3.3收集后单独处理
单独处理主要包括物化处理、生化处理以及物化与生化相结合的处理方法。目前单独处理系统的工艺一般为;预处理+厌氧+好氧+深度处理。单独处理系统存在以下问题;(1)系统适应水质变化,特别是适应填埋场整个填埋期的能力差。
(2)流程过长,管理复杂,运行费用高,且出水COD一般在500~1200mg/L,不易达标。(3)与合并处理方案相比,单独设置小规模处理系统在运转费用上缺乏优越性。
4垃圾渗滤液主要处理方法
4.1物理化学法
物化处理的目的主要是去除渗滤液中的有毒有害重金属离子及氨氮,为渗滤液的达标排放和生物处理系统有效运行创造良好的条件。
4.2活性炭吸附法
在渗滤液的处理中,该方法主要用于去除水中难降解的有机物(酚、苯、胺类化合物等)、金属离子(汞、铅、铬)和色度,一般情况下,对COD和NH3-N的去除率为50%~70%[3]。活性炭吸附法处理可适应水量和有机负荷的变化,设备紧凑,管理方便。但活性炭的价格较为昂贵,而且再生较为困难[4]。
4.3吹脱法
氨吹脱作为渗滤液的预处理,能够有效地降低NH3-N浓度并调整C/N的值。吹脱分为曝气吹脱与吹脱塔吹脱。吴方同等人的试验结果表明对于氨氮浓度高达1500~2500mg/L的渗滤液,在温度为25℃,pH值为10.15~11.10,气液比为2900~3600时,氨吹脱效率达95%以上[5]。但氨吹脱工艺运行费用较高,且空气污染现象严重。
4.4化学沉淀法
化学沉淀中一种主要方法是混凝。常用的混凝剂有硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁等,对使用时间不长的填埋场产生的渗滤液COD和总碳的去除率一般为10%~25%,而对时间较长的填埋场产生的渗滤液COD和总碳的去除率可达50%~65%。
4.5化学氧化法
化学氧化法主要去除渗滤液中的色度和硫化物,对COD的去除率通常为20%~50%。氯、臭氧、过氧化氢、Fenton、高锰酸钾和次氯酸钙等是常用的氧化剂。在德国目前约有100座填埋场渗滤液处理厂,其中15座以化学氧化为深度处理工艺[6]。
但在国外化学氧化法处理垃圾渗滤液也基本处于试验阶段,其缺点是耗电量大,成本费用高。
4.6生物法
作为传统的污水生物处理方法,生物膜法和活性污泥法均可以应用于垃圾渗滤液的处理中。这两种方法的优势是有较为成熟的理论依据和较丰富的运行经验,但应用于渗滤液处理中的主要问题是很难适应渗滤液的冲击负荷,而且渗滤液所含成分的复杂程度对能否保持系统的稳定运行有很大的影响。目前渗滤液生物处理采用较多的工艺流程为厌氧+好氧工艺。
(1)好氧处理
从脱氮考虑,好氧一般采用活性污泥法、氧化塘、SBR等工艺。近几年,SBR因其工艺优势,被国内外众多渗滤液处理研究者采用[7-10]。研究表明:经过SBR工艺处理的渗滤液出水NH3-N可以降到较低水平,但出水COD很难达标,这是由于渗滤液中难降解物质含量高造成的[11]。与活性污泥法相比,曝气稳定塘体积大,有机负荷低,降解进度较慢,但由于其工程简单,在土地不贵的地区,是最经济的垃圾渗滤液好氧生物处理方法。在美国、加拿大、英国、澳大利亚和德国等国家进行的小试、中试及生产规模的研究都表明,采用曝气稳定塘能获得较好的垃圾渗滤液处理效果。
(2)厌氧处理
目前厌氧生物处理采用厌氧生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床反应器及分段厌氧消化等。上向流式厌氧污泥床(UASB)是一种较新型的厌氧处理反应器,高浓度(60~80g/L)颗粒污泥床使其具有比其他厌氧处理设备更强的处理能力。英国的水研究中心报道用UASB处理COD>10000mg/L的渗滤液,当负荷为3.6~19.7kgCOD/(m3•d),平均泥龄为1.0~4.3d,温度为30℃时,COD和BOD5的去除率各为82%和85%,它们的负荷比厌氧滤池要大得多。厌氧滤池适于处理溶解性有机物,加拿大某垃圾填埋场渗滤液平均COD为12850mg/L,BOD5/COD为0.7,pH为5.6。将此渗滤液先经石灰水调节至pH=7.8,沉淀1h后进厌氧滤池(此工序还起到去除Zn等重金属的作用),当负荷为4kgCOD/(m3•d)时,COD去除率可达92%以上;当负荷再增加时,其去除率急剧下降。赵健良等人[11]采用厌氧折流板反应器(ABR)处理城市污水与垃圾渗滤液的混合废水,结果表明,ABR可有效改善混合废水的可生化性。进水BOD5/COD为0.2~0.3时,出水BOD5/COD可提高至0.4~0.6,处理效果比单独采用好氧工艺时有明显改善。
5深度处理技术
对于可生化性低、毒性高的垃圾渗滤液来说,生物法处理效果不佳,深度处理则是一项迫切需要的技术。
5.1光催化技术
在紫外光照射下,一些半导体材料的阶带电子会被激发到导带,从而产生具有很强反应活性的电子—空穴对,空穴具有很强的得电子能力,当它迁移到半导体表面后,在氧化剂或还原剂的作用下参与氧化还原反应,起到降解污染物的作用。有研究者用悬浮态半导体催化剂处理城市垃圾渗滤液[12],发现用ZnO/TiO2复合催化剂比单纯的ZnO或TiO2效果好。