譚 勇
(中煤科工集團(tuán) 重慶設(shè)計(jì)研究院有限公司,中國 重慶 400016)
目前,我國城市生活垃圾主要處置方法是衛(wèi)生填埋和焚燒,衛(wèi)生填埋方式在我市使用更加廣泛,在填埋階段以及填埋場(chǎng)封場(chǎng)后期會(huì)產(chǎn)生大量垃圾滲濾液,滲濾液易于滲透進(jìn)入未經(jīng)防滲處理的巖土層和表土層,它是一種黑臭的高濃度有機(jī)廢水,含有大量的懸浮物(SS)、化學(xué)需要量(COD)、生化需氧量(BOD5)、氨氮、大腸桿菌及鉻、鎘、汞、鉛重金屬等多種污染物,如不作處理,在幾十年甚至上百年對(duì)附近公眾健康和周圍環(huán)境仍然產(chǎn)生危害。
垃圾滲濾液主要來自以下三個(gè)方面:(1)大氣降雨進(jìn)入填埋場(chǎng)的雨水;(2)垃圾自身含水;(3)微生物對(duì)生活垃圾的厭氧分解而產(chǎn)生的水。
同一個(gè)填埋場(chǎng)隨著時(shí)間的變化濾液有很大不同,可以用五個(gè)階段來概括:
(1)調(diào)整期。尚有氧氣存在的條件下,由于厭氧和兼氧微生物生長(zhǎng)緩慢,滲濾液相對(duì)較少,主要源于雨水的沖刷。
(2)過渡期。本階段水分達(dá)到飽和容量,滲濾液中的微生物逐漸在選擇壓下富集出厭氧和兼氧微生物,在缺氧厭氧條件下電子受體自O(shè)2轉(zhuǎn)變?yōu)镹O3-及SO42-,此階段尚無甲烷產(chǎn)生。
(3)酸形成期。水解酸化作用下,滲濾液中的有機(jī)質(zhì)迅速轉(zhuǎn)化分解為脂肪酸,含N、P 的有機(jī)質(zhì)經(jīng)氨化和磷酸鹽化轉(zhuǎn)化為氨氮和磷酸鹽,同時(shí)一些金屬(Fe、Mn)會(huì)和有機(jī)質(zhì)發(fā)生絡(luò)合作用使濾液變成深褐色,此期間產(chǎn)生的濾液COD 極高,BOD5/COD 為0.4-0.6,可生化性好,濾液深顏色屬于早期濾液。
(4)甲烷形成期。在第三階段產(chǎn)生的沒有流出填埋場(chǎng)的有機(jī)酸在甲烷菌等微生物作用下轉(zhuǎn)化為CO2和CH4甚至一些H2。該階段由于重碳酸鹽緩沖系統(tǒng)維持在6-8,BOD5/COD 為0.1-0.01,其可生化性降低,濾液進(jìn)入晚期。
(5)成熟期??缮詷O差,細(xì)菌的生物穩(wěn)定作用趨于停止,不再產(chǎn)生氣體,不可生物降解的腐殖質(zhì)與重金屬離子發(fā)生絡(luò)合形成深色的混合液體,該階段濾液中氧氣和氯化物增加。
垃圾滲濾液作為一種高濃度、多組分、多變化的污水,其性質(zhì)主要取決于垃圾成分、垃圾的粒徑、現(xiàn)場(chǎng)氣候和填埋時(shí)間等因素。一個(gè)滲濾液沒有得到有效處理的垃圾處理廠,就是一個(gè)更大的再生污染源,其污染可長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年甚至上百年。
(1)水質(zhì)復(fù)雜,含有致癌物1 種,促癌物、輔致癌物4 種,致突變物1 種,被列入我國環(huán)境優(yōu)先污染物“黑名單”的有6 種。
(2)含有多種有機(jī)物,成分復(fù)雜,難降解,難處理。
(3)含有多種重金屬,特別是其中的有毒金屬。隔離措施不當(dāng)則會(huì)滲入到地下,影響地下水,對(duì)周圍的居民和植物生存有很大的影響。
(4)味道十分難聞,會(huì)產(chǎn)生沼氣,影響大氣環(huán)境。
垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的處理技術(shù)既有與常規(guī)廢水處理技術(shù)的共性,也有其極為顯著的特殊性。滲濾液的處理一般有如下幾種形式:
(1)直接排入或運(yùn)輸至城市污水處理廠進(jìn)行合并處理。
(2)滲濾液循環(huán)回噴填埋場(chǎng)。
(3)經(jīng)必要的預(yù)處理后匯入城市污水處理廠合并處理。
