❶ 垃圾焚燒廠垃圾滲濾液處理工藝設計
通過對垃圾焚燒廠和垃圾填埋廠垃圾滲濾液的特點比較,確定UASB反應器-CASS反應器復合工藝處理垃圾焚燒廠滲濾液,確定其最佳處理參數。結果表明,通過該系統處理後,CODcr總去除率達98.1%,NH4-N總去除率達96.3%,去取得較好的去除有機物和脫氮效果。
關鍵詞:垃圾滲濾液UASB反應器CASS反應器
1、引言
隨著經濟技術的發展和城市化進程的加快,傳統的城市生活垃圾填埋處理受到越來越多的限制,根據城市生活垃圾處理無害化、減量化和資源化的基本原則,垃圾焚燒發電已成為近年來解決城市生活垃圾出路的一個新方向。目前國內對垃圾滲濾液處理工藝的研究大多停留在垃圾填埋廠滲濾液處理階段。由於垃圾焚燒發電廠垃圾滲濾液與垃圾填埋廠滲濾液特點的差異,因而不能簡單的套用。
2、垃圾焚燒發電廠垃圾滲濾液與垃圾填埋廠滲濾液的特點及比較
寧波楓林綠色能源開發有限公司(寧波垃圾焚燒發電廠)垃圾滲濾液與寧波某垃圾填埋廠垃圾滲濾液的水質特點見表一。
2.1CODcr和BOD5
填埋廠垃圾滲濾液中CODcr平均濃度多在2500~5000mg/L左右,BOD5平均濃度多在1450~2000mg/L左右,BOD5/CODcr為0.50左右,可生化性一般。由於垃圾填埋廠一般是在露天,其污染物濃度受雨水影響較大,變化也較大。一般而言,CODcr、BOD5、BOD5/CODcr隨填埋廠的『年齡』增長而降低,鹼度含量則升高。
焚燒廠垃圾滲濾液中CODcr平均濃度高達10000~20000mg/L,BOD5平均濃度高達3800~5000mg/L,濃度相當高,焚燒廠垃圾滲濾液屬原生滲濾液,大多是當天的垃圾滲濾液,未經厭氧發酵、水解、酸化過程,內含如苯、萘、菲等雜環芳烴化合物、多環芳烴、酚、醇類化合物、苯胺類化合物等難降解有機物。受雨水影響較填埋廠垃圾滲濾液小。BOD5/CODcr為0.38左右,較填埋廠垃圾滲濾液可生化性更差。
2.2氨氮含量高,重金屬含量高
焚燒廠垃圾滲濾液中氨氮含量高,可生化性較差,常給生化處理帶來一定的難度,採用厭氧處理後,滲濾液中一些難降解有機物被酸化水解成易於生化的小分子化合物,氨氮含量隨著苯胺類化合物等的分解還會有一定程度的升高。垃圾滲濾液中鐵、鉛、鋅、鈣的濃度均較高,採用一套合適的工藝對處理效果致關重要。
3、處理工藝
我國現有城市垃圾填埋廠的垃圾滲濾液多採用厭氧加好氧生物處理工藝。據調查,已建成的滲濾液污水處理場普遍存在運行效果差現象。究其原因有兩點:1、滲濾液進入污水處理場之前已經歷了較長時期的厭氧發酵過程,再使用厭氧水解、酸化工藝已不適用。2、滲濾液中氨氮含量高,若採用一般活性污泥法處理工藝,不但降解氨氮效果較差,還存在污泥培養不起來或者培養好的污泥難以維持的現象。
綜合我國垃圾填埋廠的垃圾滲濾液處理工藝及焚燒廠垃圾滲濾液的特點,我們採用如下工藝進行研究。
3.1工藝流程
工藝流程見圖1
3.2工藝說明
垃圾滲濾液經過細格柵後,除去滲濾液中的懸浮物及漂浮物,進入調節池,經泵提升至UASB上流式厭氧反應器進行厭氧發酵,產生的沼氣接至垃圾焚燒爐助燃,污泥脫水後填埋或焚燒,出水加CaO調鹼度後自流進入CASS反應器。CASS是一種具有較好的脫氮除磷功能的循環間歇處理工藝,整個系統經歷進水期、反應期、沉澱期、排水期和待機期5個階段,而CASS反應器又分為三個區:一區為生物選擇器,二區為兼氧區,三區為好氧區。出水流經生物選擇器區,既可提高系統的穩定性,防止產生污泥膨漲,又可發生比較顯著的反硝化作用。出水自生物選擇器進入兼氧區和好氧區,該區主要完成降解有機物和硝化/反硝化過程。再經沉澱期後外排。
4、試驗部分
4.1試驗方法
採用如圖1的工藝流程在實驗室小試。UASB反應器採用一聚氯乙烯柱改制,上設三相分離器,容積為5L。CASS反應器採用一長方形聚氯乙烯池,內設擋板,容積為5L。
4.2試驗用水
取自寧波垃圾焚燒廠垃圾滲濾液池出水,出水水質情況見表2。從表2可知,廢水BOD5/CODcr=0.335,可生化性較差。
4.3菌種的篩選及馴化
UASB反應器與CASS反應器內污泥分別取自寧波市污水處理廠厭氧池及好氧池污泥。馴化時先將垃圾滲濾液與生活污水逐步按1:10、1:6、1:3、1:1、2:1、4:1的比例配製成混合水進行階梯式馴化污泥,直至進水全部為垃圾滲濾液,投入正常試驗。在試驗開始前,我們將CASS反應器內的活性污泥進行為期3個月的培養和馴化期,以馴化篩選和培養活性污泥中的高效脫氮菌,這是本工藝的關鍵。由於長期馴化的結果,CASS反應器內可以忍受1000mg/L以上的高氨氮濃度進水,同時可以忍受重金屬所帶來的毒性。4.4分析項目和方法
