垃圾填埋處理范文
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篇1
一、垃圾滲濾液的產生
垃圾滲濾液產生的主要來源有:
(1)降水的滲入 降水包括降雨和降雪,它是滲濾液產 生的主要來源。
(2)外部地表水的流入 這包括地表徑流和地表灌溉。
(3)地下水的滲入當填埋場內滲濾液水位低于場外地下水水位,并沒有設置防滲系統時,地下水就有可能滲入填埋場內。
(4)垃圾本身含有的水分這包括垃圾本身攜帶的水分以及從大氣和雨水中的吸附量。
(5)垃圾在降解過程中產生的水分 垃圾中的有機組分在填埋場內分解時會產生水分。
二、垃圾滲濾液的產生量
垃圾滲濾液的產生量是受多種因素的影響,一般與下列因素有關:氣候、季節條件(包括降雨量及蒸發量等);地面流失、地下水滲入、垃圾的特性、地下層結構、表層覆土和下層排水設施的設置情況等,但降雨量和蒸發量是影響滲濾液產生的重要因素,滲瀝液的產量估算方法很多,有理論法、實測法和經驗公式法。確切估算是比較困難的,因此,一般采用經驗公式計算,比較簡便的計算公式為:
Q=10-3·C·I·A
式中:
Q——日平均滲瀝液量,m3/d;
C——流出系數,%;
I——設計日降水量,mm/d;
A——填埋場集水面積,m2。
流出系數(C)與填埋場表面特性、植被、坡度等因素有關,一般為0.2-0.8,設計日降水量可根據當地的氣象資料來獲得,填埋場集水面積可由填埋場的實際面積確定
三、垃圾滲濾液的水質特征
由于垃圾滲濾液的來源使得垃圾滲濾液的水質具有與城市污水所不同的特點:
(1)有機物濃度高 垃圾滲濾液中的BOD5和COD濃度最高可達幾萬mg/L,主要是在酸性發酵階段產生,pH達到或略低于7,BOD5和COD比值為0.5~0.6。
(2)金屬含量高 垃圾滲濾液中含有十多種金屬離子,其中鐵和鋅在酸性發酵階段較高,鐵的濃度可達2000mg/L左右,鋅的濃度可達130mg/L左右。
(3)水質變化大 垃圾滲濾液的水質取決于填埋場的構造方式、垃圾的種類、質量、數量以及填埋年數的長短,其中構造方式是最主要的。
(4)氨氮含量高垃圾滲濾液中的氨氮濃度隨著垃圾填埋年數的增加而增加,可高達1700mg/L左右,氨氮濃度過高時,會影響微生物的活性,降低生物處理的效果。
(5)營養元素比例失調對于生化處理,污水中適宜的營養元素比例是BOD5:N:P=100:5:1,而一般的垃圾滲濾液中的BOD5/P大都大于300,與微生物所需的磷元素相差較大。
(6)其他特點 滲濾液在進行生化處理時會產生大量泡沫,不利于處理系統正常運行。由于滲濾液中含有較多難降解有機物,一般在生化處理后,COD濃度仍在500~2000mg/L范圍內。
四、控制垃圾滲濾液的工程措施
控制垃圾滲濾液的工程措施主要有:
(1)入場垃圾含水率的控制 垃圾填埋過程中隨填埋垃圾帶入的水分,相當部分會在垃圾壓實過程中滲濾出來,其量在滲濾液產生量中占相當大的比例。為此,必須控制入場填埋垃圾的含水率,一般要求小于30%(質量分數)。
(2)控制地表水的滲入量 由于地表水的滲入是滲濾液的主要來源,因此消除或者減少地表水的滲入量是填埋場設計的最為重要的方面。
(3)控制地下水的滲入量 控制地下水滲入就是控制淺層地下水的橫向流動,使之不進入填埋區。主要方法有設置隔離層、設置地下水排水管和抽取地下等。
(4)在平緩的斜坡上,水易于集結,因而大量滲濾,而在較陡的斜坡上,水容易流掉,從而減少了到達垃圾中的水量。因此??刂铺盥駡鰣龅子胁恍∮?%的縱橫坡,且將垃圾填埋的最終覆土層做成中心高、四周低的拱型,保持不小于5%的坡度,這樣可使部分降雨沿地表流走。但當表面斜坡大于8%左右時,表面徑流量就有可能侵蝕垃圾的頂部覆蓋物,使填埋場暴露,因此,表面斜坡應小得足以預防表面侵蝕。
(5)填埋最終覆土后,斜坡上常覆蓋不小于20cm的營養土和其他適合植被生長的土質,以利植被的生長,可以通過植物根系吸收水分,并通過葉面蒸發作用減少滲濾液發生量。
總體來講滲濾液產生量波動較大,但對于同一地區填埋場,其單位面積的年平均產生量在一定范圍內變化。
五、垃圾滲濾液處理工藝
常用的垃圾滲瀝液處理方式有以下四種:
(1)將滲瀝液輸送至城市污水處理廠進行合并處理;
合并處理是垃圾滲瀝液與適當規模的城市污水處理廠合并處理是最為簡單的處理方式。合并處理可以節省單獨處理所需要的投資費用;但由于垃圾填埋場往往遠離城市污水處理廠,滲瀝液的輸送將需要許多費用,不同污染物濃度的滲瀝液量與污水處理廠處理規模的比例要適當。據資料介紹,為保證城市污水處理廠的正常運行,避免滲瀝液對城市污水處理廠造成的沖擊負荷,要嚴格控制滲瀝液與城市污水的混合比,這一點很難作到。
(2)經預處理后輸送至城市污水處理廠合并處理,即預處理——合并處理;
垃圾滲濾液預處理的目的是保證生物處理過程中微生物處于良好的生長繁殖環境,即生物可降解的有機基質、適量的營養物質和銅、鎳、鋅等微量元素。 預處理-合并處理無論是在經濟、運轉方式的靈活性或在對出水水質的保證方面,是一種比較理想的處理方式。
(3)在填埋場建設污水處理廠進行單獨處理;
單獨處理與城市污水處理廠規模相比,滲瀝液的產量較小,因此單獨設置小規模的處理系統在單方水投資及運轉費用方面缺乏經濟上的優勢。而且垃圾滲瀝液中的營養比例(C:N:P)失調,主要表現在氮含量過高,而磷含量不足,在處理過程中需要花費削減氮及補充磷的費用。此外,對于滲瀝液中的多種重金屬離子和較高濃度的NH3-N,需要采用化學等方法進行必須的預處理乃至后處理,故其運轉費用較高。
(4)滲瀝液回灌至填埋場的循環噴灑處理。
滲濾液回灌就是將在填埋場底部收集的滲濾液從其覆蓋層表面或覆蓋層下部重新灌入填埋場,利用填埋場垃圾層這個"生物濾床"凈化滲濾液?;毓嗫s短垃圾降解所需時間,增加垃圾壓實密度,進而增加垃圾填埋量,同時增加滲濾液在填埋場中的停留時間,使得滲濾液污染物充分降解而濃度大為降低?;毓喾ㄖ饕m用于氣候干旱、滲濾液產生量較少的情況。
從以上幾種垃圾滲濾液的處理方式可以看出前三種滲濾液的的處理方法工程造價過高,運行管理不便。尤其是對垃圾產量比較小,產生滲瀝液較少地區更不適宜選用。
而垃圾循環噴灑處理具有以下優點:垃圾填埋場進行滲濾液回灌不僅在降解滲濾液本身的污染負荷,而且可以通過蒸發和蒸騰作用達到滲濾液減量化目的,增加垃圾降解速率和降解程度,加速垃圾填埋場的穩定化進程,縮短填埋場對周圍環境影響的時間;減少封場后填埋場的監測、管理費用;增加填埋場土地重新利用的可能性??傊?,回灌法與物化和生化法相比,能較好地適應滲濾液水質水量的變化,是一種投資省、運行費用低、且能加速城市垃圾填埋場穩定的方法。
六、建議
(1)城市垃圾滲濾液處理問題越來越受到關注,滲率液回灌技術因其投資省、運行費用低、抗水質水量沖擊負荷能力強、可以加快填埋場穩定等優勢而具有廣闊的應用前景。尤其對氣候比較干燥的新疆地區來講是更加適合的。應該推廣運用。
(2)滲濾液回灌技術的作用不僅僅是降解滲濾液中的污染物,因此研究應著眼于對垃圾填埋場整體污染物的管理和控制;滲濾液回灌的應用應在垃圾填埋場的設計建造的同時予以考慮。
參考文獻:
[1]中華人民共和國建設部.城市生活垃圾衛生填埋技術規范 CJJ17-88.
