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垃圾填埋场渗滤液回流处理技术研究进展
作者:黄启飞 王 琪 董 路 刘国浔 来源:互联网 发布时间:2008-8-21 8:51:08
流程长、效果差。因此,研究适合我国国情、投资省、效果好的渗滤液处理技术,对于保证固体废弃物安全填埋、避免环境污染具有重要意义。
2 填埋场渗滤液回流处理技术
20世纪70年代初,美国Pohland[18]研究发现,将渗滤液回流到填埋场一段时间后,污染物浓度与不经过回流处理的渗滤液相比已大大降低。此后大量的研究证明,渗滤液回流处理比传统处理方法优越。
填埋场渗滤液回流处理,就是将未经任何预处理的渗滤液直接回流、喷洒到填埋场,利用垃圾层和覆盖土层的净化作用来处理填埋场渗滤液的方法。将渗滤液回流到垃圾填埋层内,使得最大范围内的微生物都能利用渗滤液中的有机污染物,在微生物大量繁殖的同时,渗滤液得到处理[19]。
2.1 渗滤液回流技术的特点
2.1.1 改善渗滤液水质
填埋场进行渗滤液回流,垃圾填埋层基本上相当于生物滤床,在这个生物滤床的作用下,渗滤液中的VFA(挥发性脂肪酸)、CODcr、BOD5、TOC浓度下降较快[18]。回流处理后,渗滤液中CODcr去除率最高达95%,在半好氧状态下NH3-N质量浓度可以降低到10 mg/L以下,同时填埋层渗滤液中有机物浓度大大降低[20]
渗滤液回流能促使硫酸根离子(SO42-)被还原为硫化氢(H2S),硫化氢与渗滤液中的重金属离子生成硫化物沉淀;同时,渗滤液回流能使渗滤液较快地转变为中性或弱碱性溶液,从而有利于渗滤液中的重金属离子生成氢氧化物沉淀;此外,垃圾在降解过程中生成的大分子量腐殖质类有机物能与重金属离子形成稳定的螯合物[21],使渗滤液中的重金属离子浓度降低。
2.1.2 加快垃圾降解
填埋场稳定速率受许多环境因素的影响,其中最重要的是填埋场湿度。当填埋场湿度增加时,微生物活性也将随之提高。渗滤液回流将会明显增加填埋场垃圾的湿度,从而加速好氧微生物的降解作用,使有机物的降解速率加快[22, 23]。
2.1.3 提高产甲烷速率
对填埋场进行渗滤液回流,将会增大湿度,降低氧化还原电位,使得重金属离子浓度下降,因此能在填埋场内形成有利于产生甲烷的环境,提高填埋场内产甲烷的速率;另一方面,渗滤液回流带来了大量的有机物,这些有机物的降解也将增加甲烷产量。现场资料表明,同一填埋场内,渗滤液回流处产甲烷速率是不回流处的2倍多[22]。试验室研究结果也表明,如果不进行渗滤液回流,少量垃圾不会产生甲烷气体;而进行渗滤液回流则能产生大量的甲烷气体。
2.1.4 加快填埋场沉降
进行渗滤液回流能加速填埋场的沉降速率,又能使填埋场总沉降幅度增大,从而提高填埋场的使用效率。美国Sonoma County填埋场内,渗滤液回流处的总沉降幅度可达填埋场深度的20%,而不回流处的总沉降幅度仅为填埋场高度的8%[24]。美国Alachua County Southwest填埋场内,渗滤液回流处的沉降速率约为不回流处的1.5倍[25]。
2.1.5 减少对填埋场的维护费用
填埋场封场后,垃圾在漫长的稳定化过程中产生大量有毒有害渗滤液,释放出易燃气体甲烷,同时场地发生不均匀沉降。因此,填埋场封场后需进行维护,对渗滤液、填埋气定期监测并处理,直至它不再对周围环境带来污染。未实施回流的填埋场其维护期一般为20年甚至上百年[26],而进行回流的填埋场其维护期则大大缩短,主要是因为渗滤液的处理量大大减少甚至可以不经处理。这不仅能节省维护费用,而且还降低了衬里的防渗性能要求。据估计,进行回流的填埋场,其维护费用仅为渗滤液现场处理填埋场的45%[27]。
2.2 渗滤液循环处理的主要方式
渗滤液循环处理方式主要分为3种:填埋期间渗滤液直接回流至垃圾层;表面喷灌和浇灌至填埋场表面;地表下回流或内层回流[23]。
填埋期间渗滤液回流,就是在垃圾倾卸入填埋场压实期内,将渗滤液直接浇灌到垃圾层上的一种方式。
表面喷灌是利用蒸发原理削减渗滤液水量,同时利用生物降解来降低有机污染物浓度。常见的表面回流方式有表面喷洒及盲槽渗滤。美国佛罗里达州北部Alachua郊区西南填埋场(ACSWL)采用盲槽渗滤回流。在填埋场表面修建盲槽,尽管投资较小,但需要定时检测渗滤液的渗漏情况[23]。
