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城市垃圾渗滤液特性及处理对策

 我国城市生活垃圾的处理的主要方式有:堆肥、卫生填埋、焚烧等:焚烧和堆肥由于受经济技术条件的制约目前在国内尚没有得到大规模的应用,目前我国垃圾处理主要方式还是以卫生填埋为主。垃圾填埋后,由于垃圾本身的生物、化学分解产生了大量的污水,同时,地表水、地下水和雨水的渗人,也会产生溶解了垃圾中大量的可溶性有机物和无机物的污水,这些高浓度的污水称为城市垃圾渗滤液。由于渗滤液的成分复杂,水质、水量波动较大,所以渗滤液的水质、水量和处理方法对填埋场设计都是重要的因素

1影响垃圾渗滤液水质与水量的因素

1.1影响垃圾渗滤液水质因素

垃圾渗滤液产生水质受到多种因素影响

    (1)垃圾成分:垃圾填埋场渗滤液水质受垃圾成分影响很大,渗滤液中COD ,BODS主要是由厨余中的有机物产生的,垃圾中厨余含量高低直接影响到垃圾渗滤液COD,BOD:的高低。另外炉灰、渣土等对渗滤液中有机物有吸附、过滤作用,因此垃圾中炉灰、渣土的含量也会影响渗滤液有机物浓度。由于生活水平、生活习惯以及环保意识的不同,各城市的垃圾组成相差较大,致使垃圾填埋场垃圾渗滤液中COD2000 }-62000mg/L,BOD:60-}-45000mg/L变化。

(2)填埋场填埋时间:填埋层各部分物化和生物学特征及其活动方式都不同,“年轻”填埋场(5年以内)的渗滤液pH较低,BOD;,COD、挥发性脂肪酸(VFA) ,金属离子浓度和BOD}/COD较高,“年老”填埋场(10年以上)的渗滤液pH近中性,BODS ,COD ,VFA浓度和BODJCOD较低,金属离子浓度下降,但氨氮浓度较高。实际上填埋场处理生活垃圾是一个垃圾填充、覆土的多次重复过程,填埋场的各个部分可能处于不同的稳定阶段,或者说其各部分的“年龄”是不同的,而且各部分有各自的物理、化学和生物活动条件。

(3)填埋工艺:填埋工艺不同对渗滤液出水水质也有影响,增加填埋密度、深度会降低垃圾对水的渗透性,从而增长垃圾与水的接触时间,加速垃圾降解,使渗滤液中污染物浓度增加。

1.2影响垃圾渗滤液水量因素

垃圾渗滤液产生水量受到多种因素影响团:

(1)大气降水量:降落在填埋场的雨、雪量直接影响着渗滤液的水量,降水量多少由填埋场所在的地理位置决定;

(2)地表水的渗人:有的填理场基础建在地表水以下,地表水渗人填埋场增加了渗滤液水量;

(3)垃圾自身水分:垃圾由于自重作用受挤压时排出的孔隙水和降解产生的液体将会增加渗滤液的水量;

(4)顶盖设计:渗滤液水量在填埋场封闭和蕞终覆盖后将显著减少,一个合理的顶盖设计将显著减少填埋场封闭后的渗滤液水量;

(5)蒸发量:其大小主要取决于两方面:一是受辐射、气温、湿度和风速等气象因素的影响;二是受土壤中含水率的大小、分布及植物的影响。

其中降水量和蒸发量是影响渗滤液产生量的重要因素。降水量和蒸发量由填埋场当地气象条件所决定。

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2垃圾渗滤液水质特点

(1)有机物浓度高:在酸性发酵阶段垃圾渗滤液的CODBODS蕞高可达几万mL,与城市污水相比,浓度非常高。

(2)金属含量高:垃圾渗滤液中含有10多种金属离子,其中铁的浓度可高达2000mg/L,铅的浓度可高达12mg/L,锌的浓度可高达130mg/L

(3)水质变化大:垃圾种类、水质、水量、填埋时间和填埋场构造方式都会对水质产生影响。

(4)氨氮含量高:随着填埋场年限增加,垃圾渗滤液中的氨氮比例也相应增加,浓度可达1700mg/L,高浓度的氨氮对微生物的活性有抑制作用。

(5)营养元素比例失调:垃圾渗滤液中BOD}/TP大于300,C/N不是固定不变的,在不同场龄的垃圾渗滤液中C/N常出现失调的现象,在填埋后期BODCOD小于0.1,给生物处理带来一定的难度。

