垃圾滲濾液處理
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垃圾滲濾液的來源主要包括以下幾個方面:
一、自然降水
降雨和降雪:降雨的淋溶作用是滲濾液產生的主要原因。降雪融化后也會滲入垃圾堆體,形成滲濾液。
二、外部水源流入
地表水:包括地表徑流和地表灌溉。地表徑流主要指來自場址表面上坡方向的徑流水,這些水流經垃圾堆體時,會攜帶部分水分和溶解物進入垃圾堆體,形成滲濾液。
地下水:當填埋場內滲濾液水位低于場外地下水位,且沒有設置到位的防滲系統時,地下水就有可能通過土壤層滲入填埋場內,與垃圾中的水分混合,形成滲濾液。
三、垃圾自身水分
垃圾本身含有的水分:這包括垃圾在收集、運輸、堆放過程中攜帶的水分,以及從大氣和雨水中吸附的水分。
垃圾分解產生的水分:垃圾填埋后,垃圾中的有機組分在微生物的厭氧分解作用下會產生水。這些水分與垃圾中的溶解物混合,形成滲濾液。
垃圾滲濾液處理的難點主要體現在以下幾個方面:
一、水質復雜多變
成分復雜:垃圾滲濾液中含有多種有機物、無機物、重金屬、微生物及其代謝產物等,這些成分之間相互作用,使得滲濾液的性質復雜多變。
水質波動:滲濾液的水質受多種因素影響,如垃圾種類、填埋時間、降雨情況、溫度等,導致水質波動大,難以穩定處理。
二、高濃度難降解
高COD、BOD:滲濾液中的化學需氧量(COD)和生物需氧量(BOD)濃度高,反映出滲濾液的可生化性強,但同時也意味著處理難度加大。
難降解有機物:滲濾液中含有大量難降解的有機物,這些有機物在常規的生物處理過程中難以被完全降解,導致處理效果不理想。
三、重金屬與氨氮含量高
重金屬:滲濾液中含有的重金屬離子對生物處理構成嚴重阻礙,且重金屬對人體的危害極大,少量重金屬物質進入人體就可能造成嚴重影響。
氨氮:隨著填埋時間的增加,滲濾液中的氨氮含量顯著上升,高氨氮含量不僅增加了處理的難度,還可能對生物處理系統造成沖擊。
四、處理技術與設備限制
技術與設備不匹配:由于滲濾液處理工藝復雜多變、水質條件波動以及出水水量不穩定性等因素的影響,當前的設備與技術往往難以精準匹配實際的處理需求,導致處理效果與效率不盡如人意。
投資與運營成本:滲濾液處理項目通常存量大、一次性投資困難,且生化法設備多、運行困難、運行氣味難聞,這些都增加了項目的投資和運營成本。
五、處理效果與排放標準的矛盾
排放標準嚴格:隨著環保法規的日益嚴格,對滲濾液處理后的排放標準也越來越高,這對處理技術提出了更高的要求。
處理效果難以保證:由于滲濾液水質復雜多變、處理難度大,使得處理后的水質難以穩定達到排放標準。
垃圾滲濾液的處理工藝多種多樣,主要包括物理、化學、生物等多種方法,以及它們的組合工藝。以下是對現有處理工藝的詳細歸納:
一、物理處理工藝
膜技術:包括超濾(UF)、納濾(NF)和反滲透(RO)等。膜技術通過物理分離作用,實現對滲濾液中污染物的有效去除。超濾技術主要用于去除大分子物質和膠體物質,納濾技術可進一步去除小分子有機物和無機鹽,而反滲透技術則能實現對滲濾液中溶解性無機鹽和有機物的深度去除。
二、化學處理工藝
混凝與沉淀:通過加入混凝劑使滲濾液中的懸浮物、膠體等聚集成較大的顆粒,進而通過沉淀去除。
吸附:利用吸附劑的吸附作用去除滲濾液中的有機物、重金屬等污染物。
吹脫法:通過向滲濾液中通入氣體(如空氣),使揮發性污染物從液相轉移到氣相中,從而實現去除。
高級氧化法:利用強氧化劑(如臭氧、過氧化氫等)將滲濾液中的難降解有機物氧化成易降解的小分子物質。
三、生物處理工藝
厭氧生物處理:通過厭氧微生物的代謝作用,實現對滲濾液中有機物的降解。厭氧處理能降低COD和BOD,但出水中的COD濃度仍較高,且對氨氮無處理效果,一般需后續好氧處理。
好氧生物處理:利用好氧微生物的氧化作用,進一步去除滲濾液中的有機物和氨氮等污染物。好氧處理工藝包括活性污泥法、氧化溝、好氧不亂塘、生物轉盤等。
硝化與反硝化:通過硝化與反硝化生物處理可以去除COD、BOD和NH3-N。硝化過程將氨氮轉化為硝酸鹽,反硝化過程則將硝酸鹽還原為氮氣從水中逸出。
四、組合處理工藝
