垃圾滲濾液處理工藝和安全生產(chǎn)探討之處理工藝

一、我國垃圾滲濾液治理現(xiàn)狀城市垃圾填埋場滲濾液的處理一直是填埋場設(shè)計、運行和管理中非常棘手的問題。滲濾液是液體在填埋場重力流動的產(chǎn)物，主要來源于降水和垃圾本身的內(nèi)含水。由于液體在流動過程中有許多因素可能影響到滲濾液的性質(zhì)，包括物理因素、化學(xué)因素以及生物因素等，所以滲濾液的性質(zhì)在一個相當(dāng)大的范圍內(nèi)變動。一般來說，其pH值在4～9之間，COD在2000～62000mg/L的范圍內(nèi)，BOD5從60～45000mg/L，重金屬濃度和市政污水中重金屬的濃度基本一致。城市垃圾填埋場滲濾液是一種成分復(fù)雜的高濃度有機廢水，若不加處理而直接排入環(huán)境，會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。以保護環(huán)境為目的，對滲濾液進行處理是必不可少的。垃圾滲濾液是一種黑色或者黃褐色的帶有惡臭氣味的液體，滲濾液含有大量的有機物和無機物，包括各種難降解有機物(如各種芳香族化合物和腐殖質(zhì)等)、無機鹽(如銨根、碳酸根和硫酸根等)和金屬離子(如鉻、鉛和銅等)。由于垃圾中的成分復(fù)雜，垃圾滲濾液水質(zhì)的特點之一就是污染物含量很高，而且往往含有生物毒性，其中COD的質(zhì)量濃度最高可高達(dá)20000mg/L以上，包含苯及其多種衍生物，氨氮的質(zhì)量濃度可達(dá)2000mg/L，這種含有有毒有機物和高氨氮的廢水給其處理，尤其是生物處理帶來了極大的困難，除了有毒的芳香族化合物外，滲濾液還含有大量的腐殖質(zhì)和腐殖酸等大分子有機物，這些有機物雖然沒有生物毒性，但由于分子量大，具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，微生物無法實現(xiàn)有效的降解，因此，只采用活性污泥法不能實現(xiàn)對滲濾液COD的有效去除，必須增加深度處理工藝，垃圾滲濾液的另一個特點是水質(zhì)水量變化大，地域?qū)B濾液的水質(zhì)有很大的影響，相對來說，歐美國家的滲濾液污染物濃度尤其是氨氮要低于亞洲國家，歐美國家滲濾液中的氨氮的質(zhì)量濃度一般在1000mg/L以內(nèi)甚至更低，而亞洲國家的滲濾液氨氮的質(zhì)量濃度一般都在1000mg/L，甚至可以達(dá)到5000mg/L，這可能與不同地區(qū)不同的文化和生活習(xí)慣有關(guān)，同一地點不同時間產(chǎn)生的滲濾液水質(zhì)差別也很大，根據(jù)垃圾填場的場齡不同，垃圾滲濾液可以分為早期垃圾滲濾液(填埋場場齡5a以內(nèi))、中期垃圾滲濾液(填埋場場齡5～10a)和晚期垃圾滲濾液(填埋場場齡10a以上)。二、垃圾滲濾液的處理方法垃圾滲濾液的處理方法主要有4種方法：1、排往城市污水廠合并處理，這種方法的優(yōu)點是無需再另建處理廠，缺點主要有2個：一個是管網(wǎng)的投資費用大，填埋場一般遠(yuǎn)離市區(qū)，因此需要鋪設(shè)較長的輸送管網(wǎng)；另一個是增加了城市污水廠的不穩(wěn)定因素，由于滲濾液水質(zhì)復(fù)雜且不穩(wěn)定，城市污水廠長期接受滲濾液會給其穩(wěn)定運行帶來極大的隱患，很容易使活性污泥出現(xiàn)中毒等不良癥狀。2、向填埋場的循環(huán)噴灑處理，這種方法的優(yōu)點是操作簡便，處理成本最低，這種方法的缺點是并沒有解決滲濾液的污染問題，滲濾液的產(chǎn)量會越來越大，處理會越來越困難。3、預(yù)處理后匯入城市污水處理廠合并處理．這種方法的優(yōu)點是處理工藝相對簡單，同時降低了城市污水廠的風(fēng)險，但缺點是投資較大，且城市污水廠的安全隱患依然存在。4、單獨建設(shè)污水站，滲濾液經(jīng)污水站處理達(dá)標(biāo)后排放，這種方法的優(yōu)點是出水水質(zhì)有保證，真正實現(xiàn)了滲濾液的有效處理，對環(huán)境的危害最小，缺點是對工藝的要求較高，運行和管理費用較高。