篇2
關鍵詞:城市垃圾,滲濾液,廢水處理
近十幾年來國外學者就垃圾滲濾液的處理進行了大量的探索和研究,取得了一些成功經驗,有的已用于工程實踐。我國在垃圾滲濾液的處理研究方面起步較晚、起點較低,有不少失敗的教訓,但也獲得了一些寶貴的經驗。由于滲濾液水質水量的復雜多變住,目前尚無十分完善的處理工藝,大多根據不同填埋場的具體情況及其它經濟技術要求采取有針對性的處理工藝??v觀國內外垃圾滲濾液處理的現狀,目前滲濾液的處理方案主要有場外綜合處理和場內單獨處理兩大類。主要處理工藝有生物處理法、物化法、土地法以及上述方法的綜合[1]。
l 生物法處理滲濾液
生物法是滲濾液處理中最常用的一種方法,由于其運行費用相對較低、處理效率高,不會出現化學污泥等造成二次污染,因而被世界各國廣泛采用。具體的工藝形式有傳統活性污泥法、穩定塘、生物轉盤、厭氧固定膜生物反應器等。
1.1 活性污泥法
美國和德國幾個垃圾填埋場采用活性污泥法處理滲濾液,其實際運行結果表明,通過提高污泥濃度來降低污泥的有機負荷,可以獲得令人滿意的處理效果。如美國賓州的Fall Township污水處理廠,其垃圾滲濾液進水的ρ(CODcr)為6000~21000 mg/L,ρ(BOD5)為 3000~13000 mg/L,ρ(氨氮)為 200~2000 mg/L,曝氣池的 p(污泥)為 6000~12000 mg/L,是一般污泥的質量濃度的3~6倍。在體積有機負荷為 1.87 kg[BOD5]/(m3·d),F/M 為 0.15-0.31 kg[BOD5]/kg[MLSS·d)時,BOD5的去除率為97%;在體積有機負荷為0.3kg[BOD5]/(m3·d),F/M為0.03-0·05 ks[BOD5]/(kg[MLSS]·d)時,BOD5的去除率為92%。該廠的數據說明,只要適當提高活性污泥的質量濃度,使F/M為0.03-0.31<kg[BOD5]/(kg[MLSS]·d)之間采用活性污泥法能夠有效地處理垃圾滲濾液[2]。
1.2 穩定塘
國外早在80年代就有成功運用穩定塘技術處理滲濾液的生產性處理廠(Howard Robison,1992),英國在 1983年建成的 Bryn Postey填埋場滲濾液處理廠,運用曝氣氧化塘技術處理滲濾液。該氧化塘有效庫容 1000 m3,由高密度聚乙烯材料(HDPE膜)作防滲襯底,采用兩臺高效表面曝氣機進行曝氣,滲濾液最小水力停留時間 10d,滲濾液處理量D-150 m3/d。此系統自 1983年開始運行,滲濾液ρ(CODcr)ρ(BOD5)最大分別達 24000 mg/L和10 000 mg/L,F/M為 0.05~0.3 kg[BOD5]/kg[MLSS]·d)時,CODcr去除率達 97%[3]。
上海市廢棄物老港處置場,在三期工程改擴建時建成了以穩定塘和蘆葦濕地地表漫流處理系統相結合的滲濾液處理系統,設計規模為2000m3/d,實際運行流量1500 m3/d,其在冬季兩個月的典型數據見表1上海老港填埋場滲濾液水處理的運行效果:
表1 老港填埋場滲濾液水處理的運行效果 mg·L-1 檢測日期 氧化塘出口 蘆葦濕地出口 ρ(CODcr) ρ(NH3-N) ρ(CODcr) ρ(NH3-N) 2000.10.24 1177 160 589 29 2000.11.02 1264 145 1095 35 2000.11.13 1297 133 745 48 2000.11.21 1912 189 1326 69 2000.12.05 640 91 905 150 平均 1413 144 932 66
1.3 生物轉盤
生物轉盤是所謂固定生長系統生物膜法中的一種,運用于常規的污水處理中可有效地解決活性污泥法的污泥膨脹問題,并且由于膜上生物量大,生物相豐富,既有表層的好氧微生物,又有內層的厭氧微生物,因而具有抗水量、水質沖擊負荷的優點,同時生物膜上還能生長世代時間較長的硝化菌等。
Pitea滲濾液處理廠即采用生物轉盤處理垃圾滲濾液,設計規模500 m3/d,設計轉盤表面積3 000 m2,平均設計負荷 4.8 g[NH3-N/(m2·d)。該廠利用填埋場氣體加熱使進人生物轉盤的滲濾液溫度保持在20℃左右,取得了良好的處理效果。
上面介紹的Pitea填埋場生物轉盤是好氧生物反應器,英國Britannia填埋場則是運用厭氧固定膜生物反應器處理垃圾滲濾液,也取得了良好的處理效果[4]。
1.4 厭氧氧化處理
厭氧生物處理B前采用厭氧生物濾池,厭氧接觸法,上流式厭氧污泥床反應器及分段厭氧消化等,實踐證明厭氧處理時高質量濃度ρ(BOD5)>2000mg/L)有機廢水的處理是有效的,但單獨采用厭氧生物處理滲濾液的情況很少見。北京市政設計院1988年進行了這方面的研究,得出的結論是建議采用厭氧一好氧法處理工藝[5]。
1.5 各種生物法比較
生物法中,好氧工藝的活性污泥法和生物轉盤的處理效果最好,停留時間較短(6~24 h)、運行經驗豐富,但工程投資大。運行管理費用高;相對來說穩定塘工藝比較簡單,投資省,管理方便,但停留時間長(10~30 d)、占地面積大且凈化能力隨季節變化較大。厭氧處理工藝近年來發展很快,特別適合于高濃度的有機廢水,它的缺點是停留時間長,污染物的去除率相對較低,對溫度的變化比較敏感,但通過研究表明厭氧系統產生的氣體可以滿足系統的能量需要,若將這部分能量加以合理利用,將能夠保證厭氧工藝有穩定的處理效果,還能降低處理費用。因而對于高濃度有機物的垃圾滲濾液,采用厭氧和好氧I藝的組合處理,無論是對于提高處理效率,還是就降低運行費用都是有意義的。
2 物化法
物化法過去只用在處理填埋時間較長的單元中排出的滲濾液,而今隨著滲濾液控制排放標準的日益嚴格,物化法也用來處理新鮮的滲濾液,且是滲濾液后處理工藝中最常用的方法之一。物化法包括絮凝沉淀、活性炭吸附、膜分離和化學氧化法等。由于物化法處理成本較高,不適于大量的滲濾液的處理。
2.1 絮凝沉淀
實驗證明;生物處理后的滲濾液進行絮凝沉淀時(利用鐵鹽或鋁鹽作絮凝劑),即使在ρ(BOD5)很低(<25 mg/L)的情況下,CODcr的去除率仍可以達到50%,反應過程中最佳的pH值對于鐵鹽和鋁鹽分別為4.5~4.8和5.0~5.5,最小的加藥量在250-500 g/m3之間[6]。
絮凝沉淀工藝的不足之處是會產生大量的化學污泥;出水的pH值較低,含鹽量高;氨氮的去除率較低等。所以絮凝沉淀工藝即使有可觀的處理效率,在選用時還是要慎重考慮。
2.2 反滲透
反滲透經常用于滲濾液的后處理中,因其能夠去除中等分子量的溶解性有機物,國內早期利用醋酸纖維膜進行的試驗表明,CODcr的去除率可以超過80%,雖然在運行過程中有膜污染的問題,但反滲透工藝作為后處理工藝設在生物預處理后或物化法之后,負責去除低分子量的有機物、膠體和懸浮物,可以提高處理效率和膜的使用壽命[5]。根據Ehrig在1989年的研究,一級反滲透工藝可使CODcr、BOD5和有機鹵代物(AOX)的去除率達到80qc,但是氨氮和氯離子的去除率要達到較高水平則至少需要二級反滲透工藝。
總之,反滲透工藝因其高效性、模塊化和易于自動控制等優點,應用得越來越多,但其用于滲濾液處理還存在以下問題:小分子量的物質的截留效率還不盡人意(例如氨、小分子的有機鹵代物(AOX)等)。高濃度的有機物或無機可沉降物容易造成膜污染或在膜表面結垢等問題。由于操作壓力很高(3~50 ba)造成能耗很高。反滲透濃液的處理是最大的困難,將其回灌到填埋場中已經不可取了,因為濃液的污染物濃度很高,是非常危險的廢物。目前多采用蒸發和干燥的方法,但費用很高。
在英國垃圾滲濾液處理廠使用Rochem’s專利圓盤管反滲透系統對初級滲濾液處理,這種處理技術是由南亨伯塞德郡穩特頓填埋場所設計和生產的 Rochem’s離析膜系統。Rochem’s離析膜系統能夠去除重金屬、SS、氨氮、有害難降解的有機物,處理后的水質滿足嚴格的排放標準。
2.3 活性炭吸附
活性炭吸附工藝適用于處理填埋時間長的或經過生物預處理后的滲濾液,它能去除中等分子量的有機物質。20世紀70年代在歐洲的實驗室研究表明,CODcr的去除率為50%-60%,若用石灰石作預處理,去除率可高達80%,而活性炭處理了140床后去除效率將明顯下降[7]。在生產性試驗中,由于滲濾液水質水量多變等原因,出現了去除效率下降和活性炭被大量污染的現象。活性炭的投加量與去除的CODcr量的線性關系當活性炭的投加量為800~1200 g/m3時,每克活性炭吸附3.0-3.2mgCODcr。活性炭吸附工藝的主要問題是高額的費用。盡管如此,首先進行生物預處理,再將該工藝與絮凝沉淀工藝相結合時、能保證出水較低水平的CODCr和AOX。
2.4 化學氧化
化學氧化工藝可以徹底消除污染物,而不會產生絮凝沉淀工藝中形成的污染物被濃縮的化學污泥。該工藝常用于廢水的消毒處理,而很少用于有機物的氧化,主要是由于投加藥劑量很高而帶來的經濟問題。對于滲濾液中一些難控制的有機污染物,化學氧化工藝可以考慮使用。
常用的化學氧化劑有氯氣、次氯酸鈣、高錳酸鉀和臭氧等。用次氯酸鈣作氧化劑時CODcr的去除率不超過50%;用臭氧作氧化劑時,沒有剩余污泥的問題,CODcr的去除率也不超過50%且對于含有大量的有機酸的酸性滲濾液使用臭氧作氧化劑不是很有效的,因為有機酸是耐臭氧的,相應就需要很高的投加劑量和較長的接觸時間。過氧化氫作氧化劑時因為可以去除硫化氫而主要用來除臭氣,加藥量一般每一份溶解性的硫要投加1.5~3.0份的過氧化氫。目前用化學氧化法處理滲濾液的研究還處在實驗室階段,其上要的問題是處理費用太高,但對于垃圾填埋場封場后所)一生的小水量、低含量的難降解滲濾液處理還是有一定意義的。
3 土地法
用土地法處理滲濾液的主要形式是滲濾液回灌和土壤植物處理系統。
