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天津生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的處理及利用方法研究
欄目：公司動(dòng)態(tài) 發(fā)布時(shí)間：2021-11-28 07:50:45
生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的處理及利用方法研究
近年來(lái)，隨著我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的逐步加強(qiáng)，生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝不斷進(jìn)步和完善。垃圾滲濾液具有嚴(yán)重的污染性，實(shí)現(xiàn)垃圾滲濾液資源化利用具有十分可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。根據(jù)我國(guó)生活垃圾滲濾液特征，單純采取某一種處理技術(shù)無(wú)法達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，因此還要采取組合式處理工藝實(shí)現(xiàn)生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的有效處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)垃圾滲濾液的資源化利用。
1 生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液概述
1.1垃圾滲濾液的產(chǎn)生
簡(jiǎn)單來(lái)講，垃圾滲濾液就是垃圾產(chǎn)生的廢水，并且這些廢水是由多方面因素形成的。首先，降雨或降雪會(huì)造成大量水分散布于地表，部分降水匯集在垃圾填埋場(chǎng)內(nèi)，由此產(chǎn)生大量垃圾滲濾液。其次，生活垃圾本身含有大量水分，在堆存過(guò)程中，水分會(huì)不斷聚集和滲透，由此產(chǎn)生垃圾滲濾液。再次，填埋場(chǎng)內(nèi)生活垃圾中的有機(jī)物質(zhì)會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，這個(gè)過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生水分。最后，生活垃圾填埋后會(huì)發(fā)生降解，并產(chǎn)生一定的空隙，導(dǎo)致地下水不斷滲透到垃圾內(nèi)，其間也會(huì)產(chǎn)生垃圾滲濾液。
1.2垃圾滲濾液的特征
生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液作為一種成分復(fù)雜且污染性強(qiáng)的有機(jī)廢水，具有十分鮮明的特征。其一，垃圾滲濾液水質(zhì)是不可逆變化的。隨著垃圾填埋場(chǎng)投用年份的不斷增長(zhǎng)，滲濾液中的化學(xué)需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)會(huì)不斷降低，但氨氮含量一直處于較高水平，因此垃圾滲濾液的組分比例嚴(yán)重失衡。其二，產(chǎn)水量不穩(wěn)定。受氣象因素及地理環(huán)境的制約，滲濾液在一年四季中所產(chǎn)生的數(shù)量存在很大差異，這在一定程度上影響了相關(guān)處理工作的正常開(kāi)展。其三，水質(zhì)成分復(fù)雜。研究表明，垃圾滲濾液含有60多種有機(jī)污染物，并含有致癌物，對(duì)人類(lèi)生活環(huán)境有嚴(yán)重危害。
2 生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的社會(huì)危害
2.1水源質(zhì)量不斷下降
水資源匱乏是我國(guó)目前社會(huì)發(fā)展面臨的重要難題之一，隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)張，以往偏遠(yuǎn)的生活垃圾填埋場(chǎng)離人們生活區(qū)域越來(lái)越近，因此垃圾滲濾液對(duì)城市用水造成的污染也愈加凸顯。與普通生活污水不同，垃圾滲濾液的氨氮濃度很高，并且其難以進(jìn)行脫氮處理，這便造成垃圾滲濾液難以達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，垃圾滲濾液處理或防治不當(dāng)，會(huì)造成嚴(yán)重的地下水污染，如此便造成城市地下水質(zhì)量不斷下降。
2.2生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化
除水資源污染外，垃圾滲濾液也會(huì)造成嚴(yán)重的土壤污染和空氣污染，并直接導(dǎo)致垃圾填埋場(chǎng)周邊生態(tài)環(huán)境的惡化。一方面，由于生活垃圾滲濾液含有大量金屬及有機(jī)污染物，隨著填埋場(chǎng)場(chǎng)齡的不斷增加，滲濾液的可生化性也在不斷下降，如此便給填埋場(chǎng)及周邊土壤帶來(lái)嚴(yán)重污染，使其不適宜于動(dòng)物生存；另一方面，垃圾滲濾液的持續(xù)發(fā)酵，也會(huì)產(chǎn)生大量有害的刺激性氣體，嚴(yán)重污染了垃圾填埋場(chǎng)周邊大氣環(huán)境。
3 生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理技術(shù)
3.1土地處理技術(shù)
