垃圾滲濾液處理新工藝-全量化垃圾滲濾液處理

隨著經濟的不斷發展,生產規模的不斷擴大,人來需求的不斷提高,隨之而來的固體廢物產生量也不斷增加。目前,工業發達國家的工業固體廢物每年平均以2%—4%的增長率增加,同樣的,生活垃圾的產生量也在不斷增長。目前,我國城市生活垃圾的年增長率平均為10%。 
近來,城市垃圾的處理方法主要有焚燒、堆肥和填埋等。其中垃圾衛生填埋法由于成本低、技術相對簡單、處理迅速,是目前國內外應用最為廣泛的垃圾處置方式。填埋法處理城市生活垃圾會產生大量的污染物濃度高、持續時間長、流量極不均勻且水質變化大的滲濾液,這些滲濾液不加處理則會對周圍環境水體產生嚴重的二次污染。城市生活垃圾填埋場滲濾液的處理一直是填埋場設計、運行和管理中非常迫切而棘手的問題。 

2 滲濾液的污染特性 
2.1 營養元素比例失衡 
相對于生物處理,滲濾液C∶N∶P的比例不合適。 
2.2 滲濾液水質的易變性 
(1)滲濾液水質隨水量變化而變化; 
(2)滲濾液水質在日、時尺度內變化較大; 
(3)滲濾液水質隨填埋階段改變而改變。填埋初期,滲濾液呈黑色,可生化性較好,易于處理,而隨著填埋時間的延長,滲濾液逐漸呈褐色,可生化性變差,且C∶N∶P比例失調更加嚴重。 
2.3 金屬離子含量不高 
滲濾液中含有多種金屬離子,其濃度與所填埋垃圾的類型、組分和時間等密切相關。不同類型填埋場滲濾液種所含的金屬含量并不相同,但大都不超過排放標準。 
2.4 微生物含量及病毒 
填埋場作為“生物反應器”,其出水中含有大量的微生物種群,其中微生物主要是桿菌、大腸桿菌、大腸鏈球菌等,并且隨填埋時間和滲濾液中的化學成分不同而發生較大變化。雖然很多市政垃圾填埋場中含有糞便,但在滲濾液中很少能發現腸道病菌。 
2.5 滲濾液的生物毒性 
滲濾液的毒性與其所含的有機污染物含量有關。Assmuth對芬蘭的3個填埋場的研究標明,滲濾液的致死性與滲濾液中所含的離子,特別是Cl-、NH3-N和輕金屬含量有一定的關聯性,同時發現其致死性還與反映硬度的指標(Ca2+、Mg2+等)有關。在酸性條件下,滲濾液中的金屬和S對魚的毒害作用更強,所含的懸浮物也將增加毒性,但溫度的升高對毒性影響不大。垃圾滲濾液對大麥的毒性作用與滲濾液中CODCr含量有直接的關系。 
3 當前垃圾滲濾液處理工藝現狀及問題 
當前,垃圾滲濾液的處理方法包括物理化學法和生物法。物理化學法主要有活性炭吸附、化學沉淀、密度分離、化學氧化、化學還原、離子交換、膜滲析、氣提及濕式氧化等多種;生物法分為好氧生物處理、厭氧生物處理以及二者的結合。好氧處理包括活性污泥法、曝氣氧化池、好氧穩定塘、生物轉盤和滴濾池等;厭氧處理包括上向流污泥床、厭氧固定化生物反應器、混合反應器及厭氧穩定塘。垃圾滲濾液處理的投資、運行成本遠遠高于一般城市污水和工業廢水,由于在垃圾體已經經歷了厭氧過程,其生化性相對較差,生物處理的停留時間較長,導致設施設備的投資較大,同時垃圾滲濾液處理量一般相對較小,導致折舊、維修費較高。 
各種處理垃圾滲濾液的工藝所存在的問題可歸納為如下方面:技術上可行的工藝在經濟性上均較差,如膜處理,投資和運行費用均很高,且還有原液體積1/5—1/4的濃縮液需進一步處理;活性炭吸附和化學氧化,運行成本基本無法承受;經濟性好的工藝在處理效果上無法達標,如生物處理,投資和運行費用均較低,但通常情況下處理出水無法達標。 
 
4 垃圾滲濾液新工藝簡介 
 
4.1 電化學處理法 
電化學處理法作為一種“環境友好”技術已廣泛用于垃圾滲濾液的處理。利用金屬腐蝕原理,以Fe、C形成原電池對廢水進行處理。廢鐵屑是鐵和炭的合金,由純鐵和Fe3C及一些雜質組成,當鐵屑加入廢水中則形成成千上萬個細小的微電池,由于滲濾液內存在著穩定的膠體,當這些膠體處于電場中將產生電泳作用而被富集,從而沉降出來。在開展這方面研究的過程中,許多學者已對電流密度、pH值、不同電解質、氯離子濃度等因素對處理效果的影響進行了探討,取得了較大的成果。 
4.2 Fenton試劑法 
目前垃圾滲濾液的處理方法中生化法應用最為廣泛,但由于其含有高度難降解有機物,不利于活性污泥法的運行。Fenton氧化法可以解決這一問題,它可使帶有苯環、羥基、-COOH-S03-H、-NO2等取代基的有機化合物氧化分解,從而提高廢水的可生化性,降低廢水的毒性,改變其溶解性、混凝沉淀性,有利于后續的生化或混凝處理。 
4.3 高壓脈沖放電技術 
高壓脈沖放電技術利用高功率脈沖電源對放電電極間的液體介質進行高電壓、大電流的脈沖放電,本質是把較大的能量在空間和時間上進行壓縮,使水介質在極短的時間內集聚極高的能量密度,形成等離子體通道,產生高溫、高壓、高密度活性粒子、強烈紫外光和超聲波,實現對高濃度有機污染物的活性粒子氧化、光化學氧化、空化降解和超臨界水氧化降解。該技術是一種降解能力高、無二次污染、適用范圍廣的有機污染物處理技術。 
4.4 蒸發處理 
蒸發法主要在廢水尤其是放射性廢水的處理領域有較廣泛的應用。它是利用外加能量蒸發廢水中的水份,使其體積大大縮小。國內外關于滲濾液蒸發技術公開發表的文獻很少。與傳統處理工藝相比,滲濾液蒸發工藝對滲濾液的性質變化適應性強,包括BOD、COD、懸浮固體,溶解固體及進料溫度等的變化。一般來說,滲濾液蒸發系統只對pH值較敏感,目前開發的蒸發器主要有熱交換器式、浸沒燃燒式和噴淋式三類。 
5 結語 
顯然,應進一步摸索各種技術可行、經濟性又較佳的滲濾液處理新穎工藝,且主要應體現以下特點:降低運行費用;滿足更嚴格的排放標準要求;適應滲濾液水質隨時間的變化;去除難于處理的污染物,如總溶解性殘渣;減少因滲濾液回灌或填埋場生物反應器運行方式而引起氨氮濃度的積累。