FEO技术在垃圾渗滤液处理中的应用

2024-04-18

FEO技术在垃圾渗滤液处理中的应用(精选14篇)

篇1:FEO技术在垃圾渗滤液处理中的应用

反渗透技术在垃圾填埋场渗滤液处理中的应用

摘要:为了对垃圾填埋场渗滤液处理方法的选择提供有价值的`依据,对上海浦东新区黎明生活垃圾填埋场污水处理站进行了2年的跟踪研究.污水处理站采用反渗透膜处理技术与渗滤液的回灌相结合的方式对填埋场渗滤液进行无害化处理,并不断进行工艺参数优化,处理效果满足达标排放要求.作 者:徐守平   Xu Shou-ping  作者单位:上海富达工程管理咨询有限公司,上海,200032 期 刊:山东理工大学学报(自然科学版)   Journal:JOURNAL OF SHANDONG UNIRERSITY OF TECHNOLOGY(SCIENCE AND TECHNOLOGY) 年,卷(期):, 24(4) 分类号:X33 关键词:反渗透    填埋场    渗滤液    回灌   

篇2:FEO技术在垃圾渗滤液处理中的应用

纳滤膜分离技术在垃圾填埋场渗滤液处理中的应用

摘要:简要介绍了垃圾填埋场渗滤液的特点及目前的处理工艺;分析了纳滤膜分离技术的.特性和分离机理;结合国内外的工程实例,总结了各种与纳滤膜分离技术有关的垃圾填埋场渗滤液处理工艺;并且对国内目前的几种渗滤液处理工艺进行了经济可行性评价,认为在出水水质要求较高时,纳滤处理技术具有较好的经济效益.作 者:李炜臻    白庆中  作者单位:清华大学环境科学与工程系,北京,100084 期 刊:安徽农业科学  ISTICPKU  Journal:JOURNAL OF ANHUI AGRICULTURAL SCIENCES 年,卷(期):2007, 35(24) 分类号:X705 关键词:垃圾填埋场    渗滤液    纳滤    处理技术   

篇3:FEO技术在垃圾渗滤液处理中的应用

生活垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。渗滤液是液体在填埋场重力流动的产物, 主要来源于降水和垃圾本身的内含水。由于液体在流动过程中有许多因素可能影响到渗滤液的性质, 包括物理因素、化学因素以及生物因素等, 所以渗滤液的性质在一个相当大的范围内变动。一般来说, 其p H值在4~9之间, COD在2000~62000mg/L的范围内, BOD5从60~45000mg/L, 重金属浓度和市政污水中重金属的浓度基本一致。城市垃圾填埋场渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水, 若不加处理而直接排入环境, 会造成严重的环境污染。以保护环境为目的, 对渗滤液进行处理是必不可少的。

垃圾渗滤液的处理方法包括物理化学法、生物法、土地处理法。其中物理化学法主要有活性炭吸附、化学沉淀、密度分离、化学氧化、化学还原、离子交换、膜渗析、气提及湿式氧化法等多种方法;生物处理法分为好氧生物处理法、厌氧生物处理法和厌氧—好氧组合处理方式三种;土地处理法包括循环回灌法和土壤植物处理系统。

二、膜技术处理垃圾渗滤液简介

渗滤液传统生化处理已不能满足出水要求, 越来越多的垃圾填埋场已将膜技术应用于垃圾渗滤液处理工程中。膜技术在渗滤液处理中的应用主要是利用膜的筛分截留和吸附等作用去除渗滤液中难降解有机污染物, 这部分污染物通常是生化处理难以去除的。常见应用在渗滤液处理的膜技术有超滤、微滤、纳滤、反渗透等。

1. RO反渗透膜法

RO膜处理方法主要采用碟管式反渗透系统, 利用反渗透膜选择性的透过溶剂而截留离子物质, 一模两侧的静压差为动力, 克服溶剂的渗透压, 使溶剂通过反渗透膜而实现对液体的混合物进行分离的膜过程[1]。绝大多数采用二级RO, 水回收率一般为70%-80%。RO处理垃圾渗滤液中也可以与DOM的荧光光谱分析相结合, 利用荧光检测技术对某垃圾填埋场渗滤液反渗透 (RO) 膜深度处理时的进水、出水、浓缩液、酸洗液以及酸洗后碱洗液中水溶性有机物 (DOM) 的组成变化进行研究, 可以证明RO膜有效拦截了早期渗滤液中的类富里酸等物质[2]。

2. MBR膜反应器法

近年来, 国内MBR工艺处理垃圾渗滤液发展较快[3]。前端带有厌氧工段的MBR在处理渗滤液具有优势。一方面把垃圾渗滤液里面的难降解有机物转换成容易降解的有机物, 另外一方面如果将厌氧段回流, 它可以起到反硝化的作用, 有利于总氮的去除。MBR采用的膜主要是超滤膜或微滤膜, 有机管式膜运行稳定、可靠, 目前使用最为广泛。但一般情况下, 单一的MBR工艺出水不能达到国家排放标准, 往往需要配合NF、RO、活性炭等后续处理工艺。