土地處理法是一種通過(guò)土壤自身凈化能力實(shí)現(xiàn)垃圾滲透液處理的方法，由于土壤中含有大量腐殖酸和微生物，因此土壤會(huì)對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行一定程度的吸收和分解。現(xiàn)階段，土地處理法主要涵蓋土壤植物處理系統(tǒng)和回灌兩種方式，其中，土壤植物處理系統(tǒng)是通過(guò)人造濕地的方式將垃圾滲濾液中有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為植物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，由此達(dá)到污染物降解的目的，但該方式主要適用于南方濕潤(rùn)地區(qū)。回灌則是將垃圾滲濾液回灌到垃圾填埋場(chǎng)內(nèi)，使填埋垃圾層發(fā)揮一種生物濾層的作用，并通過(guò)地表植物吸收與蒸發(fā)減少垃圾滲濾液總量。該方式雖然一定程度上減少了滲濾液處理量，但在反復(fù)累積下會(huì)增加氨氮含量，并形成惡性循環(huán)。
3.2生物處理技術(shù)
生物處理是垃圾滲濾液的重要處理技術(shù)，主要分為好氧生物處理、厭氧生物處理和厭氧與好氧相結(jié)合三種方法。好氧生物處理涵蓋了活性污泥法、好氧穩(wěn)定塘及曝氣氧化池等，能夠?qū)崿F(xiàn)氨氮的有效去除，并降低垃圾滲濾液中的BOD和COD。厭氧處理包含上流污泥床、混合反應(yīng)器及厭氧穩(wěn)定塘等，在高濃度的有機(jī)廢水中有著顯著的應(yīng)用效果。由于生活垃圾滲濾液的COD/BOD含量較高，好氧處理技術(shù)與厭氧處理技術(shù)又都存在一定的局限性，因此人們無(wú)法依靠單一處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)生活垃圾滲濾液的有效處理。而采取兩者相結(jié)合的方式，能夠起到更加經(jīng)濟(jì)、高效的效果，同時(shí)垃圾滲濾液經(jīng)處理后還能達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，故而此技術(shù)應(yīng)用更加廣泛。
3.3物理化學(xué)處理技術(shù)
物理化學(xué)處理技術(shù)是指采用物理與化學(xué)反應(yīng)，清除垃圾滲濾液中降解難度大、可吸附及不可溶組分的有機(jī)物。隨著垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)齡的增長(zhǎng)，垃圾滲濾液中易生物降解的有機(jī)物質(zhì)不斷減少，這時(shí)，生物處理技術(shù)處理效果開(kāi)始降低。在此條件下，物理化學(xué)處理技術(shù)則能更好地完成該類(lèi)垃圾滲濾液的處理。目前，物理化學(xué)處理技術(shù)包含沉淀法、吸附法和反滲透法等多種技術(shù)手段，特別是膜技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用使得反滲透與納濾處理方法成為垃圾滲濾液處理技術(shù)的主流，推動(dòng)了物理化學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展。然而，由于物理化學(xué)處理技術(shù)成本較高，在經(jīng)濟(jì)效益方面存在嚴(yán)重的掣肘，因此我國(guó)目前垃圾填埋場(chǎng)并未廣泛應(yīng)用。
4 生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理存在的問(wèn)題
4.1運(yùn)輸環(huán)節(jié)滲濾液易泄露
生活垃圾產(chǎn)生的滲濾液成分較為復(fù)雜，堆存過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生有機(jī)物污染，因此一旦滲濾液泄露或者滲入地下，就會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成非常嚴(yán)重的污染。一般來(lái)說(shuō)，生活垃圾填埋場(chǎng)距離城市較遠(yuǎn)，這種遠(yuǎn)距離的輸送不僅增加了運(yùn)輸成本，還會(huì)因?yàn)檩斔蜁r(shí)間較長(zhǎng)使垃圾堆積產(chǎn)生更多的滲濾液。另外，在運(yùn)輸生活垃圾的過(guò)程中，運(yùn)輸設(shè)備也面臨非常大的考驗(yàn)，因?yàn)槔逊e會(huì)形成具有超強(qiáng)腐蝕性的物質(zhì)，這種物質(zhì)嚴(yán)重?fù)p壞了運(yùn)輸設(shè)備的質(zhì)量，從而導(dǎo)致輸送過(guò)程中發(fā)生滲濾液泄露。對(duì)于生活垃圾處理廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，滲濾液組分非常復(fù)雜，尤其是氮磷元素含量較多，因此使用的處理設(shè)備必須符合標(biāo)準(zhǔn)，確保滲濾液處理效果滿(mǎn)足要求。
4.2處理工藝亟待改進(jìn)
在處理滲濾液的初級(jí)階段，由于處理設(shè)備不夠先進(jìn)、人們環(huán)保意識(shí)淡薄等原因，處理效果不夠理想，使得滲濾液對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。隨著處理設(shè)備的不斷進(jìn)步，滲濾液處理工藝也越來(lái)越多。但是，處理過(guò)程需要用到鼓風(fēng)機(jī)、射流泵等大型設(shè)備，導(dǎo)致耗電量較大，增加了處理成本。有的工藝在處理過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生濃縮液，其含有大量的有機(jī)物，導(dǎo)致處理效果也不是很理想。總之，生活垃圾滲濾液處理工藝亟待改進(jìn)。
4.3設(shè)備投入和運(yùn)維成本較大
