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國(guó)內(nèi)外滲濾液處理技術(shù)的綜述工學(xué)論文
摘要:文章分析了城市垃圾滲濾液的水質(zhì)特征及國(guó)內(nèi)外處理技術(shù)的最新成果后,對(duì)各種處理方法進(jìn)行了闡述,為城市垃圾處理技術(shù)的選擇提供了一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞:滲濾液處理技術(shù);物化處理、生化處理;土地處理;回灌法
垃圾填埋場(chǎng)滲濾液是一種成分復(fù)雜且水質(zhì)、水量變化大的高濃度有機(jī)廢水,因此,滲濾液的處理一直是水處理領(lǐng)域的一個(gè)世界性的難題。近年來(lái),垃圾滲濾液處理技術(shù)有了很大的發(fā)展。目前滲濾液處理方法按進(jìn)程可分為預(yù)處理、主處理、深度處理,國(guó)內(nèi)外針對(duì)垃圾滲濾液處理的研究主要集中在高濃度氨氮的去除以及深度處理兩個(gè)方面。
預(yù)處理一般采用氨吹脫、吸附、混凝沉淀、膜技術(shù)、光催化氧化及電化學(xué)技術(shù)等物理化學(xué)方法,主處理采用厭氧、好氧、厭氧與好氧結(jié)合等生物處理方法,深度處理可采用混凝沉淀、過(guò)濾、吸附、化學(xué)氧化和催化氧化、反滲透、超濾技術(shù)等物理化學(xué)方法。
1物化處理
物化法包括吸附、混凝沉淀、吹脫、膜技術(shù)、光催化氧化及電化學(xué)技術(shù)等。和生物處理相比,物化處理不受水質(zhì)水量變動(dòng)的影響,出水水質(zhì)比較穩(wěn)定,尤其是對(duì)BOD5/COD比值較低(0.07～0.20)難以生物處理的垃圾滲濾液,有較好的處理效果。但物化方法處理成本較高,不適于大水量垃圾滲濾液的處理,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(fù)荷,或作為生物處理的后續(xù)工藝,以確保最后出水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
混凝沉淀法:在廢水中投加某些化學(xué)混凝劑,它與廢水中可溶性物質(zhì)反應(yīng),產(chǎn)生難溶于水的沉淀物,或混凝吸附水中的細(xì)微懸浮物及膠體雜物而下沉。這種凈化方法可降低廢水濁度和色度,可去除多種高分子物質(zhì)、有機(jī)物、某些金屬毒物以及導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)氮、磷等可溶性無(wú)機(jī)物。金屬鹽類混凝劑中使用最廣泛的是鋁鹽和鐵鹽。鋁鹽使用較多的是硫酸鋁和明礬;鐵鹽使用的較多的是三氯化鐵和硫酸鹽鐵。高分子混凝劑主要有聚合氯化鋁、堿式氯化鋁和聚丙烯酰胺等。聚合氯化鋁因絮凝體形成較快,顆粒大而重,投加量遠(yuǎn)低于硫酸鋁而廣泛應(yīng)用�；炷ㄅc其他的廢水處理方法比較,其優(yōu)點(diǎn)為:設(shè)備簡(jiǎn)單,維護(hù)操作易于掌握,處理效果好,間歇或連續(xù)運(yùn)行均可以,缺點(diǎn)是由于不斷向廢水中投藥,經(jīng)常性運(yùn)行費(fèi)用較高、沉渣量較大,且脫水困難。
濕式空氣氧化(wet air oxidation,簡(jiǎn)稱WAO):屬于自由基反應(yīng),包括均相催化濕式氧化技術(shù)和非均相催化濕式氧化技術(shù)。目前,最受重視的均相催化劑都是可溶性的過(guò)度金屬的鹽類,它們以溶解離子的形式混合在廢水中,其中,以銅鹽效果最為理想。Fenton試劑法也是一種比較理想的均相催化濕式氧化劑,它是用可溶性亞鐵鹽和雙氧水按一定比例混合所組成的試劑。鄒長(zhǎng)偉[8]等人研究采用PAF混凝加UV-Fenton工藝進(jìn)行垃圾滲濾液深度處理的研究,在最佳工藝條件下,對(duì)垃圾滲濾液處理的總效率為COD去除率達(dá)68.5%,色度去除率達(dá)99%。
電化學(xué)氧化法:電化學(xué)氧化法近來(lái)也被發(fā)展成為處理垃圾滲濾液的一種方法,此法適于處理難處理的污染物(如苯胺等),能去除色度,具有高效、操作容易等優(yōu)點(diǎn)。電化學(xué)氧化技術(shù)能夠把不可生化降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)換成可生化降解的中間產(chǎn)物,甚至可把有機(jī)物徹底氧化為CO2和H2O。電化學(xué)氧化法處理難生化降解有機(jī)廢水的研究是近年人們普遍重視的課題,尤其在國(guó)外,對(duì)該技術(shù)已有較多的研究。但總的來(lái)看,仍處于探索階段。
