垃圾渗滤液解决方案(6篇)
垃圾渗滤液解决方案篇1
关键词:生活垃圾卫生填埋场;计算方法;雨污分流
中图分类号:R124.3文献标识码:A
引言
重庆长生桥垃圾卫生填埋场位于重庆市南岸区茶园新区,距市中心20km,该地区属于热带季风气候。海拔高度平均280m左右,年平均气温18.3℃,四季变化分明;年平均降雨量1080mm,雨量比较充沛。填埋场库区按原有的自然地形修建而成,库区西高东低,呈不规则多边形,填埋库区总接雨面积34.7万m2,场底面积12.8万m2,边坡投影面积21.9万m2。伴随10年多不断调整的填埋作业计划,该填埋场依据以上各种影响因素,对雨污分流工程进行了技术与方案的探索与提炼,取得了良好的雨污分流效果。
1.雨污分流率计算方法
1.1原库存变化量计算雨污分流率
根据雨污分流率的定义,制订出利用污水库存变化量来计算雨污分流率的方法:
雨污分流率=(降雨量×库区投影面积-渗滤液库存变化量-污水外运量-蒸发量+生活垃圾量×产污系数+沼渣量×沼渣产污系数)/降雨量×库区投影面积。
优点:该方案计算很长一段时间的雨污分流得出的结果较为准确。
缺点:由于填埋场渗滤液收集池为不规则形状,在计算库存量时无法做到完全准确,如利用该公式进行短期内的雨污分流率计算,误差较大。同时生活垃圾产污系数的计算与生活垃圾入场量有关,在入场垃圾量变化较大的时候,雨污分流计算数据误差较大。
1.2现利用覆盖面积计算雨污分流率
由于我场填埋作业的特殊情况,填埋作业基本集中在一个区域进行,而现目前垃圾面积也相对集中,能够较为准确的计算垃圾面积。通过对作业区垃圾面积的计算,能够计算出整个填埋场未进行雨水收集的区域,剩下为已覆盖区域。
长生桥场结合浙江大学关于《填埋垃圾初始含水率对渗滤液产量的影响及修正渗滤液产量计算公式》论文中渗滤液产量影响因素修正原雨污分流计算方法。现与集团科技部就论文中提及的渗滤液产量及雨污分流率进行了讨论,得出了新的雨污分流计算方法。
新计算方法公式为:L=[S-(CL1A1+CL2A2+CL3A3+CL4A4)]/S。
其中:L为雨污分流率;S为填埋库区总接雨面积;CL1为填埋作业区面积,A1填埋作业区域渗透系数为0.65;CL2为覆盖土区域面积,A2粘土覆盖区域渗透系数为0.2;CL3HDPE膜覆盖区域,A3膜覆盖区域渗透系数为0.1;CL4渗滤液区域面积,A3渗滤液区域系数为1。
2.长生桥场雨污分流现状分析
2012年雨污分流作业方案及数据结果
2012年1-12月,共调整5次作业区域,现分为五个阶段,第一阶段为今年1月份,作业区域为A区与A、B连接区;第二阶段为今年2月份,作业区域同第一阶段,但覆盖了A区的部分区域;第三阶段为今年3-5月份,作业区域为一马道作业区;第四阶段为6-8月,作业区域为C区;第五阶段为9-12月,作业区域为C区底部。
第一阶段图示及数据:A、B区,面积约为149606m²,场内作业区域面积约为49842m²,C区渗滤液收集池33258m²,A区斜面与C区利用HDPE膜进行覆盖,面积约为114294m²
带入数据得:L=[347000-(1×33258+0.65×49842+0.2×149606+0.1×114294)]/347000=69.2%
第二阶段图示及数据:A、B区,面积约为149606m²,场内作业区域面积约为40066m²,C区渗滤液收集池33258m²,A区斜面与C区利用HDPE膜进行覆盖,面积约为124070m²
带入数据得:L=[347000-(1×33258+0.65×40066+0.2×149606+0.1×124070)]/347000=70.7%
第三阶段图示及数据:A、B区,面积约为166470m²,场内作业区域面积约为11000m²,C区渗滤液收集池33258m²,A区斜面与C区利用HDPE膜进行覆盖,面积约为136272m²
带入数据得:L=[347000-(1×33258+0.65×11000+0.2×166470+0.1×136272)]/347000=74.8%。
第四阶段图示及数据:A、B区,覆盖面积约为192850m²,作业区域面积约为12027m²,C区渗滤液收集池33258m²,A区斜面与C区利用HDPE膜进行覆盖,面积约为108865m²
带入数据得:L=[347000-(1×33258+0.65×12027+0.2×192850+0.1×108865)]/347000=73.9%
第五阶段图示及数据:A、B区,覆盖面积约为166470m²,作业区域面积约为5268m²,C区渗滤液收集池33258m²,A区斜面与C区利用HDPE膜进行覆盖,面积约为142004m²。
L=[347000-(1×33258+0.65×5268+0.2×166470+0.1×142004)]/347000=75.7%
将五个阶段的雨污分流率按月进行加权平均,得到今年1-12月的雨污分流率为73.9%。
和中间封场之间。因此,建议此两区域渗透系数取值为0.3;
3.对此计算方法的总结分析与改进意见
3.1优点:此计算方法分析具有可靠、可控、可准确测量和更科学等优点。
3.2分析:①此方法是计算雨污分流率直接、简单、准确的方法。
②式中的各种面积“A”,虽然随着填埋进程而变化,
③式中的各种渗透系数“C”,均可在许多论文及报道中见到。
3.3建议数据:由于A、B两区既不属于终场封场,又不完全属于中间封场(其覆盖土厚度达6米左右),而是介于终场封场。
4.结束语
对重庆垃圾填埋场,应充分重视雨污分流系统的意义。在保证填埋场正常运行条件的前提下,应充分利用填埋场原有地形和地质结构,合理建造各种坝体、沟渠、管道、泵站、覆盖层,使之共同协作构成一个完善的针对雨水和渗滤液的阻截、引导、排放系统,充分考虑填埋场分区、分期建设与作业时的雨污分流问题,最终达到减少渗滤液产量、降低填埋场的建设、运行成本的目的
参考文献:
垃圾渗滤液解决方案篇2
关键词:垃圾填埋场;生态修复;耐受性;植物重建
中图分类号:X705文献标识码:A文章编号:16749944(2013)08021204
1引言
垃圾填埋场是采用卫生填埋方式下的垃圾集中堆放场地,垃圾卫生填埋场因为建设和运行成本较低、管理要求适合中国国情、无害化程度较好等原因而在国内被广泛应用。但是城市卫生填埋场对环境有很大的潜在危害,例如大量土地被占用,管理不当导致破坏环境、土地和水质[1],导气不当引发爆炸事故影响居民生活,甚至造成人员伤亡。填埋场运行至设计库容后,应及时进行封场[2]。封场后进行生态修复和植被重建。生态恢复后垃圾填埋场所形成的植被层能美化周边环境,防止填埋气和恶臭扩散到大气中;防止雨水冲蚀土壤,利于收集导排地表径流[3],而且植被恢复所形成的小范围绿地生态系统,也能够有效净化空气区域环境、减少污染。良好的植被重建与恢复对保持公众对垃圾填埋处理方法的认同与支持具有重要意义,也利于树立大众和青少年的环保意识。在国外,为改善和美化填埋场及其周边环境,填埋场在封场及植被重建后,经过适当的技术和工程处理,可以作为农田、牧场、公园、林地甚至自然保护区等用地[4]。
2大通垃圾场封场概况
淮南市大通垃圾填埋场位于淮南市东部九大塌陷区内的北部,陈巷村西侧,九大路东50m处,总占地面积110000m2(约165亩)。根据《生活垃圾填埋场封场工程项目建设标准》(建标124-2010),本工程的封场规模为Ⅱ类。
