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        生活垃圾滲濾液處理方法研究

        2015-07-07 23:26:52何佶
        科技與創(chuàng)新 2015年10期
        關(guān)鍵詞:空氣污染土壤污染生活垃圾

        何佶

        摘 要:以某城市的城市集中垃圾站的垃圾滲濾液處理方法為研究樣本,研究了不借助任何智能設(shè)備對城市垃圾站的垃圾滲濾液進行有效管理的方法。通過SAR有機質(zhì)的可逆水合交聯(lián)反應(yīng),可使SAR較長時間地重復(fù)使用,有效降低了城市垃圾滲濾液的管理成本。該系統(tǒng)仍需要對現(xiàn)有垃圾池進行一定程度改造后,才可以實現(xiàn)對垃圾滲濾液的有效控制。

        關(guān)鍵詞:生活垃圾;滲濾液;空氣污染;土壤污染

        中圖分類號:X703 文獻標識碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.075

        垃圾滲濾液是城市垃圾處理站面臨的較嚴重的問題,垃圾滲濾液的溢流現(xiàn)象導(dǎo)致大部分城市垃圾站的空氣污染和土壤污染較為嚴重。此外,受到垃圾滲濾液影響較嚴重的城市垃圾站的蚊蟲滋生現(xiàn)象較為嚴重,已成為城市的防疫重點單位。滲濾液處理中試裝置工藝流程如圖1所示。

        1 需求分析

        目前,城市均實現(xiàn)了間隔不超過50 m的居民區(qū)垃圾站和不超過1 000 m的城市垃圾集中站。居民區(qū)垃圾站的垃圾滲濾液問題可造成居民區(qū)內(nèi)的蚊蟲滋生,且垃圾滲濾液發(fā)酵后的氣味對居民區(qū)生活環(huán)境的影響較大。城市集中垃圾站一般設(shè)置在次要道路路邊,但因垃圾車會進出通道,次要道路的寬度仍然需要支持雙車道錯車。因此,其道路通行能力較強,車輛壓過溢流到道路上的滲濾液時,可能會造成打滑失控。同時,城市集中垃圾站垃圾滲濾液的氣味可能飄散200 m以上的距離,會對周邊居民的生活造成不利影響。

        本文研究的城市擁有11個城市集中垃圾站,其中,日處理垃圾15 t的垃圾站有6個;日處理垃圾30 t的垃圾站有4個;日處理垃圾45 t的垃圾站有2個。以上垃圾站平均每日析出的滲濾液量可達60 t,對城市環(huán)境的污染是直接的。采用本文提出的研究系統(tǒng)后,以上60 t垃圾滲濾液可得到徹底治理。垃圾滲濾液日均產(chǎn)生量如圖2所示。

        本文研究的處理系統(tǒng)可對滲濾液進行收集和固化,方便垃圾滲濾液的處理。固化材料應(yīng)可重復(fù)使用,因此,逆水合處理系統(tǒng)也是本文的設(shè)計需求。計劃采用SAR作為水合物,使用加熱蒸發(fā)法析出大部分水分,并對水中的雜質(zhì)進行固化。采用洗滌和重熔兩步操作,使含有較多雜質(zhì)的SAR實現(xiàn)二次復(fù)用。

        2 底部水合材料的設(shè)計

        城市垃圾以生活垃圾為主,據(jù)統(tǒng)計結(jié)果顯示,每噸生活垃圾的滲濾液平均滲出量約為200 kg,滲濾液雜質(zhì)濃度約為2%,含水量為98%.日處理15 t生活垃圾的城市集中垃圾站滲濾液滲出量約為3 t。

        本文的設(shè)計目標是使垃圾站的滲出液不論在何種情況下均不會發(fā)生滲流,從而有效減少垃圾站的異味和蚊蟲。高吸水性樹脂(簡稱SAR)是一種典型的功能高分子材料,能吸收其自身重量百倍甚至千倍的水,并具有很強的保水能力,又稱為超強吸水劑或高保水劑。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看,高吸水性樹脂是具有許多親水基團的低交聯(lián)度或部分結(jié)晶的高分子聚合物,其吸水原理方程為:

        Q3/5=[(i/2VuS×1/2)×2+(1/2-x1)/V1]/(Ve/Vo). (1)

        SAR經(jīng)過翻曬后,水分會直接變?yōu)樗魵膺M入大氣,處理方式較為簡單,其他揮發(fā)分的揮發(fā)較少。因此,本文通過在垃圾站池底灑入SAR粉末進行水分吸收,進而通過翻曬的方式對SAR粉末進行還原。

