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滤液

滤液即垃圾在堆放和填埋过程中,同时在降水和地下水的渗流作用下产生了一种高浓度的有机或无机成份的液体。

影响渗滤液产生的因素很多,主要有垃圾堆放填埋区域的降雨情况、垃圾的性质与成分、填埋场的防渗处理情况、场地的水文地质条件等。

垃圾渗滤液水质复杂,含有多种有毒有害的无机物有机物。其中有机污染物经技术检测有99种之多,还有22种已经被列入中国美国国家环保署的重点控制名单,一种可直接致癌,五种可诱发致癌。除此之外渗滤液中还含有难以生物降解的等非芳香族化合物化芳香族化物,类化合物和苯胺类化合物等。

垃圾渗滤液中CODcr、BOD5浓度最高值可达数千至几万,和城市污水相比,浓度高得多,所以渗滤液不经过严格的处理、处置是不可以直接排入城市污水处理管道的。一般而言,CODcr、BOD5、BOD5/CODcr随填埋场的“年龄”增长而降低,碱度含量则升高。

渗滤液处理工艺以IBAF工艺为主要处理工艺,与其他处理工艺相结合。经过预处理的污水,可采用生物处理达到一定的标准。本工艺选用厌氧生物滤池(IAF)和曝气生物滤池(IBAF)相结合作为生物处理工艺,厌氧生物滤池利用厌氧微生物的水解、发酵、酸化作用,大量降低COD,提高污水的B/C值,通过反硝化菌实现脱氮,还可降低污水处理的成本;厌氧生物滤池的出水进入曝气生物滤池进行好氧处理,通过好氧菌使有机物转变为二碳和水,氨氮转变为硝酸根和亚硝酸根,微量重金属离子与微生物螯合而得以去除。生物处理所选用的微生物是高效专用微生物与复合酶制剂,该产品是采用基因工程的手段对自然微生物的强化与改性,提高了微生物的活性及适应性,可有效的降解污水中的芳烃、酚、萘等难降解有机物。

回灌技术

渗滤液回灌是将收集后的渗滤液再次回灌入填埋场,利用填埋场堆体内的微生物对渗滤液进行处理的一种技术,它是渗滤液管理的一种有效方法。由于垃圾堆体内存在大量的孔隙,因此垃圾堆体具有较强的额外贮水能力,并且该贮水能力随垃圾堆体填埋高度的增加而增加。有关研究表明:当所填埋生活垃圾的饱和度为50-,填埋高度为50m时,每公顷生活垃圾填埋场额外贮水能力为125×103m3。 许多研究表明,通过渗滤液回灌增加填埋场堆体内的湿度,不仅可以改善渗滤液的水质,降低渗滤液中BOD、COD及重金属的浓度,而且可以加速填埋堆体的稳定,使填埋场稳定期缩短至2~3a,并增加填埋场的甲烷产气率。

表面水塘回灌法

表面水塘回灌法就是在生活垃圾填埋场的表面开挖基坑,内置级配碎石,渗滤液回灌到水塘内,然后渗透到填埋堆体内,通常塘的直径大约为5m,深度约为1.5m。此种回灌方法在美国佛罗里达州有较成功的应用实例。广州的李坑生活垃圾填埋场在运营管理时也采用了这种回灌方式,在渗滤液减量及改善水质方面取得了较好的效果。

渗滤液的表面水塘回灌法同样也会带来环境问题,如气味、苍蝇等,并且由于水塘的位置相对较为固定,其开挖深度较浅,在一定程度上影响了渗滤液的回灌频率与容量。

垂直竖井回灌法

垂直竖井回灌法是渗滤液回灌比较常用的方法之一,为了避免短流,回灌井的底部是不透水的。由于垂直回灌法回灌点相对比较固定,在设计时,回灌井的间距应适当,若回灌井的距离太密,则影响填埋场垃圾的堆放与压实,但太疏,则未充分利用填埋场的贮水能力,导致填埋场湿度不均匀。在国外,每个回灌井的服务范围通常为1600~8000m2。由于垃圾填埋场初期的沉降比较厉害,在沉降过程中可能会破坏垂直回灌井的整体性,并且,如果竖井的基础是支撑在膜上面的,则有可能导致膜的破损。

水平回灌法

水平回灌法是在垃圾面一定深度下开挖盲沟,内置穿孔的HDPE管,盲沟内填充砾石或废弃的轮胎碎片,由于水平管网覆盖面积大,该系统比其他回灌方式引入填埋场的渗滤液量大,但是也不能过度使用。有报道表明,水平回灌系统的过度使用会导致渗滤液收集系统收集量的加大,并且渗滤液的浓度峰值也将会增加。由于该系统是敷设在垃圾面底下的,无论是正在使用的填埋场还是封场后的填埋场,均可采用此系统进行渗滤液回灌。

