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垃圾渗滤液水质特性及其处理技术探讨

沈悦
  
大丰媒体号
2023年1期
身份证号 320105198911280428 南京 210000

摘要:在生态和文明城市建设背景下,城市垃圾处理成为了一项重点工作。现阶段,城市垃圾普遍采取填埋法进行处理,这种方法经济高效,但是垃圾渗滤液如果处理不当,也会引发严重的环境威胁。针对垃圾渗滤液的处理,要合理的选择工艺技术,消除垃圾渗滤液中的有害物质,保证环境安全。本文对此进行分析研究,并且提出了几点浅见。

关键词:城市垃圾;垃圾渗滤液;技术类型;特性分析

引言

垃圾渗滤液是垃圾填埋以及堆放过程中产生的一种典型有害物,垃圾渗滤液中含有大量的微生物和细菌,会对生态产生严重威胁,影响人们的健康安全,破坏城市形象。在生态视域下,需要重点对垃圾渗滤液进行处理,利用专业性的技术手段,降低垃圾渗滤液的危害性,以达到预期的生态建设目标。下文对此进行简要的阐述。

1 垃圾渗滤液水质特性分析

垃圾渗滤液的成因主要包括以下几点::第一,因为下雪或下雨导致地表上出现大量水分,一些水分会聚集在填埋场中,从而导致垃圾渗滤液的出现。第二,因为部分城市垃圾自身存在大量水分,经过不断的堆积水分会从由其内部逐步渗透到外部,从而形成垃圾渗滤液。第三,因为城市垃圾填埋场中垃圾含有的有机物质会出现反应,在此过程中会有水分的形成。第四,经过填埋后,城市垃圾会进行降解,同时有许多空隙出现,这样地下水就能够通过缝隙形成垃圾渗滤液。其特点主要表现在以下三方面:第一,水质不可逆。经过长时间的使用,垃圾渗滤液中的生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)含量也会随之减少,不过其氨氮含量始终占据较大比重,所以导致渗滤液中的组例大幅失衡。第二,产水量并不稳定,因为受到地理环境以及气候条件等方面因素的影响,在不同时期所形成渗滤液的水量也出现较大差别。所以对相关处置工作的开展产生较大影响。第三,水质成分过于复杂。通过调查分析可以发现,在垃圾渗滤液中含有的有机污染物高达60种以上,同时还存在许多致癌物质,严重威胁到人类以及生态的发展。

2 垃圾渗滤液处理技术类型

2.1活性炭技术

采用活性炭吸附法对长期填埋和生物预处理的垃圾渗滤液具有一定的去除作用。欧洲20世纪70年代的实验室试验结果显示,CODcr的脱除率为50%-60%,如果使用石灰石进行预处理,其脱除率可达到80%。在生产实验中,由于污水水质、水量变化等因素,导致污水处理效果降低,且对活性炭的污染程度较高。活性炭吸附法的最大问题是其应用成本高。对填埋场渗滤液处理方案进行了分析和研究,结果表明:混凝一吸附法对污水的处理效果最好,CODcr的脱除率为50%~60%,对各类重金属离子的脱除率分别为50%~80%,对土壤中的色度和SS都有明显的提高。此外,混凝—吸附法处理CODcr与重金属离子具有相辅相成的效果。

2.2土地处理技术

土地处理技术的原理在于利用土壤中的大量微生物以及腐植酸来吸收并分解垃圾渗滤液。当前土地处理技术主要包括了回灌以及土壤植物处理系统两类。其中回灌指的是回灌垃圾渗滤液至垃圾填埋场中,将垃圾层的生物滤层作用有效发挥出来,同时利用地表植物的吸收和蒸发来实现渗滤液数量的降低。即使这种方法能够相应的降低了渗滤液的数量,不过在长时间积累下会导致氨氮数量的加大,同时还会产生恶性循环。而土壤植物处理系统具体指的是采取人造湿地的方法来转化渗滤液内的有机物为相应营养物质以供植物生长发育,并实现降解污染物的目的,不过这种方式往往适合应用在南方地区。