本次淮南市大通老垃圾场封场工程的主要目标是彻底解决老垃圾场对周围的环境污染问题,减少老垃圾场渗滤液和填埋气体对周围环境的影响,同时把老垃圾场打造成为淮南市生态公园,作为市民休闲娱乐的公共场所。主要表现在以下几个方面。
2.1环境保护目标
通过渗滤液收集导排系统的建设,有效避免渗滤液的外排,削减进入项目区域内水系的污染物总量,从而保护水体水质及区域内生态环境;通过封场覆盖系统及场顶绿化,能够杜绝垃圾外露,增加项目区域内的绿地率;通过地表雨水径流导排系统的建设,有效导出垃圾场表层清洁雨水,并通过合理疏导,实现区域内水资源的充分利用。
2.2污染防治与减排目标
通过渗滤液处理系统的建设,使渗滤液处理至达到国家标准后再排放;通过填埋气体收集导排系统以及火炬燃烧系统的建设,使填埋气体燃烧后再进行排放。通过以上措施,生活垃圾、渗滤液以及填埋气体无害化处理率均达到100%。
2.3生态保护目标
通过生态恢复及景观改造工程,修复生态系统植被,丰富物种资源,建立一个生态系统稳定的生态绿洲,使得填埋场内水质改善,边坡稳定,动植物丰富。先期恢复完成后,可进行合理的开发和利用,作为具有教育意义的、个性鲜明的、崭新的主题性环保教育园,寓教于乐,普及环保知识,提升公众环保意识,改善周边地区社会经济发展的条件,提高社区群众生活水平,最大限度地保护区内生物多样性,使之免遭人为干扰和破坏,使得封场后的填埋场与城市总体规划适应,改善区域环境,提升城市政府用地整体景观形象。
3垃圾填埋场植物生态修复面临的主要
环境问题3.1气体污染
对填埋场填埋气回收利用价值及安全性评估十分必要。垃圾填埋场的填埋物会产生二氧化碳、甲烷、硫化氢等大量气体,并形成恶臭[5]。这些气体对环境和植物生长产生不同程度的影响:二氧化碳改变土壤酸性,影响植被生长;甲烷是一种易燃、易爆的气体,当含量达到5%~15%时就会引发爆炸[6],而且土壤中的甲烷会排挤氧气,导致植物根系缺氧,以致根系腐烂,影响植物生长。所以建立填埋场导排气系统能有效地减少土层中填埋气体的量,有利于植物的生长。
3.2土壤污染
在填埋场进行封场时,应考虑垃圾厌氧发酵后形成垃圾层塌落导致表面覆盖层开裂的情况,做好防护措施。生活垃圾的毒害性和难降解性使得其在填埋后很长一段时间都难以降解且极易产生有毒物质,这些物质长期残留在土壤,影响土壤肥力,改变土壤结构和性质,破坏了土壤的碳、氮有效循环,阻碍了植物根系的生长发育,并积累在植物体内。
3.3垃圾渗滤液
垃圾渗滤液是由于雨水及地表水等渗入填埋场,加上垃圾的化学降解和生物化学作用,产生的一种含有高浓度悬浮物和高浓度无机和有机成分的液体[7]。垃圾渗滤液含有大量的重金属、病毒、细菌等有毒物质且营养元素比例失调。覆盖和导流系统失效时,渗滤液随雨水溢出,严重影响植物的生长,给生态恢复带来很大困难,在进行植物修复前,渗滤液收集导排系统的建设非常必要。
3.4其他污染
垃圾填埋后开始发酵,会产生较高的地温,对填埋场的复垦及植被生长产生高温危害,阻碍植被重建。高温容易导致植物烧根,不利植物生长。另外,填埋场还能引起一系列的鼠害、虫害以及其他伤害,破坏被重建的效率和进程[8]。
2013年8月绿色科技第8期
吴东彪,等:淮南市大通老垃圾填埋场植物生态修复研究环境与安全
4垃圾填埋场植物生态修复机理
4.1生态修复技术的概念
生态修复技术是根据通过一定的生物、生态以及工程的技术,根据生态学原理,人为地切断和改变生态系统退化的主导因子,使生态系统的结构、功能和潜力尽快恢复到正常乃至更高的水平[9~11]。
植物修复技术作为生态恢复技术的重要手段,是一种环境友好的污染治理技术,是从生态学原理角度来解决污染问题,对实现人与自然和谐发展具有重要的实践意义[12]。用植被进行修复,是从与自然接触界面角度,构建环境友好型垃圾填埋场,使得封场表层成为绿色的会呼吸的生态皮,可以与自然友好呼吸传递信息,有效地避免鼠蝇有害生物富集。
4.2垃圾填埋场生态修复过程中应注重的生态学原理
4.2.1整体性原理
整体性原理指的是,系统是由若干要素组成的具有一定新功能的有机整体,各个作为系统子单元的要素一旦组成系统整体,就具有独立要素所不具有的性质和功能。城市老垃圾填埋场封场生态恢复研究作为一个整体的生态系统,应该从整体观出发,统筹兼顾,协调当前与长远、局部与整体、开发利用和污染治理之间的和谐关系。
4.2.2生态位原理
在城市老垃圾填埋场封场生态恢复过程中,应组建乔、灌、草多个种群组成的生物群落,在生态恢复中要避免引进相同的生态位物种,尽可能使生态位相同的物种错开,合理安排生态系统中物种及其位置,避免种群间的直接竞争,保证群落稳定[13]。
4.2.3食物链原理
食物链是物质循环和能量流动的重要途径。随着城市老垃圾填埋场封场生态系统的不断恢复,物质循环和能量流动会更加畅通。为防止覆土层招鼠类等有害动物的破坏,可以选择种植适宜植物,起到抑制效果,如牛蒡子、接骨木、十大功劳等。环境的改善可为蛇类等爬行动物提供生存地,也可为鸟类等飞行动物提供栖息场所。
4.2.4物种相互作用原理
在城市老垃圾填埋场封场生态恢复的物种配置上要遵循个体竞争理论,使生态系统各物种达到互惠共生,系统内部有机体大大减少物质和能量损耗,减小风险,获得最大的整体功能效益。
4.2.5物种多样性原理
复杂的生态系统是最稳定的,其主要特征就是食物网纵横交织,生物组成种类繁多而均衡。生物多样性丰富,其抗外界干扰能力也越强,在城市老垃圾填埋场封场恢复和重建中,必须考虑物种多样性的因素,所采用的生物配置必须在立地条件的基础上,利用本地物种与外地种相结合,木本与草本植物相结合的方法,在不同地点给予不同配置。
4.2.6生物演替假说
根据植被演替理论,植被的正向演替是通过生态系统反馈能力、抵抗力和恢复力实现。填埋场生态恢复,最有效的群落演替是顺应生态系统演替发展规律进行的,经过一系列的阶段,从先锋群落达到中生性顶极群落[14]。
4.2.7最小风险与最大效益原理
认真研究填埋区生境状况,综合分析论证,将城市老垃圾填埋场封场生态恢复工程风险降到最小。同时,应该要考虑生态恢复的经济效益和收益周期,以求保持最小风险并获最大效益,实现生态效益、经济效益和社会效益的统一。
4.2.8环境容量总体可控原理
在区域环境容量总体指标要求下,最大程度降低因垃圾填埋场未封场而造成的环境污染,控制污染物的不利影响,以防危害区域大气、地表水(地下水)、土壤和生态系统的质量和平衡。
5垃圾填埋场植物修复的实施
从成功的案例中总结出植被恢复的主要方法为直接植被法和覆土植被法,所要解决的问题主要是物理条件、土壤的毒性、营养条件、合适物种。在自然和人工条件的介入下,填埋场封场后,会发生一种类似于次生生态演替的过程,其过程通常是:适应性物种进入—土壤肥力缓慢累积—结构缓慢改善—毒性缓慢下降—新物种进驻—新的环境条件改变—群落驻扎—填埋场生态环境改善—其他用途[13]。
5.1最终覆土层厚度的确定
填埋场因不同的开发目的而要求相对的植被类型,而不同的植被类型要求基质厚度也不一样。目前在垃圾填埋场封场设计规范中,只是提出基本封场的表层土的厚度。进行植物修复前,先确定最终覆土层厚度,然后进行植物的选种和栽种。Ettala[15]指出,根据所种植的不同植被类型决定覆土层的厚度将填埋场的建设费用大大降低。Gilman等[16]认为,草本植物需要基质厚度为60cm左右,而树木则需要90cm以上。
本次淮南市大通老垃圾填埋场最终覆土层平均土层厚60cm,部分区域达90cm,下部是土工合成材料作为隔水层。
5.2土壤营养状况测定及立地条件改造