CODcr、BOD5、NH4-N和污泥濃度按《水和廢水監測分析方法(第三版)》進行。
5、試驗結果與討論
5.1UASB厭氧反應器試驗結果
結果表明,當污泥濃度為7.5g/L,停留時間為48H時,CODcr去除率最高可達75.5%,BOD5去除率為56.5%,NH4-N濃度由於苯胺類化合物的分解有所增加。當容積負荷Nv達到5.0g/L.d後,產氣量明顯增多,由於產氣量增多導致泡振、混摻現象使污泥處於一種很好的動態混合狀態。由於UASB反應器的酸化水解,BOD5/CODcr值明顯改善,有利後續的生化處理。
UASB厭氧反應器出水見表3
5.2CASS反應器試驗結果
我們根據CASS反應器內各因素對CODcr及NH4-N去除率的影響,確定沉澱時間、排水排泥時間、待機時間及反應期間PH,改變反應時間及污泥濃度,以確定CODcr及NH4-N的最佳去除效果。
5.2.1PH值的確定
硝化反應是一個好鹼過程,平均每硝化1mgNH4-N需要7.07mg鹼度(以CaCO3計),硝化反應最適PH=7.5~8.5。因而在本實驗中未作進一步研究,在廢水中加CaO調節PH,控制CASS反應器內PH范圍在7.5~8.5之間。
5.2.2反應時間對CODcr及NH4-N去除率的影響
在各影響因素中,反應時間為主要運行參數,反應時間的增加有利於CODcr和NH4-N的去除,根據程潔紅等對SBR法處理垃圾填埋廠垃圾滲濾液的研究,在本試驗中,暫定污泥濃度為5g/L時,改變反應時間來檢驗CODcr及NH4-N去除率,結果見表4
表4結果表明,在污泥濃度為5g/L,閑置時間6h,PH=8.0的條件下,最佳反應時間為36h,CODcr去除率為89.5%,NH4-N去除率為95.2%。
5.2.3污泥濃度對CODcr及NH4-N去除率的影響
根據表4的試驗結果,確定反應時間36h,閑置時間6h,PH=8.5的條件下,改變污泥濃度來觀察CODcr及NH4-N的去除率,選定污泥濃度為3.5g/L、5.0g/L、6.5g/L和8.0g/L作為試驗參數。結果見表5。
從表5可以看出,污泥濃度為8.0g/L時,CODcr去除率最高,污泥濃度為6.5g/L時,NH4-N去除率最高,這說明污泥濃度的增加雖然能提高CODcr去除率,但隨之溶解氧的需要量增加,而污泥量的增加使氧的傳質困難,不能滿足活性污泥的正常生長代謝的需要,處理效果反而不會提高。
6結論
(1)採用UASB厭氧反應器-CASS反應器工藝經試驗得到以下運行參數:
UASB厭氧反應器;。污泥濃度為7.5g/L,停留時間為48H。
CASS反應器:反應時間36h,閑置時間6h,PH=8.0,污泥濃度為6.5g/L。
(2)垃圾滲濾液經上述工藝處理後的數據見表6。在最佳運行條件下,原垃圾滲濾液的CODcr和NH4-N分別從10000mg/L和510mg/L降到191.1mg/L和18.88mg/L,CODcr總去除率為98.1%,NH4-N總去除率為96.3%。表明該工藝可較好的處理焚燒廠垃圾滲濾液。
❷ 垃圾站經常產生廢水與臭氣,對周邊環境及居民生活產生極大影響,要怎麼解決這一問題
垃圾站應該說的是市區里小型的垃圾中轉站。而垃圾中轉站的污水和臭氣都是老生常談的問題了,大概可以從以下幾個方面解決:
1、最直接的就是更換中轉站設備,更換成為密封性更好的、除臭效果更好地、有專門排污系統的新式中轉站。但這種方法是一般僅適用於新建中轉站,還得是經濟發展較好的地區。既有中轉站更多的是升級改造,比如轉門的除臭設備、排污系統、車輛沖洗系統、殺菌消毒系統的安裝。
2、根據實際需求,安裝或更改與前端收集相匹配的中轉站,盡量不適用以車代站、不建設露天垃圾站。不同的場景,垃圾前端收集車輛不同,不同類型的和噸位的垃圾收集車所匹配的垃圾中轉站的型號和尺寸也不同,應使垃圾站和手機車輛相匹配的,防止車輛在卸料時有泄漏。
3、規范中轉站管理及進出車輛和卸料的過程管理,嚴格按照規章制度進行運營,做到無泄漏卸料、無滲濾液泄露、出廠消毒除臭。
❸ 移動式垃圾壓縮設備滲濾液怎樣處置
1、 垃圾滲濾液移動處理車,專門針對滲濾液不集中,日處理量較小的垃圾內處理站。該類處容理站特點:量較小,不便建設大型滲濾液處理廠,