膜分離法:膜法是利用隔膜使溶劑與溶質(zhì)或微粒分離的一種水處理方法。應(yīng)用于垃圾滲濾液的膜分離技術(shù)主要有兩種,即反滲透技術(shù)和超濾技術(shù),有關(guān)納濾的技術(shù)也有報(bào)道。在滲濾液的后處理中經(jīng)常使用反滲透工藝,該法能夠去除中等分子量的溶解性有機(jī)物,國(guó)內(nèi)早期試驗(yàn)表明,CODCr的去除率可以達(dá)80%以上,雖然使用過(guò)程中有膜污染的問(wèn)題。但作為后處理工藝,反滲透工藝在生物預(yù)處理后或物化法之后,能夠去除低分子量的有機(jī)物、膠體及懸浮物,提高了處理效率,延長(zhǎng)了膜的使用壽命。
2生化處理
生化處理是滲濾液處理中最常用的方法之一,技術(shù)相對(duì)比較成熟,而且成本相對(duì)較低、效率高,消除了化學(xué)污泥等造成二次污染,因而被廣泛運(yùn)用。處理技術(shù)包括好氧處理技術(shù)、厭氧處理技術(shù)以及厭氧+好氧處理技術(shù)等。厭氧生物處理簡(jiǎn)單有效、價(jià)格低廉,適合我國(guó)的國(guó)情。好氧處理主要包括活性污泥法、氧化溝、氧化塘、生物轉(zhuǎn)盤等。好氧處理垃圾滲濾液可有效地降低BOD5、COD和氨氮含量,由于好氧處理通常使用延時(shí)曝氣法,因而滲濾液存在的不利因素,同時(shí)能耗很大。不適于溫度較低的環(huán)境,一般滲濾液中BOD/P的值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于100∶1,需要投加磷酸鹽才能有效的處理,因此氨氮濃度過(guò)高,硝化作用消耗堿度,曝氣池需投加堿度。采用厭氧-好氧處理工藝處理高濃度的垃圾滲濾液,經(jīng)濟(jì)高效。北京市政設(shè)計(jì)院采用UASB和傳統(tǒng)的活性污泥法組合工藝處理垃圾滲濾液,COD和BOD總的去除率分別達(dá)86.8%和97.2%。
3土地處理
土地處理滲濾液主要是通過(guò)土壤顆粒中過(guò)濾離子交換吸附沉淀等作用去除滲濾液中懸浮固體顆粒物,同時(shí),溶解成分通過(guò)土壤微生物作用滲濾液中的有機(jī)物和氨發(fā)生轉(zhuǎn)化蒸發(fā)以減少滲濾液的發(fā)生量。土地處理價(jià)格低廉,但受氣候條件和地域限制。人工濕地法是一種常用的土地法。該方法優(yōu)化的土地,可以人為創(chuàng)造適宜水生生物與濕生植物生長(zhǎng)的環(huán)境,滲濾液經(jīng)穩(wěn)定塘或沉淀池等預(yù)處理后,采用人工濕地系統(tǒng)處理,可以提高效率,節(jié)省投資、降低能耗方便管理,利用土壤及基質(zhì)的快濾、吸附等功能凈化廢水,并通過(guò)植物對(duì)廢水的吸收提高凈化效果。因此,該法具有經(jīng)濟(jì)、維護(hù)容易、美化環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。
4回灌法
回灌法就是將產(chǎn)生的滲濾液回流至填埋區(qū)域,把填埋場(chǎng)作為一個(gè)巨大的生物反應(yīng)器,使?jié)B濾液流經(jīng)覆土層、垃圾層,通過(guò)一系列的物理、化學(xué)和生物作用而被處理,通過(guò)蒸發(fā)減少滲濾液量。循環(huán)回灌法簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)具有很大開(kāi)發(fā)潛力。垃圾填埋場(chǎng)和滲濾液中存在有大量的微生物,可以用來(lái)分解滲濾液中的有機(jī)污染物質(zhì),因此,利用循環(huán)回灌滲濾液可以向填埋層接種微生物,加快有機(jī)物分解和填埋場(chǎng)穩(wěn)定,并且控制垃圾填埋場(chǎng)沼氣的產(chǎn)生,使得沼氣開(kāi)發(fā)利用更加合理。
5合并處理法
合并處理就是將滲濾液與城市污水的一起處理的方法,是目前較為推崇的處理方法之一,費(fèi)用低廉。但由于垃圾滲濾液水質(zhì)水量波動(dòng)大,分布復(fù)雜若不加控制,易對(duì)城市污水處理廠造成沖擊負(fù)荷,甚至破壞城市污水處理廠的正常運(yùn)行,另外,垃圾填埋場(chǎng)往往遠(yuǎn)離城市污水處理廠,滲濾液輸送加大了處理費(fèi)用。因此,該方法只適用城市污水處理廠附近的垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液處理。傳統(tǒng)的活性污泥工藝城市污水處理廠,其處理規(guī)模與不同污染物濃度滲濾液量比例決定了該方案可行性的重要因素,使用時(shí)需研究工藝上的可行性。
6小結(jié)
從以上分析可知,雖然滲濾液處理方法很多,但是各種方法都有其特點(diǎn)和使用范圍,因此,在使用時(shí),一定要根據(jù)實(shí)際情況選擇經(jīng)濟(jì)合理的方法。
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