选种植物前先测定覆土层土壤营养状况。测定指标主要包括营养物水平、电导率、土壤容重和有机物含量等。根据测定决定要添加的肥料、石灰及有机物的量。最终覆土层土壤的理化性质是妨碍填埋场植被恢复的重要因素之一。
由于该填埋场是简易填埋并经过多次扩容,填埋场堆积形体很不规则,所以需要对场地进行平整,平整需根据地形地势特点,要求便于导气管铺设,有利于排水和水土保持,保证堆体稳定,平整后形体简单,便于覆盖层的铺设并考虑一定的景观要求。同时,堆体改造要考虑土地再利用的可能性。
大通垃圾填埋场封场后成山体状,通过改造和平整,挖沟修筑成台田地形,增大了散热表面积,边坡坡度1∶3,从现状地表往上每隔一阶设置宽为2m的马道,山顶坡度不低于5%,改造后适于进行植被重建。
5.3耐性树种的筛选
植物在垃圾填埋场上生长面临着复杂的环境压力,因此,树种的选择尤为关键。浅根系草本植物能够在填埋气体较多的地方生长,因为最终覆土层下的表层中填埋气体的浓度相对较低[17]。填埋场最终覆土层通常处于干旱的状态[18],选择对填埋气具有耐性且能抗旱的植物就显得非常重要,而不是仅选用浅根系的物种,因为这些植物对干旱环境往往非常敏感[19]。因此,应考虑用不同类型植物(如乔—灌—草)的组合以达到最佳的复垦效果[20]。此外,选择耐性树种时还应考虑复垦后的填埋场用途、所填埋的固体废弃物的种类等方面特性等。
5.4植被重建
植被重建在选种时应根据垃圾填埋场具体情况进行分析,区划不同区块,根据立地条件,选种适应性强的耐受植物进行试种。
本次针对淮南市大通老垃圾填埋场植被重建,在选择植物时遵循以下几个原则:选择生长快、适应性强、抗逆性好、成活率高的植物;选择具有改良土壤能力的固氮植物;尽量选择当地优良的乡土树种和先锋树种;选择树种时要考虑其经济价值和树种的多功能效益,最主要的是要抗旱、耐湿、耐贫瘠、抗污染、抗病虫害等。
植被重建模式的核心是“分阶段种植”。在现有植物基础上,优先选择乡土树种,根据植物各自的生长习性与条件,进行分期建设,以遵循“前期改良、中期成长、后期稳定”的建设思路,促进垃圾填埋场恢复区的覆绿与美化。
5.4.1恢复初期
主要采用草本植物,因为草本植物抗性较强、适应性较强,根系发达,对土壤有一定的改良作用,能为乔灌木以及其他植物的生长创造条件,并且能够改变填埋场封场后整体的景观[21]。首先选用豆科植物进行大面积绿化种植,豆科植物本身能改良土壤,并创造良好的土壤条件(天子岭);然后,引入次生演替较快的且适应能力很强的先锋树种,改善单一的草本植物景观,并且能够加速改良土壤,通过吸收和蒸腾作用截流雨水,改善区域小环境,为其他植物生长创造良好条件。
植物群落构建模式为:刺槐+枸树+紫穗槐+红叶石楠+四季青+牛蒡子+鸡眼草+羊茅。
5.4.2恢复中期
根据地区立地条件状况,选择树型小、浅根系、耐涝、不易发生病虫危害,对老鼠、蚊蝇等有抑制性的的植物,并且按照各个功能区划和绿化带设计,进行批量化园林绿化种植,达到绿化美化环境的作用。
植物群落模式为:湿地松+柳杉+臭椿+接骨木+夹竹桃+毛竹+紫叶小檗+酢浆草。
5.4.3恢复后期
依据园林绿化和谐对称的美学原理,建设层次丰富、高低错落、疏密有间的人工植物群落,形成四季常绿、三季有花、色彩丰富的绿地景观。经过艺术加工构图,使得多姿多彩的植物创造出幽邃旷阔的各色意境,形成别具风格的园林景色。
植物群落模式:海棠+珊瑚朴+女贞+十大功劳+黄连木+鸢尾+苜蓿+羊茅。
6城市老垃圾填埋场封场生态恢复效益
分析6.1生态效益
项目实施后,垃圾填埋区不良的环境将得到根本改变,生态系统将得以重构,并成为城市的“绿肺”,变成淮南最优美宜人的城市环保主题公园。
现状区域城市绿化覆盖率30%,通过本项目实施,将提高到32%;区域城市人均公共绿地面积现状为18.7m2,通过本项目实施,将提高到20m2。通过大范围的植绿增绿,可节约能源,吸收大气中二氧化碳,改善大气和水源质量,减少洪水径流,减弱噪声,遏制土地沙化,减少浮尘天气,改善空气质量。植物以其庞大的树冠和多毛的枝叶可以减缓风速,使空气中的粉尘滞留在枝叶上,下雨时随雨水流到地面,起到防风、固沙、防尘作用,使空气变得清新。据初步测定,每亩树林地一年可滞留粉尘6t左右,恢复区植被森林可以年滞尘990t。由于植物具有蒸腾吸热和减少太阳辐射的作用,一般可以使治理后的塌陷区室外温度比市中心区降低1℃~4℃,空气中的相对湿度会增加5%~12%,降低热辐射强度,降低老城区“热岛效应”,成为淮南市“绿色天然空调”。
6.2经济效益
通过对填埋场环境综合治理与生态修复,可以盘活城市“瘫痪”土地,重新焕发生机,让花卉、林木种苗业也得到大发展,淮南有条件跨入安徽省重要花卉城市。城市森林建设的林副产品可带来直接经济效益,并且可为旅游资源的开发带来可观的经济收益,城市森林建设可促进地方经济和社区发展,增强城市和周边地区经济活力。
6.3社会效益
环境与经济是统一的,良好的环境可以促进经济的发展。项目区域综合治理后,生态环境得到了极大的改善,居民生活环境更加美好,身体健康状况得到改善,为淮南市人民的生活创造更好的条件。通过植物生态修复,减少因环境对农业造成的损失,减少发病率,从而降低医疗保健费用,同时创造良好的投资环境,带动旅游业等第三产业的发展,为淮南市GDP的增长作出贡献,推动了淮南市社会精神文明进步和满足人们全面发展的要求。建成的生态公园及绿地,可以提高城市形象,改善城市投资环境,吸引外来投资,城市将步入良性可持续发展阶段。
7结论
(1)垃圾填埋场的植被重建影响因素主要包括填埋气体、最终覆土层厚度、覆土层土壤特性、渗滤液和植物种类等几个方面。从植物生长角度看:需要注重适宜各种植物生长的土壤基底条件,诸如厚度、土壤养分含量的关系等;从封场角度看,需要最少的覆土厚度和快速沥水条件。
(2)一般填满场的生态恢复是在填埋场最终封场后进行的,如果能够在封场工程设计和施工时兼顾生态修复及植被重建工作,结合垃圾填埋场的实际情况,选择合适的修复方法和植被类别,将有利于加快填埋场的生态恢复和植被重建过程,达到生态修复的预期效果,同时也大大降低后续维护成本。
(3)植物修复对土壤的肥力和水体的水质、气候、湿度、盐度、酸碱度等条件有一定的要求和条件。植物修复过程,致使环境的pH值、Eh、溶解氧、微生物等组成一个有异于非根际的特殊环境,这种环境具有较高水平的微生物活性、多样性与生物量,有效改善区域环境质量。
(4)植物的生态修复过程中关键是植被的选择,首先应采用当地生长快、适应性强、抗逆性强的乡土植物。如本文所选植物牛蒡子、接骨木、十大功劳等都具有抑制鼠患的作用;柳杉、臭椿能吸收二氧化硫;刺槐、女贞能吸收氟化氢;夹竹桃能吸收氯气等。其次,尽量使用乡土植物。乡土植物更能适应当地环境,风险小,而且种植和维护成本低,本项目在植物选种时控制本土植物比例在80%以上,适当选取外来种,构建复合立体的乔—灌—草群落结构。在生态修复和植物构建时,关键要筛选出超富集植物,因为超富集植物根系能够分泌营养物质来活化微生物以降解污染物,并能吸收转化污染产物。在选择外来植物的时候,要严格注意防范外来植物入侵,以免引起当地生态环境破坏。
(5)植物修复技术是一种实用而较为廉价的绿色治理技术,可用于大面积的污染治理,具有较高的环境美学价值,既可消除环境中的污染物,又能美化生活环境,清洁并储存可利用的太阳能,易于社会所接受,具有明显的生态效益、经济效益和社会效益。参考文献:
[1]张记市,孙可伟.城市生活垃圾处理前沿动态[J].中国资源综合利用,2004(9):18~22.
