摘要:随着生活垃圾数量及种类逐渐增多,垃圾渗滤液处理问题也日益严峻。垃圾渗滤液废水具有COD高、氨氮高、色度高等特点,该废水处理一直制约着我国生活垃圾填埋场无害化处理的发展。本文通过结合垃圾渗滤液处理以及资源化实例具体阐述垃圾渗滤液的各种处理方式。
关键词:垃圾渗滤液;废水;工艺;措施
1垃圾渗滤液水质特点及危害
1.1垃圾渗滤液特点
不同地区,不同季节、不同填埋年龄的垃圾渗滤液水质差异大,废液中含有氨氮、重金属、苯胺类和芳香族化合物等有害物质,具有以下特点:(1)色度高、废液颜色多为黑色,气味刺鼻、臭气浓度高于2000;(2)污染物种类较为繁多,还含有高浓度的难降解物质、重金属物质和有毒物质等;(3)COD和氨氮的浓度高,可生化性差;(4)随着填埋时间的推移,各污染物浓度会发生变化。
1.2垃圾渗滤液的危害
(1)渗滤液属于高浓度有害废液,处理不当排入地表水体,势必污染地表水体;(2)垃圾渗滤液中的有机物质,在暂存过程中由于微生物作用产生臭味物质氨、硫化氢等,污染环境空气;(3)垃圾渗滤液中的重金属等致癌物质排入地下水,污染土壤环境,重金属物质通过植物富集进入人体,对人体健康造成危害;(4)垃圾渗滤液中的盐分、酸性物质,破坏土壤结构,造成土壤盐碱化。
2垃圾渗滤液原处理工艺
垃圾渗滤液经格栅收集后,首先进入调节池,调节水量和均匀水质。调节池出水进入水解酸化池,水解酸化池起到中间水箱的作用并提高污水的可生化性。水解酸化出水进入UASB(上流式厌氧污泥床反应器,Up-flowAnaerobicSludgeBed/Blanket,简称UASB),去除大部分COD,从而减少后段处理工艺负荷。UASB出水进入A/O处理单元,进行硝化和反硝化作用,进一步去除COD和氨氮。渗滤液经过A/O处理后,通过MBR进行泥水分离。MBR膜出水进入NF系统除去大部分二价、多价离子和分子量在200~1000的有机物,同时可去除少量一价离子,使出水达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GBT18920-2002),合格水至回用水池供厂区回用。但在长时间运行中发现,本工艺存在缺陷,主要体现在以下几个方面:
(1)垃圾渗滤液前期预处理较为简单,垃圾渗滤液经格栅直接由泵提升到调节池,而垃圾渗滤液中含有大量的砂粒和部分无机物,砂粒会对机械设备造成过量磨损;(2)UASB的配水系统位于UASB反应器底部,废水虽被均匀地分配到整个UASB反应器,但由于废水中含有大量砂粒,运行一段时间,容易造成配水管道的堵塞。大量的泥沙进水UASB后,沉积在底部,增加了清淤难度。为了解决运行中存在的这些问题,本文在调节池前端增加沉砂池,用以减少渗滤液中的砂粒和部分无机物的含量,削减设备磨损;同时对UASB的布水及排泥系统进行优化改造,降低UASB配水管道的堵塞和清淤难度,延长设备运行周期。
3垃圾渗滤液处理存在的问题
考察当地的垃圾渗滤液处理站,垃圾渗滤液处理站运行过程中存在以下几点问题:渗滤液在梅雨季节产生量较平时大,处理站规模不能满足雨季产生量,渗滤液有直排地表水体的现象发生,某些渗滤液处理站受地理位置、场地制约因素限制改扩建困难;随着各填埋场运行日久,老龄化填埋场渗滤液可生化性越来越差,C/N比严重失衡,生化处理系统负荷越来越重,污水站处理成本显著提高;部分填埋场反渗透深度处理产生的浓缩液回灌至填埋区,长期回灌导致填料盐分、有机物富集,导致填埋区导流管堵塞,增加处理站运行成本,达标困难。因此,针对以上存要问题,未来渗漏液处理研究方向是减少渗滤液产生量,合理规划污水站调节功能,能够适应填埋场季节性水量变化,改进污水处理工艺,保证污水站长期有效运行达标。
4垃圾渗滤液废水处理工艺
4.1好氧处理法