三、应用实例

国外采用膜分离技术处理垃圾渗滤液也有许多成功的实例。颇尔水处理有限公司成功研制碟管式反渗透 (DTRO) 装置后, 在德国首次用此装置处理垃圾填埋场的渗滤液, 水的回收率达80%。目前, DTRO技术已在北欧、西欧、北美等地区多个垃圾填埋场中得到应用。

MBR+双膜法 (NF/RO) 组合工艺是传统工艺与现代水处理技术的有机结合, 该工艺流程简单 (建构筑物较少) 、污染物的削减能力较强, 调试周期短, 易于操作管理;此外该组合工艺有着投资低、运行成本低的优点, 是一套性价比较高的组合工艺, 适合在我国大部中小城镇垃圾渗滤液处理工程中广泛推广。

单纯碟管式反渗透 (DTRO) 装置在我国也有很多的应用实例。我国第一座DTRO渗滤液处理工程于2003年在重庆长生桥垃圾卫生填埋场启动, 初期运行性能稳定, 出水效果良好。但DTRO是纯物化处理, 缺少生化处理, 处理后浓液量大, 成分较一般的更复杂, 处理难度很大, 盐分富集, 清液得率低, 而且频繁清洗、维修、更换部件, 造成运行成本较高。因此, DTRO与生化处理工艺组合使用才能发挥其优势。

四、应用中存在问题

我国膜分离技术发展至今已有40多年历史, 但与世界发达国家相比还有较大差距。随着垃圾渗滤液膜处理技术的日益成熟和膜产品的逐步国产化, 我们当前面临的问题是进一步降低处理垃圾渗滤液的初期投资和运行成本, 使得膜技术在垃圾渗滤液处理中的应用具有广阔的前景[3]。

对于单独使用反渗透技术来讲, 按照目前的排放标准, 反渗透技术处理效果毋庸置疑, 但是其设备稳定性、投资及运行成本以及反渗透过程中产生的浓缩液的处理问题也是限制其广泛应用一个因素。我国大部分已经建成的垃圾渗滤液处理工程处理工艺为“预处理+生化处理”, 为了达标排放, 均需要技术升级改造。也是由于其经济性问题, 采用反渗透技术在经济发达地区可行, 但在经济欠发达地区还是有一定困难的。因此, 在有些地区出现了“想建的, 犹豫了, 不想建的, 有理由了, 正在建的, 面临建好以后不能达标排放, 已经建成的, 面临技术升级改造”的状况。所以, 我国垃圾渗滤液处理存在极大的技术需求。

五、结论及建议

膜技术在渗滤液处理中虽具有许多优势, 也存在些许不足, 需进一步讨论、研究:

1.运行能耗、压力方面, 采用膜还是比较高的, 对于采用膜来处理垃圾渗滤液中, 降低能耗具有更广阔优化的空间, 值得进一步探索更低能耗形式的膜设备。

2.膜处理会带来浓缩液的处理处置问题。目前采用较多的浓缩液处理法是回灌、高级氧化法等。季节对回灌效果的影响较大, 例如夏季往往出现垃圾堆体水分饱和, 浓缩液无法回灌的情况;高级氧化法的成本较高, 对于中小城镇垃圾填埋场将是一笔很高的开销。故性价比高的浓缩液处理技术将成为研究的热点。

3.膜使用中仍存在着膜污染和浓差极化等问题, 需要我们在膜材料上开发出高强度、长寿命、抗污染和高通量的膜材料, 以简化预处理。

4.对膜技术应用于垃圾渗滤液的处理问题, 我国尚处于研究探索阶段, 为了建设标准化的城市垃圾卫生填埋场, 对其膜技术应作更深入的研究。

摘要:垃圾渗滤液的处理问题早已引起了国内外的关注, 其中膜技术在垃圾渗滤液的处理中应用最广泛。本文介绍了RO反渗透膜法、MBR膜反应器法、NF纳滤膜法及组合工艺, 还介绍了膜技术处理渗透液的国内外的应用现状、存在的问题, 最后对膜技术的应用等方面提出了一些建议。

关键词:膜技术,垃圾渗滤液,应用

参考文献

[1]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 (143) :116-117.

[2]曾晓岚.RO处理早期垃圾渗滤液中DOM的荧光光谱分析[J].光谱学与光谱分析, 2011, 10.

篇4:FEO技术在垃圾渗滤液处理中的应用

关键词:垃圾渗滤液 两级DTRO 工艺特征 垃圾填埋场

中图分类号: X703 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)03(b)-0049-01

随着城镇生活垃圾的增多,垃圾渗滤液处理设备逐步向着城镇方向深入,污染物的排放标准趋于严格。本文结合工程实例,着重探讨两级DTRO在规模较小的垃圾渗滤液项目中的处理方法及应用优势。

1 小规模垃圾渗滤液的水质特点

(1)色度。垃圾渗滤液的色度较大,通常在200-4000倍间及其以上,并具有高毒性,通常呈暗褐色、茶色或深褐色,味具浓烈的腐化臭味。

(2)渗滤液前、后期水质变化大。渗滤液的水质变化幅度很大,它不仅体现在同一年内各个季节水质差别很大,浓度变幅可高达几倍,并且随着填埋年限的增加,水质特征也在不断发生变化。

