垃圾滲濾液處理前景范文

時間:2023-12-25 17:37:43

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垃圾滲濾液處理前景

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關鍵詞:垃圾填埋場;滲濾液組合;處理工藝

中圖分類號:TU74文獻標識碼: A

近年來,隨著城市發展和生活水平的提高,固體垃圾產生量逐年增加,已成為世界性的環境污染問題。目前比較經濟和環保的處置方法是衛生土地填埋。然而,在填埋過程中所產生的垃圾滲濾液是亟需解決的關鍵問題。垃圾滲濾液是一種成分復雜、含有大量的“致癌、致畸”化合物和重金屬的有機廢水,若不妥善處理,會污染地下水、地表飲用水源,并對環境和人體造成極大危害。目前,垃圾滲濾液的處理方法主要包括物化法、回灌法和生物法,其中生物法因具有運行費用低、處理效率高,不會產生二次污染等優點,而被世界各國廣泛采用。

一、垃圾滲濾液處理的來源和特點

垃圾滲濾液中污染物主要有以下三個來源:垃圾本身含有的大量可溶性有機物、無機物在雨水、地表水或地下水的浸入過程中溶解的污染物;垃圾通過生物、化學、物理作用產生的可溶性的污染物;覆土和周圍土壤滲入的可溶性污染物。垃圾滲濾液的組成受垃圾成分、氣候、水文地質、垃圾填埋時間和填埋方式等因素的影響,垃圾滲濾液主要有以下幾個特征:滲濾液水質水量隨時間變化大;滲濾液成份復雜,一般而言滲濾液中的有機物可分為三類:低分子量的脂肪酸類、腐殖質類高分子的碳水化合物及中等分子量的灰黃霉酸類物質;COD濃度很高,隨著填埋時間的延長,BOD/COD值降低甚至低于0.1,說明穩定期和老齡滲濾液的可生化性較差;氨氮含量高;金屬離子含量高;色度高,有臭味。

二、選擇垃圾滲濾液處理工藝的原則

根據進水水質特點、排放標準要求、滲濾液處理的規模,結合當地自然和社會經濟等條件綜合分析確定,選擇垃圾滲濾液處理工藝的原則如下:(1)處理工藝確保出水穩定并達到設計排放標準,處理技術先進、可靠;(2)工程運行費用低,管理、維修方便,運轉自動化程度較高;(3)可根據進水水量、水質靈活調整運行方式和參數,最大限度地發揮處理裝置和構筑物的處理能力。借鑒和參考國內外先進技術和經驗,結合當地的實際情況,選擇切實可行的處理工藝,保障垃圾滲濾液處理處理系統的正常、穩定運行。

三、垃圾填埋場滲濾液組合處理工藝

1.膜處理系統性能

近幾年來,基于膜處理的相關新型組合工藝在垃圾滲濾液處理上得到了廣泛的應用。一般常用的是超濾膜、納濾膜和反滲透膜,由于垃圾滲濾液的難處理性,通常使用多種膜集成工藝處理。該工程采用超濾+納濾雙膜法工藝,超濾錯流水回流至SBR出水池,納濾濃水回灌填埋場區,總回收率為75%。采用雙膜法出水水質穩定可靠,完全達到設計排放標準。由于預處理和生化處理已經去除了大部分污染物,因此,膜通量能長時間保持穩定,清洗頻率較低,大大降低了運行成本。

2.超臨界水氧化

超臨界水氧化(SCWO)是利用超臨界水的特殊性質,使有機物和氧氣在超臨界水中迅速發生氧化反應來徹底分解有機物的新型廢水處理技術。與常規水處理方法相比,該技術具有處理徹底、反應迅速、無二次污染等優點。

SCWO對垃圾滲濾液中的有機物具有極好的降解效果,在較短的反應時間(5~10min),溫度為400~450℃時,垃圾滲濾液中COD和NH3-N的去除率可以分別達到99%和97%以上,甚至出水的COD、pH、色度、NH3-N、SS等指標可以直接達到國家規定的《生活垃圾填埋場污染控制標準》。在溫度為450℃、反應時間為300s、氧化系數為3.5、壓力25MPa和MnO2催化作用下,出水COD和NH3-N分別降至50.75mg/L和17.66mg/L。P.T.Williams等進行了兩種垃圾滲濾液(工業垃圾滲濾液和生活垃圾滲濾液)的亞臨界水氧化和SCWO試驗,滲濾液中數十種有機污染物的去除率均大于99.99%,垃圾滲濾液中的有機物可以在超臨界條件下得到完全的氧化。

3.重金屬去除效果

SCWO技術不僅可以去除垃圾滲濾液中的有機污染物,而且可以去除廢水中的重金屬。滲濾液SCWO出水的Ni、Co、Cu、Zn、Cd、Pb等各種重金屬離子的去除率均大于98%,只是在間歇式反應釜被冷卻時重金屬離子有部分溶解于水樣中,導致濃度有所增大;馬承愚等在連續式SCWO系統的出水中未檢測到Cu、Cr、Pb、Cd的存在,滲濾液中重金屬離子的去除率達到了100%。

4.垃圾滲濾氨氮去除的方法

1)反滲透法

利用高壓下的反滲透膜選擇性通過某種物質而截留其他物質,實現對液體混合物不同組分的分離,這是反滲透法的特點。用反滲透膜處理技術,在超低壓下,研究氨態氮去除的特點,并對工藝條件進行優化,實現了高效分離。這些研究為此技術在該領域中的應用提供參考。但此法缺點很多,一是膜容易被污染,而是設備成本較高,限制了其在國內外的廢液處理上的應用。

2)吸附法

利用多孔性的固體,使滲濾液中氨氮被吸附在固體表面而去除的方法,這是吸附法的特點。由于沸石內表面積大,因而它具有較強的離子交換和吸附能力。在國內,天然沸石資源豐富,沸石吸附法有很大的應用前景,且此法可以回收氨,實現變廢為寶,而且此法沒有二次污染。但是對該法用于滲濾液處理的研究還不太多,用于實際生產還有待進一步研究。

5.回灌法

回灌法是把填埋場作為一個以垃圾為填料的巨大生物濾床,滲濾液經覆土層和垃圾層,發生一系列生物、化學和物理作用而被降解和截留,同時使滲濾液由于蒸發而減少。分析了循環回灌法對滲濾液不同組分的去除效果,發現回灌出水中HA、FA的比例提高,HyI比例下降,同時回灌出水中各組分的芳香性構成程度提高,但羧基官能團含量減少,DOM中小分子量有機質所占比例有所下降。回灌法對滲濾液的去除效果隨垃圾堆體高度的增加而增加,但是進入垃圾堆體的有機負荷不能無限制增加,否則會破壞滲濾液回灌系統。

6.好氧厭氧結合處理法

中國現行的滲濾液處理廠大多采用厭氧-好氧結合處理系統以實現廢水達標排放。采用上流式厭氧復合床(UBF)-缺氧/好氧膜生物反應器(AOMBR)工藝處理垃圾滲濾液,當進水滲濾液COD在10000mg/L左右時,出水COD為1000mg/L左右,COD總去除率>90%。AOMBR系統能夠實現穩定脫氮,進水NH+4-N最高質量濃度達2000mg/L左右時,出水NH+4-N質量濃度為50~100mg/L,NH+4-N去除率為95%左右。

綜上所述,城鎮生活垃圾滲濾液處理工藝基本上是借用城鎮污水處理工藝方法進行,尚無針對垃圾滲濾液的特性,創建獨立的處理方法。為避免產生次生污染,省、市有關主管部門應對具有垃圾滲濾液處理試驗研究力量的單位、公司給予財力支持,以深入滲濾液處理工藝的組合研究,探索更完善的、新型的城鎮生活垃圾滲濾液處理工藝,這樣對促進我國垃圾處理事業有很大的促進作用。

參考文獻:

[1]李莉.生活垃圾填埋場滲濾液物化和生化預處理及組合處理工藝研究[D].重慶大學,2010.

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關鍵詞:垃圾填埋場;滲濾液;處理技術

中圖分類號:X703 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2011)-07-0276-2

隨著我國經濟的快速發展,城市垃圾量也隨之增加,垃圾的妥善處理已成為人們急需解決的問題。我國大多數城市采用衛生填埋或焚燒的方式處理垃圾,由此產生了大量的垃圾滲濾液。垃圾滲濾液中含有多種污染物,包括重金屬離子和有機物,不僅在水中存在時間長,范圍廣,而且危害極大,若不妥善處理將對環境造成嚴重污染。有效收集和處理垃圾滲濾液已成為城市環境急需解決的問題,垃圾滲濾液的處理技術成為研究者關注的熱點和難點。

1 垃圾滲濾液的產生及特點

垃圾滲濾液,又稱浸出液或滲瀝水,是垃圾填埋場中不可避免的二次污染物[1],主要來源于降水、垃圾含有的水和微生物厭氧分解產生的有機廢水[2]。垃圾滲濾液是高濃度有機廢水,若未經處理直接排放或未達標排放,會對周圍的地下水、地表水和土壤造成嚴重的污染。

垃圾滲濾液污染物含量受垃圾成分、填埋年限、氣候條件和填埋場設計等多種因素的影響[3]。垃圾滲濾液水質特點可以概括為:①污染物種類多,成分復雜,濃度高。劉軍等使用GC-MS 對垃圾滲濾液中有機組分進行分析,共有63種有機化合物,大多是難以生物降解的有機化合物,如酚類、雜環類、雜環芳烴、多環芳烴類化合物,約占滲濾液中有機組分的70%以上[3];有機物濃度高,COD和BOD5濃度高,最高可達幾萬mg/L。②水質、水量變化復雜。垃圾填埋場的水文氣候條件、地質條件、地理位置、構造方式、填埋時間等不同,垃圾滲濾液的成分和產量也發生變化。而且生物可降解性隨填埋齡的增加而逐漸降低。③營養比例失衡。滲濾液中氨氮含量高,C/N值常出現失調情況,同時p缺乏,微營養比例不能滿足水處理的要求。

2 垃圾滲濾液處理工藝技術

在《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008) 于2008年7月1日頒布實施后,對垃圾滲濾液的處理控制提出了更嚴格的要求。滲濾液水質水量受各種因素影響而變得非常復雜,存在大量生物難以降解的有機物,目前滲濾液的處理工藝主要有土地處理、物理處理、化學處理、生物處理等,但采用單一工藝處理,往往只能在某些指標上取得好效果,很難使出水達到排放標準。因此滲濾液的處理工藝不是一種方法能夠完成的,而是多種方法的組合工藝。

目前,滲濾液處理的組合工藝主要有兩種,一種是以生化反應為主的“生物法+膜法(納濾/反滲透)”處理系統;另外一種是以DT盤式膜組件為主的高壓膜過濾工藝。DT盤式膜組件是獨家工藝,過濾原理即為常見卷式反滲透膜過濾的原理,在此不多作介紹,本文重點介紹“生物法+膜法”的處理系統。生化法處理設備和運行管理簡單,成本低,對水質和水量的變化有很好的適應能力,適合我國生化垃圾有機物含量高、滲濾液可生化能力較高的特點,當前得到了廣泛應用。

