垃圾滲濾液處理技術(shù)

1、固體廢棄物處理與處置,垃圾滲濾液處理技術(shù),姓名：楊家萍 專業(yè)：環(huán)境工程 學(xué)號：0210181,目 錄,1 垃圾滲濾液的來源和收排系統(tǒng) 2 垃圾滲濾液的特征和危害 3 垃圾滲濾液的處理技術(shù),1 垃圾滲濾液的來源和收排系統(tǒng),垃圾滲濾液主要來自三個方面: (1) 填埋場內(nèi)的自然降雨和徑流; (2) 垃圾自身原有的含水; (3) 在垃圾衛(wèi)生填埋后由于微生物的厭氧分解而產(chǎn)生的水. 其中填埋場內(nèi)的降水為主要部分,這些水分滲過成分復(fù)雜的垃圾時,使垃圾發(fā)生分解、溶出、發(fā)酵等反應(yīng),從而使?jié)B濾液中含有大量有機污染物、氮、磷和種類繁多的重金屬類物質(zhì). 垃圾滲濾液水質(zhì)的變化受垃圾組成、垃圾含水率、垃圾體內(nèi)溫度、垃圾填

2、埋時間、填埋規(guī)律、填埋工藝、降雨滲透量等因素的影響,尤其是降雨量和填埋時間的影響。,垃圾滲濾液的水量,滲濾液產(chǎn)量計算 滲濾液產(chǎn)量計算公式較多, 當前比較通用的計算 滲濾液產(chǎn)量的計算公式為: Q =0.001I ( C1A 1 + C2A2 ) 式中Q 滲濾液產(chǎn)量m3/d; C1 填埋作業(yè)面的滲透系數(shù), 取值在0.5 左右; A1 填埋作業(yè)面的面積m2; C2 填埋中止或封場部分的滲透系數(shù), 取值在0.3 左右; A2 填埋中止或封場部分的面積m2 ; I 日均降雨強度或日最大降雨強度mm/d。,垃圾滲濾液的收排系統(tǒng),滲濾液收排系統(tǒng)由收集系統(tǒng)和輸送系統(tǒng)組成。收集系統(tǒng)是位于底部防滲層上面的、由沙或

3、礫石構(gòu)成的排水層。,2 垃圾滲濾液的特征和危害,(1) 有機物濃度高且污染物種類繁多 滲濾液是一種化學(xué)物質(zhì),在流經(jīng)垃圾層時帶走了很多垃圾中的物質(zhì),因此,滲濾液中的有機物濃度很高,COD 一般可達幾萬毫克每升,有時甚至高達80 000 mg/ L 垃圾滲濾液中污染物種類復(fù)雜,含量較多的有烴類及其衍生物、酸酯類、醇酚類、酮醛類和酰胺類等,其中,列入我國環(huán)境優(yōu)先控制污染物的有5 種 . (2) 水質(zhì)、水量變化大 這是滲濾液的主要特點,滲濾液COD 變化范圍一般為189 mg/ L54 412 mg/ L. 雨季向填埋場區(qū)匯入的降水量大于蒸發(fā)量,滲濾液產(chǎn)生量大;旱季蒸發(fā)量大于降水量,滲濾液產(chǎn)生量少.

4、填埋垃圾層中各部分的物理、化學(xué)和生物學(xué)特征及其活動方式都不同,滲濾液的水質(zhì)隨累積填埋量的增多和使用年限的延長而發(fā)生變化 .,垃圾滲濾液的特征,(3) NH3 - N 含量高 滲濾液中NH3 - N 的含量一般在1 000 mg/ L ,隨著填埋年數(shù)的增加而增加,最高可達2 000 mg/ L以上. 與城市污水相比,垃圾滲濾液的NH3 - N 濃度高出數(shù)十至數(shù)百倍 . (4) 重金屬離子含量高 滲濾液中含有十多種重金屬離子,主要包Fe ,Zn ,Cd ,Cr ,Hg ,Mn ,Pb ,Ni 等. 垃圾降解產(chǎn)生的CO2 溶于滲濾液后,使?jié)B濾液成偏酸性,酸性環(huán)境溶解了不溶于水的重金屬,從而使?jié)B濾液中

