王丹 劉陽
(長沙威保特環(huán)??萍脊煞萦邢薰竞祥L沙410000)
淺析城市生活垃圾滲濾液處理技術(shù)
王丹 劉陽
(長沙威保特環(huán)??萍脊煞萦邢薰竞祥L沙410000)
本文介紹了城市生活垃圾滲濾液特點,探討了我國城市生活垃圾填埋場滲濾液處理的現(xiàn)狀,筆者根據(jù)多年垃圾填埋場滲濾液處理運營經(jīng)驗提出“MBR+納濾+反滲透”處理工藝可以很好地滿足滲濾液處理要求,保證滲濾液處理出水達標(biāo)排放,適宜推廣使用。
城市;生活垃圾;滲濾液;滲濾液處理技術(shù)
垃圾滲濾液是一種污染性強、成分復(fù)雜的高濃度有機廢水,其來源于垃圾本身含有的水分、垃圾填埋場降水和垃圾中污染物因為壓實和微生物分解作用產(chǎn)生的水分[1]。垃圾填埋垃圾種類繁多,導(dǎo)致垃圾滲濾液成分復(fù)雜,一般呈深黑色,具有一定的刺激性氣味,其含有的主要污染物有無機污染物(如重金屬元素、無機鹽等)、有機污染物(如高濃度的有機酸、醇等有機廢液)和微生物(大腸桿菌等有害微生物等)。表1反應(yīng)我國垃圾滲濾液的水質(zhì)特征。
從表1可以看出垃圾滲濾液污染物濃度高,且水質(zhì)不穩(wěn)定,波動范圍大;水量也不穩(wěn)定,不同的填埋時間和季節(jié)水質(zhì)波動很大。垃圾滲濾液成分復(fù)雜,含有眾多的難降解有機物,COD、BOD的濃度高,且BOD/COD值低,老齡垃圾尤其明顯,可生化性很差;氨氮濃度很高,抑制后續(xù)生物處理;垃圾滲濾液中含有金屬離子(含重金屬離子)濃度高;垃圾滲濾液色度高,有惡臭對周邊環(huán)境影響較大。
垃圾滲濾液處理的方法主要是物化法和生物法。物化法是指采用物理化學(xué)的方法去除污染物,主要有化學(xué)氧化、化學(xué)混凝沉淀、膜分離法、光化學(xué)氧化、膜分離法、活性炭吸附、離子交換等方法?;瘜W(xué)氧化法是利用強氧化劑氧化廢水中污染物,可以有效分解廢水中的有機物,降低COD和BOD5,有利于后期生物處理,常被用于處理生化性較差的老齡垃圾滲濾液。最常見的化學(xué)氧化法是Fenton試劑法,F(xiàn)enton試劑是亞鐵離子和過氧化氫的組合?;瘜W(xué)氧化法使用中常需要使用強氧化和催化劑,存在化學(xué)反應(yīng)條件不易控制,易產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物,對環(huán)境造成二次污染且處理成本較高。混凝沉淀法可降低廢水的色度,去除水中大分子物質(zhì)、有機物和金屬離子,以及導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化物質(zhì)氮、磷等可溶性無機鹽?;炷恋矸ㄌ幚砝鴿B濾液很難達標(biāo)排放,其COD的去除率僅僅為30%~40%。在實際工程應(yīng)用中,需要根據(jù)處理水質(zhì)靈活地調(diào)節(jié)混凝劑的投加量,操作管理繁瑣。
生物法具有處理效果好、運行成本低的優(yōu)點,常見的處理方法有好氧處理和厭氧處理。好氧生物處理包括曝氣穩(wěn)定塘法、生物膜法、活性污泥法、生物濾池和接觸氧化法等工藝。滲濾液好氧生物能夠有效降低滲濾液中的低中的COD、BOD5、氨氮,去除鐵、錳等金屬物質(zhì)。曝氣穩(wěn)定塘法與活性污泥法相比占地面積大,有機負荷低,雖然降解速度慢,但其工藝簡單,適用于土地不貴的地區(qū)。穩(wěn)定期和老齡滲濾液可生化性變差,傳統(tǒng)的好氧工藝較難達到處理效果。厭氧技術(shù)適用于營養(yǎng)物質(zhì)含量少的高濃度難降解的有機工業(yè)廢水,具有操作簡單、能耗低、投資運行省的優(yōu)點,但是其厭氧出水水質(zhì)不能達到排放標(biāo)準(zhǔn),需進一步處理。采用厭氧-好氧組合工藝,以厭氧工藝作為前續(xù)處理,降低進水負荷,提高廢水的可生化性,再用好氧法處理,既經(jīng)濟合理,處理效率又高。
隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高,對環(huán)境要求也越來越高。2008年我國新頒布《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB-16889—2008)對垃圾滲濾液的處理提出了更高的要求,其排放限值見表2。
表2 生活垃圾滲濾液處理后排放限值(GB16889-2008)單位:mg/L
鑒于垃圾滲濾液水質(zhì)的復(fù)雜性,垃圾滲濾液中22種有機化合物被列入中國和美國EPA環(huán)境優(yōu)先控制污染物的黑名單。滲濾液若處理不當(dāng),不僅會嚴重污染當(dāng)?shù)氐牡叵滤?、大氣和土壤,且對生態(tài)環(huán)境和人類帶來巨大的傷害。單一的處理方法已經(jīng)不能滿足垃圾滲濾液的處理要求。目前垃圾滲濾液的處理多采用“預(yù)處理-主處理-后處理”的工藝流程,常見的是MBR+納濾/反滲透組合處理工藝。膜分離處理技術(shù)在垃圾滲濾液處理工程中得到了廣泛應(yīng)用。
MBR處理工藝是把膜技術(shù)與生物處理技術(shù)相結(jié)合的綜合處理廢水新工藝。MNR又稱為膜生物反應(yīng)器,應(yīng)用最廣泛的是固液分離膜生物反應(yīng)器,本項目主要是外置式膜生物反應(yīng)器[2]。在MBR工藝中,采用膜組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)活性污泥中的二沉池,分離污泥混合液中的微生物懸浮物和溶解性大分子有機物,通過膜的分離作用,獲得滲濾液處理出水。MBR與傳統(tǒng)的生化處理工藝相比具有以下優(yōu)點:(1)抗沖擊負荷能力強,能適應(yīng)不同填埋時間和不同季節(jié)水質(zhì)水量的變化;(2)具有高效的固液分離能力;(3)膜組件取代了傳統(tǒng)的二沉池,占地面積??;(4)反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高、污泥負荷低,出水水質(zhì)好,能滿足更高的出水水質(zhì)要求。
圖1 滲濾液處理系統(tǒng)工藝流程圖
垃圾滲濾液水質(zhì)復(fù)雜多變,單一的處理工藝不能滿足日益嚴格的環(huán)保要求,一般采用組合方法對滲濾液進行處理?!吧?膜”是指生化系統(tǒng)與膜處理系統(tǒng)完整的結(jié)合起來形成先進的“生化+膜”處理工藝,即“MBR+納濾(NF)+反滲透(RO)”處理工藝[3]。該工藝不僅具有MBR處理工藝的優(yōu)點,還能完全確保出水水質(zhì)的達標(biāo)排放,解決因滲濾液處理不達標(biāo)引起的二次污染問題,從根本上實現(xiàn)生活垃圾填埋場環(huán)境保護的目標(biāo)。其工藝流程見圖1。
垃圾滲濾液成分復(fù)雜,水質(zhì)水量變化很大,BOD5、COD和氨氮的含量高等特點,一般來說南方地區(qū)適宜采用MBR+納濾/反滲透的工藝處理滲濾液。該工藝具有工藝簡單、占地面積小和處理成本低等優(yōu)點,具有很好的推廣應(yīng)用價值。
[1]陳旭欒,李軍.垃圾滲濾液的處理現(xiàn)狀及新技術(shù)分析[J].給水排水,2009,vol.35:30-33.
[2]顧國維,何義亮.膜生物反應(yīng)器在污水處理中的研究和應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1999.
[3]王凡,王鋼.MBR工藝在垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2010,vol.29(3):38-40.