渗滤液回灌可以改善渗滤液的水质情况,并加速填埋堆体的稳定。为了使渗滤液回灌获得较好的效果,应尽量使填埋堆体内湿度均匀,避免短流现象、局部饱和及顶部、边坡穿透现象的发生。

垃圾堆体各向同性就是指在各个方向上,垃圾具有相同的渗透性。渗滤液回灌时,垃圾堆体各向同性可使其持水均匀,达到比较好的渗滤液回灌效果。但实际上,由于目前大部分城市采用由环卫工人上门收集袋装垃圾的收集形式,而且,盛装垃圾的塑料袋很少采用可生物降解的垃圾袋,因此,大大影响了生活垃圾各向同性的性能,在渗滤液回灌的过程中,容易导致渗滤液的短流或渗滤液在垃圾堆体内的聚集,而不能均匀分布在垃圾堆体内,达不到充分利用填埋场内的生物群体降解渗滤液的目的。

在生活垃圾填埋前,进行垃圾破碎是达到垃圾堆体各向同性的一种比较有效的方法,但是在许多城市,由于日产垃圾量较大,填埋前对袋装垃圾进行破碎不太可行,因此向居民宣传使用可快速生物降解的环保垃圾袋是非常有必要的。

垃圾在填埋时,先由推土机将垃圾均匀推开,然后由压实机来回压实,到达一定的压实度后再堆填另一层垃圾。在一定程度上,垃圾的压实度也影响渗滤液的回灌效果。有研究表明[6],随着垃圾竖向渗透性的减少,渗滤液的横向扩散度将增加,这主要是在实际施工作业时,由于边坡比较难压实,垃圾堆体的纵向压实度通常都大于横向压实度,即横向渗透性大于纵向渗透性,因此很容易造成渗滤液的横向边坡穿透。在敷设渗滤液回灌系统时,为了避免因纵、横向压实度不均匀而造成的边坡穿透,建议渗滤液的回灌系统的安装位置至少应距边坡6m远。

当填埋单元轮换,前一个垃圾作业面上较长时间不再填垃圾时,会在其表面敷盖一层渗透性较低的中间覆盖层,以减少雨水渗入形成渗滤液,该单元继续填埋时,若是采用粘土作中间覆盖层,通常这一中间覆盖层将保留在垃圾堆体内。

当对垃圾填埋场进行渗滤液回灌处理时,应考虑这一低渗透性的中间覆盖层对渗滤液回灌效果所带来的负面影响。由于低渗透性的中间覆盖层的存在,渗滤液回灌入填埋场内时,会有部分的渗滤液滞留于中间覆盖层上,而不会沿垂直方向渗透,堆体内的湿度将会分布不均匀,当过饱和后,回灌的渗滤液会沿着渗透性较大的水平方向渗透,从而可能出现边坡穿透的现象。为了避免这种现象的发生,建议在渗滤液回灌的填埋场内,中间覆盖层采用可重复使用的人工覆盖层,或继续填埋时将中间覆盖层去除,这不仅可增加填埋容积,而且可改善渗滤液的回灌效果。

单级自养脱氨氮反应器

高浓度氨氮是渗滤液处理的主要问题,传统的生物脱氮很难满足垃圾渗滤液处理的要求,单级自氧脱氨氮技术是将原来的两级硝化反硝化脱氮方式,改变为在单级系统中进行。国内首次提出了单级全自养脱氨氮工艺技术。通过利用好氧颗粒污泥方法,生物膜方法,实现了对垃圾渗滤液及相关高浓度氨氮废水的高效率自养生物脱氮。鉴定委员会一致认为,本项目成果对垃圾渗滤液及高浓度氨氮废水的处理,从工艺路线提出,到过程优化控制、反应器的启动,以及微生物学机理方面的研究匀达到国际先进水平。

智能型超声波震动膜生物反应器

智能型超声波震动膜生物反应器技术和产品(UltrasonicMembramebio-reactor,简称CMBR)它是将专性优势菌循环载体LC1(硅藻悬浮球)生物膜法、低频超声波在线动态清洗技术和高效膜(格网筛滤、微滤、超滤、纳滤、反渗透、陶瓷过滤)分离技术组合成一体的创新型膜生物反应污水处理技术;它是针对中国污染企业排放高浓度、高难度、难降解有机工业废水而新开发的创新型污水处理及中水回用专利技术和升级的智能型CMBR产品;本公司有针对性地进行了五年多应用智能型超声波震动膜生物反应器技术和产品(即CMBR)工艺的多次小试、中试及放大试点。中试试验首先从高难度印染废水、制药废水(发酵制化学合成制药、中药提取废水)开始,还推广应用到垃圾渗透液、工业电镀、橡胶化工废水、乳化油污水、酒店餐饮废水,试验总结出大量有价值的CMBR科学试验数据、工作曲线,试验结果及环保部门多次监测数据表明,CMBR系统出水COD、BOD、NH3-N、SS、总磷、色度、浊度、除臭等污染物指标达到国家中水回用标准,全部截留去除悬浮物(SS)、油类、细菌病毒芽胞等微生物,出水出水水质优于城市杂用水水质标准。