在英國進行的滲濾液回灌生產性試驗中發現,滲濾液回灌不僅因為蒸發的作用而可以減少滲濾液的水量,而且還能大幅度降低滲濾液中有機物的含量。
土壤植物處理系統(S-P系統)不僅利用土壤或陳垃圾的物化及生化作用,而且還利用了植物根系對微生物的強化和植物修復技術。1985-1986年在瑞典建立了大規模現場S-P系統進行試驗,該系統占用了總面積為22公頃的填埋場中的4公頃,其中1.2公頃種植了柳樹,另外2.8公頃種植了各種草本植物。試驗區域為填埋場邊緣的3個坡地,種植了 30 000棵柳樹。在試驗的最初3年中,灌入試驗區域的滲濾液共計3 290 mm,測得年平均的蒸發量為340mm,為降水量的引%,而在試驗前相應區域的年平均蒸發量為 140 mm,為年降水量的 19%,蒸發量增加了二到三倍。該系統不光有減量的功能,還能夠降低滲濾液的濃度,例如氮的濃度平均下降了 60%,從6.93 mmol/L下降到了 2.96 mmol/L,可以肯定隨著柳樹的生長和根系的發展,處理效果還可能進一步地提高。
4 結論與思考
垃圾滲濾液由于成分極其復雜,如果用一種方法很難把它處理達標。所以,一般需要不同類型工藝方法組合處理,才能做到達標排放的要求。不同類型方法的組合一般是用生物法或土地法作為預處理,然后用物化法作為后處理。要達到日益嚴格的滲濾液處理排放標準,這種工藝的組合將是一種趨勢,關鍵是各種工藝的搭配和協調的問題。
垃圾滲濾液處理中存在的問題有:
①滲濾液水量變化較大,尤其是季節性變化量很大,在雨季里水量比較大。針對這個問題,一般填埋場采用管道把多余的滲濾液排到一個預留的池子里,等晴天滲濾液少的時候再進行處理。
②滲濾液水質特性變化大。不同填埋場,由于諸多因素不同,其水質存在很大差異,所以適用于某填埋場滲濾液的處理方法不一定也適用于另一填埋場滲濾液的處
理。
③滲濾液中氨氮濃度高,尤其是在填埋后期其濃度更高。高濃度的氨氮對微生物的活性有抑制作用,而現有的氨氮吹脫又造成空氣的二次污染和吹脫塔結垢問題;有人提出超聲波吹脫法,這種方法比傳統吹脫法氨氮的去除率提高了門%-164%,CODcr去除率為24.90%-34.76%,比傳統的吹脫法提高了21%。超聲波的最佳工藝參數:PH為 11,時間為41min,氣水比 1000:1[8]。滲濾液處理費用高且難以達到排放標準。填埋場在封閉前,一般滲濾液濃度高且較難處理,即使采用厭氧一好氧生物處理工藝也難以達到排放標準;而高標準的滲濾液處理廠投資大,運行管理費用高,許多填埋場因為資金不足受限。
參考文獻
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篇3
關鍵詞: 垃圾滲濾水特性處理工藝
中圖分類號:R124.3文獻標識碼: A
滲濾水的產生量
垃圾滲濾水產生量受多種因素的影響,如降雨量、蒸發量、地面流失、地下滲入、垃圾的特性、地下層結構、表層覆土和下層排水設施的設置情況等等。
流程選擇
1、水質特點:
(1)有機物濃度高
垃圾滲濾水中的CODcr和BOD5濃度最高可達幾萬mg/L。高濃度的垃圾滲濾水主要是在酸性發酵階段產生,PH達到或略低于7,低分子脂肪酸的COD占COD總量的80%以上, BOD5與COD比值為0.5-0.6。
(2)金屬含量高
垃圾滲濾水中含有十多種金屬離子,其中鐵和鋅在酸性發酵階段濃度較高。據報道,有的填埋場鐵的濃度可達2000mg/L左右,鋅的濃度可達130mg/L左右。
(3)水質變化大
滲濾水水質取決于填埋場的構造方式、垃圾的種類、質量、數量以及填埋年數的長短,其中構造方式是最主要的。
(4)氨氮含量高
滲濾水的氨氮濃度隨著填埋年數的增加而增加,可高達1700mg/L左右,氨氮濃度過高時,會影響微生物的活性,降低生物處理的效果。
(5)營養元素比例失調
對于生化處理,污水中適宜的營養元素比例是BOD5:N:P=100:5:1,而一般的垃圾滲濾水中BOD5/TP大都大于300,與微生物生長所需的磷元素相差較大,因此在污水處理中缺乏磷元素,需要加以補給。
2、滲濾水處理工藝
(1)預處理
滲濾水進入市政下水管道以后,流進城市污水處理廠與生活污水混合處理,但由于滲濾水中的營養元素比例不協調,并可能存在有毒物質,在排放進下水道以前需要進行預處理。
(2)生化處理
現今的污水處理大多數采用生化處理,利用微生物把污水中的有機物降解以達到凈化污水的目的。由于垃圾滲濾水的污染物濃度大,因此在處理技術上同一般的生活污水不同,主要體現在有機負荷、停留時間等參數的選取以及處理工藝的運行效果上。
土地處理
土地處理,即利用土壤—微生物—植物系統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污水,使水質得到不同程度的改善,實現廢水資源化和無害化。
(4)物化處理
物化處理方法常采用混凝沉淀、化學氧化、吸附、過濾、膜分離、氨氮吹脫等工藝,對去處SS、色度、NH3-N、重金屬離子等有較好的效果,對COD特別是一些生物難降解的COD去除效果也較高。
工藝流程組合
新鮮垃圾滲濾水中有機物濃度高,低分子脂肪酸多,BOD5/CODcr值在0.5-0.6,適宜于采用生化處理方法。由于滲濾水濃度較高,直接采用好氧法處理費用較大,而厭氧法的負荷高,占地小,能耗低,產泥少,因此一般多先采用厭氧處理,但厭氧處理出水中的有機物濃度和氨氮濃度仍較高,不能達到排放標準,一般需要后接好氧處理。
隨著垃圾填埋年數的增加,有機物濃度降低,但腐殖質類物質增加,BOD5/COD值下降,可生化性降低,生化處理難以達到較好的效果,宜采用物化方法進行處理。另外,滲濾水生化處理以后,仍有部分COD難以進一步去除,要提高出水水質,也宜采用物化方法。因此,在滲濾水處理工藝流程選擇是,對填埋年數較短的填埋場滲濾水應以采用生化處理為主,而對使用時間較長的填埋場滲濾水則有必要采用生化和物化處理方法。
目前常用的滲濾水處理工藝組合有:生物處理—混凝沉淀、生物處理—化學氧化—(生物后處理)、生物處理—活性炭吸附、生物處理—反滲透—濃縮液的蒸發/干化。
典型工藝流程
參考國內其他同類城市的滲濾液水質指標確定如下:(單位:mg/L.PH除外)
設計進水水質:CODcr<100000;BOD5<40000;NH3-N<2000;PH6.5-8;SS<1200。
設計出水水質(GB16889-2008):CODcr<100;BOD5<30;NH3-N<25;PH6-9;SS<30。
城市垃圾滲濾水處理工藝典型流程圖
工藝說明:
調節池
由于影響滲濾水產量的最重要因素—降雨量和蒸發量在一年內隨季節變化很大,因此,為減少水量和水質變化對污水水處理工藝過程的影響,在污水處理系統前設置調節池顯得十分重要。
(2)氨吹脫塔
吹脫是以曝氣的物理方式使游離氨從水中逸出,以降低廢水中氨氮濃度,常用作生化處理的前處理。當BOD5/NH3-N<100:3.6時,生物反應達不到除氮的要求,有時需要用這種方法脫氮。當廢水PH增至10或10以上時,氨大部分以游離的形式存在,向水中充氣即可使氨釋放到大氣中去。但PH不宜調的過高,否則吹脫后,溶液的PH仍很高,需要用酸將PH值調回中性,導致成本過高。因此吹脫時一般將PH調至10-11。吹脫塔具有效率高裝置結構緊密,處理量大,運行管理方便,能耗較低等特點。
(3)電加熱器或換熱器
滲濾水通過電加熱器或換熱器將污水的溫度調到35℃左右,以便進UASB反應器的溫度要求,進行中溫發酵。
(4)上流式厭氧污泥床(UASB)
該裝置的最大特點是在反應器上部設置了一個專用的氣-液-固三項分離器,分離器下部是反應區,上部是沉淀區,在反應區中根據污泥的分布情況可分為污泥層和懸浮層。
在UASB反應器中,污水以一定流速從下部進入反應器,通過污泥層向上流動,料液與污泥的接觸中進行生物降解產生沼氣,沼氣上升將污泥托起,起到攪拌作用,沉淀性能較差的污泥顆?;蛐躞w在氣體攪拌下形成懸浮污泥層。氣-水-泥三項混合液進入三項分離器中,氣體碰到反射板時折向氣室而被有效分離。污泥和水進入靜沉區,在重力作用下進行泥水分離,污泥通過斜壁回到反應區中,清液從沉淀區上部排出。
(5)A/O系統
厭氧處理適用于處理污染物濃度較高的廢水,但出水水質達不到排放標準。因而常將厭氧與好氧系統組合起來。厭氧生物處理是在沒有氧的情況下,以厭氧微生物為主對有機物進行降解、穩定的處理方法。在厭氧反應過程中,復雜的有機物被降解,轉化為簡單、穩定的產物,同時釋放能量,大部分能量以CH4形式出現。
廢水的好氧生物處理,是好氧微生物在溶解氧存在下,利用水中的膠體狀、溶解性的有機物作為營養源,使之經過一系列生化反應,最終以低能位的無機物質穩定下來,達到無害化要求。由于好氧反應速度較快,所需反應時間較短,因而好氧反應器容積可以減少,而且在處理過程中,基本沒有臭氣,出水也可以達到比較好的水質。用活性污泥法處理垃圾滲濾水,可采用泥齡為一般城市污水廠的兩倍,并將負荷減半。
(6)物理化學法
前期往調節池加酸堿是為了調節進水的PH值。后期往A/O系統加絮凝劑石灰、硫酸鋁、FeCL3、FeSO4等是為了有效地去除色度、SS和重金屬離子,對COD也有一定的去除效果。
(7)膜分離
膜分離是利用特殊的薄膜對水中的成分進行選擇性分離,包括電滲析,擴散滲析,反滲透,超濾和液體膜滲析等分離技術。
超濾截留大分子物質、水中的懸浮物、微生物及及膠體,其產生的滲透壓較小,因而需克服滲透壓,一般采用2*105-5*105的低壓。
NF膜系統有效截留分子量大于100的有機物及多價離子,并去除水中的色度、硬度和異味;RO膜系統能截留水中的各種無機離子、膠體物質和大分子溶質,從而取得凈制的水,所需壓力因而較高,一般為20*105-80*105Pa.