2.1 早期生物處理工藝

早期的滲濾液處理工藝缺乏設計經驗,對滲濾液的水質特性考慮不夠充分,處理工藝主要參照城市污水處理工藝,選擇生物法中的氧化溝,SBR及接觸氧化工藝的比較多,由于這些工藝在曝氣量、停留時間上考慮的不足,最后導致了運行的失敗。

例如北京阿蘇衛滲濾液處理廠選擇“厭氧+氧化溝+沉淀池”的處理工藝,要求出水達到GB16889-1997二級標準,但是由于滲濾液水質水量隨時間變化大,尤其隨著填埋場時間的增長,可生化性低,導致出水不能穩定達標;昆山市第三垃圾填埋場滲濾液處理采用的是“厭氧+生物接觸氧化”工藝,運行過程中進水水質遠低于設計值,結果造成厭氧效果大幅下降,整個系統出水無法達標。

另外,早期滲濾液生化處理工藝選擇沉淀池進行泥水分離,但是由于高污泥濃度的污水在沉淀池中的沉降性差,抗污泥膨脹的能力差,從而造成生化池中的污泥濃度偏低,出水水質不穩定。

2.2 膜生物反應器(MBR)應用

針對早期生化法在滲濾液處理上的不足,MBR系統在設計生化反應部分時充分考慮滲濾液的水質特性,以反硝化池和硝化池為主,在停留時間、池體深度以及曝氣量方面,充分滿足滲濾液中有機物降解的需要。

膜技術在垃圾滲濾液處理中的應用引起了我國學者的極大關注。膜生物法(MBR)是近些年發展起來的一種集膜過濾和生物處理于一體的新型、高效的處理技術,在處理高濃度難降解有機物廢水方面有著廣泛的應用前景。在MF和UF基礎上研發的MBR系統已經廣泛應用于生化反應末端的泥水分離過程,利用膜的截留作用使微生物完全被截留在生物反應器中,實現水力停留時間和污泥齡的完全分離,使生化反應器內的污泥濃度從3-5g/L提高到10-20g/L,從而提高了反應器的容積負荷,使反應器容積減小,大大提高了生化系統的運行效果。

據相關實例數據表明,MBR系統對COD的去除率在90%以上,NH3-N在95%以上。任鶴云等采用MBR法處理滲濾液,生化部分采用硝化/反硝化工藝,膜部分采用的超濾+納濾膜,出水COD小于60mg/L,SS小于50mg/L,氨氮小于18.8mg/L重金屬等未檢出[4];康建雄等應用UASB-A/O-膜工藝處理垃圾滲濾液取得良好效果,CODcr,BOD5和氨氮的去除率分別達97.3%、98.6%和92.8%,出水水質優于國家排放標準[5]。

2.3 膜處理技術

膜處理技術包括微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)和反滲透膜(RO)等,常用于二級處理后的深度處理,多以微濾(MF)、超濾(UF)代替沉淀、過濾、吸附、除菌等常規深度處理中的預處理,以納濾(NF)、反滲透(RO)進行水的軟化和脫鹽。在垃圾滲濾液處理系統中,由于滲濾液的生化性較差,單獨依靠生化反應和MBR系統并不能完全實現水質達標排放,因此MBR的出水需要進一步深度處理。根據目前的處理技術,MBR出水還可通過NF或RO系統進一步處理,RO和NF都能去除細菌、微生物、溶解鹽等,但RO效果更好。一般RO和NF之前的進水都必須進行預處理,對SS及濁度都有明確的要求,一般SS≤1mg/L,濁度≤5NTU,pH控制在中性左右。對RO、NF影響比較大的環境因素除進水水質外,還有壓力、溫度等,這些因素是可控的,因此系統運行的穩定性有了一定保證。

蘇也研究表明,MBR-NF工藝經過4個多月的運行,運行穩定,在進水CODcr遠高于設計值的情況下,出水狀況仍然良好,滿足設計要求[6]。

2.4 組合工藝流程

目前由于環境污染的不斷加重,國家從加強環保的角度出發,頒布了《生活垃圾填埋場污染控制標準排放標準》(GB16889-2008),其中出水總氮成為一個重要的指標(非敏感地區40mg/L,敏感地區20mg/L)。為了滿足新的垃圾滲濾液排放標準中對總氮的要求,原有MBR工藝進一步優化,增加一個二級硝化反硝化環節,如圖1所示,MBR工藝優化為A/O/O+A/O+外置超濾膜(UF)可以保證出水總氮達標排放。

圖1 工藝流程圖

綜上所述,滲濾液處理的工藝以“生物法+膜處理”為主,該工藝技術處理滲濾液可以達到2008年《生活垃圾填埋場污染控制標準排放標準》的排放要求。其中,生化處理過程可以有效地降解、消除污染物,膜分離處理過程可以有效地分離去除不可生化降解的殘余污染物。

3 結論和建議

垃圾滲濾液是一種成分復雜的高濃度有機廢水,其處理技術各有利弊,單獨采用任何一種處理技術很難使滲濾液達標排放。因此,必須將處理工藝由單一化向多元化發展,通過組合工藝充分發揮各工藝的優勢,以達到滿意的處理效果?!吧锓?膜處理”工藝技術處理滲濾液可以達到2008年《生活垃圾填埋場污染控制標準排放標準》的排放要求,但在垃圾滲濾液的處理過程中仍存在一些問題。

3.1 老齡化填埋場滲濾液可生化性差

滲濾液的可生化性差,新生滲濾液用生化法處理是可行的,但是隨著填埋場時間的延長,滲濾液的可生化性降低,尤其是在填埋后期,可生化性很差,B/C不足0.1,生化法使用受到限制。應根據填埋場所處階段來選擇合適的工藝進行滲濾液處理。

3.2 濃縮液處理

膜分離過程可以有效地分離去除不可生化降解的殘余污染物,但同時會產生濃縮液,濃縮液的最終處理也是目前水處理行業中一個亟待解決的問題。目前濃縮液的處理方法主要有回灌法、蒸發法、高級氧化+混凝沉降組合法、活性碳吸附和離子交換法等,但是回灌法勢必造成鹽的累積;蒸發法能耗相當大,而且蒸發器要有很強的抗腐蝕能力;高級氧化+混凝沉降法對有機物有很好的去除效果,但是對總氮去除效果不明顯;活性碳吸附和離子交換法用來處理濃縮液很容易達到飽和容量,再生困難,運行費用昂貴。

滲濾液水質如果可生化性好的話,優先選擇生化法,但是滲濾液中含有大量難降解的物質和毒性物質,生化出水仍需要深度處理,膜技術的應用解決了深度處理的問題,但是膜處理也存在膜污染和濃縮液處理的問題,如何通過技術改進和工藝組合降低運行成本和減少膜污染是今后研究的方向。

參考文獻

[1] 陳玉成,李章平.城市生活垃圾滲瀝水的污染及全過程控制[J].環境科學動態,1995,4:15-17.

[2] 王宗平,陶濤,金儒霖.垃圾滲濾液處理研究進展[J].環境科學進展,1999,7(3):32-39.

[3] 劉軍,鮑林發,汪蘋.運用 GC-MS 聯用技術對垃圾滲濾液中有機污染物成分的分析[J].環境污染治理技術與設備,2003,4(8):31-33.

[4] 任鶴云,李月中.MBR法處理垃圾滲濾液工程實例[J].給水排水,2004,10:36-38.

[5] 康建雄,李靜,閔海華,等.UASB-A/O膜工藝處理滲濾液工程設計案例[J].華中科技大學學報(城市科學版),2003,20(2):85-87.

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關鍵詞:城市垃圾;垃圾滲濾液;處理工藝

1引言

隨著我國城市化發展進程的加快,城市人口的不斷增加,城市垃圾也越來越多,垃圾的成份也日趨復雜,因此造成的環境污染也日益嚴重,城市垃圾的處理已經成為目前亟待解決的首要問題。目前比較經濟和環保的處置方法是衛生土地填埋,它能夠長期、安全、可靠地處理無再利用價值的固體廢棄物[1]。因此,近年來垃圾衛生填埋場在各個城市興建起來。填埋場設計和管理的一項主要內容就是垃圾滲濾液的控制和處理,如果垃圾滲濾液處理不當就會對環境造成二次污染,致使垃圾的衛生填埋失去應有的價值和意義[2]。故垃圾滲濾液處理是否達標排放是衡量一個填埋場是否為衛生填埋場的重要指標之一[3]。滲濾液的成分相對比較復雜,含有很多污染物質,如果不經過處理直接排放將會對城市環境造成巨大的危害。并且由于垃圾滲濾液的水質和水量變化較大,給處理工藝的選擇和運行帶來困難。因此,垃圾滲濾液是一種處理難度較大的廢水[4]。

2垃圾滲濾液的性質

2.1滲濾液的來源

垃圾填埋場的滲濾液主要有以下來源:自然降水、廢物中自身含有的水分、地表徑流、有機物分解生成的水分、地下水等。

2.2滲濾液的特征

影響垃圾滲濾液水質的因素包括水分供給情況、填埋場表面情況、垃圾性質、填埋場底部情況、填埋場操作運行方式和填埋的時間等[5]。正因為影響垃圾滲濾液的因素多種多樣,才會使得滲濾液中污染物質的種類、濃度變化很大,所表現出來的特征是水質波動較大、成分相對復雜、生物可降解性隨著填埋場的場齡增加而逐漸降低、金屬離子含量低、污染物濃度高、持續時間長、流量小且不均勻等[6]。城市垃圾滲濾液污染物含量的典型指標見表1[7~12]。

從表1中可知,垃圾滲濾液分為年輕滲濾液、中位年齡和老齡滲濾液,滲濾液中有機污染物質很多,且含有10多種重金屬離子,水質很復雜。并且滲濾液的COD、BOD和氨氮含量很高。除此之外,垃圾滲濾液的水量變化很大,填埋場中產生的滲濾液量的多少會受很多因素的影響,如降雨量、蒸發量、地下水的滲入量、垃圾自身的特性、地表徑流量和填埋場的結構等等[13]。

3垃圾滲濾液的處理技術

近年來,國內外對于垃圾滲濾液處理技術的研究取得了很大的進步。尤其是在歐美等經濟發達的國家,對垃圾滲濾液的研究已經取得了一些成果,在處理垃圾滲濾液的方法上,現在比較常見的有:物理化學處理法、生物處理法、土地過濾法等。

3.1物理化學處理法

物理化學法就是通過一系列物理、化學反應去除垃圾滲濾液中的不可溶組分和可吸附有機物,同時將垃圾滲濾液中的難生物降解有機物轉化為易生物降解的有機物并將其去除[1]。物理化學法主要有混凝沉淀法、活性炭吸附法、化學沉淀法、化學氧化法、密度分離法等。物理化學處理法受水質水量變化影響較小,出水水質相對比較穩定,尤其是對BOD/COD比值介于007~020之間含有毒、有害的難以生化處理的滲濾液處理效果比較好[14]。