5、重金屬離子濃度變高. (5) 營養(yǎng)元素比例失調(diào) 當污水中營養(yǎng)元素的比例為BOD5NP = 10051 時,采用生化法處理污水是適宜的. 但一般滲濾液中的BOD5/ P 的值都大于300 ,這與微生物生長所需的磷元素差別較大。,垃圾滲濾液的特征,垃圾滲濾液的危害,滲濾液處理是衛(wèi)生填埋場的最后一道環(huán)節(jié)，如果不高標準嚴要求，不僅對在周圍環(huán)境帶來不可估量的污染和危害，對人體健康帶來威脅，同時也是衛(wèi)生填埋喪失原有意義。 1.重金屬危害 重金屬污染物主要有Hg、Cr、Pb和As。滲濾液中含量超標的Hg、Cr、Pb和As一旦進入水體，將會產(chǎn)生水體重金屬污染。這些重金屬對人體的危害主要有：汞能危害人體神經(jīng)系統(tǒng)

6、、心臟、腎臟、胃腸道；鎘則引起“骨痛病”；六價鉻毒性是三價鉻的100倍，對中樞神經(jīng)有毒害作用；鉛在人體組織中富集，會影響神經(jīng)的正常功能；砷中毒則表現(xiàn)為肝、胃炎癥多發(fā)性神經(jīng)類、皮膚和指甲病變。,垃圾滲濾液的危害,2.陰離子的危害 滲濾液中含有一定量的NO2-和NO3-.NO2-對人體最大的危害在于引發(fā)癌癥，NO3-雖對人體無直接危害，但可轉(zhuǎn)化為NO2-,間接產(chǎn)生危害。 3.有機化合物的危害 在生活垃圾填埋時，溶入地下水的有機物會導(dǎo)致地下水缺氧，此時溶入地下水的鐵和鹽被轉(zhuǎn)化成NO2-和NO3-,從而導(dǎo)致陰離子污染。 4.微生物的危害 滲濾液中的碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂等有機物為各種細菌、病菌、病毒

7、和寄生蟲的繁殖創(chuàng)造了條件，從而使水質(zhì)進一步惡化。,3 滲濾液的處理技術(shù),物化法一般是作為生物處理的預(yù)處理工藝，以減輕生物處理的負荷，或作為生物處理的后續(xù)保障工藝，以確保最后出水水質(zhì)達到設(shè)計要求。物化法不受滲濾液水質(zhì)水量的影響，系統(tǒng)運行比較可靠，出水水質(zhì)穩(wěn)定，尤其對難以進行生物降解處理的滲濾液具有較好是處理效果。但是處理成本高，在投資費用和運行費用上分別比生物處理過程要多出520倍和310倍，不適合大量滲濾液的處理。在實際應(yīng)用中，一般與生物處理方法結(jié)合起來，作為垃圾滲濾液的預(yù)處理或后處理措施。,滲濾液的處理技術(shù)-物化法,物化法,1 混凝沉淀 混凝法是向廢水中投加混凝劑，是廢水中的某些污染物由溶解

8、狀態(tài)或膠體狀態(tài)變?yōu)槟z狀態(tài)，集結(jié)為絮體，絮體吸附、捕集懸浮物并使其進一步集結(jié)沉淀下來。 應(yīng)用：對重金屬的去除；對氨氮的去除；COD及色度的去除。 2 吹脫技術(shù) 吹脫法用于吹脫水中溶解氣體和某些揮發(fā)性物質(zhì)。即將氣體(載氣)通入水中，使之相互充分接觸，將水中溶解氣體和揮發(fā)性溶質(zhì)穿過氣液界面，向氣相轉(zhuǎn)移，從而達到脫除污染物的目的。 應(yīng)用：使游離氨從水中溢出，以降低廢水中氨氮濃度。當BOD/NH3 100:3.6時，生物反應(yīng)達不到除氮的要求，同時，高濃度的氨氮還會抑制微生物的活性，因此常需要采用物化處理方法進行脫氮前處理。,物化法,3 吸附 由于滲濾液中的有機物的主要成分是腐殖質(zhì), 而腐殖質(zhì)的分子量最

9、高可以達到50000Da ,且富含各種活性基團,因此,對滲濾液中有機物的吸附,首選孔徑較大,飽含活性基團的吸附劑?；钚蕴渴浅Ｓ玫奈絼?具有發(fā)達的空隙結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積和各種活性基團。 活性炭吸附的作用：除臭、去色、去除有機物、去除重金屬、合成洗滌劑的去除、放射性物質(zhì)的去除。 4 化學(xué)氧化法 化學(xué)氧化法是轉(zhuǎn)化廢水中污染物的有效方法?；瘜W(xué)氧化法可用于脫色、去除重金屬、酚和有機化合物，也可用于消毒、除藻等。,物化法,5 膜分離技術(shù) 膜分離技術(shù)是利用隔膜使溶劑與溶質(zhì)或微粒分離的一種方法。 微孔過濾是其他膜處理工藝（UF,NF,RO）的預(yù)處理或者與化學(xué)處理結(jié)合使用，不能單獨使用。微孔過濾不能獲得顯著