而移動式處理設備可以實現集中、定時處理,能減少人工成本、建廠成本。
2、移動式垃圾滲濾液處理設備優點:膜耐污堵能力強、耐沖擊負荷能力強、結構緊湊、維護簡單,濃縮倍數高,移動方便。可以應對滲透液庫區突發狀況,在最短的時間內快速就位進行處理。
3、移動式垃圾滲濾液處理設備主要採用 DTRO
碟管式反滲透膜工藝,該工藝不依賴復雜的預處理設備,具有良好的穩定性、安全性和適應性。由於以上的特點,DTRO
膜組不用預處理可以直接處理滲濾液。在具體工程中,預處理系統可有可無。對於有預處理的系統,無論預處理環節是否高效、穩定、反滲透系統都可以穩定的達標出水。同時由於不依賴於生物處理,碟管式反滲透對填埋場各個階段的滲濾液具有良好的適應性。
❹ 垃圾通過垃圾壓縮站,之後是怎麼處理了
垃圾壓縮廢水一般cod都比較高,需要排放到環保局規劃的管道或者建立污水預處理,cod降到1000以內再排放到城市污水管道
❺ 污水處理後的污泥怎麼處理
污水處理廠的污泥處理有以下幾個途徑:一是垃圾廠填埋,因為不好脫水,不易專於壓實,所以屬現在很少有垃圾廠要法泥;二是制肥,在符合國家規定的污泥農用限值的情況下需要將污泥脫水干化,並加入一定的營養劑,包裝出售;三是用於電廠摻煤焚燒,這也是比較環保的一種處理方式,缺點是性價比不高;還有教材上說填海,現在國家不提倡這種方法,存在二次污染。
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❼ 小型垃圾轉運站廢水可以抽運至城市污水處理廠處理嗎
可以的
污水處理廠就是負責整個城市的排污處理。
但個別城市的污水處理廠形同擺設。
❽ 垃圾處理廠是如何處理垃圾的
一、車輛進場檢查
各垃圾轉運站的垃圾經過收集、壓縮、整形打包後運至垃圾填埋場管理區,對進廠車輛所運垃圾進行檢查,查看是否為生活垃圾並檢查是否攜帶火種,有無火災隱患,檢查合格後方可進廠。
二、稱重計量
進廠車輛將車開至計量稱,使用本車稱重卡,在讀卡器上能夠讀取本車數據並計量垃圾分量。
三、填埋區填埋
稱重結束後,車輛在指揮員的指揮下開至垃圾填埋區進行卸車,由推土機將垃圾攤平,再由夯實機對垃圾夯實並將20cm的山皮土覆蓋至垃圾表面,由夯實機對填埋土層進行夯實。
四、調節池收集滲濾液
生活垃圾經過長年累月的自然降解,將會產生大量的滲濾液,經地下管道流入調節池內。垃圾滲濾液是垃圾在堆放過程中產生的有機廢水,如果不妥善處理將對水體和土壤造成非常嚴重的影響,因此垃圾滲濾液的處理也成了垃圾處理的關鍵環節。
五、滲濾液處理
滲濾液經過管道流入滲濾液處理車間,由兩級DTRO工藝對原水進行處理,垃圾滲濾液經過處理後,出水經過有資質的檢測機檢測合格後流入中水池。
❾ 垃圾滲濾液的處理工藝
比較選擇
城市垃圾填埋場滲濾液的處理一直是填埋場設計、運行和管理中非常棘手的問題。滲濾液是液體在填埋場重力流動的產物,主要來源於降水和垃圾本身的內含水。由於液體在流動過程中有許多因素可能影響到滲濾液的性質,包括物理因素、化學因素以及生物因素等,所以滲濾液的性質在一個相當大的范圍內變動。一般來說,其pH值在4~9之間,COD在2000~62000mg/L的范圍內,BOD5從60~45000mg/L,重金屬濃度和市政污水中重金屬的濃度基本一致。城市垃圾填埋場滲濾液是一種成分復雜的高濃度有機廢水,若不加處理而直接排入環境,會造成嚴重的環境污染。以保護環境為目的,對滲濾液進行處理是必不可少的。
1 滲濾液處理工藝的現狀
垃圾滲濾液的處理方法包括物理化學法和生物法。物理化學法主要有活性炭吸附、化學沉澱、密度分離、化學氧化、化學還原、離子交換、膜滲析、氣提及濕式氧化法等多種方法,在COD為2000~4000?mg/L時,物化方法的COD去除率可達50%~87%。和生物處理相比,物化處理不受水質水量變動的影響,出水水質比較穩定,尤其是對BOD5/COD比值較低(0.07~0.20)難以生物處理的垃圾滲濾液,有較好的處理效果。但物化方法處理成本較高,不適於大水量垃圾滲濾液的處理,因此垃圾滲濾液主要是採用生物法。
生物法分為好氧生物處理、厭氧生物處理以及二者的結合。好氧處理包括活性污泥法、曝氣氧化池、好氧穩定塘、生物轉盤和滴濾池等。厭氧處理包括上向流污泥床、厭氧固定化生物反應器、混合反應器及厭氧穩定塘。
2 滲濾液處理介紹