[2]中华人民共和国建设部.CJJ-2004,生活垃圾卫生填埋技术规范[S].北京:中华人民共和国建设部,2004.
[3]张益,陶华.垃圾处理技术及工程实例[M].北京:化学工业出版社,2002.
[4]ANON.Howtouseyourcompletedlandfill[J].TheAmericanCity,1965,80:91~94.
[5]蒋满元,唐玉斌.垃圾填埋的生态环境问题及治理途径[J].城市问题,2006(7):67~80.
[6]吴鸿钧.城市垃圾处理技术及应用前景[J].环境保护,2000(12):14~16.
[7]刘东,喻晓,罗毅,等.城市生活垃圾填埋场渗滤液特性分析[J].环境科学与技术,2006,29(6):55~57.
[8]林学端,廖文波.垃圾填埋场植被恢复及其环境影响因子的研究[J].应用与环境生物学报,2002,8(6):571~577.
[9]FujiT,HopeBK,FoxwellJ.Derivationofpopulation-levelecologicalremedialactionobjectives:TualatinRivercasestudy.HumEcolRiskAssess,2000,6:1075~1086.
[10]LiaoC-Y,PuY-P.ThesignificanceandstrategyofecologicalremediationengineeringinYangtzeRiverdrainagearea[J].YangtzeRiver,2003,34:37~39.
[11]RobinsonGR,Hande1SN.Directingspatialpatternsofrecruitmentduringanexperimentalurbanwoodlandreclamation[J].EcolAppl,2000,10:174~188.
[12]张兵生.绿色经济学探索[M].北京:中国环境科学出版社,2005.
[13]程晓东.城市废弃垃圾场生态恢复技术研究[D].保定:华北电力大学,2009.
[14]谭绿贵.矿山生态环境破坏与生态修复[J].皖西学院学报,2004,20(2):45~46.
[15]EttalaMO.Short-rotationtreeplantationsatsanitarylandfills[J].WasteManagement&Research,1988,6:291~302.
[16]GilmanEF,FlowerFB,LeoneIA.StandardizedproceduresforplantingvegetationoncompletedsanitarylandfillsU.S.ResearchandDevelopment,1983.
[17]郭小平,赵廷宁,石健,等.垃圾填埋场植被恢复技术进展[J].中国水土保持科学,2006,12(4)95~99.
[18]ChanySG,Wongmh,WhittonBA.Environ,Manage[J].1991,15:411.
[19]LanCY,WongMH.Environmentalfactorsaffectinggrowthofgrasses,herbsandwoodyplantsonasanitarylandfill[J].JEnvironSci,1994,6(4):504~513.
[20]Wiemerk.Technicalandoperationalpossibilitiestominimizeleachatequantity[C]//ISWA.ProceedingsofISWAInternationalSymposiumonProcess,TechnologyandEnvironmentalImpactofSanitaryLandfill(Ⅳ).Cagliari:Sardinia,1987:19~23.
[21]李胜,张万荣,茹雷鸣,等.天子岭垃圾填埋场生态恢复中的植被重建研究[J].西北林学院学报,2009,24(3):17~19.
垃圾渗滤液解决方案篇3
关键词:城市垃圾,渗滤液,废水处理
近十几年来国外学者就垃圾渗滤液的处理进行了大量的探索和研究,取得了一些成功经验,有的已用于工程实践。我国在垃圾渗滤液的处理研究方面起步较晚、起点较低,有不少失败的教训,但也获得了一些宝贵的经验。由于渗滤液水质水量的复杂多变住,目前尚无十分完善的处理工艺,大多根据不同填埋场的具体情况及其它经济技术要求采取有针对性的处理工艺。纵观国内外垃圾渗滤液处理的现状,目前渗滤液的处理方案主要有场外综合处理和场内单独处理两大类。主要处理工艺有生物处理法、物化法、土地法以及上述方法的综合[1]。
l生物法处理渗滤液
生物法是渗滤液处理中最常用的一种方法,由于其运行费用相对较低、处理效率高,不会出现化学污泥等造成二次污染,因而被世界各国广泛采用。具体的工艺形式有传统活性污泥法、稳定塘、生物转盘、厌氧固定膜生物反应器等。
1.1活性污泥法
美国和德国几个垃圾填埋场采用活性污泥法处理渗滤液,其实际运行结果表明,通过提高污泥浓度来降低污泥的有机负荷,可以获得令人满意的处理效果。如美国宾州的FallTownship污水处理厂,其垃圾渗滤液进水的ρ(CODcr)为6000~21000mg/L,ρ(BOD5)为3000~13000mg/L,ρ(氨氮)为200~2000mg/L,曝气池的p(污泥)为6000~12000mg/L,是一般污泥的质量浓度的3~6倍。在体积有机负荷为1.87kg[BOD5]/(m3·d),F/M为0.15-0.31kg[BOD5]/kg[MLSS·d)时,BOD5的去除率为97%;在体积有机负荷为0.3kg[BOD5]/(m3·d),F/M为0.03-0·05ks[BOD5]/(kg[MLSS]·d)时,BOD5的去除率为92%。该厂的数据说明,只要适当提高活性污泥的质量浓度,使F/M为0.03-0.31<kg[BOD5]/(kg[MLSS]·d)之间采用活性污泥法能够有效地处理垃圾渗滤液[2]。
1.2稳定塘
国外早在80年代就有成功运用稳定塘技术处理渗滤液的生产性处理厂(HowardRobison,1992),英国在1983年建成的BrynPostey填埋场渗滤液处理厂,运用曝气氧化塘技术处理渗滤液。该氧化塘有效库容1000m3,由高密度聚乙烯材料(HDPE膜)作防渗衬底,采用两台高效表面曝气机进行曝气,渗滤液最小水力停留时间10d,渗滤液处理量D-150m3/d。此系统自1983年开始运行,渗滤液ρ(CODcr)ρ(BOD5)最大分别达24000mg/L和10000mg/L,F/M为0.05~0.3kg[BOD5]/kg[MLSS]·d)时,CODcr去除率达97%[3]。
上海市废弃物老港处置场,在三期工程改扩建时建成了以稳定塘和芦苇湿地地表漫流处理系统相结合的渗滤液处理系统,设计规模为2000m3/d,实际运行流量1500m3/d,其在冬季两个月的典型数据见表1上海老港填埋场渗滤液水处理的运行效果:
表1老港填埋场渗滤液水处理的运行效果mg·L-1检测日期氧化塘出口芦苇湿地出口ρ(CODcr)ρ(NH3-N)ρ(CODcr)ρ(NH3-N)2000.10.241177160589292000.11.0212641451095352000.11.131297133745482000.11.2119121891326692000.12.0564091905150平均141314493266
1.3生物转盘
生物转盘是所谓固定生长系统生物膜法中的一种,运用于常规的污水处理中可有效地解决活性污泥法的污泥膨胀问题,并且由于膜上生物量大,生物相丰富,既有表层的好氧微生物,又有内层的厌氧微生物,因而具有抗水量、水质冲击负荷的优点,同时生物膜上还能生长世代时间较长的硝化菌等。
Pitea渗滤液处理厂即采用生物转盘处理垃圾渗滤液,设计规模500m3/d,设计转盘表面积3000m2,平均设计负荷4.8g[NH3-N/(m2·d)。该厂利用填埋场气体加热使进人生物转盘的渗滤液温度保持在20℃左右,取得了良好的处理效果。
