江蘇博悅環(huán)??萍加邢薰?嚴(yán)方婷
近年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,尤其是第二、三產(chǎn)業(yè)取得巨大成就。工業(yè)化水平越來(lái)越高,城市化進(jìn)程顯著加快,人們環(huán)保理念的變化,以及生活方式的轉(zhuǎn)變,大量人口向城市遷移,使得城市周邊的城市生活垃圾日益增加,由此產(chǎn)生的垃圾量呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。垃圾長(zhǎng)期堆放,不僅給生態(tài)環(huán)境造成巨大威脅,垃圾滲濾液中含有大量污染物,也會(huì)經(jīng)過(guò)雨水浸淋滲入地表水,破壞生態(tài)系統(tǒng),影響居民的身體健康。垃圾滲濾液及垃圾自身的水分等,除了垃圾及覆土層飽和水量外,在這些堆積的垃圾層和覆土層中也含有大量廢水,且這些廢水的有機(jī)物濃度高,這些有機(jī)廢水處理難度高,環(huán)境污染危害大,需要針對(duì)垃圾滲濾液特點(diǎn),采取有效措施,選擇合適處理工藝,做好垃圾滲濾液中污染物含量的降解處理,從而最大限度的降低垃圾滲濾液對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞和影響,具有積極的現(xiàn)實(shí)意義和環(huán)保意義。
據(jù)統(tǒng)計(jì),垃圾滲濾液中的污染物成分可檢測(cè)出63種有機(jī)污染物。其中,34種有機(jī)污染物可信度60%以上。主要包括羧酸類(19種)、醇酚類(10種)、醛酮類(10種)、酰胺類(7類)、烷烯烴類(6種)、酯類(5種)、其他類(6種)。這些污染物加劇了水質(zhì)污染,使水環(huán)境中水質(zhì)污染更加復(fù)雜,處理難度更加。其中,一些重要污染物還具有很強(qiáng)致癌、致突變性,對(duì)人體健康構(gòu)成巨大威脅。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)可知,垃圾滲濾液中的CODcr和BOD5污染物濃度含量高。其中CODcr和BOD5最高分別可達(dá)90000 mg/L、38000mg/L,甚至更高。與城市生活污水或工業(yè)生產(chǎn)污水相比,垃圾滲濾液含有很高的有機(jī)物含量。但垃圾滲濾液有機(jī)污染物含量也會(huì)隨著填埋或堆場(chǎng)時(shí)間的延長(zhǎng),其污染物含量CODcr/BOD5比值會(huì)不斷降低。
垃圾滲濾液中氨氮的含量高,這也是垃圾滲濾液的顯著特點(diǎn)。針對(duì)這一特點(diǎn),在現(xiàn)實(shí)處理垃圾滲濾液中,常選用厭氧填埋工藝進(jìn)行垃圾填埋。垃圾填埋,使?jié)B濾液中的氨氮污染物在堆體中不斷累積,隨著垃圾填埋場(chǎng)堆體時(shí)間的增加,滲濾液中國(guó)的氨氮污染物濃度會(huì)不斷增加。研究表明,垃圾填埋場(chǎng)中的滲濾液氨氮污染物濃度最高可達(dá)1500mg/L。針對(duì)垃圾滲濾液中氨氮含量高實(shí)際情況,使的處理垃圾滲濾液時(shí)要充分考慮這一實(shí)際,選擇合適工藝。
垃圾填埋場(chǎng)隨著堆體時(shí)間的延長(zhǎng),所產(chǎn)生的垃圾滲濾液污染物濃度含量存在較大變化。經(jīng)實(shí)踐監(jiān)測(cè)分析可知,<5年的眾多垃圾填埋場(chǎng)中的年輕滲濾液,其CODcr、BOD5污染物含量具有高濃度特質(zhì),且可生化性很強(qiáng)。而隨著時(shí)間的延長(zhǎng),>5年的年老垃圾滲濾液中,滲濾液中的pH值含量會(huì)逐漸接近于中性特質(zhì),且,滲濾液中的CODcr和BOD5污染物濃度逐漸降低,BOD5/CODcr比值減小。因此,垃圾滲濾液中的氨氮濃度影響其水質(zhì)。溫度、降水量都會(huì)成為影響垃圾滲濾液水質(zhì)的重要因素。
據(jù)相關(guān)部門研究發(fā)現(xiàn),垃圾滲濾液中含有大量重金屬元素,這些重金屬污染物含量高,種類也眾多,如鉻、銅、鐵、鋅、鎂、鉛等。而且垃圾滲濾液中的重金屬污染物濃度與滲濾液堆放時(shí)間密切關(guān)系。通過(guò)垃圾滲濾液堆場(chǎng)滲濾液污染物監(jiān)測(cè),滲濾液中的重金屬離子呈現(xiàn)出高濃度特點(diǎn)。例如,滲濾液廢水中的鐵濃度可達(dá)到2000mg/L,重金屬元素鋅離子濃度可達(dá)到130mg/L,滲濾液中重金屬鉛離子的濃度達(dá)到12.3mg/L,重金屬鈣離子的濃度可達(dá)4300mg/L,這些金屬含量均超出了一般排放量標(biāo)準(zhǔn),只有對(duì)其進(jìn)行科學(xué)處理,才能降低對(duì)環(huán)境的影響和破壞。
垃圾滲濾液中的BOD/COD介于0.19-0.48間,且滲濾液中的碳、氮、磷的比例失調(diào)。垃圾滲濾液BOD5/氨氮<1,需補(bǔ)充碳源才可發(fā)揮生物法處理。
某垃圾焚燒發(fā)電廠,選用“生化+膜處理”工藝處理垃圾滲濾液。出水水質(zhì)要滿足《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》(GB/T18920-2002)標(biāo)準(zhǔn)。