垃圾滲濾液具有不同於一般城市污水的特點:BOD5和COD濃度高、金屬含量較高、水質水量變化大、氨氮的含量較高,微生物營養元素比例失調等。在滲濾液的處理方法中,將滲濾液與城市污水合並處理是最簡便的方法。但是填埋場通常遠離城鎮,因此其滲濾液與城市污水合並處理有一定的具體困難,往往不得不自己單獨處理。常用的處理方法如下。
2.1 好氧處理
用活性污泥法、氧化溝、好氧穩定塘、生物轉盤等好氧法處理滲濾液都有成功的經驗,好氧處理可有效地降低BOD5、COD和氨氮,還可以去除另一些污染物質如鐵、錳等金屬。在好氧法中又以延時曝氣法用得最多,還有曝氣穩定塘和生物轉盤(主要用以去除氮)。下面將分別予以介紹。
2.1.1 活性污泥法
2.1.1.1 傳統活性污泥法
滲濾液可用生物法、化學絮凝、炭吸附、膜過濾、脂吸附、氣提等方法單獨或聯合處理,其中活性污泥法因其費用低、效率高而得到最廣泛的應用。美國和德國的幾個活性污泥法污水處理廠的運行結果表明,通過提高污泥濃度來降低污泥有機負荷,活性污泥法可以獲得令人滿意的垃圾滲濾液處理效果。例如美國賓州Fall Township污水處理廠,其垃圾滲濾液進水的CODCr為6000~21000mg/L,BOD5為?3000~13000mg/L,氨氮為200~2000mg/L。曝氣池的污泥濃度(MLVSS)為6000~12000mg/L,是一般污泥濃度的3~6倍。在體積有機負荷為1.87kgBOD5/(m3·d)時,F/M為0.15~0.31kgBOD5/(kgMLSS·d),BOD5 的去除率為97%;在體積有機負荷為0.3kgBOD5/(m3·d)時,F/M為0.03~0.05kg BOD5/(kgMLSS·d),BOD5的去除率為92%。該廠的數據說明,只要適當提高活性污泥法濃度,使F/M在0.03~0.31kgBOD5/(kgMLSS·d)之間(不宜再高),採用活性污泥法能夠有效地處理垃圾滲濾液。
許多學者也發現活性污泥能去除滲濾液中99%的BOD5,80%以上的有機碳能被活性污泥去除,即使進水中有機碳高達1000mg/L,污泥生物相也能很快適應並起降解作用。在低負荷下運行的活性污泥系統,能去除滲濾液中80%~90%的COD,出水BOD5<20mg/L。對於COD? 4000~13000?mg/L、BOD51600~11000mg/L、NH3-N 87~590mg/L的滲濾液,混合式好氧活性污泥法對COD的去除率可穩定在90%以上。眾多實際運行的垃圾滲濾液處理系統表明,活性污泥法比化學氧化法等其它方法的處理效果更佳。
2.1.1.2 低氧好氧活性污泥法
低氧?好氧活性污泥法及SBR法等改進型活性污泥流程,因其具有能維持較高運轉負荷,耗時短等特點,比常規活性污泥法更有效。同濟大學徐迪民等用低氧?好氧活性污泥法處理垃圾填埋場滲濾液,試驗證明:在控制運行條件下,垃圾填埋場滲濾液通過低氧?好氧活性污泥法處理,效果卓越。最終出水的平均CODCr、BOD5、SS分別從原來的?6466? mg/L、3502?mg/L以及239.6mg/L相應降低到CODCr<300mg/L、BOD5<50mg/L(平均為13.3mg/L)以及SS<100mg/L(平均為27.8mg/L)。總去除率分別為CODCr 96.4%、BOD5 99.6%、SS 83.4%。
處理後的出水若進一步用鹼式氯化鋁進行化學混凝處理,可使出水的CODCr下降到1 00mg/L以下。
兩段法處理滲濾液的氮、磷也均較一般生物法為佳。磷的平均去除率為90.5%;氮的平均去除率為67.5%。此外該法運行彌補厭氧?好氧兩段生物處理法第一段形成NH3-N較多,導致第二段難以進行和兩次好氧處理歷時太長的不足。
2.1.1.3 物化活性污泥復合處理系統
由於滲濾水中難以降解的高分子化合物所佔的比例高,存在的重金屬產生的抑製作用,所以常用生物法和物理?化學法相結合的復合系統來處理垃圾滲濾液。對於BOD5?1500m g/L、Cl-800mg/L、硬度(以CaCO3計)800mg/L、總鐵600mg/L、有機氮100mg/L、TSS 300mg/L、 SO2-4300mg/L的滲濾液,有學者採用該方法進行處理,發現效果很好,其BOD5 、COD、NH3-N、Fe的去除率分別達99%、95%、90%、99.2%。該系統中的進水通過調節池後,可以避免毒性物質出現瞬時的高濃度而對活性污泥生物產生抑製作用;在澄清池中加入石灰,可去除重金屬和部分有機質;氣提池(進行曝氣,溫度低時加入NaOH)能去除進水NH3-N的50%,從而使NH3的濃度處於抑制水平之下;由於廢水中磷被加入的石灰所沉澱,且 pH值過高,因而需添加磷和酸性物質;活性污泥系統可以串聯或並聯使用,運行時可通過調節迴流污泥比來選用常規法或延時曝氣法處理,具有較大的操作靈活性。