現(xiàn)階段，我國(guó)生活垃圾滲濾液處理設(shè)備大多是進(jìn)口的，雖然處理效果較好，但是采購(gòu)價(jià)格非常昂貴，而且后期維修管理較難，需要消耗很多能源，這就導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行成本急劇增加。同時(shí)，我國(guó)生活垃圾滲濾液處理仍然大量使用碟管式反滲透膜，能源浪費(fèi)現(xiàn)象非常嚴(yán)重。因此，人們要加大對(duì)新處理設(shè)備的研究力度，從而達(dá)到更好的處理效果，節(jié)約成本和資源。
5 實(shí)現(xiàn)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液資源化利用的處理工藝
5.1預(yù)處理+生物處理+深度處理
這種處理工藝是我國(guó)垃圾滲濾液處理的常規(guī)工藝路線(xiàn)，發(fā)展較為成熟且成本較低，已被廣泛應(yīng)用于垃圾滲濾液處理工程中。為了保證滲濾液后續(xù)生物處理效果，人們需要采用厭氧處理技術(shù)和混凝沉淀技術(shù)，通過(guò)預(yù)處理進(jìn)行水質(zhì)優(yōu)化。生物處理則是去除垃圾滲濾液中的有機(jī)物、完成生物脫氮，以膜生物反應(yīng)器最為常見(jiàn)，主要通過(guò)膜的截留作用將微生物截留在生物反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)生物脫氮目的。經(jīng)生物處理后，出水 COD、總氮含量較高，無(wú)法直接排放，因此還需要進(jìn)行深度處理。該工藝主要分為納濾膜技術(shù)和反滲透膜技術(shù)，其目的在于去除生物處理后水中剩余的有機(jī)物和溶解性鹽。在實(shí)際工程中，滲濾液成分存在一定差異，而兩種處理技術(shù)的聯(lián)用能夠提高處理效果，最終保證出水達(dá)標(biāo)排放。預(yù)處理+生物處理+深度處理工藝雖然有著極高的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但隨著垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)齡的增加，滲濾液氨氮含量上升，該工藝的處理效果會(huì)逐漸降低，同時(shí)膜系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生高鹽分的濃縮液，這成為滲濾液處理的又一技術(shù)難題。
5.2預(yù)處理+兩級(jí)碟管式反滲透
碟管式滲透膜是一種專(zhuān)利型膜分離設(shè)備，技術(shù)核心在于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式，目前分為碟管式反滲透和碟管式納濾兩種類(lèi)型。由于滲濾液中無(wú)機(jī)鹽在高倍濃縮后會(huì)在膜的表面結(jié)垢，進(jìn)而影響膜組件的正常運(yùn)行，因此人們需要對(duì)滲濾液進(jìn)行預(yù)處理。在實(shí)際工程中，預(yù)處理一般采用水質(zhì)調(diào)節(jié)和物理截留方式，而混凝、沉淀工藝也能實(shí)現(xiàn)水質(zhì)優(yōu)化。碟管式反滲透系統(tǒng)與傳統(tǒng)卷式反滲透膜相比，集成化與自動(dòng)化程度更高，其流道設(shè)計(jì)形式能夠避免膜堵塞，因此更適用于劣質(zhì)進(jìn)水條件，加之膜組件易于維護(hù)，零部件能夠單獨(dú)更換，使得膜組件使用壽命大大增加。此外，預(yù)處理+兩級(jí)碟管式反滲透工藝采用物理截留方式，相比常規(guī)工藝，產(chǎn)生的濃縮液更加難以處理。
5.3預(yù)處理+機(jī)械蒸發(fā)+深度處理
與物化和生化處理工藝不同，這種處理工藝通過(guò)蒸發(fā)處理器處理垃圾滲濾液，并且源自化工領(lǐng)域。首先采用混凝沉淀法對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行預(yù)處理，去除滲濾液中的微粒、懸浮物等，最大限度地避免加熱管結(jié)垢。不同物質(zhì)具備同一壓力下沸點(diǎn)各不相同的特征，基于此理論，人們能夠以加熱方式分離不同物質(zhì)，因此機(jī)械蒸發(fā)裝置是預(yù)處理+機(jī)械蒸發(fā)+深度處理工藝的核心技術(shù)。機(jī)械蒸發(fā)能夠?qū)⒗鴿B濾液濃縮到原液體積的2%～10%,但垃圾滲濾液成分十分復(fù)雜，因此蒸發(fā)出的水分一般無(wú)法達(dá)到直接排放標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)一步深度處理。深度處理一般采用活性炭吸附、離子交換和高級(jí)氧化等方式，確保出水能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際工程中，該工藝有效解決了濃縮液處理難度較大的問(wèn)題，但深度處理后濃縮液大多仍采用填埋處理，使得生活垃圾填埋場(chǎng)污染物進(jìn)一步累積。
6 結(jié)論
隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，垃圾滲濾液的污染和危害被廣泛認(rèn)知，其具有高污染性。人們必須采取有效的技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)生活垃圾滲濾液的資源化利用，在降低和消除滲濾液危害的同時(shí)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值的增長(zhǎng)，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展。
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