10、（COD去除在25%35%）的COD去除率。超濾用于截留摩爾質(zhì)量大于1000g的分子。超濾對于去除大分子和顆粒效果很好，但與膜的組成有很大關(guān)系。納濾可去除有機復(fù)合物和重金屬，可去除摩爾分子質(zhì)量大于300Da的顆粒。反滲透膜能夠聚集所有的懸浮和溶解固體，滲透過程包含非常低的溶解固體濃度。 膜處理法具有的優(yōu)勢： 膜處理過程中不發(fā)生相變且能耗較低 裝置簡單，操作容易且易控制，便于維修管理，分離效率高，可靠性高。 膜片壽命高 系統(tǒng)可擴充性強，可根據(jù)需要增加一級、二級或高壓膜組。,滲濾液處理技術(shù)-生物法,與好氧生物處理相比, 厭氧生物處理具有動力消耗低、剩余污泥量少、處理設(shè)備較便宜、能降解某些好氧處理難

11、于降解的物質(zhì)的優(yōu)勢。 原理：厭氧生物處理是在沒有氧的情況下，以厭氧微生物為主對有機物進行降解、穩(wěn)定的處理方法。有機物的厭氧降解過程一般可以分為四個階段。 第一階段：水解階段 第二階段：酸化階段 第三階段：產(chǎn)乙酸階段 第四階段：產(chǎn)甲烷階段,厭氧法,好氧處理,好氧生物處理包括活性污泥法、曝氣氧化塘、生物膜法等工藝, 滲濾液好氧生物處理能夠有效降低中的BOD, COD 和氨氮, 還可去除鐵、錳等金屬。 1. 活性污泥法 活性污泥法因其費用低、效率高而得到最廣泛的應(yīng)用。許多學(xué)者發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)活性污泥能去除滲濾液中99 %的BOD5 ,80 %以上的有機碳能被活性污泥去除,即使進水中有機碳高達1000mg/

12、L ,污泥生物相也能很快適應(yīng)并起降解作用。在低負荷下運行的活性污泥系統(tǒng),能去除滲濾液中80 90 %的COD ,出水BOD5 20mg/ L 。對于COD4000 13000mg/L 、BOD5 1600 11000mg/ L 、N H3-N 87 590mg/ L的滲濾液,混合式好氧活性污泥法對COD 的去除率可穩(wěn)定在90%以上。,好氧處理,2.曝氣穩(wěn)定塘 與活性污泥法相比,曝氣穩(wěn)定塘體積大,有機負荷低,盡管降解進度較慢,但由于其工程簡單,在土地不貴的地區(qū),是最省錢的垃圾滲濾液好氧生物處理方法。 3.生物膜法 與活性污泥法相比,生物膜法具有抗水量、水質(zhì)沖擊負荷的優(yōu)點,而且生物膜上能生長世代時

13、間較長微生物,如硝化菌之類。 4.UASB2好氧生物法 由于垃圾滲濾液有機物濃度一般較高,為節(jié)省運行費用,滲濾液常先用厭氧生物法處理, 上向流厭氧污泥床(UASB) 則是其中常用的一種。由于該法的處理出水中有機物濃度較高,一般采用好氧生物處理系統(tǒng),以確保出水有機物濃度進一步降低。,好氧-厭氧組合工藝技術(shù),由于垃圾滲濾液的復(fù)雜性和有別于城市污水的獨特性, 若單一使用厭氧或好氧生物法處理很難達到排放要求, 因此, 經(jīng)常要二者合并應(yīng)用。與好氧法相比,厭氧生物處理占地面積小、能耗少、操作簡單,因此投資及運行費用低廉;而且由于產(chǎn)生的剩余污泥量少,所需的營養(yǎng)物質(zhì)也少,其BOD5 /P只需4 000 1,適