綜合以上因素，垃圾填埋場主要采用單獨建設(shè)污水站的方法進行處理，這些滲濾液處理廠一般采用物化(預(yù)處理)+生化(包括厭氧和好氧)+物化(深度處理)的組合工藝實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。三、滲濾液污水站處理工藝物化處理法（預(yù)處理）：針對大顆粒雜質(zhì)，在對其進行預(yù)處理過濾時，可以使用物化處理法，同時也可以深度過濾微米級，甚至納米級的微小粒子。為了保證主體工藝系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的運行，物化處理要對滲濾液中的NH3-N和重金屬離子進行過濾。主要的物化處理法包括膜處理、化學(xué)氧化法、吸附法，以及化學(xué)沉淀和混凝法等。物化處理法需要的投資較大，如果對超大水量的工程使用此種處理方法，經(jīng)濟負(fù)擔(dān)巨大。生物處理法（厭氧和好氧處理）：垃圾填埋場環(huán)境復(fù)雜，其中不乏各類高污染有害物，威脅著周邊的水生生態(tài)系統(tǒng)，尤其是地下水。為了解決安全排放問題，各地區(qū)制定的排污標(biāo)準(zhǔn)不斷提高。在對垃圾滲濾液進行處理時，要想達(dá)到如此苛刻的標(biāo)準(zhǔn)，那么就要保證處理工藝的合理、穩(wěn)定和科學(xué)。對生物處理法而言，它具有經(jīng)濟性、可靠性、簡易性等特點，為此，生物處理法常作為滲濾液處理過程中的主體工藝。在衡量水質(zhì)的可生化性時，可通過對BOD/COD值的變化來判斷，如果該值小于0.3，需要配合適宜的預(yù)處理法，待其大于0.3后才能使用生物法進行處理；當(dāng)BOD/COD大于0.3，可以直接使用生物處理法，此法包括厭氧、好氧生物處理，或兩種處理法相結(jié)合厭氧生化處理1、厭氧生物處理運用已有近百年的歷史。但直到近20年來，隨著微生物學(xué)、生物化學(xué)等學(xué)科發(fā)展和工程實踐的積累，不斷開發(fā)出新的厭氧處理工藝，克服了傳統(tǒng)工藝的水力停留時間長，有機負(fù)荷低等特點，使它在理論和實踐上有了很大進步，在處理高濃度(BOD5≥2000mg/L)有機廢水方面取得了良好效果。厭氧生物處理有許多優(yōu)點，最主要的是能耗少，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，如其BOD5/P只需為4000∶1，雖然滲濾液中P的含量通常少于1mg/L，但仍能滿足微生物對P的要求。用普通的厭氧硝化，35℃、負(fù)荷為1kgCOD/(m3·d)，停留時間10d，滲濾液中COD去除率可達(dá)90%。利用此法處理的滲濾液有機污染物濃度較高時，能夠獲得較好的效果，具有成本低、能耗低和運營簡單的優(yōu)勢。主要的厭氧處理法主要有厭氧消化池、上流式厭氧污泥床(UASB)，以及厭氧生物濾池(AF)。通常情況下，在好氧處理之前會設(shè)置厭氧處理方式，厭氧處理的工藝效率會受到環(huán)境等諸多因素的干涉和影響，如果填埋場場齡超過5年，適合使用厭氧處理法處理高污染的滲濾液；只是，該方法不適合早期填埋場。2、好氧生化處理，利用該方法可以實現(xiàn)銨態(tài)氮的硝化作用，去除滲濾液中的可降解有機污染物及部分金屬離子，并有效降低BOD5、COD、NH3-N濃度，十分適宜于早期的填埋場，廣為使用的生物處理法有曝氣塘、傳統(tǒng)活性污泥法，以及膜生物處理法。3、厭氧-好氧組合工藝雖然實踐已經(jīng)證明厭氧生物法對高濃度有機廢水處理的有效性，但單獨采用厭氧法處理滲濾液也很少見。厭氧、好氧處理法單獨使用是無法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的，如果兩者進行結(jié)合，那么獲得的除污率較為理想，同時大幅降低投資成本。