好氧处理法是通过好氧生物在含有充足氧气的环境下,通过自身的生长代谢去除有机污染物的方法,通常分为活性污泥法、生物膜法以及氧化塘。JebelChekir使用三个好氧生物膜反应器处理垃圾渗滤液,其中含有的主要菌群分别为放线菌、芽孢杆菌、假单胞菌和伯克霍尔德菌,实验结果显示,TOC降解率分别可达69%、69%、70%和77%。国内常联用芬顿、双氧水等方法处理垃圾渗滤液。好氧处理法处理可生化性较高的废水时具有很大的优势,但由于其处理的有机负荷较低,且出水通常不能达标使得其需要进一步的处理。
4.2厌氧处理法
厌氧处理法是通过厌氧生物在厌氧条件下通过自身的生长代谢去除有机污染物的方式。K.JKennedy等[4]利用上流式厌氧污泥床反应器处理垃圾渗滤液,当进水COD为13200mg/L,出水COD去除率可达71%~92%,但对氨氮和总氮的去除效果相对较差。靳云辉等采用中温厌氧生物反应器处理垃圾渗滤液,当进水COD为7440mg/L时,出水COD和BOD分别可降解71.14%和69.95%,但出水氨氮和总氮与进水相比没有明显差异。厌氧处理法可以高效去除垃圾渗滤液中的溶解性有机污染物,但无法对渗滤液中的氨氮进行有效去除。
4.3垃圾渗滤液深度处理技术
垃圾渗滤液老化后,生物处理方法很难将渗滤液处理达标,因为老化的渗滤液中含有浓度高且难以分解氧化的有机物,必须配备深度处理。HJ564-2010中推荐的深度处理工艺有纳滤、反渗透、吸附过滤等方法,大部分以纳滤和反渗透为主,但深度处理产生的浓缩液须妥善处理。传统回灌的方式虽然经济成本低,但给填埋场留下隐患,而蒸发工艺能有效地解决浓缩液问题,但是由于成本较高,无法大规模使用该方法进行垃圾渗滤液处理。人工湿地技术最近几年也从普通的污水治理应用于垃圾渗滤液处理中来,这种技术作为垃圾渗滤液处理后的尾水的深度处理对环境造成的影响较少,主要优势在于经济成本低,操作方法简便,但存在污染土壤的风险,前端处理工艺必须要稳定运行,才能排入人工湿地。
4.4吸附法
吸附法是利用某些特定的多孔性的固体,将水样中的一种或数种组分吸附于表面,再通过加热和吹脱等方式将该组分解吸,达到分离和富集的目的。常用的吸附剂有:活性炭、碳化树脂、硅藻土和离子型吸附剂等。谢海林等使用磁性树脂处理COD含量为924.2mg/L的渗滤液,COD和UV245的去除率与树脂量呈显著正比。当树脂量达到1.72g时,COD去除率可达75%。考虑到经济因素,将树脂质量与垃圾渗滤液投加比设置为1.725g/50.0mL,树脂吸附容量可达15.12mg/gCOD。除了常见的吸附剂,国内外很多研究学者也致力于发现经济环保的新型吸附剂。Kamaruddin等研究了使用基于榴莲皮的活性炭(DPAC)处理渗滤液,使用80℃活化温度,2.1小时活化时间和68.68mL/sCO2流速获得最佳DPAC制备条件。实验结果显示:该种吸附剂可以去除41.98%的COD。Liang等利用改性的蜂窝煤去除氮和磷,结果表明,总磷酸盐(TP),正磷酸盐,总氮(TN)和氨氮(NH4+-N)的去除率分别达到89.9%,96.7%,18.9%和23.3%。DPAC和蜂窝煤渣都是一种经济成本较低且处理效果较优的吸附剂,未来有望大规模运用。
5 结束语
综上所述,垃圾渗滤液作为一种产生量大的有机、有害废液,在我国现有的大环境条件下,其尾水排放标准势必会越来越严格。垃圾渗滤液资源回收新工艺成为研究热点,应不断探索更有效的处理方法,以保持渗滤液处理效率,保护环境,改善公众健康和安全。
参考文献
[1]HJ564-2010生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范(试行)[S].
[2]周杉,偲凌,李典,等.A2/O/A2/O/MBR工艺处理老龄垃圾渗滤液[J].中国给水排水,2015,31(4):92-94.