循环喷洒处理的不足是不能完全消除渗沥液,对该渗沥液仍需要进行处理方能排放。同时在应用过程中还要注意诸如环境卫生问题、安全及设计技术问题等。
近10年来,该项方法在实际工程中得到了应用。目前美国已有200多座垃圾填埋场采用了此项技术。该项技术在我国的应用较少。据资料介绍,唐山市垃圾卫生填埋场渗沥液处理采用了循环喷洒处理方法[3]。渗沥液经收集并经沉淀调节池处理后,喷灌回流至填埋场;沉淀调节池中的沉淀污泥与渗沥液一并回流至填埋场,避免了污泥的二次污染。
1.4单独处理
当垃圾填埋场远离城市污水处理厂时,为避免渗沥液长距离输送而带来的高额运转费用,可考虑在填埋场附近建设独立的渗沥液处理系统。选用此方法应注意与投资及运行费用有关的三个问题。其一,与城市污水处理厂规模相比,渗沥液的产量较小,因此单独设置小规模的处理系统在单方水投资及运转费用方面缺乏经济上的优势。其二,渗沥液中的营养比例(C:N:P)失调,主要表现在氮含量过高,而磷含量不足,在处理过程中需要花费削减氮及补充磷的费用。此外,对于渗沥液中的多种重金属离子和较高浓度的NH3-N,需要采用化学等方法进行必须的预处理乃至后处理,故其运转费用较高。
2渗沥液处理技术
2.1渗沥液处理系统的单元构成
垃圾渗沥液中污染物浓度很高,并且含有较高浓度的有毒有害物质。垃圾渗沥液水质随垃圾成分、当地气候、水文、填埋时间及填埋工艺等因素的影响而有显著的变化,其中填埋场场龄是主要影响因素。渗沥液量的变化则主要取决于降水这一因素。鉴于渗沥液水质、水量变化的复杂性,渗沥液处理系统应为多种处理方法组合的具有抗冲击负荷能力强的工艺系统。就填埋场场龄为渗沥液水质主要影响因素而言,应选择相应的处理方法。填埋初期,垃圾渗沥液中含有高浓度的易于生物降解的挥发性有机酸,BOD/COD比值约0.6以上,宜采用生物处理工艺;随着场龄的增加,填埋层日趋稳定,渗沥液中的有机物浓度降低,难于生物降解的物质增加,生物可降解性降低,BOD/COD比值约0.3以下,渗沥液处理宜采用物化方法。
根据不同的渗沥液水质及对处理程度的要求,垃圾渗沥液处理系统一般为如下工艺单元的不同组合:
主处理前需预处理时,一般采用混凝沉淀等物理化学方法,主处理采用厌氧、好氧等生物处理方法,后处理可采用混凝沉淀、过滤、吸附等物理化学方法。
2.2国内外垃圾渗沥液处理技术
多年来国内外专家对垃圾渗沥液处理技术进行了深入研究,研究重点仍以去除有机物及氮为主,根据最新国外文献报道,处理工艺则多采用膜过滤及SBR技术。
垃圾渗沥液中含有一些好氧微生物难于降解的物质,厌氧处理及用强氧化剂氧化是提高这些物质可好氧降解特性的有效途径,而厌氧处理是更为经济的方法。浙江省某城市垃圾填埋场渗沥液处理工程采用厌氧→两段好氧处理工艺[4]。为提高厌氧处理效果,该工程在厌氧池中投放悬浮填料,池底设搅拌器,厌氧池的设计负荷为1.5kgCODcr/m3.d,填料投加量为池容的25%,处理效果较好。
为有效去除有机物和悬浮固体,广州大田山垃圾填埋场采用厌氧→生物接触氧化→混凝沉淀→氧化塘工艺处理渗沥液。当进水BOD5=5000mg/l,COD=8000mg/l,SS=700mg/l,PH=7.4时,出水满足原工业废水排放标准GB74-73,即BOD5≤60mg/l,COD≤100mg/l,SS≤500mg/l,PH=6~9,取得了成效。
哈尔滨建筑大学采用A(缺氧活性污泥法)→B(淹没式生物膜法:A缺氧段/O好氧段)复合系统处理垃圾渗沥液[5]。结果表明,对于COD=1693.9mg/l,NH3-N=170.0mg/l和TN=190.0mg/l的填埋场渗沥液,经该复合系统处理后,出水COD、NH3-N和TN分别降至97.9mg/l、8.3mg/l和49.5mg/l,相应的去除率分别为94.2%、95.1%和73.9%,达到了良好的去除有机物和脱氮的效果。
日本A.IMAI等专家应用生物活性炭流化床工艺处理"老龄"填埋场渗沥液[6],充分利用其生物降解和吸附功能。当HRT自24h提高到96h时,溶解性有机碳(DOC)的去除率为42%至58%。去除机理主要由两方面组成,一是生物对渗沥液低分子量物质的降解,因为大分子量物质难于降解;二是活性炭优先吸附低分子量的有机物。该工艺去除DOC的同时,还可去除部分腐殖质。当HRT为24h时,腐殖质的去除率达70%。
以H.TIMUR为主的专家组研究采用厌氧SBR(ASBR)工艺处理垃圾渗沥液[7]。研究表明,ASBR处理渗沥液是可行的。当COD容积负荷和污泥负荷分别为0.4~9.4gCOD/l.d和0.17~1.85gCOD/gVSS.d时,COD去除率为64~85%;去除的COD中约83%转化为甲烷,其余转化为微生物,甲烷转换率按COD投配浓度计为0.2LCH4/gCOD,按去除量计为0.29LCH4/gCOD;污泥产率系数为0.1gVSS/gCOD去除,污泥自身氧化率为0.01/d。
国外一些专家致力于膜工艺技术处理渗沥液的研究,并取得了成功。美国MASSOUDPIRBAZARI等专家采用混合膜过滤技术处理垃圾渗沥液[8],TOC去除率达到95%以上。1998年瑞典U.WELANDER等专家采用悬浮载体生物膜工艺(SCBP)[9],取得了理想的实验室规模的渗沥液生物脱氮效果。实验装置是容积为5M3的塑料池,内装填料(Natrix6/6C),其容积占池容积的60%,渗沥液温度范围为10~26℃时,硝化效果良好,硝化容积负荷率为24gN/m3.h,反硝化容积负荷率为55gN/m3.h。当工艺运行稳定后,无机氮几乎全部去除,总氮去除率达到90%。
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