(3)重金属。因垃圾分类收集及填埋场的分捡不力,导致众多重金属废物残留于此,增加了渗滤液内部的重金属量。

(4)生物降解特性。垃圾填埋场初始阶段BOD/COD的值维持在0.4-0.5之间,此时的生物降解性能较佳;中、后期阶段,因BOD及COD浓度的降速各异,BOD/COD的值逐步下降到0.05-0.2。并存在未被生物降解的富里酸及腐殖酸,使生物降解特性每况愈下。

(5)氨氮浓度。由于大部分填埋场为厌氧填埋,堆体内的厌氧环境造成渗滤中氨氮浓度极高,并且随着填埋年限的增加而不断升高,有时可高达1000~3000mg/l。当采用生物处理系统时,需采用很长的停留时间,以避免氨氮或其氧化衍生物对微生物的毒害作用。

(6)电导率。渗滤液的电导率持续偏高,一般在30000~60000μs/cm间。

2 工艺设计案例

(1)预处理系统

渗滤液的pH值随环境、场龄等各类条件的变化而改变,其成分异常复杂,包含各类硅、钙、镁、钡等难溶解盐,这些难溶的无机盐透过反渗系统之后,便被高倍浓缩,当其自身浓度高于该状况下的溶解度时,就会在膜外表产生结垢。而调节原水的pH值可抵抗碳酸盐无机盐的结垢,因此,在透过反渗系统之前,要调节原水的pH值。调节池原水通过提升泵进入反渗系统的原水罐内,在原水罐内调节pH值,并掺入酸性物,在原水泵压力增大的状态下,原水罐的出水进入到石英砂过滤器中,其过滤精度为50 μm。砂滤出水之后进入到芯式过滤器中,针对渗滤液级系统而言,因原水内钙、钡及镁等结垢离子及硅酸盐量较高,通过DT膜高倍浓缩之后,这一系列硅酸盐极易在浓缩液一端呈现过饱和态,因此,依照水质状况,在芯式过滤器前掺入固定量的阻垢剂,避免硅酸盐结垢,掺入量需根据原水的水质状况加以明确。

(2)两级DTRO系统

①一级反渗透。经由芯式过滤器的渗滤液直接入至高压柱塞泵内,DT膜系统的每台柱塞泵后端均设有一减震设备,主要用途在于抵消高压泵所产生的压力脉冲,并为反渗透膜柱提供稳压力。经高压泵后端的出水进至膜柱或在线泵,因高压泵的有限流量无法为膜柱提供水源,因此,经在线泵把膜柱出口的一批浓缩液回流到在线泵的入口处,借以确保膜外表拥有充分的流动速度及流量,有效地杜绝膜污染。

②二级反渗透。二级DT膜系统实质上是对一级DT膜系统的继续处理,通过一级DT膜系统处理之后的渗滤液不必掺入任何药剂即可被送至二级DT膜系统的高压泵内。二级高压泵设有频率变化控制设备,其输出的具体流量及运行频率可依照一级渗滤液流量传感仪器的反馈值自行配合完成,二级高压泵的入口管理处配备浓缩液自补偿装备,避免一级系统所生成的水量影响到二级系统的常态运行。二级浓缩液一侧配有一台伺服电机调控阀门,其作用是严控膜组内压及回收率,当透过液进至脱气塔时,以吹脱的方式可去除CO2等诸气体,使PH的值稳定在6~9间,实现达标排放。

③系统的清洗及冲洗。膜系统的清洗包含化学清洗及一般冲洗,目的在于维持膜片的高效,有效杜绝污染物质在膜片外表残余。化学清洗一般由电子计算机系统自行控制,能在计算机界面上设置清洗的具体参数,清洗时长通常控制在1~2 h,清洗中的残留液体要排放到调节池内。清洗的周期通常取决于进水污染物质的实际浓度,当进入条件恒定不变时,若膜系统的透过液量下降10%~15%,则要开展清洗,清洗的时长根据清洗方式的不同而各异。在系统常态运行的过程中,如若停机,可选用冲洗后再停机的模式;如若发生系统出现故障而停机,则需执行具体的冲洗流程。

3 工艺特征

(1)组件养护较容易,运行相对灵活 DTRO组件通常采用标准化设计工艺,方便拆卸养护,组件一经开启即可查看膜片及其余配件,维修较简易,当零配件数目不足时,组件可安装少量的导流盘及膜片而对其使用不构成妨碍,这也是其余样式的膜组件所不可比拟的优势。DTRO系统的开启速度快,运行较灵敏,可持续或间歇性地运行,也可尽快完成系统串并联方式的调整,并同另外的工艺搭配使用,以达到水质水量的规范要求。

(2)防污性能高。DTRO系统可对SDI指数达15~20倍的进水开展有序处理,且膜的防污抗结垢的性能依然维持在较佳的状态。

(3)系统出水稳定,受外界因素制约较小。DTRO系统不受渗滤液的碳氨比及可生化性等诸要素的制约,可更好地适应各填埋时期的渗滤液水质,对于处理北方严寒地区及老垃圾场的渗滤液具有显著的优势,系统出水的水质较平稳。

(4)占地面积较小。DTRO系统属一类集成系统,其结构相对紧凑,附属设施均为型号较小的构筑物体,占地面积较小。

4 结语

DTRO系统开启时长较短暂,可满足我国北方严寒区域的需求及特征。实践表明,规模较小的垃圾渗滤液处理采用该工艺模式,均能合乎国家排放要求,并为工程创造可观的经济效益和市场发展前景。

参考文献

[1]李亚选,韩谷,李政,等.UASB—MBR—DTRO工艺在垃圾渗滤液处理中的应用[J].给水排水,2009(10).