14、合垃圾滲濾液含磷少的特點;對許多在好氧條件下難于處理的高分子有機物在厭氧時可以被生物降解。但是,厭氧處理出水中的COD濃度和氨氮濃度仍比較高,出水基本達不到排放標準,一般需要進行后續(xù)的好氧處理。利用厭氧好氧組合工藝處理垃圾滲濾液經(jīng)濟合理且處理效率較高。對高濃度的垃圾滲濾液采用厭氧-好氧處理工藝既經(jīng)濟合理,處理效率又高。COD 和BOD的去除率分別達86.8 %和97.2 %。,鑒于垃圾滲濾液具有上述特點, 采用普通的生物處理單元和常規(guī)的運行參數(shù)難以達到理想的處理效果, 因此需采取以下措施提高垃圾滲濾液的生物處理效率。 1 在生物處理之前進行預(yù)處理 垃圾滲濾液中的多種金屬離子, 如果不進行預(yù)處理

15、, 不僅會對生化過程產(chǎn)生抑制,還將形成沉淀, 使生化反應(yīng)器堵塞, 或在生物膜表面結(jié)垢, 影響去除效率。預(yù)處理中主要是采用化學(xué)棍凝沉淀的方法, 用石灰或硫化物作沉淀劑, 去除垃圾滲濾液中的重金屬,同時去除大量的懸浮顆粒。預(yù)處理還可調(diào)節(jié)滲濾液的值, 使之從偏酸性成為中性。 2 降低生物處理單元的污泥有機負荷 垃圾滲濾液中的有機物濃度很高, 一般需要適當降低污泥有機負荷來提高處理效果。提高污泥濃度, 延長污泥停留時間以及 增加處理構(gòu)筑物的體積都能降低污泥有機負荷。,提高垃圾滲濾液生物處理效率的對策,滲濾液處理工藝的關(guān)鍵,根據(jù)滲濾液處理存在的問題,目前我國垃圾滲濾液處理工藝的關(guān)鍵主要集中在以下兩個方面

16、:高濃度氨氮處理技術(shù)和滲濾液深度處理技術(shù)。高濃度氨氮處理技術(shù)高濃度氨氮處理技術(shù),目前應(yīng)用較多的主要有氨吹脫和生物脫氨技術(shù)。氨吹脫技術(shù)大多用空氣為吹脫介質(zhì),低效率的吹脫設(shè)備吹脫的方式。相對而言,精餾塔脫氨是一種比較有前途的解決方案,雖然采用該法需要一定量的蒸汽,但由于水溫提高了,可以減少調(diào)整pH的酸堿用量,還可以減小氣液比,減少風(fēng)機的電耗。另外,由于蒸餾后,脫氨尾氣可以通過冷凝直接轉(zhuǎn)換成液氨,可以回收利用,有效地解決了尾氣難以治理的問題。因此,新型高效吹脫裝置的開發(fā),脫氨尾氣的妥善處理成為了今后研究的方向。除了氨吹脫的方法脫氨以外,生物脫氮也是一種經(jīng)濟、有效的脫氨方式。滲濾液氨氮濃度很高,C/

17、N 值較低,無法通過單一的生物脫氮方式解決滲濾液的脫氨問題。目前對生物脫氮技術(shù)又有了很多新的認識,如好氧反硝化、同時硝化反硝化、厭氧氨氧化、短程硝化等,這些技術(shù)具有需氧量低、能耗低、負荷高、對碳源堿度需求低等優(yōu)點。,滲濾液深度處理技術(shù),對于“老化”的滲濾液,由于生物處理基本無效,因此,必須采用以物化為主的深度處理技術(shù)處理。深度處理技術(shù)一般有深度氧化法,如臭氧氧化、臭氧+ 光催化氧化、臭氧催化氧化,以及膜處理技術(shù)等。由于高級的處理技術(shù)意味著較高的投資和運行費用,如何找到一種廉價的處理方式,成為人們關(guān)注的問題。人工濕地處理技術(shù)由于具有建設(shè)和運行成本低、設(shè)備簡單、易于維護等優(yōu)點,用該技術(shù)處理滲濾液在近幾年得到了一定應(yīng)用。另外人工濕地對氨氮的去除也有很好的效果人工濕地系統(tǒng)對于處理“老化”滲濾液具有較好的效果,因此也可作為滲濾液深度處理的方法,對于有地方建造濕地的填埋場應(yīng)予以推廣。另外對于封場后的垃圾填埋場的滲濾液也可采用人工濕地的處理方式。這是由于封場后的填埋場一般需在其表面覆蓋粘土和營養(yǎng)土,并種上綠化植物,以防止