(4)在填埋場(chǎng)建設(shè)污水處理站(廠)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理。
這些處理方案需在充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和處理可行性研究的基礎(chǔ)上合理而慎重地選用。
目前國內(nèi)外滲濾液的處理工藝有生物處理、物化處理、土地處理等多種。一般情況下必須將兩種以上處理技術(shù)合理組合,才能使處理后滲濾液達(dá)標(biāo)排放。表1 是國內(nèi)常用垃圾滲濾液處理工藝的比較。
表1 部分垃圾滲濾液(污水)處理工藝比較
由表1 可看出,單獨(dú)采用厭氧或好氧工藝均不能把垃圾滲濾液處理達(dá)標(biāo),而國內(nèi)多家填埋場(chǎng)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)證明,即使采用厭氧—好氧結(jié)合的工藝也很難使?jié)B濾液處理出水達(dá)到GB16889-2008 《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》。因而,在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下,垃圾滲濾液的處理應(yīng)首先選擇膜法工藝。膜法工藝雖然一次性建設(shè)投資高于生物法,但運(yùn)行費(fèi)用若以處理單位質(zhì)量COD 計(jì),則與城市污水處理廠基本持平,經(jīng)濟(jì)上是合理的,而且出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠,受水質(zhì)波動(dòng)影響較少,管理方便。除了表1 中列出的工藝外,還有如上提及的土地處理(主要指人工濕地處理系統(tǒng))、循環(huán)回灌等其他處理工藝。土地處理由于存在惡臭、潛在的重金屬二次污染等問題,應(yīng)用較少。其次,一些單位開發(fā)的微波、磁化、高級(jí)氧化等技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)研究階段。
根據(jù)上述對(duì)垃圾滲濾液水質(zhì)和處理方案、工藝的介紹、分析,提出如下建議:
(1)由于垃圾滲濾液的特殊性質(zhì),無論采用哪種處理方案都存在一定的問題。在目前采用較多的現(xiàn)場(chǎng)處理的各工藝中也存在各種問題,所以除對(duì)處理方案進(jìn)行研究外,還應(yīng)當(dāng)考慮如何減少滲濾液的產(chǎn)生量,宜發(fā)展可減少滲濾液產(chǎn)生量的填埋技術(shù)。
(2)從各工藝的比較可以看出,膜法處理可取得比較好的效果,在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下應(yīng)首先考慮使用。
(3)在條件允許的情況下,可將填埋場(chǎng)早期生化性比較好的滲濾液運(yùn)輸至附近城市污水處理廠進(jìn)行合并處理,后期可生化性差的滲濾液采用膜法處理以降低總處理費(fèi)用。
垃圾滲濾液的處理是垃圾填埋場(chǎng)防治二次污染的關(guān)鍵問題。當(dāng)前正在運(yùn)行的垃圾填埋場(chǎng)以及服務(wù)期滿封場(chǎng)的垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的處理,應(yīng)根據(jù)具體情況,確定設(shè)立防治措置,確保處理后水質(zhì)達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上優(yōu)先選用投資運(yùn)行費(fèi)用較低的處理技術(shù),以達(dá)到環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。
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