3.1.1混凝沉淀法

混凝沉淀法是將混凝劑投加在廢水當中,使廢水中的懸浮物和膠體聚集形成絮凝體,再加以分離的方法。在目前,常采用的混凝劑多為AL2(SO4)3、FeSO4、FeCl3以及聚鐵、聚鋁等[15~17](表2)。

3.1.2化學氧化法

化學氧化法是利用強氧化劑氧化分解廢水中的污染物質,以達到凈化廢水的目的,是最終去除廢水中污染物質的有效方法之一[18]。化學氧化法主要去除滲濾液中的色度和硫化物,對COD的去除率通常為20%~50%[19]。處理垃圾滲濾液方面應用的化學氧化法主要有Fenton法、光化學氧化法、電化學氧化法等(表3)[21~29]。

(1)Fenton法。Fenton 試劑是一種由H2O2、Fe2+組成的均相催化氧化體系,氧化和絮凝作用是其去除有機污染物的2 個主要途徑。選用Fenton工藝對經過生化處理的城市垃圾滲濾液進行深度處理,結果表明:該工藝具有氧化和混凝的雙重作用,其最優工藝條件為:[H2O2]=38.8mol/L、初始pH值=3、混凝pH值=8,反應時間60min,H2O2為一次投加。在此條件下,COD和TOC的去除率分別達63.43%和80.58%[20]。郭勁松等[21]對垃圾滲濾液進行實驗,在最佳的實驗條件下,考察了Fenton試劑對滲濾液中不同表觀分子質量和不同種類有機物的去處效果。結果表明,進水COD為4500mg/L,去除率可達76%,且Fenton試劑對富里酸和腐殖酸的去除率分別為85%和68.4%。王杰等[22]以顆粒活性炭為催化劑,建立活性炭-Fenton催化氧化體系,對垃圾滲濾液進行有效處理,分別考察了反應時間、pH值、活性炭用量和過氧化氫用量對廢水處理效果的影響,結果表明:在反應時間為30min、pH值=3、活性炭用量20g/L、硫酸亞鐵用量0.02mol/L和過氧化氫用量2ml/L的條件下,可使廢水的COD從3000mg/L降至1522.2mg/L,COD去除率達到48.26%。

(2)光催化氧化法。光催化氧化法是一種能耗低、易操作、工藝較為簡單、沒有二次污染的技術,并且對于一些特殊的污染物質的處理比其他方法要好,因此該法應用前景良好。其原理是在廢水中加入一定數量的催化劑,在光的照射下產生自由基,利用自由基的強氧化性達到處理目的[23]。光催化化學采用的半導體有二氧化鈦、氧化鋅、三氧化二鐵。D E Meeroff等[24]用TiO2作催化劑進行光催化氧化垃圾滲濾液實驗,垃圾滲濾液經過4h的紫外光催化氧化后,COD去除率達到86%,BOD/COD從0.09提升到0.14,氨氮去除率為71%,色度去除率為90%;反應完成后85%可被回收。黃本生[25]等以城市生活垃圾為研究對象,采用懸浮態半導體催化劑對滲濾液進行處理實驗。研究表明,在一定的實驗條件下,用ZnO/TiO2復合半導體催化劑處理垃圾滲濾液效果較好,用光催化氧化法處理垃圾滲濾液,COD的去除率可達84.48%。T I Qureshi[26]等用紫外光-光催化氧化法處理垃圾滲濾液,在最佳的實驗條件下,TOC和顏色的去除率分別為61%和87.2%,BOD/COD顯著增加,從0.112提升至0.32,COD的去除率也達到63%。

(3)電化學氧化法。電解氧化法處理廢水的實質就是利用電解作用把水中有毒物質變成無毒或是低毒物質的過程[27]。E Turro等 [28]對影響垃圾滲濾液電解氧化處理的因素進行了研究,以Ti/IrO2-RuO2為電極,HCLO4為電解質,結果表明:反應時間、反應溫度、電流密度和pH值是影響處理效果的主要因素,在溫度為80℃、電流密度為0.032A/cm2、pH值=3的條件下反應4h,COD由2960mg/L降至294mg/L,TOC由1150mg/L降至402mg/L,色度去除率可達100%。魏平方[29]等用電化學氧化法處理垃圾滲濾液,研究表明,電化學氧化過程可有效的去除垃圾滲濾液中的污染物。當電流密度為12A/dm2,氯化物濃度為6000mg/L時,用SPR陽極電解240min,可去除90%COD、3000mg/L氨氮。

2014年7月綠色科技第7期3.1.3吸附法

吸附法是利用吸附材料的巨大表面積和不規則的網孔結構,使垃圾滲濾液中的污染物質吸附在其表面而被去除。吸附法應用于垃圾滲濾液的處理中,主要去除的是滲濾液中難降解的有機物、金屬離子和色度等[30~32]。

3.2生物處理法

生物處理法分為好氧生物處理、厭氧生物處理以及厭氧~好氧組合生物處理。生物處理法處理效果好、運行成本低,適合于處理生化較好的滲濾液。目前為止,生物處理法是目前最有效、應用最多的處理方法,該法可以有效的降低滲濾液中的COD、BOD和氨氮,還可以去除鐵、錳等金屬。

3.2.1好氧和厭氧生物處理法

好氧生物處理法常用的處理方法有活性污泥法、曝氣穩定塘、生物膜法、生物濾池和生物流化床。好氧生物處理能夠有效的降低水中的BOD、COD和氨氮。O.N.Agdag[33]等對垃圾滲濾液進行處理,研究了一個兩階段的順序升流式厭氧污泥反應器(UASB)和好氧完全攪拌式反應器(CSTR)。結果表明,COD的去除率一直在穩步提升,最終可高達90%。A.Uygur[34]等進行的垃圾滲濾液處理研究實驗,在pH值=12時用石灰石進行預處理,再用序批式反應器(SBR)進行深度處理,最后可去除62%的COD。

結果表明,在平均進水氨氮,TN質量濃度和COD分別為2315,2422,13800mg/L的條件下,去除率分別可達99%,87%,92%,能同時實現有機物和氨氮的有效深度去除。高鋒[40]等利用ASBR和SBR組合工藝對垃圾滲濾液進行實驗。ASBR 反應器作為厭氧消化反應器,主要完成初步降解有機物的目的,并且處理后的滲濾液對后續的好氧生物處理較為有利,經SBR處理后的滲濾液COD的去除率可達92%左右。

3.3土地處理法

土地處理技術利用土壤、微生物和植物組成的陸地生態系統的自我調控機制和對污染物的綜合凈化功能處理填埋場滲濾液,常見的滲濾液土地處理方式有人工濕地和回灌兩種。土地處理投資少、運行費用低,但受氣候條件限制,一般只應用于干旱地區。王傳英[41]采用回灌技術處理城市生活填埋場滲濾液,結果表明,滲濾液的回灌對COD和氨氮有一定的去除效果。土地處理技術與其他處理系統相比,是一種便宜去除填埋場滲濾液污染物的途徑,但從長遠看來,該系統存在重金屬及鹽類在土壤中積累與飽和問題,這會對土壤結構及植物的生長帶來負面影響。另外,隨著使用時間的延長,其處理效率會下降。

4結語

最佳的滲濾液的處理方法要求充分降低對環境的影響,這也正是現代垃圾滲濾液處理方法面臨的主要問題。生活垃圾滲濾液作為一種高濃度、成分復雜和水質變化大的有機廢水,采用單純的生化法、物化法及土地法等無法實現滲濾液的最終無害化處理。雖然近年來各種垃圾滲濾液處理技術不斷涌現出來,取得了較好的效果,但是仍然存在一定問題。因此選擇垃圾滲濾液處理工藝的時候,應根據滲濾液的特性以及各地實際情況,因地制宜地選用處理方法,并通過實驗取得優化的工藝參數,用于指導實踐。

垃圾滲濾液處理首先應該在源頭上進行有效控制,減少滲濾液量,并且加快污水處理的先進技術在滲濾液處理上的研究和應用,探尋滲濾液高濃度有機廢水資源化處理利用的新途徑,爭取化害為利,變廢為寶。

在垃圾滲濾液的處理過程中,選擇何種工藝最適合還得依賴于滲濾液廢水的性質。根據廢水中COD、BOD以及氨氮和重金屬的濃度,選擇適當的工藝進行處理,并且應該在處理過程中考慮整體的因素,如填埋場的年齡、廠房的靈活性和可靠性、季節變化、投資和運營成本以及對周圍環境的影響等,因此,選擇恰當的處理方法應考慮諸多因素,以選擇最有效、最經濟并且對周圍環境影響最小為原則。

綜合考慮經濟和處理效果等諸多因素,今后垃圾滲濾液的處理方法中將有可能更多的采納過濾-混凝沉淀法,采用常用的混凝劑及活性炭吸附過濾就能達到很好的處理效果,并且投入成本相對較低。

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篇4

關鍵詞:影響因素;處理應用

前言

在垃圾處理工藝中,混凝沉淀是應用最普遍的關鍵技術環節之一,環境工程環境處理是建設項目環境保護工作的重要組成部分,是建設項目全過程環境管理不可缺少的重要環節。其目的就是將國家有關的環境保護法律法規、工程質量的法規標準、建設項目環境影響報告書的要求落實到工程項目的設計及施工當中。要工程環境的監理工作當中,加強項目施工期環境的保護管理及監控,落實好環保的投資,防治環境的污染,實施的生態保護以及保障工程項目的建設能順利的進行有重要意義。

在城市的生活垃圾衛生的填埋處理,工程的整理是一項環保工程,對城市環境的質量改善有重要的意義。但工程建設中也將產生廢水、廢氣、噪聲等環境污染因素。尤其是垃圾填埋場產生的滲濾液,含有高濃度廢水及細菌、病毒等致病菌,很容易造成二次污染。滲濾液處理質量的好壞是衡量一個城市垃圾填埋場是否達到衛生填埋標準的重要指標之一。所以滲濾液處理工程質量的好壞直接影響到垃圾處理場整個工程的質量及建成后的正常運行。而環境工程環境處理工作是控制整個建設過程的關鍵所在。

1 實驗目的

在實驗室特定的條件之下,混凝的沉淀研究對垃圾的填埋場的垃圾滲濾液中ss的消除及活性炭吸附能力,廢水中CODcr的消除,找到適合的處理條件及辦法,為實際工程項目提供設計的依據。

2 實驗材料及儀器

MY3000-6B型攪拌儀,PHB-4型式PH計,分析天平,HY-3型振蕩器。分子量為12.01粉狀活性炭,聚合氯化鋁混凝劑,配成濃度為10g/L,某垃圾填埋場垃圾滲濾液。

3 實驗過程

3.1混凝沉淀實驗

經實驗室測定,垃圾滲濾液原水水質范圍為pH:8.01-8.66、水溫:19.3~26.09℃,CODcr:1200-1500mg/L,BODs:470-620mg/L,SS:194-220mg/L。

