垃圾渗沥液及膜浓缩液处理技术发展现状

发表时间:2021/7/26   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:陈玉婷 宋旸 王候兵
[导读] 摘要:垃圾渗滤液是在垃圾堆放或填埋过程中产生的一种危害较大的高浓度有机废水,对周边环境造成严重污染,且具有负荷高、成分复杂,水质水量变化大等特点,对处理工艺有较高的要求。
        中国城市建设研究院有限公司  北京市  100120
        摘要:垃圾渗滤液是在垃圾堆放或填埋过程中产生的一种危害较大的高浓度有机废水,对周边环境造成严重污染,且具有负荷高、成分复杂,水质水量变化大等特点,对处理工艺有较高的要求。本文分析了垃圾渗沥液的水质特点以及工程中普遍存在的问题,并着重分析了垃圾渗沥液处理中的难点——膜浓缩液处理工艺。
        关键词:垃圾填埋场;渗滤液;处理工艺
        1 引言
        我国城市垃圾分类发展起步较慢,且发展过程缓慢,垃圾站统一进行回收处理的垃圾含有水分充足的厨房垃圾,其可以与垃圾中的有机物发生一系列的化学反应,如分解反应,产生的渗沥液含有大量的氨基酸、重金属等有害物质。城市垃圾处理工作做不到位,就会导致渗沥液渗入到土壤、地下水、河流中,从而会影响整个生态系统自身的修复和发展。当前我国的渗沥液处理技术已经取得较良好的使用效果,能够发挥其保护环境、节能减排的作用。
        2 渗沥液的水质特点
        渗沥液可根据填埋的年限分为“新鲜”渗沥液和“老龄”渗沥液,“新鲜”渗沥液对应的垃圾填埋时间一般是5年之内,5年内的渗沥液水质特性一般为发黑、恶臭、高SS、低pH、有机污染物浓度高、B/C比值大(达到0.5以上)。新鲜渗沥液一般含有小分子有机酸类和高分子碳水化合物等。老龄渗沥液由于时间长,小分子的、易降解的有机酸都已降解,剩下的主要是腐殖质(HS)。HS是一种稳定且复杂的的高分子有机物,很难被生物降解,是导致渗沥液色度高的主要物质。渗沥液的水质特点可总结为以下三点:(1)组成复杂、有机物浓度高。特别是新鲜渗沥液,COD大于10000mg/L,在生化处理过程中,高浓度有机物会对活性污泥中的生物活性产生一定的抑制,影响工艺的处理性能。(2)生物营养比例失衡。新鲜渗沥液的可生物降解特性强,时间越长可利用的生物碳源变少,会导致渗沥液中碳氮比失衡,可生物降解性越弱,处理时较长的渗沥液一般需要增加碳源,来提高生物处理能力。(3)pH较低。pH值随着年限的增加而提高,前期主要是由于厌氧发酵产酸,导致pH降低,后续酸性物质发酵完成,pH值开始提高。
        3 渗沥液处理中的存在问题
        3.1 处理规模设计不合理
        由于部分垃圾渗沥液处理站及作业人员对渗沥液处理规模的科学设计缺乏深入思考,未能对处理系统的高效运行要求、实际的处理能力高低及生产现场的具体情况等进行综合考虑,导致渗沥液处理站的实际作用发挥不充分,对具体的处理工作落实效果、应用价值等造成了不同程度的影响,间接地加大了渗沥液处理问题发生的概率,阻碍着垃圾填埋场、发电厂的长效发展。同时,当渗沥液处理规模设计与垃圾发电厂的实际情况不相符时,会使具体的处理工作开展缺乏专业支持,引发与之相关的问题,难以满足渗沥液科学处理要求。
        3.2 处理工艺选用不当
        一是对预处理、生物处理等不同渗沥液处理工艺选用方面的思考,虽然取得了一定的成效,但仍会出现生化池温度较高、反渗透产水率低等问题,导致渗沥液处理状况不佳,相应的降低了处理效果;二是一些垃圾渗沥液处理站在实践中未能给予渗沥液处理工艺的科学选用足够的重视,使得具体的处理计划制定及实施缺乏技术保障,从而增加了生产成本,限制了处理工艺的作用发挥,进而影响渗沥液处理目标的实现。