活性炭过滤器

TGL型活性炭过滤器是利用活性炭的吸附工艺去除一些其它过滤器无法去除的溶解性有机物,如酚、醛、纺织染料、色素、杀虫剂等,一般作为末端水处理设备,或生化处理后难以降解的污染物的去除和最后脱色。广泛用于给水和排水工程的深度处理。

电极催化氧化

高浓度有机污染物的处理是当前世界工业废水处理的难点和热点。Glaze等人提出的深度氧化技术为治理有机污染物提供了一条重的途径,已成为一项迅速发展之中的水处理新技术。其方要特征是充分利用自由基,特别是差劲基自由基的强氧化性,会彻底降解在机污染物。电极催化氧化技术该技术就是在此背景下研制成功的,该技术已达到同类物理化学水处理技术的国际先进水平。成功地应用于美国日本马来西亚新加坡北京上海广东浙江福建四川香港等地多家企业。具有明显的环境效益与经济效益。电极催化氧化技术是目前世界上成本最低、效率最高、实用性最好的垃圾渗滤液深度处理技术之一,该技术达到同类生物化学处理国际先进水平。

处理工程的规模为200m3/d,渗滤液经过收集管进入调节池,调节池是利用原建成的容积约8400m3废水池,渗滤液现汇集于此,经过长时间的停留,发生厌氧水解。为避免调节池敞口散发臭气,池面用HDPE覆盖,与空气隔热。热后用污水泵以9.8m3/h的流量将污水抽送到生化池。生化池包括反硝化池和硝化池,在硝化池中,通过高活性的好养微生物作用,降解大部分有机物,并使氨氮和有机氮氧化为硝酸盐亚硝酸盐,回流到反硝化池,在缺氧环境中还原成氮气排出,达到脱氮的目的。硝化和反硝化的布置采用前置反硝化形式。渗滤液进入1座容积为175m3的反硝化池,而后进入2座容积为270m3的硝化池。硝化后以6~9倍的回流量回至反硝化池脱氮。经过生物反应后的混合液通过超滤膜分离净化水饿菌体,污泥回流可使生化反应器中的污泥浓度达到20g/L。经过不断驯化形成的微生物菌群,对渗滤液中难生物降解的有机物也能逐步降解。该填埋场渗滤液BOD/COD≈0.5,可生化性较好,COD设计去除率90-。渗滤液中的氮源,部分被生物合成,其它在硝化池内氧化为硝酸盐和亚硝酸盐,并在反硝化中还原为氮气而去除,NH3-N设计去除率为99-。

生化池采用高效内循环射流曝气系统利用率高达30-。MBR的剩余污泥量很小,排泥量20m3/d左右,可去填埋场处置。与传统生化处理工艺相比,混合流通过超滤系统进行固液分离,将粒径大于0.02μm的颗粒悬浮物等截留在系统内,超滤出水清澈。有单独循环泵以产生较大的过滤通量,避免膜管堵塞。超滤最大压力为0.6MPa,膜管由清洗泵冲洗,清洗后的清洗水在膜环路中循环回到清晰槽,直到充分清洗,每3个月加化学药剂清洗一次。

为了达到更好的出水水质,超滤出水后可再进入纳滤系统,截留那些不易降解的大分子有机物,使出水COD降到120mg/L,以下或更低的水平,出水稳定达标。处理过程中的纳滤系统采用特殊纳滤膜和工艺设计,可使盐随净化水排出,不会出现盐富集现象。纳滤净化水回收率85-,最大压力为3.5MPa。

纳滤产生浓缩液量为1.5m3/h,将采用混凝沉淀进一步处理。采用具有混凝和吸附作用的复合型混凝剂,COD去除率可达70-以上,产生污泥5m3/d,回填埋场处置。上清液回调节池,通过调节池的长时间水解酸化作用,可改善其生化处理性能,不会产生有机物的富集现象。采用该工艺处理某填埋场渗滤液,适应性强,能确保不同季节不同水质条件下,出岁稳定达标。特别是该工艺具有一定的超前性,既适合目前渗滤液可生化性较好的情况。大量工程实例表明,即使对于BOD/COD小于0.2的老填埋场渗滤液,MBR与纳滤处理也能使出水COD、BOD和NH3-N达标。

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