經濟技術比較與分析
技術比較
滲濾水是一種高濃度污水,有機與無機污染物的含量均很高,滲濾水的處理工藝流程選擇,要根據當地的氣候特征、周圍環境、滲濾水的水量與水質特性及處理的程度進行選擇。
對附近有污水處理廠的填埋場,將滲濾水輸送到污水處理廠進行處理較好;對氣候干燥,蒸發量較大的地區,選擇回灌作為滲濾水處理或預處理的手段,可節省不少的投資和運行費用;對地方偏僻,土地較多的地區,采用穩定塘、土地處理等以天然凈化系統為主的處理系統,可減少大量的能耗,而且運行、管理、維護都比較方便;對新鮮的垃圾滲濾水,可生化性較好,宜采用生化方法進行處理,當原液濃度很高時,先采用厭氧處理再采用好氧處理比較經濟;對生化處理出水達不到當地排放標準或滲濾水是填埋年數較長的垃圾所產生,可生化性較差時,宜采用物化處理,各種方法的應用效果見表1。
表1滲濾水處理工藝優缺點
處理方法 污染物質 優點 缺點
COD NH4-N AOX 金屬
曝氣工藝 + - 費用上有利,可用于后續物化處理的前處理 需要處置活性污泥,殘余COD,殘余AOX
物化法
活性碳吸附 + - + - 應用簡單,可以再生 廢物產量大
混凝沉淀 - + 應用簡單
膜分離 + + + 可支配性高 濃縮液處理成問題,高含鹽量時不適用
吹脫 + - 需要處理廢氣
離子交換 + + 應用簡單,可以再生
化學氧化 + + 殘渣量很少
熱處理法
蒸發 + + - + 需要處理的顆粒大都是惰性鹽類 原料型式成問題
注:+表示該種工藝能有效去除該污染物;表示該種工藝能部分去除該污染物;-表示該種工藝基本不能去除該污染物。
經濟分析
滲濾水時一種難處理廢水,其噸處理投資費用遠高于一般生活污水。滲濾水水質與排放要求對投資影響很大。1986年興建的杭州天子嶺填埋場的滲濾水處理工程,采用活性污泥法,處理水量為300m3/d,投資為142萬元。1993年興建的上海老港垃圾填埋場二期工程中滲濾水處理工程,采用穩定塘-蘆葦濕地工藝,兩套處理系統總規模1500 m3/d,投資約900萬元。秦皇島盧龍縣2012年投資興建的填埋場滲濾水處理工程,采用厭氧、好氧、膜處理工藝,處理水量50 m3/d,投資400余萬元。由此可見,垃圾滲濾水的處理費用是相當高的。表2是盧龍垃圾填埋場滲濾水處理工程運行成本分析表。
表2 盧龍垃圾填埋場滲濾水處理工程運行成本分析表
運行成本
序號 項目內容 費用估算(元/m3) 備注
1 人工福利費 4.67 保險系數調整及工資上浮
2 電費 7.7 電費單價0.8元/度
3 藥劑費 1.75 生化、膜系統藥劑費用
4 化驗費 0.37 含進出口COD、BOD5、SS等藥劑
6 污泥費 6.67 外購污泥
7 辦公費用 1.67 含交通、通訊、辦公、勞保等費用
8 取暖降溫費 0.51 空調
9 接待費 0.67 日常接待費用
10 自來水費 0.2
11 在線儀表
委托運營費 2.74 如果需要由政府出資
12 噸水費用 26.95(元/m3) 按50m3/d計
注:報價不含營養費。
參考文獻:
《城市生活垃圾衛生填埋場技術與管理手冊》化學工業出版社,趙由才、朱青山主編;
《水污染控制技術》化學工業出版社,2001,王燕飛主編;
篇4
【關鍵詞】垃圾;填埋;滲濾液;處理
0.前言
本文根據對城市生活垃圾進行探討,分析了垃圾填埋場滲濾液處理的情況,同時,根據對各個先進技術工藝進行深入了解,分析出先進的工藝技術能夠更好的進行垃圾處理,使其適合我國經濟的發展與環境的保護。文章還探討了對于生活垃圾填埋場滲濾液問題的處理及解決,為我國環境保護提供資料參考。
1.垃圾填埋場滲濾液特征
1.1滲濾液來源
(1)降水。由于氣候的變化,經常產生降雨或者降雪的天氣,雨水或者雪融化形成的水分滲入到地表,形成降水滲漏。(2)地表水流滲入。地表水主要包括對于地層表面的灌溉,使地表上的水流入地下,滲入到填埋垃圾中。(3)地下水滲入,填埋垃圾產生空缺會使地下水滲入。(4)自身水分。生活垃圾中,自身自帶的水分。(5)分解。垃圾經過分解變化形成水分。
1.2滲濾液水質特征
(1)水分滲入量小,大但是存在不同類型的水質。與城市中廢水、污水的胖放量來說,量比較小,但是收到土質及各個渠道的影響水質不同,同時水質變化也很大。(2)污染物濃度高。垃圾滲濾液中的污染物主要BOD、COD有機污染以及N污染等等,污染物濃度與垃圾中含有的易腐有機物呈正比例關系;氮物質越多,垃圾滲濾液的NH3N含量就越高;(3)金屬含量高。垃圾填埋場中產生的垃圾滲濾液含有十多種金屬離子,如鐵、鉛、鋅、汞等等;(4)可生化性。在垃圾填埋場,垃圾不斷填埋、不斷增加,隨著垃圾的堆積,早期垃圾因為積壓產生降解,受到空氣的流通有機物質會出現變質現象。在填埋完成后降解幾率會逐漸減小。在變質過程中,一些不容易降解的有機物質會隨著時間的增加而在填埋區域占主要位置,使滲濾液的可生化性降低。
1.3主要成分
垃圾的來源渠道較廣,由此導致的垃圾組成成分十分復雜多樣,既含有有機物,也含有無機物,還含有大量的重金屬。
2.垃圾填埋場滲濾液處理方法
目前,垃圾滲濾液的處理方法主要是生化法、物化法,以及新的一些技術和方法。
2.1物化法
物化法主是對垃圾滲濾液進行預處理和深度處理。其主要功能是要去.圾滲濾液中的SS、NH-N、色度以及那些難以降解的有機物。當前,物化法主要有化學沉淀法、吹脫法、電化學氧化法、電催化氧化法、光助Fenton法、臭氧催化氧化法等等多種方法,當COD為2000-4000mg/L時,物化法可以將COD濃度去掉50%-87%。而且,經過物化法處理后,出水水質也將為穩定,尤其對生物處理難度較大的低值COD、BDO有較為理想的處理效果。但物化法也有一些弊端,主要表現在處理的成本較高,不適合對那些大水量的垃圾滲濾液的處理。
2.2生化法
生化法則通常擔負起垃圾滲濾液處理系統中的主體工藝的角色,用于去除垃圾中的大部分可以生化降解的有機物和營養物。目前,使用較多的生化法主要有厭氧一好氧法、SBR法、MBR法等等。目前,國內外多數的垃圾滲濾液的處理工藝選擇r以生化法為主體,生化法的經濟性、易管理等特點使得該類方法得到了普遍應用
2.3其他技術
經濟的發展以及科學技術的不斷提高,在垃圾滲濾液的處理方面也在不斷的創新,研制出污染性小、有效的分解垃圾的技術,同時應用到實踐生活當中,為省市環境保護與人類健康提供基礎工藝。
3.廢水處理工藝
3.1工程概況及工藝流程
3.1.1工程概況。
某垃圾填埋場主要接受縣城周邊20萬人口的日常生活垃圾,平均填埋量為500rid,滲濾液的產生量約為20-120m3/d,設計處理能力為150m3/d,執行《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008)標準。
3.1.2工藝流程。
考慮垃圾填埋場建設初期,滲濾液的生化性較好,可以通過將調節池中的滲濾液用泵進行提升,進入到UASB厭氧中,在去除大部分有機物之后,出水再流入到A/O-MBR池中,通過好氧生物的進一步作用后達到去除滲濾液中有機物的目的,最后經過硝化和反硝化達到去除滲濾液中的氨氮的效果。出水經過增壓泵的增壓,進行納濾處理后以達到進一步去除氨氮和有機物的目的,最終達到出水達標排放。對于那些后期進入填埋場的垃圾,由于滲濾液生化性較差,滲濾液中的碳氮含量濃度較低,可以直接進入A/O-MBR處理系統。
3.2高效節能管理。
對于垃圾滲濾液中水分的質量及水量容易發生變化,因此,為垃圾的處理與滲濾液的處理措施中增加了管理難度,因此,在處理垃圾滲濾液過程中,必須將滲濾液的水質及水量進行控制,控制機械設備的工作效率,有效改善垃圾填埋場的污染。在機械設備管理中,首先要進行機械質量的檢查,注意各個結構設計及材料質量的標準,應用先進技術,保證機械運行的高效性與穩定性。其次,要注意對機械進行良好的管理與監督,加大管理力度,將一些新技術應用到垃圾滲濾液的改善中,其中(1)需要專門的人員進行監督,定期檢查垃圾量,控制垃圾的投放;(2)提高創新意識,加大科技投入,將先進的技術應用到垃圾管理的運行中,使新技術得到利用同時良好的控制垃圾滲濾液的問題;(3)引進專業人才進行管理,提高管理人員素質,采取培訓的手段將管理人員進行管理,并且提高人員素質與職業道德,使工作人員認真對待垃圾處理問題,提高其環境保護意識。
4.結論與建議
(1)不同處理方案的選擇,應在對填埋場滲濾液進行分析預測后,考慮處理系統運行的穩定性和可靠性及耐沖擊負荷能力,進行技術經濟以及環境效益分析后慎重選擇;(2)滲濾液回灌技術因其技術、經濟優勢,可以作為合并處理和單獨處理工藝方案的預處理,達到削減水量和污染物,并加速滲濾液水質穩定化的作用;(3)對滲濾液回灌技術應加強對水量平衡的研究,在解決滲濾液惡臭污染物對大氣環境質量影響等問題的條件下,應采用蒸發量大的回灌技術;(4)對滲濾液生化出水中難降解的腐殖質類物質,從目前來看,采用高級氧化去除技術也存在經濟性的問題。除在超臨界水氧化技術等高級氧化技術方面深入研究外,還應對滲濾液膜處理技術進行研究。
【參考文獻】
篇5
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?;毓喾▽B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.
