌應用得較多。土地處理法的投資及運行費用較低,抗沖擊負荷能力強,同時還能加速填埋場穩定化進程,減少維護費用。但該法受土地資源的限制,且容易使重金屬和鹽類在土壤中累積,對土壤和地下水造成污染。
汪太明等[12]采用新老垃圾滲濾液混合方法處理垃圾滲濾液,利用老垃圾填埋體的厭氧條件實現反硝化。試驗中, 好氧反應進水CODCr和NH3-N質量濃度分別為4987mg/L和494mg/L時,其出水分別為358mg/L和136mg/L,去除率分別為92.8%和72.5%。當垃圾填埋體的NOx--N體積負荷為1.2g/(m3·d) 時, 厭氧填埋體的反硝化率可達到99%以上,總氮去除率最高可以達到46.4%。
4 結論和意見
垃圾滲濾液是一種成分復雜,水質水量變化大,有機物和氨氮濃度高,難于處理的廢水,如若處理不當,將對土壤、地表水和地下水造成嚴重的二次污染。近年來,國內外對垃圾滲濾液的處理越來越重視,處理技術不斷更新。滲濾液處理工藝主要分為生物法、物化法和土地處理法三大類,每種方法各具優缺點,單獨采用一種處理技術很難使滲濾液達標排放,處理工藝由單一化向多元化發展是未來垃圾滲濾液處理的必然趨勢,通過工藝組合,充分發揮各工藝的優點,以達到滿意的處理效果。
參 考 文 獻
[1]Irene M C Lo. Characteristics and treatment of leachate from domestic landfills [J]. Environment International,1996,22(4):433-442
[2]Tatsi A A, Zouboulis A L A field investigation of the quantity and quality of leachate from a municipal solid waste landfill in a mediterranean climate(Thessaloniki,Greece)[J].Advances in Environmental Research 2002,(6):207-219
[3]曹京哲.城市垃圾滲濾液特性及處理對策[J].市政技術,2003,3(21):183–185
[4]EL-Fadel M, et al. Temporal variation of leachate quality from presorted and baled municipal solid waste with high organic and moisturecontent[J]. Waste Management, 2002, 22: 269 – 282
[5]喻曉,張甲耀,劉楚良.垃圾滲濾液污染特性及其處理技術和應用趨勢[J].環境科學與技術,2002, 25(5):43–46
[6]季民.MBR在垃圾滲濾液處理中的應用研究[J].給水排水,2007,9:47-51
[7]李軍.外循環式UASB處理高濃度垃圾滲濾液的實驗研究.現代化工,2007,6(S1):184-187
[8]潘云霞,鄭懷禮,等.絮凝法處理垃圾填埋場滲濾液的研究[J].環境工程學報,2007,7:97-100
[9]褚衍洋,徐迪民.鐵促電解法處理垃圾滲濾液中有機污染物[J].中國環境科學,2007,27(1):80~83
[10]簡放陵,劉潔萍,葉新方,等.垃圾滲濾液物化處理研究[J].環境工程學報,2007,3:116-118
[11]李偉東,趙東風.電解氧化處理難降解垃圾滲濾液研究[J].環境工程學報,2007,6:141-144
[12]汪太明,孟凡生,等.回灌法去除垃圾滲濾液中氨氮的研究[J].工業水處理,2007,3:13-15
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”