[2]高超,寇相全.两级DTRO工艺在生活垃圾渗滤液处理中的应用[J].科技致富向导,2011(14).

篇5:垃圾渗滤液处理技术

垃圾渗滤液处理技术

垃圾渗滤液是垃圾填埋过程中产生的高浓度有机废水,是垃圾填埋过程中产生二次污染的主要因素之一,对水体、土壤、大气和生物都有不同程度的影响,是国内外污水处理的一大难题;综述垃圾渗滤液的`四大水质特性并总结了近年来在垃圾渗滤液的预处理、主体工艺及深度处理技术上的研究进展,包括普通的物化预处理和常见的生化主体工艺以及近年来发展迅速的高级氧化技术、膜分离等深度处理工艺;最后为垃圾渗滤液处理技术的发展提出建议和未来研究方向.

作 者:黄健平鲍姜伶 Huang Jianping Bao Jiangling 作者单位:华北水利水电学院,河南,郑州,450011刊 名:环境科学与管理英文刊名:ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT年,卷(期):33(1)分类号:X703.1关键词:垃圾渗滤液 水处理 预处理 生物法 深度处理

篇6:FEO技术在垃圾渗滤液处理中的应用

摘要:针对矿化垃圾筛分后<15 mm组分性质进行研究,并以该组分为填料设计制造矿化垃圾生物反应床处理渗滤液,研究表明,矿化垃圾具有较大的吸附比表面积,较强的离子交换容量,较高的有机质含量,含有种类和数量可观的`微生物种群可供生物降解作用,是很好的污水处理生物介质.工程应用表明:渗滤液经过三级矿化垃圾生物反应床串联处理后,CODCr和NH4+-N的总去除率达到90%和95%以上,可稳定达到国家二、三级渗滤液排放标准.作 者:边炳鑫 赵由才 周正 李帅 作者单位:边炳鑫(苏州科技学院环境科学与工程系,江苏,215011;同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海,92;湖北省废物地质处置与环境保护重点实验室,武汉,430074)

赵由才(同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海,200092)

周正,李帅(苏州科技学院环境科学与工程系,江苏,215011)

篇7:垃圾渗滤液处理技术的研究进展

垃圾渗滤液处理技术的研究进展

摘要:城市垃圾渗滤液是一种成分复杂,有机物、氨氮浓度高的难处理废水.有关垃圾渗滤液的研究已成为国内外环保领域研究的热点,根据国内外最新研究进展,分析了垃圾渗滤液处理技术的.现状及发展趋势,重点介绍了物理法、化学法、物化法以及土地处理法等多种处理方法,并对处理工艺的选取提出了建议.作 者:高小龙 作者单位:甘肃工业职业技术学院化学与环境工程系,甘肃,天水,741025期 刊:天水师范学院学报 Journal:JOURNAL OF TIANSHUI NORMAL UNIVERSITY年,卷(期):,30(2)分类号:X703.1关键词:垃圾渗滤液 物理法 化学法 物化法 土地处理法

篇8:化学法在处理垃圾渗滤液中的应用

现在中国的人口急剧增加, 与之而来的城市垃圾排放量也倍增, 垃圾的处理成为了社会的一个重大的难题。焚烧、堆肥和填埋是主要的处理方法。填埋处理后, 垃圾发生物化和生物反应, 将产生名为“渗滤液”的高浓度污染液体。目前已有多种方法来排除渗滤液的危害, 其主要的处理方法有回灌法、土地处理法、物化处理法和生物处理法。然而, 渗滤液处理会产生较高的投资和运行费用, 如何解决这些问题, 依然是一个棘手的问题。

1 渗滤液处理发展概况

1.1 渗滤液处理发展现状

随着我国城市人口的不断增加, 城市规模的不断扩大以及居民生活水平的改善, 生活产生的垃圾的数量也在急剧地增加。目前, 焚烧法、堆肥法和填埋法等是城市垃圾处理的主要方法。其中运用填埋法来处理城市生活垃圾会产生大量的污染物和持续时间较长、水质变化大、高浓度、流量不均匀的废水 (渗滤液) , 这些渗滤液如果不加以处理, 会使周围的水体产生严重的二次污染。

针对这样的问题, 目前还没有较妥善的处理方法, 主要的处理方法是好氧厌氧生物的处理、化学沉淀、土地处理、化学氧化、混凝吸附等。其中生物法处理的设备成本低, 运行管理相对简单, 但很难去适应水质、水量的不断变化, 特别是当氨氮质量分数高时, 生物法得不到适当的抑制, 对难降解的有机物也束手无策。和生物法相比, 物化法在处理重金属离子和难降解的有机物时有较好的去除效果, 但必须优化其水处理成本和处理工艺。