篇6
滲濾液水質概況
寶坻區生活垃圾衛生填埋場,采用邊填埋、邊覆蓋的填埋工藝,利于臭氣污染控制和雨污分流。由于滲濾液產生量小且濃度相對較高,尤其是夏季,易腐性物質含量相對較高,加之高溫作用,濃度高,經過調節池停留及均質后,其CODcr濃度一般不超過30000mg/l。冬季氨氮濃度高,氨氮濃度不超過3000mg/l,冬季難降解物質含量高,因此CODcr濃度一般不低于3000mg/l。冬季pH可達5,極端情況下pH為4,夏季pH最高可達8,極端情況下pH為8.5。
表1 原水水質表
滲濾液處理出水限值
表2 出水限值計算表單位:mg/l(凡注明者除外)
滲濾液處理工藝概述
3.1 工藝流程
滲濾液自調節池由原水泵提升進入厭氧系統,在中溫厭氧罐內,經過水解酸化、產酸、產甲烷等復雜的生化過程,把滲濾液中大部分有機污染物去除,使COD得到充分降低,出水自流進入膜生物反應器(MBR);在一級硝化反硝化系統中,由于一級反硝化罐內攪拌器攪拌作用使滲濾液與MBR機組濃水充分混合,在低溶解氧狀態下,經過反硝化作用脫除總氮,出水自流進入一級硝化反應階段;硝化反應階段內,在高溶解氧狀態下,經過充分的硝化反應,水中氨態氮轉化為硝態氮,同時有機污染物濃度大幅降低;污水自流進入二級強化硝化反硝化系統,經過強化脫氮作用,大幅降低出水硝態氮;污水溢流進入MBR機組,經自吸泵抽吸作用MBR產水進入中間水箱,MBR濃水返回一級反硝化罐;MBR產水經納濾高壓泵加壓進入納濾膜處理系統,利用納濾膜組件對溶質的截留作用,使各種污染物含量降低,納濾產水暫存于中間水箱,納濾濃縮液利用余壓回流至調節池;納濾產水經反滲透供水泵和高壓泵加壓進入超低壓反滲透膜處理系統,在高壓狀態下利用反滲透膜的精細攔截作用,使水中各項污染指標降低并滿足排放標準,反滲透產水達到《生活垃圾填埋場污染物控制標準》(GB 16889-2008)表2的標準達標排放,可用于綠化和地面沖刷,反滲透濃縮液利用余壓自流至污泥池。
3.2 輔助設施
3.2.1 中溫厭氧加熱及換熱系統。保證厭氧反應處理效率,保證處理系統穩定性。
3.2.2 曝氣系統。保證好氧系統對氧氣的需要和對系統的攪拌作用以及MBR膜組的氣體擦洗污染控制。
3.2.3 加藥系統:在二級強化反硝化系統中,可向外加碳源解決碳氮比失調問題,保證碳氮比不小于5。
3.2.4 膜污染控制系統:為提高MBR膜組、納濾系統(NF)及超低壓反滲透(RO)系統的的清洗系統。由于水的特殊性及膜技術的特點,為保證出水率、出水量和處理效果,必須對對膜定期清洗,所以配置膜清洗、防結垢加藥系統。
3.2.5 冷卻系統:考慮好氧反應對溫度的要求,為了提高硝化反應速率與效果,好氧系統配置冷卻系統控制好氧反應溫度。
3.2.6 二次污染控制系統。
3.3.6.1 厭氧沼氣燃燒器。原水污染物濃度高,產生沼氣采用燃燒技術進行燃燒,生成的水氣排放大氣。
3.2.6.2 污泥及濃水采用回灌方式處理。中溫厭氧和浸沒式膜生物反應器(MBR)生物處理系統,為低產泥系統,生化系統產泥回流至厭氧反應器進行內源消化。
3.2.6.3 消泡劑投加系統。為防止特殊情況下好氧反應器出現泡沫,配置消泡劑投加系統。
3.3 應對水質變化措施
3.3.1 建場初期高氨氮濃度滲濾液應對措施
厭氧反應器的應用對于早期填埋場,滲濾液中氨氮濃度高,一些管理較好的填埋場,由于控制二次污染,填埋、覆蓋同步進行,雨污分流充分,滲濾液產生量少但濃度較高,需要強有力的去除高濃度有機污染物的厭氧設備。
膜生化反應器(MBR)的應用,以膜組件代替傳統污水生物處理工藝中的二沉池,通過膜組件的高效截流作用使得泥水徹底分離;并且硝化池中高活性污泥濃度(15g/L)和運行過程中污泥效菌(特別是優勢菌群)的出現,提高了生化反應速率,因此適用于有機污染物濃度高的難降廢水的處理。
由于膜生化反應器(MBR)實現了反應器污泥齡(SRT)和水力停留時間(HRT)的徹底分離,活性污泥不因產水而損失,在運行過程中,活性污泥會因進入的有機物濃度的變化而變化,并達到一種動態平衡,并且較大的動力循環導致了污水的均勻混合,因而使活性污泥有很好的分散性,大大提高了活性污泥表面積,這使系統出水穩定并且有耐沖擊負荷的特點。
膜生化反應器由于濾膜的截流作用避免了微生物的流失,生化反應器內可保持較高的污泥濃度,從而提高了體積負荷,降低了污泥負荷,提高了污泥泥齡,并且營造了有利于增殖緩慢的微生物,如硝化細菌(脫氮優勢菌群)的生長環境,提高了系統的硝化能力,并且由于硝化罐內采用了經過特殊加工的曝氣頭,使得氧利用率較其他曝氣方式要高,使得高濃度氨氮得到有效去除。隨時間延長,對應滲濾液中氨氮含量增加采取的相應措施:通過適當提高反應器內的污泥濃度,提高反應器內的微生物總量從而提高系統的硝化能力,并且提高反應器的曝氣量以提高系統氨氮的去除能力。并且本工藝按最大硝化負荷設計,已經考慮了水量與水質的沖擊負荷。
3.3.2 建場中后期營養比列失調的應對措施
滲濾液中的碳、氮、磷三種元素的比例。對于磷的缺失,只需在污泥培養階段投加磷酸鹽即可,而在運行階段,膜生化反應器對于磷的需求不是很多。對于垃圾滲濾液而言,主要是碳、氮比例的失調。在填埋場運行初期,一般不存在該問題,隨著填埋場運行時間的延長,滲濾液中的碳、氮比例將會失調,碳源缺少。
由于前置式反硝化在很大程度上降低了生化反應器的碳用量及需氧量,因此膜生化反應器采用了前置式反硝化與硝化后置的生化反應器,從部局上解決了碳、氮比例失調,碳源缺少的問題。而隨著運行時間的延長,當滲濾液中碳源嚴重不足時,可向反硝化罐中投加外加碳源如甲醇、醋酸、甚至面粉等解決該問題。當滲濾液中的N/C大于0.2時(此種情況下碳、氮比失調較嚴重),MBR工藝的處理效率仍然能夠保證很高的出水水質達標。
3.3.3 保障出水達標措施:超低壓反滲透保證出水達標
本工藝設計了納濾、反滲透處理系統,確保了出水水質的穩定達標。在夏季運行條件較好時,納濾出水可完全滿足設計出水要求,為了確保出水穩定達標,本工藝設計超低壓反滲透處理系統,MBR出水可直接進入反滲透處理系統,反滲透的處理出水將會穩定達標排放。3.4處理效果
滲濾液處理設備在運行期間,平均年處理量約18000立方米,處理后的滲濾液能夠全部達標排放。
篇7
關鍵詞垃圾填埋場 滲濾液 MBR DTRO
中圖分類號:TE08文獻標識碼: A
1. 項目概況
廣州市花都區生活垃圾衛生填埋場承擔著廣州市花都區產生的生活垃圾處理,日處理垃圾量約1100噸。配套滲濾液處理廠設計規模為250 m3/d,工程總投資約為2500萬元。滲濾液處理采用分體式MBR與DTRO 組合工藝,反滲透濃縮液采用回灌處理,污泥經機械脫水處理后填埋處置,反滲透濾后出水達到《生活垃圾填埋污染控制標準》(GB16889-2008)表2標準,可用于廠區綠化、道路沖洗以及景觀用水等,還可用于本廠工藝運行中的循環冷卻系統補充水、脫水機房設備及車輛沖洗水等,剩余出水則排入廠區排放管網。
2.設計進、出水水質
通過對垃圾填埋場產生的滲濾液水質的檢測報告及類似項目的水質情況綜合分析確定進水水質指標設計,依據相關行業環保法規,確定出水執行《生活垃圾填埋污染控制標準》(GB16889-2008)表2標準。設計進出水水質標準具體見表1。
表1 設計進出水主要水質指標
項目 CODcr
(mg/L) BOD5
(mg/L) SS
(mg/L) NH3-N
(mg/L) TN
(mg/L) PH
進水水質 ≤10000 ≤3000 ≤1500 ≤3000 ≤4000 6~9
出水水質 ≤100 ≤30 ≤30 ≤25 ≤40 6~9
3.工藝流程
工藝流程見圖1 。
垃圾滲濾液經填埋場滲濾液收集導排收集系統匯至滲濾液調節池,經泵連續提升輸送至旋轉格柵,經格柵篩除滲濾液中的垃圾殘渣以及大顆粒固狀物后,重力自流至沉砂池。沉降泥砂后經螺桿泵輸送至袋式過濾器,濾去中小顆粒固狀物后以泵余壓輸送至均衡池。在均衡池調節p H 后進入反硝化池,反硝化池底部出水管道連通完全混合式硝化反應池,經高濃度好氧微生物氧化作用進一步去除污染物,并最終循環至反硝化池實現脫氮。生化處理后的泥水混合液進入超濾系統(UF),通過膜的過濾作用實現泥水分離,污泥部分回流至生化池以維持生化池中污泥濃度,剩余污泥排入好氧污泥儲存池;超濾透過液送入超濾清水池臨時儲存。超濾清水池中濾液經反滲透(RO) 進水泵輸送至RO 反滲透水罐,調節p H 并經砂濾、芯濾過濾器組過濾后直接通過高壓柱塞泵進入RO 膜組; RO膜組環路路設置在線增壓泵,以維持環路壓力,提高RO產水率。RO 工藝濃縮液排入濃縮液儲存池臨時儲存并最終回灌填埋場處理;透過液則送入清水罐回用或排放。工藝處理過程中產生的剩余污泥通過帶式一體化壓濾機脫水后,混同沉砂池、格柵產生的固體廢棄物一起運送至填埋場填埋處置。
4.工程設計
4.1 MBR 系統
MBR 系統由生化處理單元、超濾膜處理單元以及冷卻單元組成。
4.1.1 生化處理單元