該發(fā)電廠垃圾滲濾液選用“生化+膜處理”工藝技術(shù),滲濾液經(jīng)格柵收集,進(jìn)入調(diào)節(jié)池,通過(guò)水量、水質(zhì)調(diào)節(jié),進(jìn)入水解酸化池;水解酸化出水進(jìn)入上流式厭氧污泥床反應(yīng)器,去除滲濾液中COD,降低后段工藝負(fù)荷。上流式厭氧污泥床反應(yīng)器出水進(jìn)入A/O,通過(guò)硝化、反硝化進(jìn)一步去除氨氮和COD。再利用NF系統(tǒng)去除多價(jià)、二價(jià)離子及有機(jī)物,出水達(dá)標(biāo)后回用。該工藝運(yùn)行過(guò)程中存在不足:1)前期處理工藝簡(jiǎn)單,滲濾液中的無(wú)機(jī)物、砂粒加劇機(jī)器磨損,減少設(shè)備使用壽命;2)配水系統(tǒng)位于UASB底部,易造成配水管道堵塞,增加清淤難度。(如圖1)
圖1 垃圾滲濾液原處理流程
為解決原處理工藝中的運(yùn)行不足,對(duì)原處理工藝進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整:增加沉砂池于調(diào)節(jié)池前,減少滲濾液中無(wú)機(jī)物及砂粒含量,降低雜質(zhì)對(duì)機(jī)器的磨損;改造UASB布水及排泥系統(tǒng),提高淤泥處理效果,降低配水管道堵塞,延長(zhǎng)污水處理設(shè)備使用周期。
將沉砂池增設(shè)于格柵后,以減少垃圾滲濾液長(zhǎng)期滿負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致的設(shè)備磨損。選用折流式沉砂池設(shè)計(jì)理念,用以截留滲濾液中大顆粒無(wú)機(jī)物和中砂粒,延長(zhǎng)水力停留時(shí)間,提高處理效果。折流式沉砂池具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、截留效果好等優(yōu)勢(shì)。
(1)改造布水系統(tǒng)。由于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,導(dǎo)致布水管堵塞,為解決這一難題,對(duì)現(xiàn)有的布水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造,選用三通連接,三通連接布水管至UASB厭氧罐壁,并在主管道及支管上安裝單獨(dú)閥門,實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制。因此,在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生布水管堵塞時(shí),可利用壓縮空氣或清水進(jìn)行沖洗,疏通管道,確保管道持續(xù)高效運(yùn)行。(2)改造排泥系統(tǒng)。為有效處理UASB底部泥砂,決定在UASB底部增加排泥口數(shù)量,減少后期運(yùn)行清淤次數(shù),延長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行使用周期。
針對(duì)當(dāng)前垃圾滲濾液特點(diǎn)及處理工藝技術(shù),一方面,要全面分析垃圾滲濾液成分及其間存在的化學(xué)平衡,因地制宜地進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析比選,選擇合理工藝。另一方面,針對(duì)單一工藝技術(shù)難以達(dá)到預(yù)期處理效果,應(yīng)運(yùn)用綜合處理工藝,發(fā)揮組合工藝復(fù)合優(yōu)勢(shì)。此外,針對(duì)正在運(yùn)行的工藝設(shè)備,要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況,及時(shí)對(duì)其進(jìn)行工藝優(yōu)化,不斷提升處理效果。
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垃圾滲濾液是指來(lái)源于垃圾填埋場(chǎng)中垃圾本身含有的水分、進(jìn)入填埋場(chǎng)的雨雪水及其他水分,扣除垃圾、覆土層的飽和持水量,并經(jīng)歷垃圾層和覆土層而形成的一種高濃度的有機(jī)廢水。還有堆積的準(zhǔn)備用于焚燒的垃圾滲漏出的水分。
垃圾滲濾液的性質(zhì)隨著填埋場(chǎng)的運(yùn)行時(shí)間的不同而發(fā)生變化,這主要是由填埋場(chǎng)中垃圾的穩(wěn)定化過(guò)程所決定的。垃圾填埋場(chǎng)的穩(wěn)定化過(guò)程通常分為五個(gè)階段,即初始化調(diào)整階段(Initial adjustment phase)、過(guò)渡階段(Transition phase)、酸化階段(Acid phase)、甲烷發(fā)酵階段(Methane fermentation phase)和成熟階段(Maturation phase)。