上面介绍的Pitea填埋场生物转盘是好氧生物反应器,英国Britannia填埋场则是运用厌氧固定膜生物反应器处理垃圾渗滤液,也取得了良好的处理效果[4]。
1.4厌氧氧化处理
厌氧生物处理B前采用厌氧生物滤池,厌氧接触法,上流式厌氧污泥床反应器及分段厌氧消化等,实践证明厌氧处理时高质量浓度ρ(BOD5)>2000mg/L)有机废水的处理是有效的,但单独采用厌氧生物处理渗滤液的情况很少见。北京市政设计院1988年进行了这方面的研究,得出的结论是建议采用厌氧一好氧法处理工艺[5]。
1.5各种生物法比较
生物法中,好氧工艺的活性污泥法和生物转盘的处理效果最好,停留时间较短(6~24h)、运行经验丰富,但工程投资大。运行管理费用高;相对来说稳定塘工艺比较简单,投资省,管理方便,但停留时间长(10~30d)、占地面积大且净化能力随季节变化较大。厌氧处理工艺近年来发展很快,特别适合于高浓度的有机废水,它的缺点是停留时间长,污染物的去除率相对较低,对温度的变化比较敏感,但通过研究表明厌氧系统产生的气体可以满足系统的能量需要,若将这部分能量加以合理利用,将能够保证厌氧工艺有稳定的处理效果,还能降低处理费用。因而对于高浓度有机物的垃圾渗滤液,采用厌氧和好氧I艺的组合处理,无论是对于提高处理效率,还是就降低运行费用都是有意义的。
2物化法
物化法过去只用在处理填埋时间较长的单元中排出的渗滤液,而今随着渗滤液控制排放标准的日益严格,物化法也用来处理新鲜的渗滤液,且是渗滤液后处理工艺中最常用的方法之一。物化法包括絮凝沉淀、活性炭吸附、膜分离和化学氧化法等。由于物化法处理成本较高,不适于大量的渗滤液的处理。
2.1絮凝沉淀
实验证明;生物处理后的渗滤液进行絮凝沉淀时(利用铁盐或铝盐作絮凝剂),即使在ρ(BOD5)很低(<25mg/L)的情况下,CODcr的去除率仍可以达到50%,反应过程中最佳的pH值对于铁盐和铝盐分别为4.5~4.8和5.0~5.5,最小的加药量在250-500g/m3之间[6]。
絮凝沉淀工艺的不足之处是会产生大量的化学污泥;出水的pH值较低,含盐量高;氨氮的去除率较低等。所以絮凝沉淀工艺即使有可观的处理效率,在选用时还是要慎重考虑。
2.2反渗透
反渗透经常用于渗滤液的后处理中,因其能够去除中等分子量的溶解性有机物,国内早期利用醋酸纤维膜进行的试验表明,CODcr的去除率可以超过80%,虽然在运行过程中有膜污染的问题,但反渗透工艺作为后处理工艺设在生物预处理后或物化法之后,负责去除低分子量的有机物、胶体和悬浮物,可以提高处理效率和膜的使用寿命[5]。根据Ehrig在1989年的研究,一级反渗透工艺可使CODcr、BOD5和有机卤代物(AOX)的去除率达到80qc,但是氨氮和氯离子的去除率要达到较高水平则至少需要二级反渗透工艺。
总之,反渗透工艺因其高效性、模块化和易于自动控制等优点,应用得越来越多,但其用于渗滤液处理还存在以下问题:小分子量的物质的截留效率还不尽人意(例如氨、小分子的有机卤代物(AOX)等)。高浓度的有机物或无机可沉降物容易造成膜污染或在膜表面结垢等问题。由于操作压力很高(3~50ba)造成能耗很高。反渗透浓液的处理是最大的困难,将其回灌到填埋场中已经不可取了,因为浓液的污染物浓度很高,是非常危险的废物。目前多采用蒸发和干燥的方法,但费用很高。
在英国垃圾渗滤液处理厂使用Rochem’s专利圆盘管反渗透系统对初级渗滤液处理,这种处理技术是由南亨伯塞德郡稳特顿填埋场所设计和生产的Rochem’s离析膜系统。Rochem’s离析膜系统能够去除重金属、SS、氨氮、有害难降解的有机物,处理后的水质满足严格的排放标准。
2.3活性炭吸附
活性炭吸附工艺适用于处理填埋时间长的或经过生物预处理后的渗滤液,它能去除中等分子量的有机物质。20世纪70年代在欧洲的实验室研究表明,CODcr的去除率为50%-60%,若用石灰石作预处理,去除率可高达80%,而活性炭处理了140床后去除效率将明显下降[7]。在生产性试验中,由于渗滤液水质水量多变等原因,出现了去除效率下降和活性炭被大量污染的现象。活性炭的投加量与去除的CODcr量的线性关系当活性炭的投加量为800~1200g/m3时,每克活性炭吸附3.0-3.2mgCODcr。活性炭吸附工艺的主要问题是高额的费用。尽管如此,首先进行生物预处理,再将该工艺与絮凝沉淀工艺相结合时、能保证出水较低水平的CODCr和AOX。
2.4化学氧化
化学氧化工艺可以彻底消除污染物,而不会产生絮凝沉淀工艺中形成的污染物被浓缩的化学污泥。该工艺常用于废水的消毒处理,而很少用于有机物的氧化,主要是由于投加药剂量很高而带来的经济问题。对于渗滤液中一些难控制的有机污染物,化学氧化工艺可以考虑使用。
常用的化学氧化剂有氯气、次氯酸钙、高锰酸钾和臭氧等。用次氯酸钙作氧化剂时CODcr的去除率不超过50%;用臭氧作氧化剂时,没有剩余污泥的问题,CODcr的去除率也不超过50%且对于含有大量的有机酸的酸性渗滤液使用臭氧作氧化剂不是很有效的,因为有机酸是耐臭氧的,相应就需要很高的投加剂量和较长的接触时间。过氧化氢作氧化剂时因为可以去除硫化氢而主要用来除臭气,加药量一般每一份溶解性的硫要投加1.5~3.0份的过氧化氢。目前用化学氧化法处理渗滤液的研究还处在实验室阶段,其上要的问题是处理费用太高,但对于垃圾填埋场封场后所)一生的小水量、低含量的难降解渗滤液处理还是有一定意义的。
3土地法
用土地法处理渗滤液的主要形式是渗滤液回灌和土壤植物处理系统。
在英国进行的渗滤液回灌生产性试验中发现,渗滤液回灌不仅因为蒸发的作用而可以减少渗滤液的水量,而且还能大幅度降低渗滤液中有机物的含量。
土壤植物处理系统(S-P系统)不仅利用土壤或陈垃圾的物化及生化作用,而且还利用了植物根系对微生物的强化和植物修复技术。1985-1986年在瑞典建立了大规模现场S-P系统进行试验,该系统占用了总面积为22公顷的填埋场中的4公顷,其中1.2公顷种植了柳树,另外2.8公顷种植了各种草本植物。试验区域为填埋场边缘的3个坡地,种植了30000棵柳树。在试验的最初3年中,灌入试验区域的渗滤液共计3290mm,测得年平均的蒸发量为340mm,为降水量的引%,而在试验前相应区域的年平均蒸发量为140mm,为年降水量的19%,蒸发量增加了二到三倍。该系统不光有减量的功能,还能够降低渗滤液的浓度,例如氮的浓度平均下降了60%,从6.93mmol/L下降到了2.96mmol/L,可以肯定随着柳树的生长和根系的发展,处理效果还可能进一步地提高。
4结论与思考
垃圾渗滤液由于成分极其复杂,如果用一种方法很难把它处理达标。所以,一般需要不同类型工艺方法组合处理,才能做到达标排放的要求。不同类型方法的组合一般是用生物法或土地法作为预处理,然后用物化法作为后处理。要达到日益严格的渗滤液处理排放标准,这种工艺的组合将是一种趋势,关键是各种工艺的搭配和协调的问题。
垃圾渗滤液处理中存在的问题有:
①渗滤液水量变化较大,尤其是季节性变化量很大,在雨季里水量比较大。针对这个问题,一般填埋场采用管道把多余的渗滤液排到一个预留的池子里,等晴天渗滤液少的时候再进行处理。
②渗滤液水质特性变化大。不同填埋场,由于诸多因素不同,其水质存在很大差异,所以适用于某填埋场渗滤液的处理方法不一定也适用于另一填埋场渗滤液的处
理。
③渗滤液中氨氮浓度高,尤其是在填埋后期其浓度更高。高浓度的氨氮对微生物的活性有抑制作用,而现有的氨氮吹脱又造成空气的二次污染和吹脱塔结垢问题;有人提出超声波吹脱法,这种方法比传统吹脱法氨氮的去除率提高了门%-164%,CODcr去除率为24.90%-34.76%,比传统的吹脱法提高了21%。超声波的最佳工艺参数:PH为11,时间为41min,气水比1000:1[8]。渗滤液处理费用高且难以达到排放标准。填埋场在封闭前,一般渗滤液浓度高且较难处理,即使采用厌氧一好氧生物处理工艺也难以达到排放标准;而高标准的渗滤液处理厂投资大,运行管理费用高,许多填埋场因为资金不足受限。
参考文献
[1]沈耀良,王宝贞,杨铨大,城市垃圾填埋场渗滤液处理方案[J].污染防治技术,2000,13(l)17-20.