2.1.2 曝氣穩定塘
與活性污泥法相比,曝氣穩定塘體積大,有機負荷低,盡管降解進度較慢,但由於其工程簡單,在土地不貴的地區,是最省錢的垃圾滲濾液好氧生物處理方法。美國、加拿大、英國、澳大利亞和德國的小試、中試及生產規模的研究都表明,採用曝氣穩定塘能獲得較好的垃圾滲濾液處理效果。
例如英國在Bryn Posteg Landfill投資60000英鎊建立一座1000m3的曝氣氧化塘,設2台表面曝氣裝置,最小水力停留時間為10d,氧化塘出水經沉澱後流經3km長的管道入城市下水道。此系統1983年開始運行,滲濾液最大CODCr為24000mg/L,最大BOD5為?10000?mg/L,F/M=0.05~0.3kgCOD/(kgMLSS·d),水量變化范圍0~150m3/d,出水BOD5平均為 24mg/L,但偶然有超過50mg/L的時候,COD去除率達97%,但在運行過程中需投加P,考慮到日常運行費用,投資償還及其利息,與滲濾液直接排至市政管網相比,每年可節約750英鎊。
英國水研究中心(Water Research Center)對東南部New Park Landfill的CODCr> 15000mg/L的滲濾液也做了曝氣穩定塘的中試,當負荷為0.28~0.32kgCOD/(kgMLSS·d)或者說為0.04~0.64kgCOD/(kgMLSS·d),泥齡為10d時,COD和BOD5去除率分別為98%和91%以上。在運行過程中也需要投加磷酸。?
2.1.3 生物膜法
與活性污泥法相比,生物膜法具有抗水量、水質沖擊負荷的優點,而且生物膜上能生長世代時間較長的微生物,如硝化菌之類。加拿大British Columbia大學的C.Peddie和J.Atwater用直徑0.9m的生物轉盤處理CODCr<?1 000?mg/L,NH3-N<50m g/L的弱性滲濾液,其出水BOD5<25mg/L,當溫度回升,微生物的硝化能力隨即恢復。但是應當指出,這種滲濾液的性質與城市污水相近,對於較強的滲濾液此方法是否適用還待研究。?
2.2 厭氧生物處理
厭氧生物處理的有目的運用已有近百年的歷史。但直到近20年來,隨著微生物學、生物化學等學科發展和工程實踐的積累,不斷開發出新的厭氧處理工藝,克服了傳統工藝的水力停留時間長,有機負荷低等特點,使它在理論和實踐上有了很大進步,在處理高濃度(BOD5 ≥2000?mg/L)有機廢水方面取得了良好效果。
厭氧生物處理有許多優點,最主要的是能耗少,操作簡單,因此投資及運行費用低廉,而且由於產生的剩餘污泥量少,所需的營養物質也少,如其BOD5/P只需為4000∶1,雖然滲濾液中P的含量通常少於1mg/L,但仍能滿足微生物對P的要求。用普通的厭氧硝化,35℃ 、負荷為1kgCOD/(m3·d),停留時間10d,滲濾液中COD去除率可達90%。
開發的厭氧生物處理方法有:厭氧生物濾池、厭氧接觸池、上流式厭氧污泥床反應器及分段厭氧硝化等。
2.2.1 厭氧生物濾池
厭氧濾池適於處理溶解性有機物,加拿大Halifax Highway101填埋場滲濾液平均COD為12850mg/L、BOD5/COD為0.7,pH為5.6。將此滲濾液先經石灰水調節至pH=7.8,沉澱1h後進厭氧濾池(此工序還起到去除Zn等重金屬的作用),當負荷為4kgCOD/(m3·d)時,COD去除率可達92%以上;當負荷再增加時,其去除率急劇下降。
加拿大Toronto大學的J.G.Henry等也在室溫條件下成功地用厭氧濾池分別處理年齡為1.5 年和8年的填埋場滲濾液,它們的COD各為14000mg/L和4000?mg/L,BOD5/COD各為0.7和0.5,當負荷為1.26~1.45kgCOD/(m3·d),水力停留時間為24~96h時,COD去除率均可達90%以上。當負荷再增加,其去除率也急劇下降。由此可見,雖然厭氧濾池處理高濃度有機污水時負荷可達5~20kgCOD/(m3·d),但對於滲濾液其負荷必須保持較低水平才能得到理想的處理效果。
2.2.2 上向流式厭氧污泥床
英國的水研究中心報道用上向流式厭氧污泥床(UASB)處理COD>10000mg/L的滲濾液,當負荷為3.6~19.7kgCOD/(m3·d),平均泥齡為1.0~4.3d,溫度為30℃時COD和BOD5的去除率各為82%和85%,它們的負荷比厭氧濾池要大得多。