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(dá)86.8%和97.2%。物化處理法（深度處理）：垃圾滲濾液處理的常見三種深度處理工藝1、膜處理工藝典型工藝：中溫厭氧系統(tǒng)+MBR+RO。垃圾滲濾液通過調(diào)節(jié)池流入到中溫厭氧池，經(jīng)大分子有機污染物降解后進入缺氧段MBR反映器中，與回流水混合進入好氧段MBR進行曝氣，去除滲濾液中的TN，好氧池出水進入MBR分離器，將分離的污泥濃液回流至MBR缺氧段，MBR出水進入反滲透系統(tǒng)，滲濾液經(jīng)反滲透處理后實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。優(yōu)缺點：其工藝原理為生化反映和物理處理工藝，由于生化系統(tǒng)運行過程中受到的影響因素較多，需要各單元之間密切協(xié)調(diào)配合，該工藝自控程度較高，技術(shù)風(fēng)險較低，但對“老齡化”滲濾液處理難度較大。因此，總體來看該工藝投資較低，主體設(shè)備多為國產(chǎn)，污染物總量能夠達(dá)到很好削減效果，管理較便捷。該工藝的不足之處在于出水率較低，增加了回灌的難度；生物處理效果不穩(wěn)定，生物菌種需要培養(yǎng)、馴化，增加了運行成本；對“老齡化”滲濾液的生化效果差；不能長時間停運，需要連續(xù)運行。2、全膜吸附過濾處理工藝典型工藝：兩級DTRO反滲透處理工藝。垃圾填埋場滲濾液原液經(jīng)由調(diào)節(jié)池或預(yù)處理池進入到高壓泵后，通過循環(huán)高壓泵進入到1級DTRO反滲透膜過濾，出水后進入到2級DTRO反滲透系統(tǒng)，經(jīng)兩級反滲透過濾后出水達(dá)標(biāo)排放，循環(huán)進入到系統(tǒng)進行處理。1級濃液回灌垃圾填埋區(qū)進行集中處理，2級濃液回流到總進水口，系統(tǒng)總產(chǎn)水率在60%左右。優(yōu)缺點：該工藝具有操作簡便，能夠間歇式運行，自動程度高，易于維護管理；膜產(chǎn)品類型多。其不足之處在于對滲濾液原水水質(zhì)較為敏感，出水率容易受到SS、電導(dǎo)率以及溫度等因素的影響；兩級反滲透處理工藝中，如果前級預(yù)處理缺乏，容易導(dǎo)致反滲透膜堵塞，更換頻率高，增加處理成本；出水率低(正常狀態(tài)下為55%-70%)，回灌難度大，增加運行成本。3、低耗蒸發(fā)+離子交換處理工藝典型工藝：MVC蒸發(fā)+DI離子交換。工藝內(nèi)容：填埋場垃圾滲濾液經(jīng)調(diào)節(jié)池過濾器在線反沖過濾，除去滲濾液中的SS、纖維，提高去除效率，再經(jīng)MVC壓縮蒸發(fā)原理，將滲濾液中的污染物與水分離，實現(xiàn)水質(zhì)凈化效果。通過特種樹脂去除蒸餾水中的氨，達(dá)到水質(zhì)的達(dá)標(biāo)排放。在MVC蒸發(fā)過程中排出揮發(fā)性氣體氨，利用DI系統(tǒng)吸收滲濾液中剩余鹽酸氣體。優(yōu)缺點：該工藝的優(yōu)勢在于受滲濾液的原始水質(zhì)影響較小，出水率高，通常以可以達(dá)到90%，能夠做到間歇式運行，自控程度較高、維護簡單；濃液量較少。不足之處是蒸發(fā)工藝實際應(yīng)用較為復(fù)雜，電耗等能耗較高，維護成本較大；設(shè)備材質(zhì)要求較高，尤其是要具有較強的耐強酸、強堿腐蝕性；運行設(shè)備噪聲較大；后期蒸發(fā)罐清洗頻次較大，藥劑成本高。蒸發(fā)是一種易操作、但成本昂貴、對能源需求很高的處理方式。它運用加熱、提供系統(tǒng)負(fù)壓的途徑，將滲濾液的水份蒸發(fā)，水汽通過冷卻系統(tǒng)收集至儲池，而濃液繼續(xù)濃縮，到濃漿狀態(tài)時，再利用脫水系統(tǒng)，使其失水近似干渣態(tài)。要把蒸發(fā)系統(tǒng)的運行狀態(tài)利用到最佳，同時阻截可揮發(fā)物質(zhì)及NH3-N的流失，通常在滲濾液的酸堿度方面