2.3蒸发处理技术

蒸发处理技术的原理在于利用负压以及加热等方式来先蒸发渗滤液内的水分,让其冷凝变为水后,在逐步浓缩原液为泥浆实施脱水化后形成污泥。在利用该种技术过程中,要求做好原液pH值的调整工作,实现处理效率的提高。该项技术具有效果稳定,操作便捷等优点,因此获得了有效的运用。不过由于需要假设氨氮去除环节,所以在蒸发过程中需要损耗大量能量,而且设备科技含量具有较高要求。运用蒸发处理技术来处理渗滤液后,需确保其与排放标准要求相符后,方可准予排放。

2.4生物处理技术

生物处理技术包括:传统的活性污泥法、稳定塘法、生物转盘法、SBR好氧法、UASB厌氧法、厌氧膜生物反应器等。在生物处理方法中,好氧处理技术具有较好的处理效果、较少的水力滞留时间和运行管理经验,但投资大、能耗大、运行管理费用高;稳定塘法(好氧和厌氧融合)处理简单,投资成本较低、易于管理,但污水滞留期长、占用空间大、对大颗粒有机物的去除效果较差,而且处理能力也会随着季节的不同而发生变化。厌氧技术是近几年发展迅速的一种新技术,它克服了常规方法在水中停留时间长,有机污染物负荷较小的弊端,尤其适用于高浓度有机废水的治理。UASB厌氧法对污水预处理效果良好,COD的脱除率可达70%以上。由于UASB具有10kg/m3的COD负载,且在反应过程中不需要任何能源,可以节省大量的空间和能源。然而,当填埋的时间增长,在填埋场中,沼气产生量已趋于饱和,当渗滤液在填埋场和调节池停留较长时间后,UASB系统的运行效率将受到影响。同时,本工艺具有能耗小、污泥量小、滞留时间长、脱除率低、对温度变化敏感等特点。

2.5膜处理技术

膜处理技术主要是利用压力来让溶质以及溶剂透过膜,并截留剩余的物质,以达到离子分离为微粒的目的。其属于一类物理拦截的处置方式,压力是其主要的驱动力,主要包括了反渗透、微滤、纳滤以及超滤等处理技术。以反渗透膜为例,其主要是利用压力差作为推动力,用于将渗滤液内的有害物质截留下来,以达到水质净化的效果。虽然该种方式不像生物处理技术可以对渗滤液实施降解,不过其处理质量更高。由于膜分离技术的类型不同,其适用范围以及相应的优点也存在一定差别,所以要求技术人员能够结合实际情况以及要求来进行有效选择。

2.7物理处理技术

物理处理技术主要是属于一类强化或者补充去除部分污染指标的工艺方法。因为城市垃圾埋填场渗滤液的存在,导致水质具有较强的复杂性,而且处理起来非常的困难,如果单纯的采取物理化学技术,则无法彻底去除每一项污染指标,所以往往需要辅助于其他处理技术一同使用。当前较为常用的主要有混凝沉淀、活性炭以及吹脱等技术。其中,混凝沉淀是使用频率最高的一项技术,其能够将渗滤液内无法降解的重金属以及COD彻底去除。活性炭则是利用吸附的原理来去除渗滤液内的污染物。吹脱则重点是去除渗滤液内的氨氮物质。在实际处理中要想获得理想的成效,往往需要先实施生物处理,随后采取混凝沉淀的方法来实施,进一步彻底降解渗滤液内的有机污染物。

2.6化学氧化处理技术

运用该项技术可以破坏掉着色物质的深色基团氧化,从而让其形成水以及二氧化碳等对环境不会产生危害的物质。不仅如此,利用化学氧化反应还能够打断部分无法生物降解的长链腐植酸,让其变为短链有机酸,发生生物降解,让渗滤液的出水水质得以改善,防止对水生态环境产生破坏。通常该项技术主要是使用O3以及H2O2等作为氧化剂,用以开展化学氧化反应。但是因为该项技术难以彻底氧化,所以在实际应用过程中往往是需要联合其他方法进行使用。