3我国垃圾渗滤液处理发展进程

 由于垃圾渗滤液水质、水量的复杂多变性,目前国内外尚无完善的处理工艺,大多根据不同填埋场的具体情况及其他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2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。我国渗滤液的实际处理经历了3个阶段:

     第一阶段(20世纪90年代初期):所采用的处理工艺主要参照城市污水的处理方法。在此阶段建成的渗滤液处理厂主要参照城市污水处理厂,没有合理考虑渗滤液的水质特性,因此都存在不能稳定运行的状况,出水也不能稳定达标;

 第二阶段(20世纪90年代中后期):考虑到渗滤液水质的特性(如高浓度的氨氮、高浓度的有机物等)而增加了脱氨措施,这一时期采用的处理工艺一般为氨吹脱+厌氧处理+好氧处理。其出水水质较差,只能达到《污水排入城市下水道水质标准》(CJ3082-1999),且存在二次污染的问题;

 第三阶段(2000年以后至今):新建的渗滤液处理厂一般远离城区,渗滤液没有条件排人城市污水管网,处理要求也相应提高(一般需要处理到《污水综合排放标准》( GB 8978-1996 )的一级标准)。此时的渗滤液若仅靠生物处理则无法达到处理要求,一般需采取生物处理十深度处理的组合工艺。

     垃圾渗滤液处理中存在的问题有渗滤液水量变化较大、水质特性变化较大以及氨氮浓度高等,造成渗滤液处理费用高目_难以稳定达到排放标准且修建专用的渗滤液处理厂投资大,运行管理费用高,而且一旦填埋场关闭,处理设施也随之报废。因此,需发展投资省,效果好的渗滤液处理技术。

4循环回灌处理方法

 4.1渗滤液回灌

 渗滤液回灌是将收集后的渗滤液再次回灌人填埋场,利用填埋场堆体内的微生物对渗滤液进行处理的一种技术。利用垃圾填埋层的厌氧滤床作用使渗滤液降解,加之土壤吸附和土壤生物降解均可使渗滤液减量。常采用的有:喷淋回灌、表面水塘回灌、垂直竖井回灌及水平回灌等技术。采用回灌方式进行处理不仅可以节省占地,而且可将填埋场作为一个大的生物滤池,上层为好氧生物滤池,下层为厌氧生物滤池,渗滤液经多次回流处理后其流量及其有机物含量会越来越少;同时渗滤液的回流又可加速垃圾中有机物的分解,缩短填埋垃圾的稳定化进程,故该方法具有投资省、效果好、无需专门运行管理等特点。但渗滤液回灌处理不当可能引起二次污染(如产生恶臭和污染地表水),而且长期回灌使渗滤液中某些无法生物降解的污染物浓度增高闭,所以残液需与其他处理方式配合处理后才能排放

4.2循环回灌法

   在研究垃圾渗滤液处理方法的同时,还应当研究减少渗滤液产生量的填埋技术,采用循环回灌法削减渗滤液的水量,与其他处理工艺搭配的方法,可以解决工艺的协调问题循环回灌法实质上是以填埋场为巨大的生物滤床,将渗滤液收集起来,通过喷灌使之回流到填埋场。循环处理是利用填埋场覆盖土层的土壤净化作用、填埋垃圾层的降解作用和蕞终覆盖后垃圾填埋场地表植物吸收作用等进行的。循环回灌提高了表层覆土的湿润度,改变了蒸发条件,从而影响蒸发速率和水分饱和程度。此外,在填埋场表土有植被的情况下,回灌的水可被植物截留而蕞终以植物蒸腾作用的形式得以消耗,植被蒸腾作用也是削减水分的主要手段,植被吸收的水分除一小部分留在植物体内外,90%以上的水分通过蒸腾作用散发。

 美国在干旱的地区广泛发展中水供水系统,利用城市污水再净后回用到绿化灌溉,既降低了污水处理成本,又缓解了缺水地区的供水问题。城市垃圾填埋场大多选址在远离水源的区域,经过回灌处理后的垃圾渗滤液可以用于填埋场周边的绿地灌溉,或填埋场表面植物的灌溉,这样既可以解决垃圾场绿化用水问题,又可以为预处理后的渗滤液找到出路。

5结论和建议

  我国目前真正达到卫生填埋标准的垃圾填埋场并不多,许多填埋场因为投资所限无法按设计要求建造能达到环境保护要求的渗滤液收集系统。因此,通过循环回灌技术进行预处理,可以降低渗滤液污染物浓度和减少渗滤液产生量,预处理后的渗滤液还可以作为绿地灌溉使用,具有投资省、效果好、无需专门处理设施投资等特点。

 

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