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        垃圾滲濾液水質(zhì)特性及其處理技術探討

        2019-10-21 08:42:52張桐源
        科學大眾 2019年11期

        張桐源

        摘? ?要:垃圾滲濾液的處理效果與水質(zhì)特性及處理技術的選取存在密切關聯(lián),文章簡要分析了垃圾滲濾液的水質(zhì)特性,圍繞吸附材料與人工濕地處理工藝、生物床+臭氧氧化+SBR法組合工藝、兩級DTRO膜系統(tǒng)處理工藝3個層面,探討了垃圾滲濾液處理技術及其具體應用,以供參考。

        關鍵詞:垃圾滲濾液;水質(zhì)特性;膜處理

        垃圾滲濾液是一種由垃圾本身含有的水分與雨水、污水等水分混合產(chǎn)出的高濃度有機廢水,呈黃褐色或黑色,帶有刺鼻氣味。近年來,我國垃圾總量的年均增速超出10%,其中有近85%的城市垃圾選取衛(wèi)生填埋法處理,在處理過程中將產(chǎn)生對環(huán)境有害的垃圾滲濾液,因此,對其處理技術的優(yōu)化提出了迫切要求。

        1? ? 垃圾滲濾液的水質(zhì)特性分析

        1.1? 水質(zhì)干擾因素較多

        影響垃圾滲濾液水質(zhì)的因素包含垃圾性質(zhì)、雨水滲透量、垃圾填埋時長、處理技術過程與防滲方法等,其中雨水滲透量與垃圾填埋時長對水質(zhì)的影響最為明顯。伴隨垃圾填埋時間的延長,滲濾液的顏色由黑色轉(zhuǎn)變?yōu)楹稚?,說明初始階段滲濾液的生物化學性良好,由于氨、氮濃度的不斷增加導致其生化性能有所下降。同時,由于滲濾液由有機物、無機物、微生物、重金屬等多種成分組成,有機物占比偏大、至少包含90種,其中,小分子量的脂肪酸將隨時間延長逐漸減少,灰黃霉酸含量將逐漸上升,并且還會受外部水進入的影響,導致水質(zhì)發(fā)生變化[1]。

        1.2? 化學需氧量與氨氮濃度關系

        通常滲濾液中化學需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)的數(shù)量達到數(shù)萬,伴隨填埋時間的延長,COD的減少速度將逐漸減緩,且當氨氮濃度增加至一定數(shù)值后,COD將保持不變。

        1.3? 重金屬與色度關系

        在生活垃圾與工業(yè)污水混合后,將導致滲濾液中的重金屬顆粒含量增加,致使色度產(chǎn)生2 500~4 000次的變化,且滲濾液帶有強烈的刺激性腐臭氣味。

        1.4? 元素濃度差異較大

        垃圾滲濾液中不同元素的分子比例呈明顯差別,其中磷元素的濃度含量較低,氨、氮元素與有機物的含量較高。

        2? ? 垃圾滲濾液處理技術及其具體應用探討

        2.1? 吸附材料與人工濕地處理工藝

        選取沸石、爐渣兩類吸附材料,質(zhì)量比為1∶1,將其作為中間基質(zhì)層添加在人工濕地裝置中。在人工濕地裝置設計上,選取玻璃鋼作為主要材質(zhì),將長、寬、高分別設為1.650 m,0.525 m和0.600 m,采用水平潛流式濕地,前后進水、出水配水區(qū)均為0.150 m,利用粒徑為15~30 mm的卵石緩解滲濾液的沖擊?;|(zhì)層填充結構分為3層,底層選取粒徑為15~30 mm的礫石填充,層厚為0.150 m;中間層選取粒徑為5~15 mm的沸石與爐渣填充,層厚為0.250 m;上層選取粒徑為1~5 mm的細砂與土壤填充,層厚為0.125 m,其上為污水層。滲濾液從配水區(qū)流經(jīng)污水層到達基質(zhì)層,再經(jīng)由出水區(qū)流向清水區(qū),通過控制液位控制管閥門的開閉即可實現(xiàn)對濕地床內(nèi)液面的調(diào)節(jié)。在水力負荷為0.03 m3/m2·d的條件下使?jié)竦匮b置運行45 d,可觀察到其COD去除率達到60%,NH3-N去除率最高可達99%,TN去除率控制在80%~90%,證明采用爐渣、沸石吸附材料可將滲濾液中的NH4+被吸附在基質(zhì)表面,利用微生物的硝化、反硝化作用實現(xiàn)氮素的有效去除。與此同時,滲濾液中Cr,Cd,Ni,As,Hg,Pb等重金屬的去除率也保持在80%~90%,說明濕地基質(zhì)中的爐渣、沸石、土壤等物質(zhì)對重金屬發(fā)揮了有效的吸附、沉淀作用,且微生物對重金屬顆粒也起到了富集作用。