        3 水合材料的還原機制

        SAR的熔點約為208~212 ℃,因此,輔助加熱法快速揮發(fā)SAR水合的水分是較好的選擇。采用油導(dǎo)溫控法,將還原鐵板支撐成15°,并采用小功率震動槌的方法使斜角振動,SAR顆粒滾下過程中可得到充分蒸發(fā)。

        通過試驗,在200 ℃的加熱條件下,當SAR滑落距離超600 mm時,其蒸發(fā)過程基本充分。因此,本文坡道的設(shè)計長度為600 mm。

        因每噸SAR的吸水量可達到14 t,所以,本文系統(tǒng)計劃使用0.3 tSAR作為吸水材料,每天吸附雜質(zhì)量達到0.06 t,5 d后,使用SAR的雜質(zhì)含量達到50%.此時,可對SAR進行更加深入的加工,以實現(xiàn)其復(fù)用。

        SAR深入處理方法采用兩步處理法進行,首先通過水洗去除大部分水溶性雜質(zhì),處理溶液直接排入污水處理廠1#沉淀池;采用220 ℃的高溫對SAR進行再熔和重新粉碎。經(jīng)過上述兩步處理的SAR的雜志含量基本小于1%,可達到復(fù)用的水平。

        4 系統(tǒng)中存在的問題及處理方法

        本文中提出的系統(tǒng)需要將SAR直接鋪墊在沉入式垃圾箱的池底,池底空間高度普遍為200 mm左右,長度一般為5.2 m,寬度一般為1.7 m。在此情況下,可供SAR膨脹的空間只有1.768 m3,而SAR干燥的時比重一般為0.3,在此容積下,0.3 tSAR的容積已達到了1.0 m3,其飽和膨脹率12.5倍的空間無法實現(xiàn)。

        為了解決上述問題,將池底下臥350 mm,使現(xiàn)有空間達到4.862 m3,但仍然不能滿足0.3 tSAR的完全吸水膨脹。但繼續(xù)深挖會影響垃圾池的可維護性。因此,沿垃圾池走向開挖了深1.0 m,寬0.5 m的吸水槽,對垃圾池進行了徹底的底部改造。洗水槽為垃圾池提供了額外5.2 m3的空間。此時,系統(tǒng)的吸水膨脹空間達到了10.062 m3,基本可滿足0.3 tSAR的膨脹需求。

        此外,SAR的后期處理場地問題同樣亟待解決。如果完全在垃圾站進行處理,雖然蒸發(fā)還原過程較容易實現(xiàn),但洗滌污水的排放和重熔設(shè)備的布置中仍存在問題;如果完全運輸?shù)骄嚯x污水處理廠較近的SAR處理車間進行處理,則會增加SAR的在途量,導(dǎo)致運行成本增加。

        為了解決上述問題,在每個垃圾站布置SAR蒸發(fā)設(shè)備1套,用于本垃圾站的SAR處理,此過程可以在每天更換垃圾箱時進行。雜質(zhì)含量較多的SAR由垃圾站管理員申請,并由上級單位負責(zé)安排更換該垃圾站的SAR,將雜質(zhì)SAR運送到距離污水處理站較近的SAR處理車間進行后期處理。通過不同層次結(jié)構(gòu)的SAR處理,可使SAR的循環(huán)利用路徑更加科學(xué)。

        5 結(jié)束語

        通過研究,使用三步復(fù)用處理的SAR垃圾滲濾液管理系統(tǒng)在沒有使用任何現(xiàn)代化智能設(shè)備的基礎(chǔ)上,有效推進了智能城市的發(fā)展,且該系統(tǒng)在整合使用后期可有針對性地升級。目前,SAR系統(tǒng)可與環(huán)保OA系統(tǒng)對接,從而使SAR系統(tǒng)更加智能化地運轉(zhuǎn)。智能城市并不是指在城市中部署足夠多的智能電子設(shè)備,而是指使城市更加健康。

        參考文獻

        [1]代晉國,宋乾武,張玥,等.新標準下我國垃圾滲濾液處理技術(shù)的發(fā)展方向[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報,2011,5(05):118-120.

        [2]時曉寧,王淑瑩,孫洪偉,等.SBR工藝處理垃圾滲濾液研究及應(yīng)用現(xiàn)狀[J].水處理技術(shù),2009,2(02):66-67.

        〔編輯:張思楠〕

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