地表下渗滤液回流,即渗滤液从覆盖土层下进入填埋层进行循环处理。它的操作方式主要有3种:(1)采用平面管网,铺设于覆盖土层或覆盖层下,这种方法效果较好,但成本高;(2)浅井式自然渗滤,这种方法成本较低;(3)利用导气竖井进行渗滤液回流,成本低但有可能形成短流,而且存在气水混流的问题。
无论采取那种方式,在采用回流处
2 填埋场渗滤液回流处理技术
20世纪70年代初,美国Pohland[18]研究发现,将渗滤液回流到填埋场一段时间后,污染物浓度与不经过回流处理的渗滤液相比已大大降低。此后大量的研究证明,渗滤液回流处理比传统处理方法优越。
填埋场渗滤液回流处理,就是将未经任何预处理的渗滤液直接回流、喷洒到填埋场,利用垃圾层和覆盖土层的净化作用来处理填埋场渗滤液的方法。将渗滤液回流到垃圾填埋层内,使得最大范围内的微生物都能利用渗滤液中的有机污染物,在微生物大量繁殖的同时,渗滤液得到处理[19]。
2.1 渗滤液回流技术的特点
2.1.1 改善渗滤液水质
填埋场进行渗滤液回流,垃圾填埋层基本上相当于生物滤床,在这个生物滤床的作用下,渗滤液中的VFA(挥发性脂肪酸)、CODcr、BOD5、TOC浓度下降较快[18]。回流处理后,渗滤液中CODcr去除率最高达95%,在半好氧状态下NH3-N质量浓度可以降低到10 mg/L以下,同时填埋层渗滤液中有机物浓度大大降低[20]
渗滤液回流能促使硫酸根离子(SO42-)被还原为硫化氢(H2S),硫化氢与渗滤液中的重金属离子生成硫化物沉淀;同时,渗滤液回流能使渗滤液较快地转变为中性或弱碱性溶液,从而有利于渗滤液中的重金属离子生成氢氧化物沉淀;此外,垃圾在降解过程中生成的大分子量腐殖质类有机物能与重金属离子形成稳定的螯合物[21],使渗滤液中的重金属离子浓度降低。
2.1.2 加快垃圾降解
填埋场稳定速率受许多环境因素的影响,其中最重要的是填埋场湿度。当填埋场湿度增加时,微生物活性也将随之提高。渗滤液回流将会明显增加填埋场垃圾的湿度,从而加速好氧微生物的降解作用,使有机物的降解速率加快[22, 23]。
2.1.3 提高产甲烷速率
对填埋场进行渗滤液回流,将会增大湿度,降低氧化还原电位,使得重金属离子浓度下降,因此能在填埋场内形成有利于产生甲烷的环境,提高填埋场内产甲烷的速率;另一方面,渗滤液回流带来了大量的有机物,这些有机物的降解也将增加甲烷产量。现场资料表明,同一填埋场内,渗滤液回流处产甲烷速率是不回流处的2倍多[22]。试验室研究结果也表明,如果不进行渗滤液回流,少量垃圾不会产生甲烷气体;而进行渗滤液回流则能产生大量的甲烷气体。
2.1.4 加快填埋场沉降
进行渗滤液回流能加速填埋场的沉降速率,又能使填埋场总沉降幅度增大,从而提高填埋场的使用效率。美国Sonoma County填埋场内,渗滤液回流处的总沉降幅度可达填埋场深度的20%,而不回流处的总沉降幅度仅为填埋场高度的8%[24]。美国Alachua County Southwest填埋场内,渗滤液回流处的沉降速率约为不回流处的1.5倍[25]。
2.1.5 减少对填埋场的维护费用
填埋场封场后,垃圾在漫长的稳定化过程中产生大量有毒有害渗滤液,释放出易燃气体甲烷,同时场地发生不均匀沉降。因此,填埋场封场后需进行维护,对渗滤液、填埋气定期监测并处理,直至它不再对周围环境带来污染。未实施回流的填埋场其维护期一般为20年甚至上百年[26],而进行回流的填埋场其维护期则大大缩短,主要是因为渗滤液的处理量大大减少甚至可以不经处理。这不仅能节省维护费用,而且还降低了衬里的防渗性能要求。据估计,进行回流的填埋场,其维护费用仅为渗滤液现场处理填埋场的45%[27]。
2.2 渗滤液循环处理的主要方式
渗滤液循环处理方式主要分为3种:填埋期间渗滤液直接回流至垃圾层;表面喷灌和浇灌至填埋场表面;地表下回流或内层回流[23]。
填埋期间渗滤液回流,就是在垃圾倾卸入填埋场压实期内,将渗滤液直接浇灌到垃圾层上的一种方式。
表面喷灌是利用蒸发原理削减渗滤液水量,同时利用生物降解来降低有机污染物浓度。常见的表面回流方式有表面喷洒及盲槽渗滤。美国佛罗里达州北部Alachua郊区西南填埋场(ACSWL)采用盲槽渗滤回流。在填埋场表面修建盲槽,尽管投资较小,但需要定时检测渗滤液的渗漏情况[23]。
地表下渗滤液回流,即渗滤液从覆盖土层下进入填埋层进行循环处理。它的操作方式主要有3种:(1)采用平面管网,铺设于覆盖土层或覆盖层下,这种方法效果较好,但成本高;(2)浅井式自然渗滤,这种方法成本较低;(3)利用导气竖井进行渗滤液回流,成本低但有可能形成短流,而且存在气水混流的问题。
无论采取那种方式,在采用回流处