反硝化池1 座,采用圓型半地埋式鋼筋混凝土結構,進水主要為原水與超濾回流的混合液,設計硝化污泥負荷為0.18 kgNO3--N/(kgMLSS.d),池體直徑為Φ6m,池體內安裝1 臺水下攪拌機,轉速705r/min,功率5.5kW。
硝化反應池共有2座,采用圓型半地埋式鋼筋混凝土結構,單座池體直徑為Φ8.4m,每座池體內部安裝1 套射流曝氣機,鼓風機將空氣輸送至曝氣機,通過射流泵的作用,曝氣機將空氣中的氧均勻地擴散于水中,同時實現整個水體的攪拌作用。硝化池共設2臺射流循環泵,其性能參數為Q =160m3/h,H=15m,N=11kW;具體設計參數為:流量250m3/d,污泥濃度15g/L,污泥齡17d,污泥產率0.1kgMLSS/kgCODCr,水溫30℃,有效水深8m。
鼓風機共設3臺,放置于與膜處理車間合建的鼓風機房內,為了減小鼓風機房內噪聲對綜合處理車間的影響,鼓風機房內墻壁表面張貼隔聲材料,并設置隔聲窗、進風以及出風隔聲器,同時在鼓風機房與綜合處理車間的連接通道處設兩道標準隔聲門,鼓風機房平面尺寸B×L=11m×6m,單臺風機性能參數為Q=1000Nm3/h,H=8m,N=37kW,兩用一備,其中一臺以變頻器控制風量。
4.1.2 超濾膜處理單元
超濾膜采用孔徑0.02μm的有機管式超濾膜,通過2臺超濾進水泵將生化后滲濾液泵入膜組件內,超濾系統共設超濾進水泵2臺,1用1備,單臺泵性能參數為Q = 120m3/h,H=15m,N=11kW;超濾膜單元設計膜通量為71 L/m2,設計膜總過濾面積為234.9m2。超濾系統共設2個環路,每個環路設置4套膜組件,每組膜組件內設1臺超濾循環泵,單臺泵性能參數為Q=270m3/h,H=36m,N=45kW;超濾清液部分通過回路余壓流至超濾清液池,之后進入反滲透處理系統。超濾濃縮液作為回流污泥通過DN200的HDPE 管道被輸送至反硝化池內;多余部分污泥作為剩余污泥通過DN65 的HDPE 管道被送至好氧污泥儲存池內。二者通過啟閉管道上的排泥電動閥進行控制。超濾膜組單元需定期進行反沖洗,具體反沖洗周期根據超濾膜組的出水水量及膜組內出水壓力傳感器顯示數字由控制系統自動執行。反沖洗系統共設超濾清洗泵1臺,單臺泵性能參數為Q =100m3/h,H=20m,N=7.5kW。
4.1.3 冷卻單元
MBR冷卻單元共設2組,分別與硝化池單獨連通,每組冷卻單元主要包括1臺循環冷卻泵:Q=140m3/h,H=15m,N=11kW;1個板式換熱器:換熱面積為85m2;1套方形橫流式冷卻塔,其中冷卻水泵Q=140m3/h,H=15m, N=11kW,冷卻風機功率N=5.5kW。
4.2 DTRO系統
DTRO設置生產線一臺,采用德國PALL技術,全進口先進設備,日處理能力230m3/d,富裕系數1.1。
4.2.1 前處理單元
前處理單元由原水循環罐、預增壓泵、砂濾、芯濾組成。原水循環罐的水通過循環泵不斷循環,通過PH控制器控制加酸調節原水PH在6 - 6.5之間,原水儲罐的出水,由給水泵給反滲透設備供水,砂濾器預增壓泵給滲濾液提供壓力,砂濾器共有1個。砂濾器進、出水端都有壓力表,當壓差超過2.5bar的時候須執行反洗程序。砂濾器反沖洗的頻率取決于進水的懸浮物含量。反沖洗時先用氣泵進行氣洗,再用預增壓泵進行原水沖洗,砂濾器的過濾精度為50μm。經過砂濾器后滲濾液直接進入芯式過濾器,設備配有芯式過濾器2臺,其進、出水端都有壓力表,當壓差超過2.0bar的時候進行更換濾芯。芯式過濾器過濾的精度為10μm為膜柱提供最后一道保護屏障。為了防止各種難溶性硫酸鹽、硅酸鹽在膜組件內由于高倍濃縮產生結垢現象,有效延長膜使用壽命,在反滲透膜前需加入一定量的阻垢劑。添加量按原水中難溶鹽的濃度確定。
4.2.2 膜處理單元
經過芯式過濾器的滲濾液直接進入一級反滲透高壓柱塞泵。DT膜系統每臺柱塞泵后邊都有一個減震器,用于吸收高壓泵產生的壓力脈沖,給膜柱提供平穩的壓力。經高壓泵后的出水進入膜組件,膜組件采碟管式反滲透膜柱,抗污染性強,物料交換效果好的優點,對滲濾液的適應性很強,一級反滲透系統設計兩組,為串聯連接方式,第一組反滲透的濃液進入串聯后置的第二組,各組處理的濃液COD濃度及鹽含量依次增加。第一級反滲透的減震器出水進入第一個膜組,第一組由高壓柱塞泵直接供水,第二組膜柱配一臺在線循環泵以產生足夠的流量和流速以克服膜污染。膜柱組出水透過液排向清水循環罐,膜柱組濃縮液在回路余壓作用下通過管道輸送至濃縮液儲池。
4.2.3后處理單元
清水循環罐的水通過循環泵不斷循環,通過PH控制器控制添加少量堿調節清水PH在6.5-9之間。清水罐的水經排水泵輸送至清水池儲存,以備回用,清水池滿則自動從池頂溢流管溢流至廠區排水管網。反滲透出水接至平面尺寸為B×L=4m×9m的清水池,清水池旁設回用水泵2臺:Q=25.5m3/h,H=11 m, P=2.2kW。
處理過程中產生的濃縮液則通過回灌泵及管道系統加壓回灌到填埋場。
4.3 輔助系統
輔助系統包含調節池、格柵間、沉砂池、袋式過濾器、均衡池、污泥脫水間以及生物除臭裝置等,為工藝穩定運行提供保障。
5.設計特點
(1)整廠設計結構緊湊、占地面積小,后續運行維護成本低。
(2)MBR系統中采用了德國專利技術設備――“多孔射流器”,不僅可以提高氧轉化率,滿足15g/L高濃度污泥需氧量,同時可實現罐體內污水的水力攪拌,增加有效活性菌群對污染物的充分接觸吸附,提高對污水中污染物的去除率。
篇8
關鍵詞:生活垃圾 垃圾填埋場 發展
一、我國垃圾填埋場總述
在對城市發展所造成的各種垃圾的處理中,一般是采用填埋、焚燒或者堆肥的方式,而在以上幾種處理方式中,將垃圾運到城市進行填埋是一種較為可取的方法,因此,垃圾填埋場便應運而生了。我國經濟在近三十年來得到了突飛猛進的增長,后來垃圾填埋場的出現減輕了垃圾對我國經濟增長的制約。這不得不得益于我國政府在對處理生活垃圾上的重視,特別是從1998年以來,我國城市生活垃圾產生量平均以8.98%的速度持續增長,產生垃圾堆存量已達66億噸,來源于668座城市,隨著生活水平的提高,垃圾的成分也在變化,其垃圾熱量不斷上升、容重繼續下降、有機物比例增大、可回收利用物增加等特征。
垃圾填埋場的主要原理是將一個城市的垃圾運到城市近郊的空地上將垃圾用土地掩埋,從而使這些垃圾能夠和空氣以及地下水隔離起來,這樣在不污染空氣和地下水的基礎上利用土壤的分解能力將掩埋的垃圾分解成有機肥料。
二、國外垃圾填埋場經驗
(一)國外垃圾填埋場的現狀
國外的發達國家將垃圾進行填埋的方法大概是從1980年后開始的,而此類想法的產生時間從70年代就有了。特別是在美國,現在對生活垃圾已經不僅僅是局限于對垃圾的填埋和處理掉,而是考慮到如何能夠把現有的垃圾綜合利用起來,以此將垃圾填埋場轉型為垃圾能源再生處置場。而且這在美國已經初具規模,并且通過確定垃圾場的再生標準,成立了北美廢棄物協會,在進行垃圾處理的同時,將可以回收利用的垃圾整理出來,采用先進的消毒技術,重新回到市場上,賣給相關的需求者。而德國對于垃圾填埋場則更加嚴格,為了安全考慮,德國在對垃圾進行處理中,更加考慮垃圾填埋的兼容效果,例如,對垃圾進行有效處理的同時,也關注垃圾填埋場操作員工的安全性;對周圍居民的影響,不定期對垃圾填埋的影響作用進行總結評價;以及對垃圾處理過程中充分考慮到減容性,從垃圾中挑選出可以回收利用資源后,將垃圾進行壓縮,再進行回填。
(二)國外垃圾填埋場的再生概念
從對垃圾填埋場進行分析中我們可以得出,國外的垃圾填埋場在處理生活垃圾時,不僅僅只是對垃圾的簡單處理,而且特別注重對垃圾的再生。垃圾填埋場的再生,也就是指把過去掩埋在填埋場的垃圾重新挖掘出來,選擇出能夠產生價值再利用的物品,再將剩下的垃圾進行填埋再利用的流程。
垃圾填埋場的處理再生利用前期要經過一個較長時間的可行性論證,確保垃圾填埋場的建立要有一個很好的經濟效益。
(三)我國垃圾填埋場的發展歷程
我國垃圾填埋場開始之初主要是為了處理城市所產生的一些生活垃圾。起初是在城市近郊處購買專門的土地進行垃圾的堆放,任其分解。后來隨著環境問題的日益嚴重,以及可持續發展觀念的普及,人們漸漸開始利用技術手段進行垃圾的處理,再加上人們環保觀念的日益增長,環保部門開始注重對生活垃圾的合理處理,通過各方面的實踐,已經漸漸采用填埋的方式處理生活垃圾。1998年,我國產生的1.2億噸的生活垃圾來源于668座城市,對垃圾的處理中約投資了8.6億元,到了2009年,對垃圾填埋場的投資已經增加到了100億。目前,在我國的大多數城市都有了自己的垃圾填埋場,并且已經采用了先進的填埋技術進行垃圾的集中處理。
(四)我國垃圾填埋場發展的問題
目前我國垃圾填埋場在發展過程中的主要問題有:
1、選址不合理,后續發展難度加大