[2]蒋彬,吴浩汀,徐亚明浅谈城市垃圾填埋场渗滤液的处理技术[J]江苏环境科技,2002,15(1):32-34.
[3]张望军,王国生城市垃圾填埋场渗滤液处理[J]重庆环境科学,1995,17(2):44-47.
[4]GlemnPBlakey,Raffaellocossu,PeterJMarisetal.Aeroblcandanaeroblctlxedfilmblologicalreactors,LandfillOfWasteLeachate[M]London:ElsevierSciencePublisherLtd,1992.
[5]张海伦垃圾渗滤液的处理[J]能源研究与利用,2001,(1):44—45.
[6]AmokraneA.landfillleachatepretreatmentbycoagulation-flocculation[J].WatRes.1997.31(11):2775—2782.
[7]袁维芳,王国生,汤克敏反渗透法处理城市垃圾填埋场渗滤液[J]水处理技术,1997,23(6):333-336.
垃圾渗滤液解决方案篇4
一、我区市生态环境保护督查反馈问题初步成效
今年来,我区始终紧紧围绕生态文明建设主线,以改善环境质量、保障群众健康、促进经济社会可持续发展为目的,以问题整改为抓手,不断压实生态环境保护的责任,生态环境进一步改善,生态环境保护迈出了重要步伐。一是生态环境保护工作机制不断完善。制定了《xxx生态环境保护责任清单》,细化明确了党委、政府及各部门的生态环境保护监督管理责任。二是共抓大环保的格局基本确立。为全面做好市生态环境保护督查整改工作,制定《xxx贯彻落实市级生态环境保护督查反馈问题整改方案》,安排15名县级干部包保15个镇(街)生态环境问题排查整改。聘请30名人大代表、政协委员或知名人士参与生态环境问题排查整改,持续开展开门搞环保,主动解决群众环境诉求,消化问题存量。三是问题整改成效明显。市级督查反馈我区问题20个,完成整改17个,交办信访投诉件13件,全部完成整改。
二、存在问题
(一)资金缺口大,协调联动还需加强。目前未整改完成的3个问题,其中Xxx主要受垃圾填埋场渗滤液影响,xxx主要受资金影响,且河流污染防治需要周边区县共同着力,协同治理。
(二)垃圾填埋风险隐患依然存在。垃圾填埋场地下水污染虽完成了地下水的收集治理,渗滤液处理能力提升至850吨/日,渗滤液处理能力不足,渗滤液回灌量依然很大,本底井和观测井水质仍不达标,渗滤液风险隐患大。
三、推进市级生态环境保护督查问题整改的对策与建议
垃圾渗滤液解决方案篇5
关健词:城市生活垃圾;环境污染;渗滤液;污染控制
中图分类号:{X323}文献标识码:A文章编号:
Abstract:withthegrowthofpopulationandthecontinuousimprovementofpeople'slivingstandard,citylifetrashoutputcontinuedtoincrease,thewastecomponenthasbecomemorecomplex.Refuselandfillleachateinprocessonthesurroundingenvironmentisaseriousthreat,tosomeextent,alsohasrestrictedthesustainabledevelopmentofthecity.Thecityliferubbishlandfill,leachategenerationandpollutioncontrolarereviewedinthispaper.
Keywords:citylifegarbage;environmentpollution;leachate;pollutioncontrol
随着人口的增长、经济的发展和人们生活水平的不断提高,垃圾的产量不断增加,垃圾的成分也发生了很大的变化。许多国家都把垃圾视为环境破坏的祸首。垃圾,既是人类文明的副产品,又是人类生存的“污染物”,垃圾已成为当今世界一大公害。根据联合国人口统计资料,20世纪末世界人口有70%~80%聚集到城市,城市化发展,致使人口密集,人们消费水平不断提高,垃圾量猛增,许多城市形成了“垃圾围城”的严重污染局面,这既侵占了大量土地,污染土壤、空气和水体,破坏生态环境,又易滋生蚊蝇传染疾病。垃圾对人类的危害越来越大,严重地威胁着人们的生活和健康。因此,城市生活垃圾的消纳处理和综合治理,已成为影响和制约城市整体功能正常发挥和城市居民生活及劳动环境的突出因素。
城市生活垃圾的构成
近年来,我国城市生活垃圾在产量迅速增加的同时,其构成也发生了很大变化,主要表现为:有机物增加,可燃物增多,可利用价值增大;这一变化趋势将会对我国城市生活垃圾处理处置技术的发展产生较大影响。当前我国城市生活垃圾的主要构成为:(1)有机物:厨余、果皮、草木等;(2)无机物:灰土、砖陶等不可回收物和塑料、纸类、金属、织物及玻璃等可回收物;其他:大件垃圾和有毒有害废物。
2、生活垃圾卫生填埋
卫生填埋作为生活垃圾的最终处理方法,目前仍然是我国大多数城市解决生活垃圾出路的主要方法。
卫生填进是在铺设有良好防渗性能衬垫的场地上,将生活垃圾铺设成一定厚度的薄层,加以压实,并加土覆盖。其场地必须具有合适的水文、地质和环境条件,并要进行专门的规划、设计,严格施工和加强管理。为严格防止周围环境被污染,必须设有一个淋滤液收集和处理系统,还要提供气体(主要为甲烷和二氧化碳)的排除或回收通道,并对填埋过程中产生的水、气和附近的地下水进行监测,还需能达到抵御50年一遇以上洪水的设计标准。
3、生活垃圾渗滤液的产生
填埋场的一个主要问题是渗滤液的污染控制。渗滤液是垃圾在填埋过程中由于垃圾中有机物分解产生的水和垃圾中的游离水、降水以及入渗的地下水,通过淋溶作用形成的污水。就渗滤液的性质而言,属于高浓度有机废水,且水质相当复杂。产生量受多种因素的影响,如降雨量、蒸发量、地面流失、地下水渗入、垃圾的特性和地下层结构、表层覆土和下层排水设施设置情况等等,其中降水量和蒸发量是影响渗滤液产量的重要因素。水质则随垃圾组分、当地气候、水文地质、填埋时间和填埋方式等因素的影响而显著变化。
4、填埋场运行
填埋作业应分区、分单元进行,不运行作业面应及时覆盖。不得同时进行多作业面填埋作业或者不分区全场敞开式作业。中间覆盖应形成一定的坡度。每天填埋作业结束后,应对作业面进行覆盖;填埋作业应采取雨污分流措施,以减少渗滤液的产生量。
5、渗滤液的污染控制
5.1填埋场防渗系统
防止填埋场气体和渗滤液对环境的污染是填埋场中最为重要的部分,对它们的周密考虑需要贯穿于填埋场从设计、施工、运行,直到封场和封场后管理的整个生命周期之中。场底防渗系统主要有水平防渗系统和垂直防渗系统两种类型。垂直防渗是对填埋区地下有不透水层的填埋场而言的,在这种填埋场的填埋区四周建垂直防渗幕墙,幕墙深入至不透水层,使填埋区内的地下水与填埋区外的地下水隔离开,防止场外地下水受到污染。水平防渗是在填埋场的场底及侧边铺设人工防渗材料或天然防渗材料,防止填埋场渗滤液污染地下水和填埋场气体无控释放,同时也阻止周围地下水进入填埋场内。
5.2最终覆盖系统