預處理+生物處理+深度處理:該工藝首先對滲濾液進行預處理(如混凝、沉淀等),提高滲濾液的可生化性;然后進行生物處理(如厭氧+好氧),去除大部分有機物和氨氮;最后通過深度處理(如膜技術)去除剩余的污染物,確保出水水質達標。
預處理+兩級DTRO:該工藝首先對滲濾液進行預處理,去除懸浮物、油脂等雜質;然后通過兩級反滲透膜系統對滲濾液進行深度處理,去除溶解性無機鹽和有機物;最后經過進一步處理和消毒措施實現達標排放。
耦合氧化預處理+生化處理+深度處理:該工藝利用催化自電解技術進行預處理,去除有毒有害物質、降低COD等;然后進行生化處理去除有機物和氮、磷等營養物質;最后通過臭氧催化氧化技術進行深度處理,確保出水水質清澈透明并達標排放。
傳統處理工藝
處理效果不理想:盡管多種方法如生物法、膜法等被用于處理垃圾滲濾液,但由于其高濃度有機物、重金屬鹽、SS及氨氮的復雜特性,處理效果往往不盡人意。
運行成本較高:特別是對于生物處理+膜深度處理工藝,雖然技術風險較低,但生物菌種需要培養,增加了運行成本。全膜吸附過濾處理工藝由于膜類產品更換頻率高,也增加了處理成本。
出水率低:生物處理+膜深度處理工藝出水率較低,增加了回灌的難度。全膜吸附過濾處理工藝同樣面臨出水率低的問題。
對原水水質敏感:全膜吸附過濾處理工藝對滲濾液原水水質比較敏感,出水率容易受到外部影響,且容易堵塞。
技術局限性:對于“老齡化”滲濾液,生物處理+膜深度處理工藝處理難度很大,生化效果特別差。離心脫水的處理方式雖然出水率高,但對設備材質要求較高,尤其是需要耐強酸、強堿腐蝕性。
管理復雜:生物處理+膜深度處理工藝需要各個單元之間密切協調配合,自控程度雖然高,但管理相對復雜。
能源消耗:離心脫水的處理方式電耗稍高,增加了能源消耗。
運維費用高:蒸發法處理垃圾滲濾液的運維費用極高。例如,MVR蒸發工藝的投資成本高達15-20萬元/噸水。高昂的運維費用可能包括電、蒸汽成本以及蒸發器結垢、堵塞后的清理成本等。
能耗大:蒸發過程本身就是一個能耗較大的過程,尤其是在處理高濃度、復雜成分的垃圾滲濾液時,能耗問題更加突出。垃圾滲濾液中含有多種有毒有害物質,如重金屬、致癌物等,這些物質的存在增加了蒸發處理的難度和能耗。
穩定性差:蒸發工藝在處理垃圾滲濾液時,由于水質的不穩定性和復雜性,容易出現處理效果波動較大的情況。高溫蒸發過程中可能產生的二次污染問題,如臭氣污染等,也影響了工藝的穩定性。
型處理工藝
科力邇CDOF處理工藝
深圳科力邇科技有限公司采用了以CDOF-Cyclonic Dissolved Ozone flotation Unit(臭氧高級氧化旋流溶氣氣浮一體化裝置)為核心技術的專利工藝對垃圾滲濾液進行深度處理,克服了傳統膜處理工藝的不足,完美地解決了垃圾滲濾液深度處理的難題。
CDOF技術是科力邇公司自主開發的專利技術,該技術創造性地將氧多重催化氧化技術、旋流技術、溶氣氣浮技術等多種技術有機結合,能夠對垃圾滲濾液的高效綜合處理,可降快速降低COD、氨氮、脫色、除臭、殺菌等。該技術整體處于國際先進技術水平,目前已獲得10多項國內外專利,其中國內發明專利3項,國際PCT專利1項。
CDOF技術優勢
1)反應速率快,占地面積小。臭氧氣體高度分散于污水中,與傳統曝臭氧氣體氧化相比,臭氧分散度是傳統的100倍以上,反應速率得到大幅的提升,反應時間只需15min左右,傳統在60~120min,僅為傳統技術的1/8,設備占地面積僅關傳統的1/10甚至更小。
2)臭氧利用率高,消耗量僅為傳統技術的1/3~1/2。創造性地將臨界催化氧化、催化劑催化、水力空化催化等多重催化技術有機結合,臭氧可快速轉化為羥基自由基,羥基氧化反應比例高,臭利用率高,催化氧化效率較傳統技術大幅提高臭氧消耗僅為傳統技術的1/3~1/2,節約大量電能,能耗低、成本少。
3)臭氧催化氧化和氣浮雙重作用,污染物綜合去除效率高。創造性地將臭氧催化氧化與旋流溶氣氣浮有機結合,,一方面臭氧能夠快速破壞膠體,乳化油破乳等,大大強化氣浮分離的效果,同時還能夠大幅降低污泥量(危廢)產生量(減少90%),另一方面旋流溶氣氣浮可強化臭氧與催化劑、污染物的接觸效率,提高反應速率,防止催化劑污染等,延長催化劑壽命等。