由于垃圾填埋場涉及到環境污染問題,一般設在城市的郊區,但是這也預示著相當一部分的矛盾。由于填埋場項目需要進行詳細而嚴密的規劃和論證,并且要綜合考慮到該城市的整體布局問題。但是我國的垃圾填埋場基本是在上世紀90年代就已經設立了,而當時欠缺論證,城市化規模也不大,所以一般設置在城市以外15公里左右內的地方。但是,隨著我國城市化進程的不斷加強,城市主體逐漸向擴張,這就使得城市用地和垃圾填埋場出現矛盾,而如果將垃圾填埋場遷移,又增加了垃圾的運輸成本。
2、設計不合理,無法滿足實際需要
在垃圾填埋場的前期設計中,只是簡單的選擇一塊空地,設計一個導氣管,但是卻沒有考慮設計出一個能夠主動收集和利用填埋所產生的氣體的沼氣收集的導管,不僅在垃圾處理中并沒有兼顧環境保護的作用,垃圾堆放產生的臭氣嚴重影響周邊環境的空氣質量,大多數垃圾填埋場產生的填埋氣體直接排入大氣,即污染環境、浪費資源,又造成安全隱患,對填埋場氣體資源化利用嚴重欠缺、不僅如此,因垃圾仍然未實行分類管理,填埋垃圾大部分為混合垃圾,混合垃圾滲濾液處理成本高。
3、運營管理欠缺周全
①對城市垃圾的處理是一項很嚴格的事物,不能忽視其各個環節的作用。例如,進場垃圾不按要求進行檢驗稱重登記管理、場內垃圾不分區分單元填埋隨意傾倒、進場道路和環境出現二次污染、安全管理存在隱患、環境監測工作未開展等突出問題,使得填埋場運營無管理、無制度。
②在人員配置、專業業務能力方面存在一定的差距,直接影響了垃圾無害化水平的提高,也就無法達到良好的運營效果。
③只注重垃圾的處理,不重視后續的利用。我國垃圾處理僅僅實現處理掉現有的垃圾,但是沒有注重后期對有效資源的合理利用,更加沒有在垃圾堆的周圍進行綠化建設,從而使得垃圾填埋場的周圍環境惡劣,無法達到環保標準。
三、國外垃圾填埋場對我國垃圾填埋場發展的借鑒
(一)國外垃圾填埋處理方法的優勢
國外對垃圾填埋場的處理中我們可以得出,其有幾大優勢
(1)增加了現有垃圾處理場地的面積
(2)循環利用有效資源,兼顧經濟效益和生態效益
(3)減少管理成本
(4)對垃圾氣體的處理能夠使得有效氣體得到利用,減少污染,增加收益
(5)減少地下水的污染。
(二)我國垃圾填埋場的發展方向
1、注重垃圾的滲透濾液
在垃圾處理過程中,垃圾的“繼生污染”已經成為垃圾的主要外滲污染源。假如一個垃圾填埋場從1970年開始到1987年間都不停地接受各種廢棄物,并且底部沒有沒有一個較好的沼氣回收設備,則其產生的COD、硝態氮以及氨態氮都能夠污染地下水。因此要通過工程措施將浸出液進行有效的監測,在衛生垃圾填埋場內運用粘土的強化防滲透方式在垃圾填埋的底部進行防滲處理。同時,還需要加強開發出經濟并且有效的滲濾液的防滲漏體系,重視對收集系統和監測技術的運用。
2、重視對垃圾再生利用
通過國外較為廣泛運用的垃圾再生利用的成功例子,我們可以得出:重視對垃圾填埋場的再生利用,能夠有效利用現有的垃圾產生較好的經濟效益和生態效益。同時,我國城市化的進程中,土地占用矛盾日益增加,而生活垃圾日益增多,能夠借鑒國外的先進再生技術,對垃圾進行填埋的同時能夠回收有效的資源,有利于實現經濟效益和生態效益。
3、重視利用沼氣資源
在我國現有的垃圾填埋場中,導氣管的設計都只是以排放氣體出來為主要目的,而沒有重視對沼氣的收集再利用。而在國外的一些設計較好的先進的垃圾填埋場,都設計有較好的沼氣收集系統。所以我國的垃圾填埋場要重視對沼氣的收集處理,將其儲存,這樣既能夠減少污染,又能合理利用有效資源。
圖2 垃圾填埋場的氣體隨時間變化規律
由此可知,需要充分利用垃圾填埋場的沼氣,避免其對環境造成破壞。
總結
目前我國垃圾填埋場發展過程還存在不少問題,對垃圾填埋場的選址、立項、可行性研究、環境影響評價、工程設計、施工、竣工驗收、運行以及設備選型等階段工作都應該值得重視,合理規劃垃圾填埋場、規范建設、標準化運營,使得我國的垃圾填埋場能夠成為一個能源回收利用的中心,實現經濟效益和生態效益的統一。
參考文獻:
[1]石 磊.垃圾填埋沼氣的收集、凈化與利用綜述[J].中國沼氣,2004(22):14-17.
篇9
關鍵詞:生活垃圾 庫容 填埋年限 篩分
中圖分類號:X705 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)02(a)-0214-02
平原型垃圾填埋場是垃圾填埋的一種重要形式,在平原地區(如華北地區的河北、山東、天津等省市)普遍使用。平原型垃圾填埋場一般在平地上挖坑或利用原有的廢舊坑地,如磚瓦廠等為基礎,經過場地平整、防滲處理后進行垃圾填埋作業。優點為地形較簡單,場地開闊,由于地下水位高,基坑較淺,一般不超過幾米深,垃圾主要往上填埋,可高出地面幾十米,堆體形狀規則,可控性強。
平原型垃圾填埋場有其自身的缺點。由于平原型垃圾填埋場一般是在平地上挖坑或是利用原有的廢舊坑地,其占用土地一般為良好的耕地,征地費用高、難度大,導致平原型垃圾填埋場一般占地面積小,填埋年限短,續擴建困難,填滿后只能另選廠址,重新建設。
目前,河北、山東一帶的平原型垃圾填埋場設計填埋年限一般只有10~15年,而經濟的快速發展、城鎮化進程的加快,生活垃圾產量迅速增加,從而進一步縮短了原本就不長的填埋場填埋年限,使當地政府不得不提前考慮重新選址、重新建設垃圾填埋場或其他垃圾處理設施的問題。
如何采用科學、合理的技術手段減小垃圾體積,實現延長現有填埋場的填埋年限顯得尤為重要。本文以保底處理量150t/d的平原型垃圾填埋場為例,通過計算闡述了篩分技術對延長填埋場使用年限的重要作用。
1 技術介紹
生活垃圾由收運部門運送至垃圾填埋場,經過稱重系統后首先進入垃圾分選系統,垃圾分選系統主要由傳送裝置、120 mm滾筒篩、80 mm滾筒篩組成。120 mm滾筒篩的篩上物主要是塑料袋、包裝袋、塑料瓶等可回收成分,含量大約為垃圾量的15%;80 mm滾筒篩篩上物主要由廚余類有機生活垃圾組成,含量約為垃圾量30%。篩分出來的120 mm以上的塑料等可回收物質用打包機進行打包出售,80~120 mm的垃圾因為主要以廚余類有機質垃圾為主,設計在填埋場內開辟一個簡易堆肥場,在準厭氧條件下進行堆肥處理,堆肥后成品可供綠化使用,而少量殘渣進行填埋。小于80 mm的篩下物進入填埋場填埋處理,由于經過處理的垃圾去除了大顆粒和難壓實物質,平均粒徑和孔隙率減小,大幅度增加了垃圾的可壓實性,這樣就從兩方面實現減容目的,流程如圖1所示。
2 技術參數
2.1 初始參數
垃圾保底量150 t/d,垃圾增長率為3%,填埋年限10年。
2.2 生活垃圾組成表如表1所示
2.3 篩分前填埋參數
生活垃圾未進行篩分而直接進入填埋場填埋時填埋密度0.8 t/m3,垃圾填埋率100%。
2.4 篩分后填埋參數
生活垃圾進行篩分后進入填埋場填埋時因大粒徑物質的去除,垃圾的壓實度大大增加,填埋密度增加到1.0 t/m3。采用孔徑80 mm和120 mm兩道篩分后,垃圾中30%的有機質垃圾和15%的紙張塑料垃圾被篩分出去,只有55%的小粒徑垃圾進入填埋場,考慮到有機質垃圾處理采用降解技術處理后仍有7%的殘渣進入填埋場,因此實際填埋處理的生活垃圾總量為原生垃圾的63%。
3 計算分析
3.1 篩分前占用庫容
根據垃圾初始計算參數計算可得表2。
3.2 分選后庫容
經過分選的生活垃圾去除了塑料袋、紙張等不易壓縮和大塊物質,使得進入填埋場的小于80 mm的篩下物孔隙率大幅度減小,壓實度顯著提高,經測算,分選后可以達到1.0 t/m3,據此可得表3。
對比表2、表3,在不增加庫容或少量增加庫容的情況下,通過簡單的兩級(80 mm和120 mm)篩分技術,將原本使用期限為10年的垃圾填埋場延長至18年,有效的發掘了填埋場的使用潛能,間接節約了土地。
4 經濟分析
經測算,當初始填埋量為150 t/d,3%增長率增長,在保證收益率15%的前提下,一座10年填埋期的垃圾填埋場服務費用85元/t。增加前分選工藝,需要增加工程投資500萬,服務費降低為76元/t,而同時填埋年限延長為18年。除此以外,120 mm滾筒篩的篩上物主要成分是塑料,打包出售能給填埋場帶來部分收益。
5 結語
通過計算,對城市生活垃圾進行簡單的前分選處理,在不擴建或小規模擴建的情況下,即可極大的延長填埋場場的使用年限,并有以下優勢。
(1)整體降低垃圾處理服務費,有效減少財政支出;(2)將生活垃圾中的塑料、紙張等可再生成分進行回收利用,實現資源循環利用的同時給填埋場帶來一定的收益,抵消部分運行成本;(3)填埋場不需要進行大規模擴建就可以極大的延長使用年限,可有效緩解填埋場重新選址難、大量占用耕地等問題;(4)含有機質較多的垃圾單獨降解處理,可在一定程度上減少滲濾液和填埋氣產生量,減少二次污染事故發生概率。
綜上所述,在垃圾填埋場內配備必要的前分選處理設施,不僅可以將填埋場的填埋年限大大延長,還可以在經濟上節約填埋場的運行成本,帶來一定的經濟效益,具有極大的實際意義。尤其在北方平原地區,具有重大的現實意義。
參考文獻
[1] 錢學德,施建勇.現代衛生填埋場胡設計與施工[M].2版.中國建筑工業出版社,2011,2.