3.1.1最佳投藥量的測定

提取垃圾滲濾液200mL放在燒杯當中,慢速(50r/min)進行攪拌,逐漸的加入混凝劑直到出現礬花。此時混凝劑量形成礬花的最小投加量,試驗結果是形成礬花最小的混凝劑的投加量數值為1mL。

在1-6號的混凝實驗里實驗試用杯中加入1000mL的垃圾滲濾液,根據礬花形成最小的混凝劑投加量,再分別往杯中投放4mL、6mL,7mL、8mL、9mL、10mL的混凝劑量。攪拌機快速進行攪拌約1min,轉速為300r/min;中速進行攪拌10min,轉速為100r/min;慢速進行攪拌10min,轉速為50r/min。靜置進行沉淀20min,提取杯中上清液體200mL,進行測定SS濃度(每個水樣測定三次,取平均值)。對于垃圾的滲濾液,聚合氯化鋁隨著投加量的增加而增加,SS的消除率上升,最佳的投加量為9mL,也就是相當于在原水中90mg/L,消除率達到64%。當投加量大于90mg/L,SS的消除率將會下降。

3.1.2最佳pH值測定

在混凝的實驗6個專用杯里,加入1000mL的原水,進行測定水樣的pH值及溫度。在編號1、2、3、4、5號的試驗杯的pH值分別調整到6、7、8、9、10。編號6號杯為原水,其pH值為8.04。按最佳的投藥量,向各個試驗杯里添加相同劑量混凝劑為9mL??焖龠M行攪拌1min,轉速控制為300r/min;中速進行攪拌10min,轉速控制為100r/min;慢速進行攪拌10min,轉速控制為50r/min。靜置進行沉淀20min,提取試驗杯中上清液200mL,進行測定SS的濃度。結果為60.9%。原水的pH值為8.04,去除率為57.7%,考慮其與原水的pH值相近,從經濟角度進行考慮,在實際應用當中可以不進行調整pH值。

3.1.3最佳混凝攪拌速度的測定

按前面的實驗得出的最佳pH值與最佳的投藥量,分別向裝有1000mL水樣的實6個驗杯中加入同劑量混凝劑9mL,然后調整pH為8.0,快速進行攪拌1min,轉速控制為300r/min。隨后進行調整轉速,在編號為1、2、3、4、5、6號試驗杯分別以30r/min、50r/min、80r/min、110r/min、140r/min、180r/min轉速進行攪拌20min,停止攪拌后,靜置大約20min后。取燒杯中上清液200mL,進行測定ss濃度(每個水樣測定進行三次)?;炷A段的最佳攪拌轉速為80-110r/min時,得到最大ss的去除率為68.7%。

由實驗得出,作為混凝劑的聚合氯化鋁處理垃圾滲濾液時的最佳處理條件為混凝劑投加量90mg/L,pH值為8.00,反應階段的攪拌速度為80-110r/min。

3.2活性炭的吸附試驗

采用間歇實驗進行測定活性炭的吸附對垃圾滲濾液COD,去除率。取適量活性炭于蒸餾水中浸泡24h后在103℃溫度下烘24h,備用。活性炭的最佳的投加量、最佳的吸附時間及最佳pH值先單獨進行測定,確定三者范圍分別在0.4~0.6g,50-70min,9.0~10.5段,由此三因素做正交實驗。

4 垃圾場概況

隨著城市的發展,某市的生活垃圾日產生量已達到500-700t,原有的垃圾堆放場均無填埋場,己不能滿足城市發展的需要,因此有關部門決定在位于某市南偏東的柳江縣里雍鄉宜步村立沖溝,新建日處理生活垃圾600t的生活垃圾衛生填埋場。

垃圾場在營運期間,將產生由填埋區垃圾滲出液、場區生活區衛生污水和洗車生產廢水組成的污水。垃圾滲出液是垃圾場的主要污水,每天產生量約200m2,主要污染物為COD、BOD5、NH3-N、SS,污染物濃度很高。此外場區生活污水、生產洗車廢水每天產生量約80m2。垃圾場產生的污水通過嚴格的處理達標后,經立沖溝排入柳江。

5 地下水的環境影響分析的評價

5.1自然的環境條件的影響分析

實際自然環境中影響地下水的因素主要是地下水含水層出露的情況程度、覆蓋層的厚度以及共巖性、埋藏的深度等等。依據評價區域水文地質條件,確定因素的情況如下:

(1)含水層的出露情況:賦存徑流于評價區域的地下水的主要的通道為一條水位低槽。該通道規模小,未能形成管道流,因此地表沒天然的露頭。

(2)覆蓋層的厚度以及巖性:評價區域覆蓋層的厚度如大于20m,巖性二疊系棲霞組(Plq)堅硬半堅硬厚層狀硅質的灰巖夾泥質的硅質巖,其透水性非常差。

(3)地下水的埋藏深度:根據評價區域的地下水位的統測的結果,該區域內的地下水位埋深大約是20m,埋深比較大地段甚至可達到40多米。

以上的水文地質條件可以得知,在評價區域的地下水屬于自然的防護條件較好不容易污染基巖裂隙水區。

5.2人類的生產生活影響分析

(1)開采的現狀:評價區域內地下水屬于中等的富水區,該區域的地下水每天的開采量不到150m2,屬于比較弱的開采,地下水不因開采而產生不良的影響。

(2)生產生活的影響分析:評價區域沒有工業的污染源,生活的衛生廢水源也比較少,并且都靠近柳江河進行排放,因此對地下水的影響非常小。

5.3垃圾場營運的影響分析

垃圾場如設計在水文地質單元的排泄區內,垃圾堆放的過程,應選用技術非常成熟的HDPE膜防摻的系統,并按規定的厚度進行分層壓實,使浸出的廢水沿工防滲渠進行排放時,不因為垃圾場項目建設,使區域內的地下水源遭受污染。

5.4在異常情況下的影響分析

(1)在柳江河出現特大洪水的情況下:1996年在“7.19”特大洪水期間,柳江河水在評價項目建設地段的洪水位為86.94m,而與建設項目配套的污水處理池,是建設項目地帶高程最低的設施,其地面標高亦達90m以上。因此建設項目不會因柳江河特大洪水的淹沒造成新的污染。

(2)豐水期地下水位抬升的情況:從地下水位標高監測數據看,評價區域地下水位埋深一般大于20m,在地下水位與垃圾填埋場之間,則為碎屑巖組成的隔水層。在建設項目所在的區域內,末見有地下水的天然露頭點,說明評價區域地下水主要運移于地下20m以下的巖溶裂隙(管道)。因此垃圾填埋場的建設,不會因地下水位的抬升頂托而造成地下水的污染。

(3)在建設項目人工防滲設施出現異常的情況下:如填埋場內的人工防滲設施受到破壞,垃圾滲出水在天然狀態下溢流,則會對評價區域地下水造成污染。但評價區域巖層資料顯示,該區域內巖層透水系數大多數為0.005-1.828m/d,屬弱和微弱透水性,因此滲出的垃圾污水大部分仍可排入污水處理池,僅有很小的一部分污水對地下水形成污染。由于垃圾場位于地下水單元排泄區的終端,因此污水對地下水的影響范圍不大,約為1.5km2。

篇5

公司訂貨金額遠超市場預期。羅來家紡(002293)自2011年底訂貨政策的調整,不再給訂貨指標,經營壓力不斷緩解,庫存經管這幾年的消化,基本已處于正常水平。同時加盟商逐漸對未來前景重拾信心?;诹_萊主品牌直營業務二季度已較一季度有所好轉,小品牌業務近年基本保持較快增長,因此預計公司業績拐點基本確立。

公司股價上漲有望延續。根據對于港股運動品牌在2013年三季度上漲趨的研究,訂貨會集中在情況出現改善后,雖然最終業績還有待確認是否改善,但估值修復將提前推動股價上漲,估值修復的幅度基本會回到股價下跌前水平。因此借鑒港股運動品牌經驗,考慮到公司在本輪股價大幅下跌前平均估值基本都在20倍以上,且今日深交所交易公開信息顯示,機構對公司的關注度得到重新提升,預計公司股價上漲將有望延續。

操作策略:二級市場上,該股前幾個交易日股價連續上漲,累計漲幅超過19%,從中長期角度看,公司已經探明經營和估值底部,相信公司多品牌矩陣發展策略下的未來市場份額將得到提升。預計市場充分消化吸收后,公司股價將繼續上揚,投資者可擇機介入。

維爾利:業績或將跨越式增長

積極布局固廢和大環保業務。2013年是維爾利(300190)業績低點,但新簽訂單較好,餐廚垃圾也在不斷取得突破。從公司現有公告看,公司已經相繼中標了衢州市生活垃圾、??谑蓄伌簬X等項目,公司正在積極布局固廢和大環保業務,未來業務或迎來跨越式增長。

推進公司在餐廚垃圾領域的品牌樹立。公司公告稱公司首個餐廚BOT項目與常州市城管局正式簽署,特許經營期25年。今年以來由于地方對于垃圾滲濾液處理的重視,公司傳統業務訂單相比2012年下半年有顯著回升,陸續公告了寧海、三亞、衢州等訂單。大量填埋和焚燒招投標項目確定后,滲濾液處理工藝也將陸續確定,我們預計公司下半年訂單或好于上半年,全年訂單或達到5億元以上,并創歷史新高。通常滲濾液項目施工周期較短,現有業務高增長可期。相信餐廚項目和現有滲濾液訂單順利推動完全可以保證了公司2014年業績的高增長。

操作策略:二級市場上,該股筑底反彈沖上近期高位后,出現典型的拐點型標的。同時,受益于公司在餐廚垃圾產業具備相關核心技術擁有無可比擬的先發優勢,相信能夠給公司帶來更好的業績,有望催化公司股價再次啟動。

恒寶股份: 震蕩上行

全年業績有望再上新臺階。2013年1-9月恒寶股份(002104)實現營業收入7.97億元,同比增長27.5%;凈利潤1.19億元,同比增長49%;每股收益0.27元, 3Q單季營收2.86億元,同比增長39%;凈利潤4817萬元,同比增長69%,同比增速加快,每股收益0.11元。同時,三季末存貨余額較年初大增84%,較中期時的數據有明顯的提升。預計全年業績在30%—60%之間,按照目前的發展趨勢,實際業績很有可能超過預測中值。

金融 IC 卡正步入發卡全盛時期。四大行方面,在公司有良好客戶基礎的農行,公司有望獲得較大份額;工行若啟動新一輪招標,公司存在較高概率入圍;而中行方面,目前出貨進度遠滯后于工、建兩行,在央行頻繁出臺的督導政策引導下,明年或明顯加速,公司作為主要供應商之一也將隨之受益。從中報看,其他股份制銀行、城商行以及中小機構中的發卡正在啟動,來自這部分客戶的收入爆發時點較大可能集中體現在明后年。