在厭氧分解時,有機氮轉為氨氮,且存在NH4+?NH3+H?+反應。若pH>7時,平衡中的NH3占優勢,可用吹脫法去除。但厭氧分解時pH近似等於7,因此出水中可能含有較多的NH4+,將會消耗接納水體的溶解氧。
2.3 厭氧與好氧的結合方式
雖然實踐已經證明厭氧生物法對高濃度有機廢水處理的有效性,但單獨採用厭氧法處理滲濾液也很少見。對高濃度的垃圾滲濾液採用厭氧好氧處理工藝既經濟合理,處理效率又高。COD和BOD的去除率分別達86.8%和97.2%。
2.3.1 厭氧?好氧生物氧化工藝(厭氧硝化和生物氧化塘)
西南師大生物系對pH為8.0~8.6,COD為16124mg/L,BOD5為214~406mg/L、NH3- N為475mg/L的滲濾液採用厭氧好氧生物化學法處理,取得出水pH為7.1~7.9,COD為170.33~314.8mg/L,BOD5為91.4mg/L、NH3-N為29.1mg/L的良好效果。
2.3.2 厭氧?氧化溝?兼性塘工藝
下面結合廣州市李坑垃圾填埋場作以下說明及分析。李坑垃圾填埋場污水處理廠按流量300m3/d設計,進水BOD5為2500mg/L、CODCr為4000mg/L、NH3-N 為?1000mg/L、SS為600mg/L、色度為1000倍;出水BOD5為30mg/L、CODCr為80mg/L 、NH3-N為10mg/L、SS為70mg/L、色度為40倍。選用工藝流程為:厭氧氧化溝兼性塘絮凝沉澱。當進水水質較好,兼性塘出水達標時,即可直接將兼性塘水向外排放;而當進水水質較差,兼性塘出水達不到排放標准時,則啟用混凝沉澱系統,再排放沉澱池上清液。
從該套工藝的運行情況來看,當進水的COD較高時,出水水質良好;一旦COD 降低,特別是冬季低溫少雨,COD降低到不利於生化處理時,出水各水質成分均偏高難以達標,出水呈棕褐色,盡管啟用絮凝沉澱系統,效果仍不理想。由此可見,對於滲濾液的色度和NH3-N的有效去除,對生化處理將產生有利影響。
2.3.3 厭氧?氣浮?好氧工藝
大田山垃圾衛生填埋場滲濾液處理採用的是此工藝。根據廣州市環境衛生研究所對類似垃圾填埋場滲濾液檢測資料及模擬試驗,結合本場實際情況定出滲濾液污水處理設計參數。進水水質CODCr為8000mg/L、BOD5為5000mg/L、SS為700mg/L、pH值為7.5 ;出水水質CODCr為100mg/L、BOD5為60mg/L、SS為500mg/L、pH值為6.5~7.5。?針對該場遠離市區的特點,為便於管理和節省能耗,經比較後選用厭氧和好氧聯合處理工藝。厭氧段為上向流式厭氧污泥床反應器,好氧段為生物接觸氧化法,加化學混凝沉澱和生物氧化塘,凈化處理達標後排放。剩餘污泥經濃縮後送回填埋場處理。
考慮到滲濾液水質變幅較大的特點,在厭氧段後加入氣浮工藝,提高處理能力以應付進水水質偏高的情況。
2.3.4 UASB?氧化溝穩定塘
福州市於1995年建成全國最大的現代化的城市垃圾綜合處理場--福州市紅廟嶺垃圾衛生填埋場。處理垃圾滲濾液水量為1000m3/d;垃圾滲濾液水質(入口)為CODCr為 8000mg/L、BOD5為5500mg/L;處理水質要求(出口)為CODCr去除率95%、 BOD5去除率97%。
設計採用上向流式厭氧污泥床?奧貝爾氧化溝?穩定塘工藝流程。垃圾填埋場的垃圾滲濾液集中到貯存庫,依靠庫址的較高地形,自流到集水池、格柵,經巴式計量槽計量後,靠勢能流至配水池,再依靠靜水頭壓至上向流式厭氧污泥床。經厭氧處理後的污水流至一沉池進行固液分離,上清液自流到奧貝爾氧化溝,沉澱污泥靠重力排至污泥池,污泥定期用罐車送到垃圾填埋場或堆肥利用。
污水在奧貝爾氧化溝進行好氧生化處理,奧貝爾氧化溝採用三溝式A/O工藝,具有先進的污水脫氮處理效果。該工藝突出的優點是在第一溝中既能對氨氮進行硝化,又能以BOD為碳源對硝酸鹽進行反硝化,總氮去除率可達80%,由於利用了污水中BOD作碳源,導致污水中的 BOD5被去除,減少了污水中的需氧量。為了提高氧化溝脫氮效果,把第三溝的出水用潛水泵再抽至第一溝進行內迴流,在第一溝中進行反硝化。
經氧化溝處理的污水流入二沉池進行固液分離,澄清水自流至穩定塘進行生物處理。二沉池的剩餘污泥靠重力排至濃縮池。濃縮池中的上清液迴流至氧化溝處理,其濃縮後的污泥用潛水泵抽至罐車輸送到垃圾填埋場填埋,或進行堆肥處理。?