1.2 渗滤液处理研究发展趋势

我国是发展中的国家, 现在有大批的填埋场正在建设, 在今后较长的一段时间里都会着重使用填埋法。所以对渗滤液的处理研究十分必要。根据渗滤液处理方法的现状和其所存在的一些问题, 渗滤液处理研究主要有几方面: (1) 新的处理方法的经济有效性研究。反渗透法和其他方法工艺比较而言, 工艺不但简捷而且效果较好, 唯有处理成本高的问题仍需解决。 (2) 保证填埋垃圾的稳定性。这样可以压缩填埋垃圾的稳定化时间, 加快产气的速率, 并且缩短渗滤液的产生周期, 在一定范围和程度内降低渗滤液的处理难度。 (3) 研究渗滤液产生的深层机理。针对渗滤液产生机理, 现在只有一些定性认识, 对于其动力学的某些特征的深层机理的了解非常薄弱。这种有针对性的研究, 将促进对渗滤液处理方法的开发和研究, 以至于可以有效的控制并对渗滤液产生前端进行预处理, 或引导其向有利于处理和控制的方向发展。 (4) 因地制宜, 选择适宜性工艺研究。不同地域的地质结构、地理位置、天气状况以及垃圾成份等的差别可能会导致渗滤液的质量产生较大的差别, 因此, 应根据具体情况来研究经济有效并有适宜性的工艺和处理方法。如北方降雨量少而蒸发量大, 渗滤液回灌法经济有效;而南方温暖湿润的气候却有利于人工湿地的开发和应用。

2 渗滤液处理的化学方法

2.1 混凝沉淀法

在废水中添加某些化学混凝剂, 使它与废水中的可溶性物质发生反应, 产生难溶于水的沉淀物, 或者混凝吸附水中的细微悬浮物和胶体杂物而下沉。这样的净化方法可有效地降低废水浊度、色度, 可去除多种有机物、高分子物质、某些金属毒物和导致富营养化物质氮、磷等可溶性无机物。

2.2 化学沉淀法

化学沉淀法主要是通过向氨氮废水中投加Mg2+和PO43-, 使之与NH4+发生反应后生成难溶复盐Mg NH4PO4·6H2O, 简称 (MAP) , 经过重力沉淀后, 使MAP从废水中分离并去除废水中的NH4+。这样可以有效避免向废水中带入其他的有害离子, 并且Mg O还能起到一定程度中和H+的作用。

磷酸铵镁 (MAP) 法是镁盐和磷酸盐的氨结晶沉淀工艺。它有利于高效排除渗滤液中的氨氮。磷酸铵镁法所生成的六水合磷酸铵镁在0℃时, 它的溶解度仅为0.23 g/L, 同时含有植物生长所需的元素 (Mg、N、P) , 所以这个产物可以作为花园土壤、堆肥、干污泥的添加剂, 也可以用来制作结构制品的阻火剂, 所以MAP法是一种符合可持续发展的脱氮方法。

2.3 化学氧化法

化学氧化法是通过利用强氧化剂来氧化分解废水中的污染物质, 以达到使废水净化的目的的方法。化学氧化法是最终有效去除废水中污染物质的方法之一。通过使用化学氧化的方法, 促进废水中的无机物和有机物的氧化分解, 以此降低废水中BOD5和COD的浓度, 或令废水中有害有毒的物质无害化。王喜全等人运用Fenton法氧化的方法测试中年垃圾渗滤液的生化出水, 实验的结果表明, 经Fenton法氧化的方法处理过的中年垃圾渗滤液的生化出水的最优条件是:原始pH值是7, H2O2/Fe2+的比率是4∶1, 双氧水的经济添加量为0.05 mol/L, 发生反应的时间为3.5 h。这时, 混合催化剂可以提高双氧水的使用效率。它利用率高, 为153.9%, COD的去除率可达80.5%。

3 垃圾渗滤液实例分析

3.1 实例描述

拟建工程位于某地, 该项目的填埋场总库容为647.29万m3, 平均每日处理生活垃圾总量为800 t, 污水处理站所处理的污水的主要来源为填埋场垃圾渗滤液以及填埋厂区内的生活污水。污水处理规模为300 m3/d。

3.2 工艺流程图

根据垃圾渗滤液的实例的描述, 化学工艺的流程图如图1所示:

3.3 工艺流程简述

在垃圾处理中, 垃圾填埋区所产生的垃圾渗滤液通过专用的收集管道汇入调节池, 渗滤液在调节池中得到均质均量。通过在调节池中加入特殊的药剂和菌种, 使其在调节池中发生厌氧和兼氧的生化反应, 便可去除一部分CODCr、BOD5和NH4+-N。污水从调节池中流出, 经过不锈钢细格网分离固体杂质, 再进入格网池, 后用1#泵提升至UASB厌氧反应器。污水经UASB厌氧反应器中的厌氧处理后, 进入A/O反应器。A/O池的主要功能是充分实现去除有机物和脱氮。A/O池中含有MBR系统, MBR出水后进入, 一旦检验达标就可以通过提升泵提升进入NF系统, 经过NF系统的处理后达到排放标准再进行排放。