        3.3 处理设备性能有待优化
        在进行渗沥液处理站的运行中,处理设备起着重要的保障作用。实践中由于某些渗沥液处理站的换热冷却系统、反硝化泵等处理设备在长期运行中的工作性能可靠性有所降低,使得渗沥液处理效果不明显,制约了处理水平的提升,影响着渗沥液处理站的生产效益及可持续发展目标的实现。

同时,当渗沥液处理设备为满足主体生产过程中的实际要求而偏离渗沥液处理的最优设计工况时,则会使设备面临一定的生产风险,导致渗沥液处理出现问题。
        4 垃圾渗沥液及膜浓缩液处理技术发展
        4.1 垃圾渗沥液膜浓缩液处理技术
        目前国内外有关浓缩液处理技术的相关研究较多,主要有:回灌法、蒸发法、回喷炉法、高级氧化法、电渗析法等。研究发现,浓缩液回灌到填埋场会导致垃圾渗沥液的pH、电导率、COD和氨氮的上升,不可降解的大分子有机物不断积累,导致后期渗沥液处理难度大;使用Fenton氧化法处理浓缩液,将大分子有机酸物质分解为小分子有机物,可以有效提高其可生化性,对渗沥液汇总的COD、DOC(可溶性有机碳)、总氮等都具有一定的脱除效果;蒸发—固化处理工艺处理浓缩液,需使用一些固化剂对浓缩液或蒸发残渣进行稳定化处理,处理后固体含水率小于40%,硬度提高后可进行填埋处置;浓缩液回喷焚烧炉会增加烟气中的重金属处理难度,同时渗沥液中较高的氯离子和盐离子会增加焚烧炉的结垢和腐蚀;电渗析法可处理低浓度的浓缩液,且需要先进行预处理,整个工艺流程较长,对高浓度的浓缩液效果不佳。
        4.2 生物处理法
        生物处理法主要包括好氧生物法和厌氧生物法两种,通过培养适量的好氧和厌氧微生物来集中控制垃圾渗沥液中的化学需氧量、生化耗氧量等,从而实现对其中的各种有机重金属污染物和氨氮化合物的消耗和降解。当前常用的生物处理法是上流式厌氧反应器+膜生物反应器,其可以延长好氧生化反应的时长,提高硝化细菌的生长和繁殖速度,可以较高效地截留渗沥液中的难溶性有机物和全部微生物,能够提高脱氮效率和COD的去除率,延迟污泥龄,达到渗沥液内部杂质深入处理的目的。
        4.3 注重处理工艺的科学选用
        垃圾渗沥液处理站在完成渗沥液处理作业的过程中,想要增加其中的技术含量,优化处理方式,则需要注重处理工艺的科学选用。在此期间应做到:一是选择好预处理+生物处理+深度处理的渗沥液处理工艺并加以使用,为具体处理计划的高效实施提供技术保障,满足渗沥液科学处理要求,更好地体现出处理工艺的潜在应用价值;二是充分考虑渗沥液处理工艺的功能特性,了解其实施状况,不断强化创新意识,逐渐加大这方面处理工艺的研究力度,从而为渗沥液处理水平提升打下坚实的基础,满足垃圾发电厂、垃圾填埋场可持续发展要求,避免影响其生产效率、经济效益等。同时,需要垃圾发电厂、垃圾填埋场在未来实践中给予渗沥液处理工艺科学选用足够的重视,保持其处理工作良好的落实状况,拓宽渗沥液处理技术水平提升中的工作思路。
        5 结束语
        由于垃圾渗滤液水质水量变化大、有机物浓度高,其处理工艺通常以生化处理为主,并根据渗滤液的进水水质、水量及排放要求等,综合选取适宜的工艺组合方式,以实现出水水质稳定达标,并且取得良好的经济和社会效益。
        参考文献:
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