2.6.1高级氧化处理

在高级氧化处理系统中,氧化剂为-OH活泼羟基自由基,随着渗滤液处理技术的发展,高级氧化处理技术类型逐渐增多,现有辐射法、光催化 氧化、电解氧化法、Fenton试剂法、臭氧氧化法、电催化氧化法等。高级氧化处理技术是一种深度处理渗滤液的方式,渗滤液中的有机物在-OH氧化剂作用下可转化为H2O、CO2,且可将渗滤液中的大分子有机物降解处理为小分子物质,而在此过程中,可有效提升渗滤液的可生化性,经实践验证,运用高级氧化技术处理后,渗滤液中的B/C指数可从由0.01逐渐提高至0.5,效果显著。相较于其他渗滤液处理技术,高级氧化处理技术最显著的优势在于不会产生浓缩液,且可实现渗滤液处理系统的零排放,整体处理效果较好,但高级氧化处理技术成本较高,并可造成较高能耗,故限制了该处理技术的广泛应用,因此在未来应用时,需对高级氧化处理技术进行一定优化。

2.6.2反渗透处理技术

反渗透处理技术可有效截留渗滤液中的氨氮分子或离子,且可对渗滤液内无机物、溶解态有机物进行良好去除。根据实践应用情况来看,反渗透处理技术能够实现95%的NH3-H、CODcr去除率,完成处理的渗滤液总容积可减少80%左右,由此可见,该技术的生活垃圾渗滤液处理效果较好。相较于其他处理技术,反渗透处理技术具有以下特征:(1)渗滤液反渗透处理系统可长期稳定运行,不受水量、水质变化的干扰,自动化水平相对较高;(2)经反渗透技术处理后,所得到的水资源符合排放标准,且可稳定出水,可将该部分水资源用于植被灌溉、市政洒水等;(3)反渗透处理系统的运行成本较低,后期维护量少,且占地面积少,具有较高应用价值。

2.6.3好氧生物处理技术

好氧生物技术在处理生活垃圾渗滤液中较为常用,该技术包括氧化塘、生物膜法、活性污泥法、接触氧化法等技术构成。采用好氧生物技术处理生活垃圾渗滤液后,渗滤液中的BOD5浓度可降低至25~30mg/L,极大降低了BOD5浓度,此外,渗滤液在好氧生物活性污泥处理系统二级曝气池分别停留20h、15h后,可将渗滤液中的BOD5浓度降低至482.2~1920mg/L,可将CODcr浓度降低至912.2~3294mg/L,经二级好氧生物系统处理后,可实现80~97%的BOD5去除率与65%~93%的CODcr去除率[1]。相较于活性污泥技术,生物膜法在抗冲击性方面具有显著优势,经生物膜法处理后的生活垃圾渗滤液可极大减少CODcr浓度、NH4+-H浓度,但该方法在"强性"高分子浓度的渗滤液中可发挥良好效果。

2.6.4厌氧生物处理技术

在当前渗滤液处理方案中,最为常用方案仍为生物处理方案,而厌氧生物处理技术同样得到广泛应用。经厌氧生物技术处理后,渗滤液中的溶解氧极大降低,但CODcr浓度、氨氮浓度仍达不到排放标准,故在生活垃圾渗滤液处理工艺中,多将厌氧生物处理技术与其他处理技术混合使用。

2.6.5厌氧-好氧处理技术

为最大限度提高渗滤液生物处理效果,使渗滤液经处理后可达到排水标准,通常将厌氧生物处理技术与好氧生物处理技术混合使用。经实践验证发现,采用厌氧-好氧处理技术后,渗滤液中的CODcr、BOD5可极大降低,能够实现98%的CODcr去除率及99%的BOD5去除率,此外,还可极大降低SS浓度与NH3-H浓度,并可在一定程度上调节渗滤液PH值,以此确保经厌氧-好氧处理后的渗滤液可达排放标准。

3 结束语

综上所述,现阶段,人们对环境质量越发关注,加强环境工程建设,也成为了当前的一项社会性任务。在人们的生活以及一些行业的生产过程中,会产生大量的垃圾渗滤液,其中含有大量的有害性物质,危害性较强,对环境会产生很大的威胁。城市方面在垃圾处理过程中,要重点关注垃圾渗滤液的处理,正确选择处理技术,同时,相关部门也要完善相应的管理制度,真正的认识到垃圾渗滤液的危害性,彻底的消除垃圾渗滤液对环境和地下水产生的威胁,为城市文明建设做出积极的贡献。

参考文献:

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