UASB厌氧反应器、A/O池经反应后产生的剩余污泥将直接进入污泥浓缩池, 经过浓缩处理后的污泥便由螺杆泵送到填埋区填埋。浓缩池中的上清液将回流至调节池。循环此过程, 完成垃圾的处理。

4 结语

通过上述实例的介绍, 了解了渗滤液在垃圾处理中的工艺流程, 这种工艺运用化学技术比较先进且运行稳定可靠, 能有效的将渗滤液实现减量化、无害化、资源化, 配比得当不仅成本比较低, 也可以减少二次污染, 因此, 在渗滤液的垃圾处理中化学方法还是会取得好的效果的。所以, 这种技术值得在工程实践中推广。

参考文献

[1]刘智萍, 劲松, Abdulhussai A Abbsa, 等.Fenton-SBR工艺对渗滤液溶解性有机物的去除特性[J].土木建筑与环境工程, 2010 (4) .

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[3]李春秋, 蒋海涛, 王罗春.垃圾渗滤液除氨脱氮新工艺初探[J].环境保护科学, 2010 (5) .

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[5]杨健, 王晓云.化学混凝+CSBR处理垃圾渗滤液废水试验研究[J].能源与环境, 2008 (2) :36-39.

[6]刘文辉, 武奇, 刘增超, 等.化学沉淀/Fenton法处理垃圾渗滤液的研究[J].工业安全与环保, 2008, 34 (5) :43-45.

[7]钱杨.垃圾渗滤液处理技术进展[J].环境科学导刊, 2008, 27 (3) :55258.

篇9:垃圾渗滤液处理技术及工艺探讨

关键词:垃圾填埋场;渗滤液;处理技术

中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2011)-07-0276-2

随着我国经济的快速发展,城市垃圾量也随之增加,垃圾的妥善处理已成为人们急需解决的问题。我国大多数城市采用卫生填埋或焚烧的方式处理垃圾,由此产生了大量的垃圾渗滤液。垃圾渗滤液中含有多种污染物,包括重金属离子和有机物,不仅在水中存在时间长,范围广,而且危害极大,若不妥善处理将对环境造成严重污染。有效收集和处理垃圾渗滤液已成为城市环境急需解决的问题,垃圾渗滤液的处理技术成为研究者关注的热点和难点。

1 垃圾渗滤液的产生及特点

垃圾渗滤液,又称浸出液或渗沥水,是垃圾填埋场中不可避免的二次污染物[1],主要来源于降水、垃圾含有的水和微生物厌氧分解产生的有机废水[2]。垃圾渗滤液是高浓度有机废水,若未经处理直接排放或未达标排放,会对周围的地下水、地表水和土壤造成严重的污染。

垃圾渗滤液污染物含量受垃圾成分、填埋年限、气候条件和填埋场设计等多种因素的影响[3]。垃圾渗滤液水质特点可以概括为:①污染物种类多,成分复杂,浓度高。刘军等使用GC-MS 对垃圾渗滤液中有机组分进行分析,共有63种有机化合物,大多是难以生物降解的有机化合物,如酚类、杂环类、杂环芳烃、多环芳烃类化合物,约占渗滤液中有机组分的70%以上[3];有機物浓度高,COD和BOD5浓度高,最高可达几万mg/L。②水质、水量变化复杂。垃圾填埋场的水文气候条件、地质条件、地理位置、构造方式、填埋时间等不同,垃圾渗滤液的成分和产量也发生变化。而且生物可降解性随填埋龄的增加而逐渐降低。③营养比例失衡。渗滤液中氨氮含量高,C/N值常出现失调情况,同时p缺乏,微营养比例不能满足水处理的要求。

2 垃圾渗滤液处理工艺技术

在《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008) 于2008年7月1日颁布实施后,对垃圾渗滤液的处理控制提出了更严格的要求。渗滤液水质水量受各种因素影响而变得非常复杂,存在大量生物难以降解的有机物,目前渗滤液的处理工艺主要有土地处理、物理处理、化学处理、生物处理等,但采用单一工艺处理,往往只能在某些指标上取得好效果,很难使出水达到排放标准。因此渗滤液的处理工艺不是一种方法能够完成的,而是多种方法的组合工艺。

目前,渗滤液处理的组合工艺主要有两种,一种是以生化反应为主的“生物法+膜法(纳滤/反渗透)”处理系统;另外一种是以DT盘式膜组件为主的高压膜过滤工艺。DT盘式膜组件是独家代理工艺,过滤原理即为常见卷式反渗透膜过滤的原理,在此不多作介绍,本文重点介绍“生物法+膜法”的处理系统。生化法处理设备和运行管理简单,成本低,对水质和水量的变化有很好的适应能力,适合我国生化垃圾有机物含量高、渗滤液可生化能力较高的特点,当前得到了广泛应用。

2.1 早期生物处理工艺

早期的渗滤液处理工艺缺乏设计经验,对渗滤液的水质特性考虑不够充分,处理工艺主要参照城市污水处理工艺,选择生物法中的氧化沟,SBR及接触氧化工艺的比较多,由于这些工艺在曝气量、停留时间上考虑的不足,最后导致了运行的失败。