操作策略:二級市場上,該股進入5月份以來漲多跌少,最近幾天需觀察下跌是否持續;該股近期的主力成本為14.84元,股價呈強勢特征,此股長線看仍是牛市,投資者可積極介入。

東阿阿膠:毛利率不斷提升

財務狀況改善明顯。東阿阿膠(000423)前三季度收入、歸母凈利潤及扣非凈利潤分別為28.51、8.61及8.38億元,同比增長分別為53.24%、16.47%及25.77%。母公司的收入、凈利潤分別為19.19和9.46億元,同比增長分別為28.67%和28.24%。母公司毛利率、銷售費用率及管理費用率分別為76.6%、17.4%及10.1%,同比分別提升3.9、2.2及3.4個百分點。母公司經營性現金流轉正為2.75億元,較為健康。

篇6

關鍵詞: 反滲透;環境工程;應用

中圖分類號:B82-058 文獻標識碼:A 文章編號:

引言

隨著社會的不斷發展,人們對于環境問題的重視程度也在不斷地提高,現今,環境保護相關的工程和技術已被全社會所共同關注。所以,環境工程相關的技術手段的合理運用,也就顯得尤為重要。在其相關的技術當中,反滲透技術是一項較為特殊的技術,其主要是海水以及苦咸水進行有效淡化的重要技術手段,在實際的運用當中有著非常好的效果,此外,反滲透技術還在純水的制備當中扮演著重要的角色。而隨著進一步的研究和發展,現在,反滲透技術已廣泛地使用于環境工程建設當中的多個方面,其分離濃縮的過程在食品、醫藥的濃縮方面,以及凈水、水軟化以及水源的污染控制和回收再利用方面發揮著不可替代的作用,已經逐漸地成為環境工程當中的重要技術手段。本文基于這樣的前提之下,對反滲透技術的相關原理和工作的基本流程進行了詳細的闡述,對其機理進行了多層次的探究,進而對反滲透技術在環境工程當中的具體應用情況進行了多角度的分析,旨在加強此項技術在實際的使用和操作當中的效果,更好地為社會和人民服務。

1 反滲透技術概述

1.1 反滲透技術的基本原理

反滲透技術又可以成為逆滲透技術,其主要是以壓力差作為主要的推動力,從溶液當中分離出相關的溶劑的膜的分離過程。因為其和自然滲透的方向是相反的,所以稱之為反滲透。此項技術根據對各種不同物料的不同的滲透壓,可以達到使大于滲透壓的反滲透法達到分離的效果,進而進行提取、純化以及濃縮的操作,達到最初的目的。

1.2 反滲透技術的基本透過機理

反滲透技術一般的來講分為三種基本的透過機理,即氫鍵理論、溶解擴散型以及優先吸附—毛細孔孔流理論,下文將對其進行詳細的分析和探究。

a) 氫鍵理論。氫鍵理論的模型將醋酸纖維膜看成是一種高度的、有序的矩陣結構聚合物,在實際的操作過程當中,當水進入到醋酸纖維膜的非結晶部分當中之后,與其中的羥基氫原子發生一系列的反應,進而形成結合水。水分子能夠在一個氫鍵的位置之上,移動至另外一個位置,而當實際的操作過程當中,外界施加進一步的壓力之后,水分子就依次地從上至下的一系列氫鍵位置上面進行移動,通過聚合物,直到離開醋酸纖維膜的表面層,進入到膜的多空層當中,而由于其中存在有大量的毛細管水,所以水分可以暢通地經過;

b) 溶解—擴散性。在這一模型當中,是將半透膜看成是一種完全的致密的中性界面,而水以及溶質的透過膜過程是分成兩個階段來進行的。首先的一個階段是水以及溶質吸附到膜材質的表面之上,接下來的 1 個階段是水和溶質在膜當中進行擴散,進而傳遞,直至最后通過膜,達到最初的效果和目的;

c) 優先吸附—毛細管流動。此模型的主要理論是將反滲透膜看成是一種細微的多孔的結構物質,根據相關的吸附方程作為其基本的理論依據,認為膜的相關化學性質使其對溶液當中的溶質具有一定的排斥作用。在實際的操作當中,靠近膜表面的濃度梯度急劇下降,進而在溶液的膜表面上形成一層可以被膜吸附的純凈水層。然后,在反滲透的進一步壓力作用之下,純水層當中的水分子不斷地透過反滲透膜,鹽一類的物質被膜所排斥,當離子的化合價越高的時候,排斥的效果和作用就越強。

2 反滲透技術在環境工程當中的應用

根據上文對反滲透相關原理以及模型的詳細介紹,可以對其主要的技術有著一個較為初步的了解和掌握,下文將根據反滲透技術在實際當中的應用進行深入的探究,幫助在實際的使用和操作過程當中有著更加準確的應用。反滲透技術由于其分離率較高,同時操作上比較便捷、能耗較低、運行的費用較低等特點,在環境工程當中有著極為廣泛的運用,且取得了非常好的效果。

2.1 重金屬廢水處理

在反滲透的相關環境工程應用當中,對于重金屬的廢水處理是比較重要的 1 個部分。通過采用超低壓的反滲透膜分離以及稀釋溶液當中的銅離子、鉻離子等等,測試的結果表示,在進行了相關的反滲透處理之后,截留率隨著進料壓力的不斷增加而增加,而當壓力進一步地增加至某一值時,對于銅離子以及鉻離子的截留率達到了百分之九十九以上,效果極為明顯,為環境工程的具體建設和應用做出了重大的貢獻?,F今,國外很多地區的電鍍廠已經采用了膜分離滲透技術,對其排出的污水進行處理,在進行了相關的研究之后發現,在壓強差大于一定數值且溫度處于 20 ℃~25 ℃之間的時候,可以使料液的濃縮度達到原有的 10 倍以上,而采用了低壓復合反滲透膜技術進行相關的處理之后,可以發現其中的銅離子以及鉻離子的脫除率會進一步地提升。在韓國的某公司的實際操作當中,運用反滲透進行高導電率的二次處理廢水的相關工作,成功地將其中的單價離子以及二價離子進行去除,而根據相關的報道,使用反滲透的相關技術,運用到環境工程當中,可以使廢液當中的Pb、Cu、Cr、As、Se、Hg 等離子的脫除率高達 95%以上,有的甚至能達到 99%以上,實際處理和應用效果非常顯著,為環境工程的相關建設作出了極大的貢獻。

2.2 城市垃圾的滲濾液處理

在城市的垃圾滲濾液當中,其主要的性質為水質比較復雜,且水量變化較大,有害的污染物質濃度較高,氨氮含量以及金屬的含量很高。一般地來講,中國城市滲濾液使用的處理技術是生物處理技術,但是由于反滲透技術能夠更加高效地截留污水當中存在的溶解態的無機污染物質以及有機污染物質,所以在近幾年當中得到了廣泛的運用和發展,前景較好。在意大利的某城市垃圾滲濾液的處理當中,通過反滲透技術的相關設備和技術的運用,將垃圾填埋場當中的滲透濾液進行了一系列的測試和處理,而實驗的結果表明,當滲濾液的濃度逐漸地增加的時候,滲透量大大地降低,而當操作當中的壓力進一步加大時,COD 的去除率則可以上升至 98%,達到了非常好的使用效果。另外,在中國北京房山區垃圾填埋場當中,運用反滲透的相關理論和技術手段,對其中的滲濾液進行了實際的實驗處理,其結果同樣表明,通過相關的反滲透技術的使用,可以對進水的水質進行有效的處理,完全可以使排放出的水質達到污染控制的一級標準,而隨著高壓反滲透相關技術的出現以及實踐當中不斷地應用加強,其在環境工程當中發揮的作用將更加明顯。

2.3 印染廢水的處理

在印染的相關工業當中,其排出的廢水有著極大的污染,含有染料、助劑、無機鹽以及纖維雜質、酸堿等等,其染料當中的硝基以及胺類化合物對環境有著較大的污染,同時其中還含有一系列的重金屬元素離子,直接進行排放的話會對環境造成很大程度的破壞。而通過反滲透技術的相關運用,在印染行業當中,可以對其排放的污水進行極為有效的處理,根據相關的報道以及文獻資料,反滲透技術非常適合使用在染色槽當中的離子以及大分子的處理之上,在使用了一系列的技術手段之后,第一級苦咸水用膜可以有超過 96%的脫除率,顏色脫除率可以達到 90%以上,總碳脫除率可以達到 85%以上,第二級脫除率可以達到 98%以上,實際的使用效果非常明顯,對于環境工程來講有著非常重大的貢獻。

3 結語

綜上所述,根據對反滲透技術的相關原理以及模型進行詳細的分析,對其具體的在環境工程當中的應用情況進行逐步的分析,力求在實際的操作和使用當中達到更好的效果,更加合理地為社會和人民服務。

參考文獻:

[1] 鐘 清.淺議環境保護工程[J].現代環境衛生工程,2002

篇7

關鍵詞:臭氧預氧化;廢水處理;研究進展

引言

近年來,生活污水越來越多,工業污水也逐漸增多,如何正確治理、利用污水成為了大眾關注的重點問題。只有正確利用廢水,緩解水資源緊缺的問題才能得到解決。臭氧預氧化是廢水處理中的重要步驟,所以對臭氧的研究應更加重視。為了更好地研究該領域、研究廢水處理,就應及時了解目前研究的進展,為以后發展做準備。

1臭氧預氧化工藝研究概況

O3是一種氧化性強的強氧化劑,O3的凈水作用也是全球公認的。O3可將廢水中有毒物質及難以降解的有機物分子部分斷裂,在廢水處理中有著顯著成績。相關研究表明,廢水處理中使用的臭氧預氧化技術是進一步處理的前提,為之后的處理提供了很好的保證,可以說,臭氧預氧化有著重要意義和光明前景。以前只是在飲用水消毒中使用O3作凈化,但經過不斷試驗開始將O3加入到廢水處理中,效果十分顯著。臭氧預氧化對水體有著很大影響。O3能很大程度去除有機物,但也有專家認為O3對水質造成了另一種破壞。此外,O3還影響著廢水酸堿度、內部物質濃度等,所以臭氧預氧化是一項較為復雜的研究,還需更多努力。雖然國內外專家有許多關于O3性質的研究,但仍不能給出明確結論,還處于研究階段,進展也在不斷前進,未來發展還有很大空間[1]。

1.1生物活性炭工藝

臭氧生物活性工藝的原理是將O3通過化學反應與活性炭等形成有吸附作用的過濾器,這種工藝能將降解技術與吸附作用結合在一起,有效提高過濾效果。臭氧生物活性炭的優點是費用低,對有機物等難以去除的物質去除效率高,且效果持續,能使用較長時間。廢水經過臭氧氧化,將其中的大分子有機物降解為小分子,并產生更多O2,使有機物更容易被活性炭吸附,同時為水內微生物提供營養。微生物在活性炭上生長形成生物膜,降解小分子,活性炭使用壽命無形中增長。活性炭本身空隙相對較大,過濾效果必定沒有長出生物膜的活性炭效果好,這種組合通過不斷實踐也充分表現了其優勢。O3和活性炭結合在一起是一種新形式,通過與其他物質比較,在相同條件下產生使活性炭效果更活躍的現象,利用不同量活性炭也可作為比較。實踐證明,不同O3的投入量都使O3效果相同[2]。