篇10
關鍵詞:填埋垃圾;污染;生物反應技術;好氧生物反應法
中圖分類號:X38文獻標識碼:A文章編號:1672-3198(2009)18-0276-02
1 垃圾填埋后的污染情況
垃圾填埋后對環境造成的污染是多方面的,由于填埋垃圾的特性,封場后的填埋場仍然對周圍環境造成危害,形成二次污染。而且在自然狀態下這種污染是長期的。其污染表現在:
1.1 空氣污染
填埋氣體(LFG)造成嚴重空氣污染和溫室效應。
填埋場在壓氧條件下會產生大量的填埋氣體,其成分主要為CH4和CO2,還有少量的H2、N2、H2S等氣體,其產生量和產生率取決于垃圾量、垃圾成分、水分、填埋時間、填埋壓實度等多種因素。
甲烷(CH4)氣體是潛在的溫室氣體,會導致生態失衡,它對臭氧層的破壞是CO2的40倍,產生的溫室效應比CO2高20倍,它對全球變暖的危害僅次于CO2,居第二位。
(1)產生溫室效應。沼氣比空氣輕還是重取決于CO2和CH4所占的比率。純沼氣的比重接近空氣的比重,通常是1.0,當沼氣比空氣輕時,就會快速消散,形成損耗臭氧層和加劇全球溫室效應的煙霧。
(2)存在爆炸隱患。當沼氣比空氣重時,沼氣在低洼處積聚,當沼氣濃度達到爆炸極限(甲烷氣5%-15%的空氣混合)時,一旦遇到明火就會發生爆炸,引發火災事故。
(3)造成地下水源的污染。填埋氣體中含有的揮發性有機物和CO2等都易溶于地下水,這有可能破壞原來地下水中CO2的平衡,導致地下水周圍巖層的溶解,引起地下水硬度升高,影響飲用地下水人畜健康。
(4)造成填埋場場區及附近植物根區因缺氧而死亡。
(5)填埋氣體含有令人討厭的臭氣,污染空氣,對人體健康造成危害,其中含有多種致癌、至畸的有機揮發物。這些氣體如不采取適當的措施加以回收處理,而直接向場外排放,會對周圍環境和人員造成傷害。
(6)填埋氣體具有遷移性,其遷移的范圍超過50m。如果在垃圾填埋場上建設建筑物、填埋氣體極易在建筑物內匯集,形成火災及爆炸隱患。
1.2 水污染
(1)水污染。
垃圾填埋對水產生的污染主要來自于垃圾滲濾液。滲濾液是垃圾在堆放和填埋過程中由于發醇、雨水淋刷和地表水、地下水浸泡而滲濾出來的污水。滲濾液成分復雜,其中含有難以生物降解的奈、菲等芳香族化合物、氯代芳午族化合物、磷酸脂、鄰苯二甲酸脂、酚類類和苯胺類化合物等。滲濾液對地面水的影響會長存在,即使填埋場封閉后很長時期內仍有影響。滲濾液對地下水也會造成嚴重污染,主要表現在使地下水水質混濁、有臭味,COD、三氮含量高、油、酚污染嚴重、大腸菌群超標等。地下和地表水體的污染,必將會對周邊地區的環境、經濟發展和人民群眾生活造成十分嚴重的影響。
(2)土壤污染。
城市生活垃圾中含有大量的玻璃、電池、塑料制品、它們直接進入土壤,會對土壤環境和農作物生長構成嚴重威脅。大量不可降解的塑料袋和塑料餐盒被埋入地下,百年之后也難以降解、使垃圾填埋場占用后的土地幾乎全部變為廢棄地。
由于經濟條件的限制,我國大多數城市的簡易垃圾堆填場在建設初期未按衛生填埋場的標準進行設計及建設,缺乏對填埋氣體垃圾滲瀝液及其它污染物的有效控制,對周圍環境已造成了嚴重影響。國家建設部《城市生活垃圾衛生填埋技術標準》CJJ17-2001規定:生活垃圾填埋場在未達到安全化和未經監測之前,不允許用于建設用地。一般垃圾場必須待封場15年以及達到穩定后方可作為建設用地。因此,如何對簡易垃圾堆填場進行有效的治理,使其在短期同快速轉化為安全穩定可以利用的建設用地是一項亟待解決的重要問題。
2 垃圾填埋場再生的概念
所謂垃圾填埋場的再生,就是將過去填埋在垃圾場內的垃圾進行加速降解,減少或解決垃圾場的污染后再度挖掘出來,分別篩選回收有價值物品后,再施以無機化過程等處理再埋回去的過程。
3 垃圾填埋場再生的優點
(1)增加原有填埋場處理容積,延長垃圾場的使用年限;
(2)可以回收有用資源,獲取經濟效益和環境效益;
(3)通過挖掘垃圾進行無害化處理降低垃圾體的體積;
(4)加快了垃圾分解的速度,減少了對環境污染的程度和時間。
4 垃圾填埋再生的方法
沒有經過處理的垃圾場,對大氣、地下水和垃圾場附近的土地造成嚴重污染,對環境和社會造成負面影響,我們要采取科學的處理方法,使原有的垃圾加速降解,減少或消除垃圾場的污染,再通過挖掘處理后填埋,這樣可以增加垃圾場的使用空間,延長使用壽命,大大節省處理垃圾的用地;或者,不挖掘起來,經過降解技術,將填埋垃圾變成物理、化學成分相對穩定的無機物,使原來“不宜用于建筑”的場地,可以用于建筑,產生新的使用價值。
現今先進的治理方法就是就地治理,采用生物治理技術,使填埋場堆體內的有機物加速降解,達到穩定后,再采取其它方法和技術進行再開發和利用。生物反應器技術就可以達到上述目的,生物反應器技術主要分為厭氧生物反應器和好氧生物反應器,其技術特點比較見表。
采用好氧生物反應法處理有機填埋垃圾是近幾年來垃圾填埋場治理新技術。以前,好氧法被廣泛地用于地面上的垃圾堆肥、活性淤泥和有機廢水的處理,但用于固體垃圾的處理,特別是對填埋垃圾的處理還是一個比較新的理念。采用好氧生物法進行有機垃圾降解,就是將新鮮空氣加壓后,用管道注入垃圾深處,同時把垃圾中的二氧化碳等氣體抽出并對反應物的溫度與垃圾氣體進行監控,激活垃圾中的微生物,創造出一個比較理想的有氧反應環境,使反應達到最佳狀態,從而加速有機物的降解,消除有毒有害物質的再生,從而增加填埋的空間,或者使在垃圾場上重新建設成為可能,這種方法,比傳統的厭氧降解法提高降解速度30倍以上。
好氧生物反應法可廣泛應用在有墊層或無墊層的正規或非正規垃圾填埋場上,使用于封場后或正在運行的垃圾填埋場。好氧反應處理能提高分解速率、減少有害和有氣味氣體的釋放,并且提高滲濾液的品質。這些優點對改造填埋場、減少污染具有重大意義。
垃圾填埋場再生事業有利于緩解我國日益增加的垃圾處理壓力,有利于節省寶貴的土地資源,并且最大限度地實現了垃圾處理的“資源化”目標。當然,我們也應清醒地認識到填埋場再生過程中可能會出現的二次污染、地基下沉和損壞等問題的嚴重性。因此我們應本著科學嚴謹的態度,在實行填埋場再生之前,必須多角度、多方面進行可行性評價,主要應該考慮的是填埋用地特性的調查、獲取經濟效益的評價、總體成本的衡算以及相關制約的規章調查和勞動安全保障計劃的制定等。
參考文獻
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