2.4 土地處理
土地處理法亦即土壤灌溉法,是人類最早採用的污水處理法,但是土地處理系統的應用多見於城市污水處理。對於滲濾液的處理方法,將滲濾液收集起來,通過噴灌使之迴流到填埋場。循環填埋場的滲濾液由於增加垃圾濕度,從而提高了生物活性,加速甲烷生產和廢物分解。其次由於噴灌中的蒸發作用,使滲濾液體積減小,有利於廢水處理系統的運轉,且可節約能源費用。北英格蘭的Seamer Carr垃圾填埋場,有一部分採用滲濾液再循環,20個月後再循環區滲濾液的COD值降低較多,金屬濃度有較大幅度下降,而NH3 -N、Cl-濃度變化較小。說明金屬濃度的下降不僅是由於稀釋作用引起的,也可能是垃圾中無機成分對其吸附造成的。
由於再循環滲濾液具有諸多優點,所以設計填埋場時頂部不要全部封閉,而應設立規則性排列的溝道以免對周圍水源的污染。低濃度滲濾液不能直接排放,因NH3-N、Cl-濃度仍較高,溫度較低季節,蒸發少,生物活性弱,再循環滲濾液的效果有待進一步研究。
2.5 硝化和反硝化
老的填埋場往往處於甲烷發酵階段,其滲濾液中氨氮含量較高,通常為100~1000mg /L。去除氨氮主要有兩種方法:一是硝化和反硝化;另一種是提高pH值至9以上,再用空氣吹脫。Robinson和Maris將年齡為20年的填埋場滲濾液在溫度為10℃,泥齡為60d的條件下曝氣(實際上此與氧化塘運行條件相仿),可完全硝化。其它用生物轉盤等好氧方法也都取得了成功,因此普遍認為滲濾液的硝化是不成問題的。
常見的處理工藝:
(1)硝化/反硝化系統+MBR+RO
硝化/反硝化工藝是針對氨氮去除的生化處理方法,經硝化段和反硝化段的聯合作用,實現對COD和氨氮的同時徹底去除,出水通過MBR泥水分離和RO對離子的深度截留最終達到國家排放標准。
(2)兩級反滲透工藝(或兩級DTRO工藝或全膜法處理工藝)
該工藝為純物理的處理方法,佔地面積較小,施工和調試周期短,但很容易造成污染物質的富集,很難實現出水長期穩定達標,且一次性投資和運行費用很高。
(3)絮凝沉澱+硝化/反硝化系統+MBR+NF+RO
採用該工藝大多做成集成設備,前端增加化學法進行預處理,工藝路線較長,增加整體的控制難度,集成設備對水質水量波動適應能力差,很容易出現池容偏小,生化效果差的問題。
(4)中溫厭氧系統+硝化/反硝化+MBR+RO
對高濃度COD去除效果較好,常應用在垃圾焚燒廠、垃圾中轉站等新鮮垃圾滲濾液的處理中,該工藝對進水的穩定性要求很高,且厭氧系統要保持35°C,投資和運行成本高。
2.6 英Rochem's反滲透處理廠
在英國垃圾滲濾液處理廠使用Rochem's專利圓盤管反滲透系統對初級滲濾液進行處理。這種處理技術是由南亨伯賽德郡溫特頓填埋場所設計和生產的Rochem's離析膜系統。
這個系統的心臟是Rochem's專利圓盤管。這個圓柱體的組成包括板片、八角型鋼和一個圓管內的耐磨膜墊層,它能處理那些快速堵塞普通的反滲透膜系統的滲濾液。在膜的壓力下滲濾液進入Rochem's處理系統進行曝氣和pH校正。當含有污染物的滲濾液流經圓柱體內膜表面時,滲濾液中的污染物質由於反滲透作用而分離出來並經膜排出。整個系統清理的操作是自動化的,當需要對該系統進行化學清洗時,控制指示器就會顯示出信息來,同時自動清洗系統就會用已經程式化的化學制劑對該系統進行內部清洗,使其恢復到最初的功能。因為滲濾液在封閉情況下,在膜的表面形成湍流,減少氧化,產生惡臭,所以到一定時間要進行內部清洗,但這種清洗的間隔時間較長,Rochem's 離析膜系統能夠去除重金屬、固體懸浮物、氨氮和有害的難降解的有機物,處理後的水滿足嚴格的排放標准。
