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垃圾填埋場滲濾液的處理方法

  
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  摘要:對城市垃圾填埋場滲濾液的國內外處理技術結合實際作了較為詳細的闡述和系統的分析。重點對當前國內外垃圾滲濾液的生物處理、物理化學處理、上地處理等處理方法在實際運行過程中的成功與失敗的經驗作了總結和探討。
  關鍵詞:城市垃圾,滲濾液,廢水處理

  近十幾年來國外學者就垃圾滲濾液的處理進行了大量的探索和研究,取得了一些成功經驗,有的已用于工程實踐。我國在垃圾滲濾液的處理研究方面起步較晚、起點較低,有不少失敗的教訓,但也獲得了一些寶貴的經驗。由于滲濾液水質水量的復雜多變住,目前尚無十分完善的處理工藝,大多根據不同填埋場的具體情況及其它經濟技術要求采取有針對性的處理工藝。縱觀國內外垃圾滲濾液處理的現狀,目前滲濾液的處理方案主要有場外綜合處理和場內單獨處理兩大類。主要處理工藝有生物處理法、物化法、土地法以及上述方法的綜合[1]。
  l 生物法處理滲濾液
  生物法是滲濾液處理中最常用的一種方法,由于其運行費用相對較低、處理效率高,不會出現化學污泥等造成二次污染,因而被世界各國廣泛采用。具體的工藝形式有傳統活性污泥法、穩定塘、生物轉盤、厭氧固定膜生物反應器等。
  1.1 活性污泥法
  美國和德國幾個垃圾填埋場采用活性污泥法處理滲濾液,其實際運行結果表明,通過提高污泥濃度來降低污泥的有機負荷,可以獲得令人滿意的處理效果。如美國賓州的Fall Township污水處理廠,其垃圾滲濾液進水的ρ(CODcr)為6000~21000 mg/L,ρ(BOD5)為 3000~13000 mg/L,ρ(氨氮)為 200~2000 mg/L,曝氣池的 p(污泥)為 6000~12000 mg/L,是一般污泥的質量濃度的3~6倍。在體積有機負荷為 1.87 kg[BOD5]/(m3·d),F/M 為 0.15-0.31 kg[BOD5]/kg[MLSS·d)時,BOD5的去除率為97%;在體積有機負荷為0.3kg[BOD5]/(m3·d),F/M為0.03-0·05 ks[BOD5]/(kg[MLSS]·d)時,BOD5的去除率為92%。該廠的數據說明,只要適當提高活性污泥的質量濃度,使F/M為0.03-0.31<kg[BOD5]/(kg[MLSS]·d)之間采用活性污泥法能夠有效地處理垃圾滲濾液[2]。
  1.2 穩定塘
  國外早在80年代就有成功運用穩定塘技術處理滲濾液的生產性處理廠(Howard Robison,1992),英國在 1983年建成的 Bryn Postey填埋場滲濾液處理廠,運用曝氣氧化塘技術處理滲濾液。該氧化塘有效庫容 1000 m3,由高密度聚乙烯材料(HDPE膜)作防滲襯底,采用兩臺高效表面曝氣機進行曝氣,滲濾液最小水力停留時間 10d,滲濾液處理量D-150 m3/d。此系統自 1983年開始運行,滲濾液ρ(CODcr)ρ(BOD5)最大分別達 24000 mg/L和10 000 mg/L,F/M為 0.05~0.3 kg[BOD5]/kg[MLSS]·d)時,CODcr去除率達 97%[3]。
  上海市廢棄物老港處置場,在三期工程改擴建時建成了以穩定塘和蘆葦濕地地表漫流處理系統相結合的滲濾液處理系統,設計規模為2000m3/d,實際運行流量1500 m3/d,其在冬季兩個月的典型數據見表1上海老港填埋場滲濾液水處理的運行效果:
表1 老港填埋場滲濾液水處理的運行效果 mg·L-1
檢測日期氧化塘出口蘆葦濕地出口
ρ(CODcr)ρ(NH3-N)ρ(CODcr)ρ(NH3-N)
2000.10.24117716058929
2000.11.021264145109535
2000.11.13129713374548
2000.11.211912189132669
2000.12.0564091905150
平均141314493266

 1.3 生物轉盤
  生物轉盤是所謂固定生長系統生物膜法中的一種,運用于常規的污水處理中可有效地解決活性污泥法的污泥膨脹問題,并且由于膜上生物量大,生物相豐富,既有表層的好氧微生物,又有內層的厭氧微生物,因而具有抗水量、水質沖擊負荷的優點,同時生物膜上還能生長世代時間較長的硝化菌等。
  Pitea滲濾液處理廠即采用生物轉盤處理垃圾滲濾液,設計規模500 m3/d,設計轉盤表面積3 000 m2,平均設計負荷 4.8 g[NH3-N/(m2·d)。該廠利用填埋場氣體加熱使進人生物轉盤的滲濾液溫度保持在20℃左右,取得了良好的處理效果。
  上面介紹的Pitea填埋場生物轉盤是好氧生物反應器,英國Britannia填埋場則是運用厭氧固定膜生物反應器處理垃圾滲濾液,也取得了良好的處理效果[4]。
  1.4 厭氧氧化處理
  厭氧生物處理B前采用厭氧生物濾池,厭氧接觸法,上流式厭氧污泥床反應器及分段厭氧消化等,實踐證明厭氧處理時高質量濃度ρ(BOD5)>2000mg/L)有機廢水的處理是有效的,但單獨采用厭氧生物處理滲濾液的情況很少見。北京市政設計院1988年進行了這方面的研究,得出的結論是建議采用厭氧一好氧法處理工藝[5]。
  1.5 各種生物法比較
  生物法中,好氧工藝的活性污泥法和生物轉盤的處理效果最好,停留時間較短(6~24 h)、運行經驗豐富,但工程投資大。運行管理費用高;相對來說穩定塘工藝比較簡單,投資省,管理方便,但停留時間長(10~30 d)、占地面積大且凈化能力隨季節變化較大。厭氧處理工藝近年來發展很快,特別適合于高濃度的有機廢水,它的缺點是停留時間長,污染物的去除率相對較低,對溫度的變化比較敏感,但通過研究表明厭氧系統產生的氣體可以滿足系統的能量需要,若將這部分能量加以合理利用,將能夠保證厭氧工藝有穩定的處理效果,還能降低處理費用。因而對于高濃度有機物的垃圾滲濾液,采用厭氧和好氧I藝的組合處理,無論是對于提高處理效率,還是就降低運行費用都是有意義的。

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