当填埋场的填埋容量使用完毕之后,需要对整个填埋场或填埋单元进行终场覆盖。其作用是减少雨水和其他外来水渗入垃圾堆体内,达到减少垃圾渗滤液的目的;控制填埋场恶臭散发和可燃气体有组织地从填埋场上部释放并收集,达到控制污染和综合利用的目的;抑制病原菌及其传播媒体蚊蝇的繁殖和扩散;防止地表径流被污染,避免垃圾的扩散及其与人和动物的直接接触;防止水土流失;促进垃圾堆体尽快稳定化;提供一个可以进行景观美化的表面,为植被的生长提供土壤,便于填埋土地的再利用等。
5.3渗滤液的处理
填埋场收集到的渗滤液必须加以妥善处理。处理基本方法包括渗滤液回灌和独立的处理系统。国家标准GB16889-2008要求从2011年7月1日起生活垃圾填埋场自行处理渗滤液,不允许排入城市污水处理厂。
5.3.1渗滤液回灌处理
渗滤液回灌是一种较为有效的处理方案。首先,通过回灌可提高垃圾层的含水率(由20%~25%提高到60%~70%),可增加垃圾的湿度;增强垃圾中微生物的活性;加强产甲烷的速率、垃圾中污染物的溶出及有机物的分解。其次,通过渗滤液回灌,不仅可降低渗滤液的污染物质量浓度,还可因回灌过程中水分挥发等作用而减少渗滤液的产生量,对水量水质起稳定化作用,有利于废水处理系统的运行,节省费用。此外将渗滤液收集并通过回灌使之回到填埋场,不可加速垃圾中有机物的分解,缩短填埋垃圾的稳定化进程(使原需15~20年的稳定过程缩短至2~3年)。但回灌也存在以下两个问题:①不能完全消除渗滤液。由于回灌的渗滤液量受填埋场特性的限制,因而仍有大部分渗滤液须单独处理。②通过回灌后的渗滤液仍需进行处理方能排放,尤其是由于渗滤液在垃圾层中的循环,导致氨氮不断积累,甚至最终使其浓度远高于其在非循环渗滤液中的浓度。
5.3.2渗滤液独立的处理系统
生活垃圾渗滤液处理工艺可分为预处理、生物处理和深度处理三种。应该根据渗滤液的进水水质、水量及排放要求综合选取适宜的工艺组合方式。国家标准HJ564-2010推荐选用“预处理+生物处理+深度处理”组合工艺,也可采用“预处理+深度处理”、“生物处理+深度处理”
(1)预处理工艺
可采用生物法、物理法和化学法,目的主要是去除氨氮或无机杂质,或改善渗滤液的可生化性。如水解酸化和混凝技术。
(2)生物处理工艺
可采用厌氧生物处理法和好氧生物处理法,处理对象主要是渗滤液中的有机污染物和氮、磷等。如厌氧工艺可采用升流式厌氧污泥床法(UASB)及其变型、改良工艺。好氧生物处理工艺可采用活性污泥法(膜生物反应器法、氧化沟活性污泥法和纯氧曝气法等)或生物膜法(接触氧化法、生物转盘法)。
(4)深度处理工艺
可采用纳滤、反渗透、吸附过滤等方法,处理对象主要是渗滤液中的SS、溶解物和胶体等。深度处理以纳滤和反渗透为主,并根据处理要求合理选择。
(5)污泥和浓缩液处理
在渗滤液处理过程中产生的污泥宜与城市污水处理厂污泥一并处理,当进入垃圾填埋场处理或单独处理时,含水率不宜大于80%。纳滤和反渗透工艺产生的浓缩液宜单独处理,可采用焚烧、蒸发或其他适宜的处理方式。
(6)二次污染控制
在渗滤液处理过程中主要的恶臭污染源(调节池、厌氧反应设施、曝气设施、污泥脱水设施等)宜采取密闭、局部隔离及负压抽吸等措施,经集中处理后排放达标排放。
生活垃圾填埋应注意的问题
垃圾渗滤液流经的地方应做好防渗处理,防止污染土壤和地下水。
做好垃圾填埋场的底部防渗和封场覆盖。在运行期内,当衬层上的渗滤液深度大于30cm时,应及时采取有效疏导措施排除积存在填埋场内的渗滤液,减少对防渗层的压力。
渗滤液必须自行处理达标后排放。
作者简介:马翠林(1963-),女,汉族,吉林白山人,学士,副高,环境工程专业
参考文献
全国勘察设计注册工程师环保专业委员会,中国环境保护产业协会编写,注册环保工程师专业考试复习教材中国环境科学出版社,2007
聂永丰主编,三废处理工程技术手册,固体废物卷,化学工业出版社,2000
赵有才,宋玉主编,生活垃圾处理与资源化技术手册,冶金工业出版社,2007
柴晓利,楼紫阳等,固体废物处理处置工程技术与实践,化学工业出版社,2009
钱学德,郭志平等,现代卫生填埋场的设计与施工,中国建筑工业出版社,2001
垃圾渗滤液解决方案篇6
关键词:浓缩液、回灌、蒸发、高级氧化、膜蒸馏
中图分类号:C35文献标识码:A
随着经济发展和社会进步,我国的垃圾产生量也在逐年增加,垃圾处理的方式主要有垃圾焚烧、卫生填埋、堆肥[1]。其中,卫生填埋以其运行费用低、管理相对简便、处理量大及适应性强,成为我国垃圾处理采用的主要方式[2]。
渗沥液是指垃圾在填埋和堆放过程中,由于垃圾中有机物的分解产生的水和垃圾中的游离水、降水以及入渗的地下水,通过淋溶作用形成的污水[3]。垃圾填埋场产生的渗滤液是一种含高浓度氨氮和难降解有机物、重金属等成份复杂的废水。
随着人们对垃圾渗滤液处理日益重视,国家标准也越来越严格,2008年7月起正式实施的《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)明确了垃圾渗滤液中总氮、氨氮、重金属等污染控制指标,并提高了新建和现有填埋场的渗滤液污染物排放限值等要求[4],对传统的处理技术提出挑战。
目前,国内外处理工艺主要以MBR、RO、NF为代表的膜处理技术为主,采用NF/RO,为了保证为保证膜工艺运行周期及出水水质,膜的回收率通75%~85%,即会产生15%~25%浓缩液。不经处理直接排放的浓缩液很容易造成二次污染,是膜处理技术应用过程中亟待解决的问题。
1.浓缩液的产生及特点
浓缩液主要是膜截留下来的高浓度污染物,反渗透膜可有效截流包括一价盐在内的小分子物质,故反渗透出水可以达到很高的排放标准,但其浓缩液盐分含量很高。纳滤膜具有选择透过性,一价盐(铵盐和硝酸盐、亚硝酸盐)均无法被纳滤膜截流,纳滤出水达标保障性不及反渗透膜,但是其浓缩液中含盐量较低[5]。
浓缩液的主要特点:1)有机物浓度高。根据NF或RO膜分离的选择透过性原理,水能够顺利通过膜,其他成分部分或完全被截留,有机物含量较高;2)可生化性差。膜滤浓缩液是垃圾渗滤液经过生物降解后,再通过膜处理得出的残液,主要为不易降生物降解的物质。3)成分复杂,垃圾渗滤液本身的复杂特性决定其膜滤浓缩液同样具有复杂特性。
2.浓缩液的处理方法
目前,针对浓缩液的处理方法主要有:回灌、膜蒸馏、蒸发、高级氧化。
2.1回灌
所谓回灌就是把垃圾填埋场本身看做生物滤床,浓缩液注入到堆体上端,贯
穿堆体而流出。在这个过程中,垃圾堆体里活跃的微生物发挥生化降解作用,结
合物理作用等实现污染物的降解。对渗滤液回灌处理屡见报道,且见应用于实际。
研究和实际工作都表明,渗滤液的回灌处理能够加速填埋场稳定化进程,促进有
机物降解,缩短产沼时间等。同时降解过程还有减容作用,使得场区内有效库容
增大[6]。
蒋宝军等[7]试验了重庆市某垃圾填埋场经碟管式反渗透处理后浓缩液的回灌影响。试验表明在技术上采用回灌处理浓缩液是可行的,通过回灌能有效去除COD和NH3-N,去除率分别为81.6%和70%。水力负荷对浓缩液回灌去除COD有较大影响,当水力负荷为32.38mL/(L・d)时,COD去除率为94%,而当水力负荷上升到202.36mL/(L・d)时,去除率下降到70%。
刘研萍等[6]对浓缩液回灌进行实验的结果表明亦证明回灌是处理浓缩液的有效手段。厌氧填埋条件下,回灌实现了81.6%的COD去除率,82.5%的BOD
5去除率和60%~70%的NH3-N去除率。在最佳水力负荷32.38mL/(L・d)下,达到了85%以上的COD去除率。对浓缩液pH进行调节后再回灌的研究发现,pH为9时,COD去除率最高,pH为11时,NH3-N去除率最高。
2.2膜蒸馏