德國的Ihlenbery填埋場安裝投入使用的Rochem's處理系統,其處理能力的污水量為50m3/h,水的回收率為90%。
城市垃圾滲濾液處理工藝介紹 來自: 免費論文網
3 處理工藝的分析比較
與好氧方法相比,厭氧生物處理具有以下優點。
(1)好氧方法需消耗能量(空氣壓縮機、轉刷等),而厭氧處理卻可產生能量(產生甲烷氣) 。COD濃度越高,好氧方法耗能越多;厭氧方法產能越多,兩者的差異就越明顯。
(2)厭氧處理時有機物轉化成污泥的比例(0.1kgMLSS/kgCODCr)遠小於好氧處理的比例(0.5kgMLSS/kgCODCr),因此污泥處理和處置的費用大為降低。
(3)厭氧處理時污泥的生長量小,對無機營養元素的要求遠低於好氧處理,因此適於處理磷含量比較低的垃圾滲濾液。
(4)根據報道,許多在好氧條件下難於處理的鹵素有機物在厭氧時可以被生物降解。
(5)厭氧處理的有機負荷高,佔地面積比較小。
但是,厭氧處理出水中的COD濃度和氨氮濃度仍比較高,溶解氧很低,不宜直接排放到河流或湖泊中,一般需要進行後續的好氧處理。另外,世界上大多數垃圾滲濾液多是偏酸性的 (pH值一般在5.5~7.0)。pH在7以下,產甲烷菌將會受到抑制甚至死亡,不利於厭氧處理,而好氧處理對pH的要求就沒有這么嚴格。再者,厭氧處理的最適溫度是35℃,低於這個溫度時,處理效率迅速降低。比較而言,好氧處理對溫度要求不高,在冬季時即使不控制水溫,仍能達到較好的出水水質。
鑒於以上原因,對COD濃度在50 000mg/L以上的高濃度垃圾滲濾液建議採用厭氧方法 (後接好氧處理)進行處理,對COD濃度在5 000mg/L以下的垃圾滲濾液建議採用好氧生物處理法。對於COD在5 000~50 000mg/L之間的垃圾滲濾液,好氧或厭氧方法均可,選擇工藝時主要考慮其它因素。
4 結論和建議
通過對上述幾種處理方法及處理工藝的分析比較可得以下結論,並提出水質、水量等方面的建議和意見:
(1)垃圾滲濾液具有成分復雜,水質水量變化巨大,有機物和氨氮濃度高,微生物營養元素比例失調等特點,因此在選擇垃圾滲濾液生物處理工藝時,必須詳細測定垃圾滲濾液的各種成分,分析其特點,以便採取相應的對策。還應通過小試和中試,取得可靠優化的工藝參數,以獲得理想的處理效果。
(2)多種方法應用於滲濾液的處理是可行的。在有條件的地方修築生物塘,同時採用水生植物系統處理滲濾液,不僅投資省,而且運行費用低。土地處理也受到人們的重視,但在滲濾液的處理中選用尚少。生物膜法和活性污泥法有成熟的運行管理經驗,結合採用厭氧好氧工藝生物處理滲濾液較多。但修建專用的滲濾液處理廠投資大,運行管理費用高,而且隨著填埋場的關閉,最終使水處理設施報廢,故應慎重選用。
(3)我國真正能滿足衛生填埋標準的填埋場並不多,許多填埋場因為投資所限無法按設計要求建造能達到環境保護要求的滲濾液收集系統。因此,宜發展投資省,效果好的滲濾液處理技術。垃圾填埋場滲濾液向填埋場回灌,利用土地吸附,土壤生物降解及垃圾填埋層的厭氧濾床作用使滲濾液降解,具有投資省、效果好,無需專門處理設施投資等特點。而且滲濾液的回灌可使垃圾保持濕潤,加速填埋場的穩定。回灌法採用較少,可作深入研究,以明確回灌法的使用條件,處理效率及回灌處理的工程設計參數。
(4)對垃圾填埋場滲濾液進行處理是問題的一個方面,另一方面應當考慮減少滲濾液產生量。宜發展可減少滲濾液產生量的填埋技術,如好氧填埋或准好氧填埋。
(5)對垃圾滲濾液的處理,我國尚處於研究探索階段,為了建設標准化的城市垃圾衛生填埋場,對其滲濾液的處理應作更深入的研究。