一、垃圾渗滤液主要成分及来源
垃圾渗滤液主要来源有:垃圾本身含水量、垃圾生化反应产生的水、外部地表水径流、地下潜水反渗透大气降水,其中大气降水集中、短期、重复,占渗滤液总量的大部分。
垃圾渗滤液成分复杂,主要包括有机污染物、无机成分、重金属和微生物。渗滤液的主要有机成分包括许多有机污染物,包括碳水化合物、腐殖酸、挥发性脂肪酸等。无机离子在渗滤液中 (包括Ca2+、Mg2+、Na+、NH4+、Cl-、SO42-、HCO3-等)浓度较高,是渗滤液总溶解固体的主要部分。因此垃圾渗滤液主要成分是高浓度、难降解的有机物和高氨氮。
二、垃圾渗滤液对水资源的危害
渗滤液污染物种类繁多,有机质、氨氮、重金属浓度高,水质色度深,会对周围地下水和地表水造成严重的环境污染。
三、中国城市垃圾渗滤液处理现状
从技术上讲垃圾渗滤液可通过微生物处理法处理达标COD降低到300-400mg/L,进一步处理可以减少到100-600mg/L。例如,应用最广泛的生物法+双膜法必须符合标准,但双膜法不能解决膜堵塞、污染等关键技术问题,特别是双膜法透水性不高,用于垃圾渗滤液经过深度处理,初始透水率达到70%已经很好了,运行一个月后透水率可能会下降到60%甚至更低,从而产生大量的浓缩液。处理这些浓缩液比较困难。一些条件好的地方的浓缩液与城市污水结合处理,实际上稀释排放;更多的地方直接排放浓缩液。一些条件好的地方的浓缩液与城市污水结合,实际上稀释排放;更多的地方直接排放浓缩液。从技术上讲,浓缩液只能通过蒸发浓缩成固体废物,然后焚烧或填埋,这是一种更可行的方法。要处理好垃圾渗滤液需要技术组合,出水要达标,浓缩液要有效处理。这些问题在技术上没有不可逾越的困难。
最后归结起来垃圾渗滤液处理是一个经济问题。要想做好垃圾渗滤液根据我们的研究,必须有足够的资须有足够的资金投入。+双膜法处理垃圾渗滤液,成本为60元/吨。一些承包商声称十几元可以COD处理到60mg/L,除非浓缩液被偷排,否则这是不可能的。国内的BOT很少有项目真正处理过,即使比渗滤液简单得多BOT项目实际达标排放量不多。因为BOT这个项目是为了盈利,是在商业利益的驱使下运营的,政府的运营费不够,怎样才能达到运营标准呢?
四、垃圾渗滤液主要的处理技术是什么?
垃圾渗滤液处理技术主要分为场外处理和场内处理。场外处理主要包括脱氮、生物处理、超滤、反渗透等技术;场内处理主要包括渗滤液回灌等技术。
以下重点介绍前途的生物处理方法:
(1) 矿化废物生物反应床处理方法
我国垃圾填埋场和堆场填充数千万吨。经过多年的降解,一些垃圾基本稳定,因此被称为矿化垃圾。
(2) 厌氧生物处理法
处理渗滤液的生物法可以分好氧处理和厌氧处理两大类,具体的方法有稳定塘、生物转盘、厌氧生物滤池、上流式厌氧污泥床等。厌氧生物处理法只能作为渗滤液预处理方法,其出水远未达到二级排放标准。
(3) 有氧生物处理法
渗滤液厌氧处理后,一般采用好氧处理,进一步降低污染物浓度。大量的实践经验表明,无论好氧处理段的曝气时间有多长,渗滤液都经过厌氧处理-好氧处理COD600-800mg/L左右,很难再次下降。COD 600-800mg/L是渗滤液生物处理的极限,进一步削减就必须依靠反渗透或活性炭吸附等技术。
(4) 絮凝沉淀工艺
大量研究表明,生物预处理渗滤液采用絮凝沉淀工艺(铁盐或铝盐作为絮凝剂),CODCr反应过程中最好的去除率可达50%pH铁盐和铝盐的值分别为4.5-4.8和5.0-5.5.这两种絮凝剂的去除效率和不同的混合方法没有明显的差异。最小剂量为250-500g(Fe或Al)/m3渗滤液 (5) 膜分离工艺
反渗透工艺通常用于渗滤液的后处理,因为它能去除中等分子量的溶解有机物,醋酸纤维膜的早期试验表明,COD去除率可超过80%。虽然在运行过程中存在膜污染问题,但反渗透工艺作为生物预处理或物化后的后处理工艺,可以提高处理效率和膜的使用寿命。
可使用一级反渗透工艺COD、BOD和AOX氨氮和氯离子的去除率达到80%,至少需要二次反渗透工艺才能达到较高的水平。
由于渗滤液处理效率高、模块化、易于自动控制等优点,反渗透工艺应用越来越多,但也应注意以下缺点:
①小分子量物质的截留效率不尽如人意(如氨和小分子)AOX物质等)。
②高浓度有机物或无机沉降物容易造成膜表面污染膜或结垢。
③由于操作压力高(30-50)ba)能耗高。
④反渗透浓液的处理是最大的困难,将其回灌到填埋场中已经不可取了,因为浓液的污染物浓度很高,非常危险的废物。目前多采用蒸发和干燥的方法,但费用很高。