        2.2? “生物床+臭氧氧化+SBR法”組合工藝

        選取三級填料垃圾生物床、臭氧氧化、SBR法聯(lián)合處理工藝進行滲濾液處理,該裝置的設計水量為400 m3/d,由以下4個處理單元組成:(1)厭氧池,平均有機負荷設為4~6 kg COD/m3,水力停留時間設為3 d,利用水解菌等專性厭氧微生物將滲濾液中的有機物分解成為無機物,提高出水的可生化性,降低滲濾液的污染物濃度。(2)三級垃圾填料床,將其水力負荷設為0.8~1.4 L/m3垃圾·次,進水頻次設為2次/d,溫度設為30 ℃,借助多種微生物群落使?jié)B濾液在表層、中間層與下層分別發(fā)生好氧生物反應、兼氧生物反應和厭氧生物反應,實現(xiàn)有機污染物、氨氮、色度的有效去除。(3)臭氧氧化池,將臭氧實際流量設為262 mg/L,臭氧氧化時間設為30 min,pH設為7.51,溫度設為15~25 ℃,用于降低滲濾液中COD質(zhì)量濃度,提高BOD質(zhì)量濃度與B/C值,借此增強滲濾液的可生化性、降低其毒性。(4)SBR反應池,將進水時間設為0.5 h,曝氣反應時間設為5 h,沉降時間為2 h,排水時間為0.5 h,MLSS設為3.5~4 g/L,供氧量為2.5 mg/L,待完成反應處理后將剩余一定量的污泥,借助污泥泵使其回流至厭氧池,利用污泥消化池將剩余污泥經(jīng)消毒處理后外運至廢物處理站,達到排放標準[2]。

        2.3? 兩級DTRO膜系統(tǒng)處理工藝

        選取“調(diào)節(jié)池+氣浮池+兩級DTRO膜系統(tǒng)”處理工藝,工程設計進水流量為200 m3/d,其中以兩級DTRO膜系統(tǒng)為核心處理裝置,主要由以下3部分組成:其一是預處理系統(tǒng),利用籃式過濾器將厭氧池流出的滲濾液進行過濾處理,阻擋固體顆粒的排出,隨后采用過濾精度為50 μm的砂率器進行沖洗過濾,配合精度為10 μm的芯式過濾器防止出現(xiàn)硅垢、硫酸鹽結垢問題。其二是兩級DTRO膜,利用一級、二級DTRO膜系統(tǒng)分別進行濃縮液與透過液的處理。其三是吹脫系統(tǒng),將從二級DTRO膜流出的透過液排入脫氣塔中,脫除CO2等酸性氣體,待其pH達到6后排入凈水貯罐中,實現(xiàn)滲濾液的達標排放。

        3? ? 結語

        垃圾滲濾液具有水質(zhì)波動大、COD與氨氮質(zhì)量濃度高、含有重金屬顆粒、有機物質(zhì)量濃度高等特點,采用傳統(tǒng)物理化學法、生物處理技術難以實現(xiàn)廢水的達標排放,須結合具體的水質(zhì)特性進行處理技術的組合優(yōu)化,提高生化系統(tǒng)處理能力、實現(xiàn)菌株有效降解,更好地強化垃圾滲濾液處理實效。

        [參考文獻]

        [1]王凱,武道吉,彭永臻,等.垃圾滲濾液處理工藝研究及應用現(xiàn)狀淺析[J].北京工業(yè)大學學報,2018(1):1-12.

        [2]伊李壽,金娟.試論垃圾滲濾液特點與處理技術比較[J].化工管理,2018(26):234.

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