膜蒸馏(MembraneDistillation,MD)的原理结合蒸馏的原理和膜的特性,疏水膜两侧的蒸气压力差作为传质驱动力,推动水蒸气从压力高即温度高的一侧通过疏水性膜到达压力低的一侧而冷凝,实现水相和溶液的分离[8]。
膜蒸馏过程几乎在常压下进行,设备简单,可以处理极高浓度的水溶液。由
于膜蒸馏过程的传质推动力为蒸气压差,因此只需维持膜两侧的温差即可,没有
必要耗费很大能量把溶液加热到沸点,便于就地取材,利用廉价能源推动膜蒸馏
过程发生。生产过程中产生的余热就是很好的廉价热源。
2.3蒸发技术
蒸发是将挥发性组分与非挥发性组分分离的物理过程,通过加热溶液使水沸
腾气化,不断去除气化的水蒸气。浓缩液蒸发处理时,水分从浓缩液中沸腾而出,
污染物残留在浓缩液中[9]。重金属和无机物以及大部分有机物的挥发性都比水弱,
因此会留在浓缩液中,部分挥发性烃、有机酸和氨等污染物与水蒸气最终存在于
冷凝液中。蒸发处理工艺把浓缩液处理到不足原液体积的2%~10%[10]。
浸没燃烧、负压蒸发、机械压缩蒸发是常见的蒸发方式。
浸没燃烧蒸发(Submergedcombustionevaporation,SCE)就是把燃烧产生的高温烟气浸没在液体中,烟气以气泡形式在液体中上升,剧烈的混合与搅动实现充分的热量传递[11]。
岳东北等[12]对垃圾渗滤液的反渗透浓缩液采用蒸发法开展了试验研究。结果表明,当浓缩液的pH在酸性范围内时,提高pH使得冷凝液中NH3-N的浓度增大,COD浓度减小。研究蒸发的不同阶段物质逸出情况时发现,蒸发初期以有机物挥发为主,蒸发后期则以NH3-N挥发为主。
采用这个工艺处理某卫生填埋场的垃圾渗滤液的RO浓缩液,利用填埋气(LandfillGas,LFG)作为燃料,岳东北等[13]发现经过两级SCE处理,进水COD从12000mg/L降低到出水的低于230mg/L,TDS也有大幅的下降。系统对RO浓缩液的浓缩倍数最高可达10倍。这种方法充分利用了填埋场内的LFG,消除环境污染同时提高能源利用率。然而这种方法对NH3-N没有去除效果。
膜滤浓缩液中的氯离子浓度很高,蒸发过程中温度大于70℃时,氯离子即会对金属材料产生强烈的腐蚀作用。为了解决常压高温蒸发所引起的设备腐蚀问题,采用负压蒸发的方法来处理含高浓度氯离子的废水。负压蒸发利用水在负压条件下沸点降低的规律,既避免氯离子对金属的腐蚀(<70℃),又保证了蒸发速率。
机械蒸发(MechanicalVaporizeCompression,MVC)是通过机械方式压缩蒸汽使其温度升高,蒸汽升高之后用作热源加热蒸发浓缩液。浓缩液受热后一部分液体气化形成蒸汽。形成的蒸汽受到机械压缩后充当新的热源。原先的热源由于热量散失导致温度降低,逐渐形成蒸馏水。形成蒸馏水的冷凝过程热量传递给新一批的浓缩液水样。这个循环过程充分实现能量利用,降低了系统能耗。但是,此技术需要注意的地方在于Ca2+和Mg2+在蒸发过程中存在结垢倾向,应采取缓垢和除垢的措施。设备接触部分还要充分考虑设备选材问题防止设备腐蚀。
2.4高级氧化工艺
高级氧化工艺(AdvancedOxidationProcesses,AOPs)由Glaze等人提出,以产生羟基自由基(・OH)产生与否进行判断。高级氧化工艺中一般都含有氧化剂,部分含有催化剂,或光、热、辐射等其它条件作为辅助强化产生・OH的能力。・OH
具有强氧化能力,且与有机物反应时无选择性。・OH与有机物发生反应后,大分子物质转化为小分子物质,复杂物质转化为简单物质,有毒物质转化为低毒物质。但是,高级氧化技术也存在氧化不彻底的缺点,需要进一步的絮凝沉淀,使得实际工程运行费用增加。
王东梅等[14]用Fenton氧化-絮凝-吸附法处理垃圾渗滤液浓缩液,实验结果表明:Fenton氧化-絮凝-吸附法对垃圾渗滤液反渗透浓缩液有较好的处理效果,对TOC的去除率为95.9%,UV254的去除率为97.1%,色度的去除率为99.6%。
徐K士等[15]采用UV-Fenton工艺对垃圾渗滤液的纳滤浓缩液进行处理,结果表明,UV-Fenton工艺能有效去除浓缩液中的有机污染物。TOC去除率随着H2O2和FeSO4・7H2O投加量的增加而升高,该工艺对pH具有缓冲性,在初始pH为2.0-6.0时,TOC去除率受pH的影响较小;随着初始温度从20℃升至60℃,TOC去除率小幅下降。
3.结论
对比膜滤浓缩液主要的四种处理方法,回灌存在地下水污染的潜在风险。导流措施不到位时,垃圾堆体内可能形成短流,导致堆体内含水率增加。此外高盐度的浓缩液加剧了盐积累问题。盐积累使得渗滤液电导率升高,膜产水率下降,甚至出现由电导率增高而导致膜过滤失效的问题。这些是采用回灌方式处理需要考虑的问题,目前多地已明确规定浓缩液禁止回灌。
膜蒸馏法则存在膜法处理中的共同问题,例如温度极化和浓度极化造成传质推动力下降和膜污染等。并且目前膜蒸馏处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液的研究尚未见报道。
蒸发工艺在实际运行过程中都会碰到设备结垢及腐蚀问题,并且纯物理过程无法完全保证出水达标,需要联合其他工艺。目前,蒸发工艺在渗滤液的处理领域已有成功应用。浓缩液中离子含量高,设备结垢问题在所难免,如果妥善解决这一问题,蒸发处理工艺不失为一种经济可行的方法。
高级氧化技术在化学氧化过程中多数有机物被分解成二氧化碳,高价态的盐和重金属得到了完全固定,解决了整个系统盐平衡的问题,系统水回收率高,抗负荷冲击能力强。但工艺链长,处理技术比较复杂,间接增加了运行管理上的难度,并且需要加入具有很强氧化性的氧化剂及絮凝剂、混凝剂,产生的污泥造成二次污染。高级氧化技术在很大程度上提高浓缩液的可生化性,可与生化处理联合,降低运行费用,达到标准排放。
参考文献
[1]张凯,李多松,蒋滔.城市生活垃圾渗滤液处理方案及工艺分析[J].环保科技,2007,4:44~48.
[2]李波,蔡宽,吴伟祥等.厌氧-两级SBR-混凝沉淀工艺在城镇小型垃圾填埋场渗滤液处理中的应用[J].水处理技术,2010,3(12):127-130.
[3]翟力新,王敬民.垃圾填埋场渗沥液处理技术发展趋势[J].有色冶金设计与研究,2007,28(2-3):155-158.
[4]卢石.垃圾渗滤液膜法处理工艺流程及其技术难点[J].广西轻工业,2010,10:116-134.
[5]孙雨清,赵俊,垃圾渗滤液反渗透浓缩液处理技术综述,山西筑,2013,39(13):194-196
[6]刘研萍,李秀金等.渗滤液的反渗透浓缩液回灌研究[J].环境工程,2008,(4)
[7]蒋宝军,李俊生,杨威等.垃圾渗滤液反渗透浓缩液回灌处理中试研究[J].哈尔滨商业大学学报(自然科学版),2006,(6):36~40
[8]吴庸烈.膜蒸馏技术及其应用进展[J].膜科学与技术,2003,(4):67~79
[9]马豫,赵庆娟.垃圾渗滤液膜处理浓缩液中蒸发技术的应用探析[J].环境科学导则,2014,3(2):85-86
[10]钟剑.垃圾渗滤液膜过滤浓缩液处理技术综述[J].广东化工,2011,(8):264~265
[11]周俊.垃圾渗滤液膜滤浓缩液的处理技术探讨[J].河南化工,2010,(4):55~56
[12]岳东北,刘建国,聂永丰等.蒸发法深度处理浓缩渗滤液的实验研究[J].环境科学动态,2005,(1):44~45
[13]岳东北,许玉东,何亮等.浸没燃烧蒸发工艺处理浓缩渗滤液[J].中国给水排水,2005,(7):71~73