1.2曝氣生物濾池工藝

曝氣生物濾池早在20世紀就已開始使用,這種工藝占地面積小、處理效果好,且能實現智能自動化操作,近年來成為研究重點。生活污水經過生化處理后有機物在水中殘留的都是難以降解部分,O3加入使得這些物質成功降解,使該工藝有了突破性進展,也讓相關技術有了新的研究方向。O3將廢水色度明顯降低,除色效果好且提高廢水可生化性。

1.3混凝處理工藝

O3作為天然強氧化劑的主要作用就是氧化水中物質,產生無毒物質,近些年,臭氧預氧化技術迅速發展,已開始與多種技術結合在一起,發展成更有價值的復合技術。臭氧預氧化與混凝處理工藝聯合在一起,形成更好的解決辦法,大大改善了廢水水質,實現廢水再利用。根據相關研究報道,O3還可將混凝劑絮凝效果提高,幫助人們在工業廢水上處理得更好。混凝工藝之前使用臭氧預氧化技術使得混凝劑用量減少,取得更好的處理結果,這是中國近年來科研成果之一,是具有很大價值的研究。在混凝技術與臭氧預氧化結合在一起后,生活污水和工業廢水都有了更大的利用空間,解決了許多地方缺水問題,再生水用在許多需要的地方,給人們生活帶來了許多好處[3]。

2臭氧預氧化工藝在廢水處理中的應用

隨著臭氧預氧化技術的不斷使用,廢水治理有了新途徑。盡管目前來講廢水處理還是環境保護難點,但已有了很大進步,多地開始設立廢水處理設施,不再放任廢水流進河里。臭氧預氧化使廢水處理變得更容易達標。臭氧預氧化在廢水處理中的應用變得越來越重要,有必要了解一下。

2.1醫藥農藥廢水的處理

大多數醫藥廢水和農藥廢水的可生化性都很差,因為其中存在很多化學物質,而基本處理辦法雖然費用低但很難有作用,所以可先用臭氧預氧化工藝處理,這樣就提高了廢水的可生化性,為之后生物處理降低了難度。通過實踐,發現臭氧預氧化工藝的效果非常明顯,有效改善了廢水的可生化性。農藥廢水是難以直接利用的廢水,如果農藥廢水能再利用將會很大程度上節約資源,而臭氧預處理使這項難題變得容易。臭氧預氧化將農藥廢水中有毒物質降解,去除率大大提高,有效解決農藥處理的最大問題。

2.2印染廢水的處理

印染廢水成分復雜,無論是色度還是其中有毒物質的含量都比較高,所以是很難處理的廢水。印染廢水中所含有機物大多數都有有色基團和不飽和鍵,而O3能將這些不飽和鍵斷開,形成較小的分子,使這些不飽和鍵不再能形成有色分子,所以O3也是印染廢水處理的必要物質。利用O3與染料反應,處理后可觀察到色度降低到0。大量實踐證明,常規處理工藝之前加入臭氧預處理能將有色基團破壞,從而去除色度,O3在這里起到了重要作用。

2.3垃圾滲濾液的處理

垃圾滲濾液是垃圾場填埋時通過重力流下的液體,這主要是降雨或垃圾本身所含液體,滲濾液酸堿度較高,污染性極強,一旦滲透就可能對周邊環境造成極大危害。隨著人口密度增大,城市化也越來越快,生活垃圾積攢越來越多,垃圾滲濾液成為主要問題。相關專家進行技術試驗,用O3氧化溶液后,有效地將溶液內有機物降解,經濟適用,其中有毒物質去除率大大提高。2.4芳香族化合物廢水的處理芳香族化合物是許多工業廢水中常見的物質,這種物質危害很大,所以需從廢水中去除,也是廢水治理的重點。O3氧化后,生物降解性提高,與其他凈化工藝結合在一起,取得更好的效果,水中含酚量降低到幾乎沒有。在以后的研究中,臭氧預氧化將是一個主要研究方向,定會給中國廢水治理帶來更多的好處[4-5]。

3臭氧聯合技術的研究

臭氧聯合技術是根據O3的強氧化性與其他凈化工藝聯合在一起,更好地解決難降解物質和有毒物質的辦法。根據不同廢水不同特性選擇不同辦法,從而達到更好的效果。接下來介紹幾種臭氧聯合技術。

3.1超聲波技術

超聲波技術能將廢水中難以降解的物質分解,與O3聯合使用能將降解率提升。超聲波使O3氧化反應進行更快,起到加速作用,反應更加完全,去除率更高。O3與超聲波同時使用,起到聯合作用,廢水中染色迅速褪去。

3.2電解處理聯合技術

電解處理聯合技術的優點是效果明顯、經費少、實用性強,所以很多廢水治理都采用這種辦法。實驗中使用了電化學法、催化氧化法等,再使用O3進行反應。電解與O3聯合起來,達到更好的染料廢水處理結果,這是技術進步的表現,也是技術進步的過程。

3.3催化臭氧化技術

催化氧化技術是近年來用于臭氧單獨氧化的基本方法。臭氧催化是一種長遠的發展途徑。多種化學物質能將O3作為催化劑進行反應,再利用光催化氧化法降解難以降解的物質,達到凈化作用。金屬催化作用也是其中的一種催化工藝,可通過不同的催化反應進行降解[6]。

3.4氧化技術

氧化技術是近年來發展起來的一項新技術,在氧化中可產生氧化能力更強的活性基團,在以后的研究方向中也能有效幫助未來的研究。臭氧預氧化技術以后的發展會更好地解決污染物,是經濟發展的正確發展方向。

4臭氧預氧化在廢水處理應用中存在的問題

4.1理論不完善

臭氧氧化技術在以后的發展中會有更多關注,但對O3與許多物質反應的具體細節還不能下更明確的結論,如果要進一步研究就要在理論上進行突破。只有理論上更加完善,O3研究和聯合技術才能發展得更好。

4.2O3使用量不明確

在相關研究中,臭氧氧化技術運用還有待提高,其中O3的投入量對廢水影響很大,但最佳投入量還不明確,對后續處理還有不利影響,應繼續研究,根據不同情況改變使用量,讓反應更加完全。

4.3O3性質不穩定

O3化學性質不穩定是目前的研究結果,還不能完全控制O3的反應。催化是中國科研事業的重點研究項目,而其性質不穩定是需解決的首要。選擇哪種催化劑、如何使用,是臭氧預氧化在廢水處理應用中存在問題的重點。

4.4處理成本高

O3的處理成本高也是廢水處理應用中存在的問題。臭氧技術推廣及相關實驗都需要較高的經費,在以后研究中也應將降低經費作為研究考慮范圍,這樣才符合中國可持續發展的目的。O3處理成本高是不可忽視的問題,要重視起來,將如何降低成本作為課題進行探討。

5結語

O3是氧化性極強的氧化劑,應利用這種性質進行廢水處理工藝,為中國廢水治理找到更好的解決辦法。在中國目前的研究中,臭氧預氧化在廢水處理中的研究已有了很大進步,將廢水的可生化性提高。臭氧預氧化與其他處理工藝結合,起到更好的作用,是一項具有未來發展潛力的處理技術,對中國環境有著很大影響,應將其重視起來。

參考文獻:

[1]趙亮.臭氧預氧化技術在水處理中的研究進展[J].供水技術,2010(4):64-65.

[2]王海燕.飲用水化學氧化預處理技術研究進展[J].西南給排水,2014(9):6-7.

[3]王杰.預處理技術在膜飲用水處理中的研究進展[J].天津工業大學學報,2010(2):54-55.

[4]戴琳琳.臭氧預氧化在酵母廢水處理中的應用研究[D].北京:北京市環境保護科學研究院,2015.

[5]趙海華.臭氧組合工藝在微污染水處理中的應用[J].城市建設理論研究,2011(3):29-30.

篇8

關鍵詞:ASBR-SBR工藝 高濃度有機廢水 難生物降解 有機物氧化 脫氮 除磷

中圖分類號:F205 文獻標識碼:A

人類自工業化以來,在促進社會發展和文明進步的同時,對我們賴以生存的地球產生了巨大影響:人口劇增,資源短缺,環境嚴重污染。其中以環境污染問題最為突出:(1)物質種類增加了幾十倍,其中包括許多種“三致”物質(致畸、致癌、致突變),這些物質被美國、歐盟、中國、日本等國家環保部門列入所謂的黑名單。(2)水資源在得到開發和利用的同時,水污染也日趨加劇,可供人們飲用的水源越來越少。(3)世界范圍的第三次科技革命以來,科學―技術―產業化趨勢更加明朗,環境保護技術的飛速發展,也是順理成章、水到渠成,對此我們不難理解。

最近幾十年來,伴隨著經濟的飛速發展,人類的生產活動產生了很多特殊廢物:高濃度有機廢水、難生物降解廢水、有毒有害廢水、放射性廢水、生活及工業垃圾等,它們對環境造成了很大的危害(有些會造成潛在的危害,幾十年甚至上百年才能體現出來),許多地方的地下水、地表水和空氣受到了不同程度的污染,嚴重危害著人們的身體健康。因此,必須采取切實有效的實用方法對這些廢物進行處理,達到無害化目的。

傳統的好氧生物處理方法有其局限性:除磷和脫氮的效果差,對難生物降解有機物去除率很低,微生物對有毒物質非常敏感等。而序批式反應器(Sequencing batch reactor,簡稱SBR)近年來受到了廣泛的關注。SBR是現行的活性污泥法的變型,它的生物反應機理和傳統的活性污泥法基本相同,但有其獨特的優點:在一個反應器內可實現有機物氧化、脫氮、除磷等多種功能[1];可用較短的水力停留時間而同時維持較長的泥齡和較高的污泥濃度,從而獲得較好的硝化和反硝化效果;微生物種類多,對有毒物質的抵抗力增強;SBR是時間上的理想推流,存在著底物濃度梯度,并且系統中缺氧、好氧交替出現,不利于好氧的絲狀菌成長;可實現全過程的自動控制,自動化水平高,管理容易;處理構筑物的構成簡單、投資少、管理和運行成本較低等優點。

ASBR是厭氧序批式活性污泥法(Anaerobic Sequencing Batch Reactor,美國專利號:5185079) 的簡稱,是美國Dague教授等于20世紀90年代將SBR工藝用于厭氧生物處理發展起來的,它以序批間歇運行為主要特征,按次序分為進水、反應、沉淀和排水4個階段。與連續流厭氧反應器相比,ASBR具有如下優點:不會產生斷流和短流;不需要大阻力配水系統,減少了系統能耗;不需要二次沉淀池及出水回流;所需要的攪拌設備和潷水器在國內為定型設備,便于建設運行;運行靈活,抗沖擊能力強,能適應廢水間歇無規律排放;可實現厭氧的功能并兼有SBR的優點。