例如北京阿苏卫渗滤液处理厂选择“厌氧+氧化沟+沉淀池”的处理工艺,要求出水达到GB16889-1997二级标准,但是由于渗滤液水质水量随时间变化大,尤其随着填埋场时间的增长,可生化性低,导致出水不能稳定达标;昆山市第三垃圾填埋场渗滤液处理采用的是“厌氧+生物接触氧化”工艺,运行过程中进水水质远低于设计值,结果造成厌氧效果大幅下降,整个系统出水无法达标。

另外,早期渗滤液生化处理工艺选择沉淀池进行泥水分离,但是由于高污泥浓度的污水在沉淀池中的沉降性差,抗污泥膨胀的能力差,从而造成生化池中的污泥浓度偏低,出水水质不稳定。

2.2 膜生物反应器(MBR)应用

针对早期生化法在渗滤液处理上的不足,MBR系统在设计生化反应部分时充分考虑渗滤液的水质特性,以反硝化池和硝化池为主,在停留时间、池体深度以及曝气量方面,充分满足渗滤液中有机物降解的需要。

膜技术在垃圾渗滤液处理中的应用引起了我国学者的极大关注。膜生物法(MBR)是近些年发展起来的一种集膜过滤和生物处理于一体的新型、高效的处理技术,在处理高浓度难降解有机物废水方面有着广泛的应用前景。在MF和UF基础上研发的MBR系统已经广泛应用于生化反应末端的泥水分离过程,利用膜的截留作用使微生物完全被截留在生物反应器中,实现水力停留时间和污泥龄的完全分离,使生化反应器内的污泥浓度从3-5g/L提高到10-20g/L,从而提高了反应器的容积负荷,使反应器容积减小,大大提高了生化系统的运行效果。

据相关实例数据表明,MBR系统对COD的去除率在90%以上,NH3-N在95%以上。任鹤云等采用MBR法处理渗滤液,生化部分采用硝化/反硝化工艺,膜部分采用的超滤+纳滤膜,出水COD小于60mg/L,SS小于50mg/L,氨氮小于18.8mg/L重金属等未检出[4];康建雄等应用UASB-A/O-膜工艺处理垃圾渗滤液取得良好效果,CODcr,BOD5和氨氮的去除率分别达97.3%、98.6%和92.8%,出水水质优于国家排放标准[5]。

2.3 膜处理技术

膜处理技术包括微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)和反渗透膜(RO)等,常用于二级处理后的深度处理,多以微滤(MF)、超滤(UF)代替沉淀、过滤、吸附、除菌等常规深度处理中的预处理,以纳滤(NF)、反渗透(RO)进行水的软化和脱盐。在垃圾渗滤液处理系统中,由于渗滤液的生化性较差,单独依靠生化反应和MBR系统并不能完全实现水质达标排放,因此MBR的出水需要进一步深度处理。根据目前的处理技术,MBR出水还可通过NF或RO系统进一步处理,RO和NF都能去除细菌、微生物、溶解盐等,但RO效果更好。一般RO和NF之前的进水都必须进行预处理,对SS及浊度都有明确的要求,一般SS≤1mg/L,浊度≤5NTU,pH控制在中性左右。对RO、NF影响比较大的环境因素除进水水质外,还有压力、温度等,这些因素是可控的,因此系统运行的稳定性有了一定保证。

苏也研究表明,MBR-NF工艺经过4个多月的运行,运行稳定,在进水CODcr远高于设计值的情况下,出水状况仍然良好,满足设计要求[6]。

2.4 组合工艺流程

目前由于环境污染的不断加重,国家从加强环保的角度出发,颁布了《生活垃圾填埋场污染控制标准排放标准》(GB16889-2008),其中出水总氮成为一个重要的指标(非敏感地区40mg/L,敏感地区20mg/L)。为了满足新的垃圾渗滤液排放标准中对总氮的要求,原有MBR工艺进一步优化,增加一个二级硝化反硝化环节,如图1所示,MBR工艺优化为A/O/O+A/O+外置超滤膜(UF)可以保证出水总氮达标排放。

图1 工艺流程图

综上所述,渗滤液处理的工艺以“生物法+膜处理”为主,该工艺技术处理渗滤液可以达到2008年《生活垃圾填埋场污染控制标准排放标准》的排放要求。其中,生化处理过程可以有效地降解、消除污染物,膜分离处理过程可以有效地分离去除不可生化降解的残余污染物。

3 结论和建议

垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水,其处理技术各有利弊,单独采用任何一种处理技术很难使渗滤液達标排放。因此,必须将处理工艺由单一化向多元化发展,通过组合工艺充分发挥各工艺的优势,以达到满意的处理效果。“生物法+膜处理”工艺技术处理渗滤液可以达到2008年《生活垃圾填埋场污染控制标准排放标准》的排放要求,但在垃圾渗滤液的处理过程中仍存在一些问题。

3.1 老龄化填埋场渗滤液可生化性差

渗滤液的可生化性差,新生渗滤液用生化法处理是可行的,但是随着填埋场时间的延长,渗滤液的可生化性降低,尤其是在填埋后期,可生化性很差,B/C不足0.1,生化法使用受到限制。应根据填埋场所处阶段来选择合适的工艺进行渗滤液处理。