(6) 化学氧化工艺
化学氧化过程可以完全消除污染物,而不会产生絮凝沉淀过程中形成的浓缩化学污泥。该通常用于废水的消毒,但很少用于有机物的氧化,主要是由于剂量高造成的经济问题。化学氧化过程可用于渗滤液中一些难以控制的有机污染物。
氯气、次氯酸钙、高锰酸钾和臭氧是常用的化学氧化剂。次氯酸钙作为氧化剂COD去除率不超过50%;使用臭氧作为氧化剂时,无剩余污泥问题,COD去除率不超过50%,臭氧作为氧化剂对含有大量有机酸的酸性渗滤液不是很有效,因为有机酸是耐臭氧的,需要高剂量和长接触时间。过氧化氢作为氧化剂主要用于除臭,因为它可以去除硫化氢。一般来说,每个溶解硫的剂量应加入1.5-3.0过氧化氢。
(7) 组合工艺
上述渗滤液处理技术(生物法、物化法、土地法)各有特点,但也存在缺点:虽然运行成本低,工程投资可接受,但系统管理相对复杂,渗滤液中难降解有机物,一般用作高浓度渗滤液的预处理;物化法可有效去除难降解有机物,但部分工艺工程投资高(如膜分离反渗透工艺),部分工艺处理成本高(如化学氧化法),化学污泥和膜分离浓液二次污染问题,常用于生物预处理渗滤液处理;土地法具有投资省、运行管理简单、处理成本低等优点,但由于最终水难以达到标准,仍需与其他工艺相结合。因此,新建填埋场渗滤液处理厂一般采用组合工艺形式。
目前国内垃圾渗滤液大多采用生化处理+采用深度处理工艺和生化处理工艺MBR居多。
MBR该工艺具有运行稳定、处理效果好、出水深度处理后能满足排放标准的要求MBR工艺也存在工艺流程复杂、能耗偏高的问题。
通过曝气系统,结合渗滤液处理的实际情况,降低能耗MBR实现膜分离系统和厌氧氨氧化工艺的应用。
方法一:曝气方式的变化
鼓风曝气系统中的曝气器可分为微孔曝气、旋流曝气和射流曝气。各种曝气器都有自己的特点。不同的使用场合在投资和运营成本上有很大的差异。在垃圾渗滤液在处理系统中,射流曝气系统和微孔曝气系统都有许多成功的工程案例,旋流曝气也是不错的选择。在满足处理效果的前提下,合理选择曝气系统,可有效节约能耗,降低渗滤液处理的运行成本。
方法二:内置膜的应用
MBR工艺膜组件取代了传统活性污泥工艺中的二沉池,广泛应用于市政污水、工业废水处理等各个行业的污水处理领域。MBR可分为内置膜和外置膜。
方法三:厌氧氨氧化技术的应用
1.无需添加碳源
厌氧氨氧化+MBR在处理过程中,厌氧氨氧化部分氨氮去除率可达90%,总氮去除率可达80%。
后续MBR工艺氨氮浓度很低,无需添加碳源,依靠自身有机污染物完成硝化反硝化反应,运行成本可大大降低。
2.减少生物池体积
加入大量碳源后,进水COD浓度大幅增加,生物池容积大幅增加,导致工程投资增加,占地面积增加。采用厌氧氨氧化+MBR在处理过程中,根据渗滤液的实际进水浓度计算生物池体积,生物池体积大幅下降。
3.取消二级硝化反硝化
采用厌氧氨氧化+MBR在厌氧氨氧化阶段,氨氮可以大大去除。MBR工艺进水氨氮浓度低,利用污水本身的有机碳源,采用一级硝化反硝化可达到良好的脱氮效果。
4.取消污水冷却系统
采用厌氧氨氧化+MBR处理工艺、进水氨氮及COD通过热平衡计算,可以降低冷却系统负荷或取消污水冷却系统,从而降低运行成本。一般污水冷却系统功耗为2-3Kwh/m3。
5.节省新鲜水用量
污水冷却系统的设置需要大量的新鲜水来处理640m3/d的老龄化垃圾渗滤液以处理工程为例,进水氨氮=3000mg/L,COD=8000mg/L,循环冷却水系统规模为600m3/h,根据循环水量的1.按5%计算,污水冷却系统的补水量为216m3/d,若补充自来水,自来水价格为3元//m3.折合成运行成本约为1.00元/m3.
6.降低混合液回流比
氨氮含量高的老龄化垃圾渗滤液为了保证脱氮效果,处理系统需要较高的混合物回流比,一般回流比为800%-1600%甚至更高。厌氧氨氧化+MBR在处理过程中,由于进水氨氮浓度低,回流比100%-400%可满足脱氮要求,对降低渗滤液处理成本具有重要意义。
7.污泥产量少
由于无需添加碳源,污泥产量大幅下降,污泥脱水处理量减少,节约了工程投资,降低了运行成本。
综上所述,微孔曝气可降低电耗5-6Kwh/m3.节省4-5元/m3;
采用内置膜,电耗可降低5-6Kwh/m3.节省4-5元/m3;
采用微孔曝气和内置膜后,冷却系统负荷降低,功耗降低约0.3Kwh/m3.节省0的运营成本.3元/m3;
厌氧氨氮氧化工艺可大大降低运行成本,无需添加碳源。
部分技术资料来源:点绿网