鑒于序批式間歇運行反應器在去除污染物方面存在一系列連續流技術無法比擬的優勢,可以將SBR技術與ASBR工藝結合起來應用于高濃度有機廢水的處理,達到去除有機物、脫氮和除磷的目的。

ASBR-SBR的一般工藝流程為:

廢水 ASBR反應池 SBR反應池 出水

在ASBR―SBR系統中,ASBR作為預處理反應器主要用于去除有機物,SBR通過硝化與反硝化反應進行生物脫氮除磷,并進一步去除有機物。(硝化與反硝化過程既可以在SBR反應器中同時進行,也可分別進行[2])。

ASBR-SBR聯用綜合了厭氧和好氧生物處理工藝的優點:ASBR抗高濃度有機負荷,能將難降解的大分子物質轉化為易生物降解的小分子,提高了廢水的可生化性,降低了SBR單元的負荷;而SBR可成功實現有機物氧化、脫氮、除磷等多種功能;處理構筑物構成簡單、投資少、管理和運行成本較低;可實現全過程的自動控制,自動化水平高,管理方便。

ASBR-SBR聯用后,對不同廢水的適應能力大大提高,去除率也有顯著的提高。例如,厭氧―好氧二級SBR系統在處理染料廢水的長期運行過程中保持了對污染物良好的去除效果,系統出水水質比較穩定,污染物降解效率高,系統對RTB(活性翠藍,Reactive Turquoise Blue)和COD的降解率能高達92.5%和93.7% [3]。厭氧―SBR工藝處理制藥廢水,污泥產率較低,約0.4kgMLSS/(kgBOD?d),是普通話性污泥產泥量的1/2,可以減少污泥處理設施的基建投資和運行費用[4]。針對垃圾滲濾液中高負荷有機物、氨氮和重金屬離子,通過SBR工藝在實驗室里處理垃圾滲濾液實驗所獲得的良好出水效果[5],可以說明采用ASBR-SBR工藝在技術上是可行的??梢?,ASBR-SBR是一種良好的廢水處理工藝。

為了進一步提高ASBR-SBR工藝的去除效果,需要尋求最佳反應條件或改進工藝。對ASBR部分,形成沉降性能好的厭氧顆粒污泥,以提高單元抗沖擊負荷的能力;尋找最佳的進水時間/反應時間的比值,保證高COD 去除率;控制氣力間歇攪拌的強度[6];控制好反應的溫度、堿度和各階段的時間分配[7];,充水時間和負荷率對ASBR工藝非常重要[8],要處理好二者之間的關系。對SBR系統,培養提高脫氮除磷的效果的好氧顆粒污泥 [9];向SBR反應器內投加粉末活性炭,可吸附不可生物降解的部分并起到生物膜載體的作用[10];根據廢水的性質采用不同的曝氣方式;也可改進成兩級系統:單級SBR1+SBR2或CMBR(完全混合生物膜反應器)。北京化工大學的李秀金利用SBR1+ CMBR系統處理牛場高濃度有機廢水,用較短的HRT可獲得較高的硝化轉化效率和污染物去除率,在獲得相同污染物去除率的前提下,兩級處理系統所需反應器的體積可減少1/3[11];還可以采用改良型SBR工藝(MSBR)(MSBR實質上是由A2/O工藝和SBR系統串聯而成,可實現連續進水和出水,為微生物創造良好的生存環境和水力條件,使有機物的降解、氨氮的硝化、反硝化等生物過程一直處于高效反應狀態[12])或改進型DAT-IDAT、ICEAS工藝。除此之外,還應有效控制污泥膨脹,培養適應能力強的微生物群體。

ASBR-SBR聯用工藝是一種全新的、非常有潛力的廢水處理工藝,它集中了厭氧和SBR工藝的所有優點,克服了傳統的活性污泥法和厭氧生物處理工藝的缺點,對廢水的適應性很強(尤其是難生物降解的高濃度有機廢水),并且在實際應用中取得了良好的處理效果。它操作簡單,管理方便,基建投資費用低,在我國有著廣泛的應用前景。但是,ASBR-SBR目前還僅僅停留在處理小規模水量的基礎上,如何提高除磷的效果,如何有效地處理大規模水量,如何去除重金屬離子,如何降低運行費用,如何處置產生的污泥將是我們今后研究的一些重要課題。

參考文獻:

1.李秀金ASBR―SBR組合反應器用于高濃度有機污水的處理中國農業大學學報 2002年7月:110~116。

篇9

P鍵詞:餐廚垃圾;處理工藝;好氧堆肥

中圖分類號 X705 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2017)09-0095-03

1 餐廚垃圾概述

作為城市有機生活垃圾的主要組成部分,餐廚垃圾是指居民家庭、餐飲行業以及企事業單位食堂在食品加工和用餐過程中產生的廢料和殘余,具有含水率高(高達60%~80%)、有機質占比高(占到干重的95%~98%)、含鹽量高、有害物質成分較少等特點[1]。近年來,餐廚垃圾排放量逐年升高,由其引發的污染在城市環境污染問題中日趨顯著,對城市衛生環境及居民的日常生活產生了一定的影響,如何合理安全地處置餐廚垃圾,已成為整個社會所關心的問題。

餐廚垃圾在處理上一般遵循無害化、減量化及資源化三大原則,目前在處理技術上,國內外主要采用焚燒法、衛生填埋法以及生物處理方法來對餐廚垃圾進行處理。焚燒法、衛生填埋法等傳統餐廚垃圾處理方法通常處理不夠徹底,容易引起二次污染,進一步增加環境負擔。相比于其他垃圾,餐廚垃圾含有大量的淀粉、蛋白質等有機物,營養物質較為豐富,有害物質含量少,其中有機組分的生物降解率可高達80%,具有很大的回收利用價值。利用生物處理方法來對餐廚垃圾進行降解,不僅處理較為徹底,不會引發二次污染問題,而且在一定程度上對資源實現了回收利用,被公認為是目前比較具有發展前景的處理方法之一。

2 餐廚垃圾處理工藝與方法

2.1 焚燒法 焚燒法是將餐廚垃圾放在特殊設計的焚燒爐中,在1000℃以上高溫條件下將垃圾有機成分徹底氧化分解,從而達到減量化目的的方法。焚燒法處理能力強,垃圾減量化程度可達50%~80%,焚燒產生的能量可以用于發電、供暖等,焚燒余下的殘渣在高溫下加入SiO2等輔料可用于生產水泥、瓷磚等建筑材料。我國通常將餐廚垃圾混入生活垃圾一同進行焚燒處理,資源化利用程度不高,餐廚垃圾含水率高達60%~80%,高含水量導致熱值非常低,而焚燒發電對餐廚垃圾的熱值具有較高要求,使用焚燒技術處理將大大增加餐廚垃圾的前處理成本。同時,不完全燃燒會產生二f英、氮氧化物、二氧化硫等有害氣體及粉塵,破壞生態環境,危害人類健康。此外,焚燒場建設投資額較大,資金占用周期長,管理要求較高。垃圾焚燒技術簡便快捷實現了無害化、減量化、資源化的要求,在很多發達國家被廣泛采用已有百余年歷史,是目前發達國家進行垃圾處理的主要手段。近年來,我國焚燒技術的可接受度并不是很高,廢棄物焚燒項目爭議引起民眾的信任缺失,無論是從技術還是社會影響角度,焚燒技術用于餐廚垃圾處理項目的可行性很低。

2.2 衛生填埋法 衛生填埋法是目前發展中國家普遍采用的處理餐廚垃圾的主要方法之一,是指將垃圾埋入地下,通過各類微生物自身代謝將生物大分子充分降解為小分子的生化過程。衛生填埋技術簡單,運行成本低,適合各種垃圾,國內大多數地區將餐廚垃圾直接倒入垃圾填埋場與其他家庭垃圾進行混合填埋。但垃圾填埋場會產生大量的滲濾液、有害氣體,容易污染地下水,形成二次污染,危害人體健康,為了防止填埋過程中產生的滲濾液污染土壤和地下水,填埋場需要建設相應的收集和處理系統。此外,填埋場占用了大量土地資源,使用壽命有限,且資源回收利用率基本為零,大量可利用資源被浪費。

2.3 生物方法處理餐廚垃圾

2.3.1 好氧堆肥 好氧堆肥是在好氧情況下,利用自然界中廣泛分布微生物的作用使餐廚垃圾中可生物降解有機質轉化為有利于土壤性狀改良并對作物生長有益且容易吸收利用的高肥力腐殖質的微生物學過程。餐廚廢棄物有機質占比高,C/N比較低,N、P、K等元素含量較高,營養成分豐富,適合作為堆肥原料進行處理[2]。好氧堆肥過程大致可分為升溫、高溫及降溫腐熟三大過程,堆肥初期淀粉、糖類等易分解有機物被利用,微生物大量生長繁殖,釋放大量熱量導致短期內堆體溫度快速上升至55℃以上,進入高溫階段;隨后易降解物質逐漸減少,加之氧化過程消耗了大量氧氣,造成局部厭氧環境,復雜的有機物如纖維素等開始被降解,同時蟲卵及病原菌在高溫環境下失活,堆體開始逐漸形成腐殖質;持續一段時間后,較易分解的有機物大部分被分解,微生物活動逐漸減弱,溫度也隨之降低,腐殖質不斷積累,堆肥進入腐熟階段。好氧堆肥法主要工藝流程如圖1所示。好氧堆肥工藝技術的優點是簡單成熟,運行成本低,便于推廣[3],資源利用程度高,堆肥產物可作為有機肥料用于家庭蔬果及花卉種植。缺點是堆肥過程中持續的高溫階段雖然可以殺死病原菌和蟲卵,但整個堆肥過程無害化不夠徹底,不能很好地解決有害物質及重金屬的污染問題,堆肥過程周期較長且占地面積較大;此外,堆肥處理過程無封閉設置,衛生條件相對較差,容易產生惡臭從而引發二次污染。

2.3.2 厭氧消化 厭氧消化是指無氧或缺氧條件下,利用兼性微生物或厭氧微生物的自身代謝將餐廚垃圾中的復雜有機物降解為小分子無機物,以實現餐廚廢棄物減量化及無害化的過程。厭氧消化通常不設通風系統,通過接種下水管道污泥、牲畜糞便或者利用餐廚垃圾自身孳生的微生物進行發酵過程,發酵過程一般分為水解發酵、產酸脫氫和產甲烷三大步驟[4],主要工藝流程如圖2所示。通過控制消化條件及程度可衍生出各種產物,目前研究方向多集中于沼氣、氫氣等新型能源物質的生產。厭氧消化自動化程度較高,密封條件易于控制惡臭氣體的散發,此外,處理產物能回收得到大量甲烷氣體,固體成分經厭氧消化可得到土壤有機肥或肥力改良劑,產品多樣化且經濟價值較高;但厭氧消化工藝技術相對較為復雜,消化過程反應器內生物量啟動時間較長,且微生物對環境較為敏感,餐廚垃圾的高油脂高鹽分這一特點使得該工藝無法持續穩定地降解餐廚垃圾。

2.3.3 好氧消化 好氧消化法主要是利用自然界中降解能力較強的復合微生物菌種或微生物制劑對餐廚垃圾進行分解,其原理與好氧堆肥基本相似,主要借助生化處理設備對餐廚廢棄物中的有機物進行降解,其中90%以上的有機質轉化為水蒸氣及無害氣體如CO2等,從而達到源頭減量目的,主要工藝流程如圖3所示。好氧條件下,餐廚廢棄物中的可溶性有機小分子物質通過微生物的細胞壁和細胞膜被吸收利用,不溶性的大分子有機物則先附著在微生物體外,首先被微生物所分泌的胞外酶分解為可溶性小分子物質,再滲入細胞被利用。微生物通過氧化、還原和生物合成等一系列自身生命活動,一部分被吸收的有機物氧化成簡單的無機物質,并釋放出大量能量用于自身生長繁殖,另一部分有機物轉化為生物體所必須的營養成分,合成新的細胞物質,微生物不斷生長繁殖,產生更多的生物體,繼續進行一系列的生化作用。相比其他處理方法,使用生化理設備降解餐廚垃圾的優點是時間短,自動化程度更高,同時餐廚垃圾及時得到處置,在源頭上得到了有效的控制,避免了餐廚垃圾清運時可能產生的二次污染問題,節約了大量的運輸費用[5]。缺點是機器投入資金較大,且單臺設備處理量十分有限。

2.3.4 固態發酵制備蛋白飼料 固態發酵制備蛋白飼料是指通過物理方法將餐廚廢棄物破碎、篩分、脫水、烘干后,在一定條件下,利用微生物代謝活動對餐廚廢棄物進行固態發酵,將大分子有機物轉化為易吸收的小分子物質,與此同時,單細胞高蛋白微生物得以繁殖,提高成品飼料中氨基酸及蛋白質含量的過程,主要工藝流程如圖4所示。該工藝簡單,機械化程度高,生產出的成品蛋白飼料可替代傳統的大豆、魚粉等蛋白飼料,產品附加值高,對餐廚垃圾資源化利用高;但從食品安全性角度來講,餐廚廢棄物制備蛋白飼料技術上存在蛋白同源性問題,可能會引發安全隱患[6],對動物及人類的生命安全造成威脅。

2 結語

近年來,餐廚垃圾的有效處置問題得到了社會及民眾的廣泛關注,我國多數城市深刻認識到餐廚垃圾對城市環境和居民日常生活帶來的危害,開始逐步探尋對餐廚垃圾進行資源化利用的方法。北京、上海、杭州等城市設置餐廚垃圾分類收集點,并出臺《餐廚垃圾管理辦法》等相關政策法規[7],但大多數城市監管方法仍未制定,有關餐廚垃圾資源回收處置的技術也缺少相應標準。

餐廚垃圾的處理可以簡單概括為源頭減量、分類收集、資源化利用三步走,政府為餐廚垃圾的處理提供政策保障,完善各項法律法規,積極推動餐廚垃圾的循環再利用,同時不斷開發餐廚廢棄物新處理工藝,因地制宜尋找適合自己的處理模式和方法。目前我國餐廚垃圾處置仍處于初始階段,政府應在出臺相應政策規范的同時積極扶持餐廚垃圾處理產業,還要加強后續監管,構建健全的餐廚垃圾處理模式,同時綜合已有技術逐步嘗試新的模式方法,開發新技術,最終達到餐廚垃圾減量化、資源化和無害化的目的。

參考文獻

[1]叢利澤.餐廚垃圾的微生物處理與資源化初步研究[D].廈門:廈門大學,2007.

[2]袁玉玉,曹先艷,牛冬杰,等.餐廚垃圾的特性及處理技術[J].環境衛生工程,2006,14(6):46-49.

[3]王磊,胡超,石憲奎,等.中國餐廚垃圾處理技術現狀與展望[J].廣東化工,2013,40(16):76-77.

[4]Lee DY,Ebie Y,Xu KQ,et al. Continous H2 and CH4 production from high-solid food waste in the two-stage thermophilic fermentation process with the recirculation of digester sludge[J].Bioresource Technol,2010,101:42-47.

[5]路葵.城市生活垃圾的生物處理技術[J].上?;?,2000,19:4-8.

篇10

[關鍵詞]環境科學;社會需求;能力培養

[中圖分類號]G642[文獻標識碼]A[文章編號]1674-9324(2020)41-0106-02[收稿日期]2019-11-05

一、前言

近年來我國對環境保護的投入不斷加大,“十一五”期間環保投入總額達1.4萬億元,“十二五”期間增加至3.1萬億元,而“十三五”期間則超過10萬億元。此外,各項環保法規和措施也陸續出臺,例如新修訂的《中華人民共和國環境保護法》《大氣污染防治行動計劃》(氣十條)《水污染防治行動計劃》(水十條)《土壤污染防治行動計劃》(土十條)等,環境保護工作被提升到了前所未有的戰略高度。伴隨著環保投資的增長,對環保人才的需求也大量增加。雖然環保相關單位的人才需求巨大,但就業競爭也相當激烈,需要高校培養出能夠適應社會需求的專業人才,這樣才能在就業市場中脫穎而出。從相關政策導向中我們可以分析環境保護的工作重點和投資特點,進而根據社會需求有針對性地對學生進行能力培養。

二、針對社會需求的能力培養

1.大氣環境方面。我國在治理大氣污染方面將持續加大投入,“十三五”期間大氣污染防治領域的投資約為1.75萬億元。建立環渤海包括京津冀、長三角、珠三角等區域聯防聯控機制,加強人口密集地區和重點大城市PM2.5治理[1]。以治理PM2.5為核心,從機動車、工業、揚塵、燃煤、農業等污染源入手,重點控制二氧化硫、氮氧化物、揮發性有機物(VOCs)、顆粒物等多種污染物的協同減排。

環境科學專業在大氣污染控制課程中,可以重點講解燃煤鍋爐和工業廢氣除塵、脫硫脫硝、去除VOCs的技術方法。在專業實習時到企業參觀學習相關的處理工藝。

另外需要注意的是,農業氨作為躲在背后的霧霾“推手”,國家也在逐漸關注農業領域氨的減排工作。化肥施用和牲畜養殖過程中氨排放量的測定和計算,農業氨的減排和控制措施,都是環境科學專業需要掌握的知識點,鑒于很多教材中沒有這方面的內容,在環境監測和大氣污染控制課程中需要額外補充。

2.水環境方面?!笆濉逼陂g我國水污染防治的中央預算投資為4.6萬億元,治理重點水域涵蓋七大流域(長江、黃河、淮河、海河、遼河、珠江、松花江)、環渤海地區、千島湖及新安江上游,以及其他重要流域(閩江、九龍江、九洲江、呼倫湖、興凱湖、洱海、艾比湖等)[2]。

在水環境治理投入快速增加的前提下,必將帶來大量的人才需求。在廢水處理方面,環境科學專業的學生能力可能較環境工程的學生偏弱,要在實踐教學中予以強化??稍诃h境生物學實驗中設置微生物的培養、鏡檢及生物處理技術實驗,在環境工程實驗中設置離子交換、高級氧化技術等廢水處理實驗,在環境工程實習時到污水廠等單位參觀學習。另外,針對目前水污染物的研究熱點,學生還要了解內分泌干擾物、抗生物等的檢測方法和處理技術。

對于水環境修復方面,環境科學專業要著重培養學生的野外工作能力和實驗室分析技巧。在環境監測課程中,學生要掌握野外水體、沉積物和生物樣品的采集方法,能使用顯微鏡對浮游植物、浮游動物的分類組成進行鑒定。在儀器分析課程中掌握熒光光度計、液相色譜測定藻類色素的方法,學習流動分析儀測定各種氮磷營養鹽濃度的方法。在環境工程或專業實習中,安排河道黑臭和水體富營養化修復的實習內容,使學生掌握底泥疏浚、河道引水、水生生態修復、原位化學反應等修復技術。

3.土壤環境方面。中國是全球土壤污染最嚴重的國家之一,但土壤治理還處于起步階段。隨著土壤治理相關技術標準和《土壤污染防治行動計劃》的實施,土壤治理的市場前景非常廣闊。

在土壤環境方面,與環境科學專業關系最為密切的一是土壤污染調查,二是土壤污染治理與修復[3]。在土壤污染調查方面,在環境監測課程中增加土壤樣品預處理、土壤樣品中污染物的提取及常規指標的檢測實驗。在儀器分析課程中學習重金屬、多環芳烴、農藥等有機污染物的檢測方法,掌握激光粒度儀、等離子發射光譜儀(ICP)、氣相色譜儀(GC)、高效液相色譜儀(HPLC)等大型儀器的使用。

在土壤污染治理與修復方面,在環境工程課程中,重點學習耕地和工業污染場地的治理和修復方法;在專業實習中安排相關專題,到修復現場參觀學習,使學生能夠掌握微生物、植物、氧化還原、土壤淋洗、高級氧化降解等修復技術。

4.農業農村污染防治方面。農業農村已經成為我國環境污染的重要污染源,對其進行有效控制已經提上了環境保護工作的日程?!笆濉逼陂g,我國首次將農村和農業納入主要污染物總量減排控制范圍,《“十三五”生態環境保護規劃》和《農業農村污染治理攻堅戰行動計劃》,對農業農村環境綜合治理做出了重要部署。

目前農業農村環境的綜合整治已經成為我國環境保護的重點內容,必將陸續迎來投資的快速增長,其中與環境科學專業聯系緊密的有以下幾方面的工作:第一,農村污水治理。針對多數農村地區住戶分散,人口密度小,污水不易收集的特點,環境科學專業的學生應該了解污水就地分散處理模式,如膜生物反應器、生物接觸氧化、生物濾池、凈化沼氣池及土地滲濾等技術。第二,養殖業污染治理。由于養殖業廢水中有機物和有害微生物含量較高,學生應該掌握相應的厭氧處理技術。對于養殖場糞污的處理,學生要掌握微生物發酵、升流式厭氧污泥床等技術。第三,種植業污染防治。學生要了解農田污染物隨淋溶和地表徑流的遷移機理、農藥化肥污染物降解菌種的篩選、秸稈資源化利用方法等。

5.固體廢物處置方面。當前我國固體廢物處置仍處于初始階段,有巨大的發展潛力。目前固廢處置主要集中在城鎮垃圾、危險固體廢棄物、污水廠污泥及農業固體廢棄物等方面。

環境科學專業的學生要掌握各類固體廢物的處置技術,發揮自己環境監測的特長,在垃圾焚燒殘渣和廢氣成分檢測、堆肥產品有害物質分析、垃圾填埋場中滲濾液和廢氣的檢測、周圍土壤和地下水的環境質量監測等領域發揮作用。