3.2 浓缩液处理

膜分离过程可以有效地分离去除不可生化降解的残余污染物,但同时会产生浓缩液,浓缩液的最终处理也是目前水处理行业中一个亟待解决的问题。目前浓缩液的处理方法主要有回灌法、蒸发法、高级氧化+混凝沉降组合法、活性碳吸附和离子交换法等,但是回灌法势必造成盐的累积;蒸发法能耗相当大,而且蒸发器要有很强的抗腐蚀能力;高级氧化+混凝沉降法对有机物有很好的去除效果,但是对总氮去除效果不明显;活性碳吸附和离子交换法用来处理浓缩液很容易达到饱和容量,再生困难,运行费用昂贵。

渗滤液水质如果可生化性好的话,优先选择生化法,但是渗滤液中含有大量难降解的物质和毒性物质,生化出水仍需要深度处理,膜技术的应用解决了深度处理的问题,但是膜处理也存在膜污染和浓缩液处理的问题,如何通过技术改进和工艺组合降低运行成本和减少膜污染是今后研究的方向。

参考文献

[1] 陈玉成,李章平.城市生活垃圾渗沥水的污染及全过程控制[J].环境科学动态,1995,4:15-17.

[2] 王宗平,陶涛,金儒霖.垃圾渗滤液处理研究进展[J].环境科学进展,1999,7(3):32-39.

[3] 刘军,鲍林发,汪苹.运用 GC-MS 联用技术对垃圾渗滤液中有机污染物成分的分析[J].环境污染治理技术与设备,2003,4(8):31-33.

[4] 任鹤云,李月中.MBR法处理垃圾渗滤液工程实例[J].给水排水,2004,10:36-38.

[5] 康建雄,李静,闵海华,等.UASB-A/O膜工艺处理渗滤液工程设计案例[J].华中科技大学学报(城市科学版),2003,20(2):85-87.

[6] 苏也,刘喜光,黄兴刚等.MBR--NF工艺在垃圾填埋场渗滤液处理工程中的应用[J].给水排水,2007,33(12):3-39.

篇10:FEO技术在垃圾渗滤液处理中的应用

垃圾渗滤液处理HCMBR技术和成套设备

项目简介: 我国有658座城市,每天产生非常巨大量的城市生活垃圾,目前的.垃圾处置方式极易产生严重的垃圾渗滤液废水问题,这种废水污染负荷高,处理难度大,且市场总额非常巨大,尤其是珠江三角洲,长江三角洲和北京等经济社会比较发达的地区.

作 者:夏红根  作者单位:上海高新技术投资管理有限公司企业发展部 刊 名:华东科技 英文刊名:EAST CHINA SCIENCE & TECHNOLOGY 年,卷(期):2007 “”(12) 分类号: 关键词: 

篇11:FEO技术在垃圾渗滤液处理中的应用

垃圾渗滤液是一种成分复杂、有机物、氨氮浓度高的难处理废水,介绍了高级氧化技术在垃圾渗滤液处理中的研究与应用现状.主要介绍了臭氧氧化、光催化氧化、Fenton试剂、电氧化以及湿式氧化在处理垃圾渗滤波中的应用,分析了高级氧化技术处理垃圾渗滤液的.原理,对国内外各种氧化技术在垃圾渗滤液处理中的应用进行了总结,并探讨了它们的优缺点.最后,提出了当前应用高级氧化技术处理垃圾渗滤液所存在的问题和发展方向.

作 者:谭磊 王宝山 Tan Lei Wang Baoshan 作者单位:谭磊,Tan Lei(兰州交通大学数理与软件工程学院,甘肃,兰州,730070)

王宝山,Wang Baoshan(兰州交通大学环境与市政工程学院,甘肃,兰州,730070)

篇12:FEO技术在垃圾渗滤液处理中的应用

摘要:生活垃圾焚烧厂渗滤液是一种成分复杂、污染物浓度高、危害大的水源,采用“自动细格栅+混凝沉淀+调节池+UASB+A/O+超滤+纳滤”处理工艺处理该渗滤液是一种行之有效的处理工艺,具有系统稳定、工艺先进、出水水质较好等特点。介绍了某生活垃圾焚烧厂垃圾渗滤液处理工程实际应用,着重分析了处理工艺的设计、运行和最终出水水质情况。

关键词:垃圾渗滤液;生化处理;膜处理;渗滤液

中图分类号:X703 文献标识码:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.096

某生活垃圾焚烧发电厂设计日焚烧垃圾800 t,建设规模为日处理生活垃圾800 t,渗滤处理规模为180 m3/d,采用“预处理+调节池+UASB+A/O+MBR+NF”工艺,出水水质pH、COD、BOD5、氨氮等指标执行《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889―2008),出水进入市政管网再进入当地污水处理厂。其中,生化工艺采用“自动细格栅+混凝沉淀+调节池+UASB+A/O”处理工艺,可以降解大部分有机物,改善生化出水水质。膜工艺采用“内置式超滤膜+纳滤”,可以拦截绝大部分残留有机物、无机物等,使出水达到排放标准。

采用该工艺实现对生活垃圾渗滤液的无害化、资源化和减量化的“三化”处理目标,环保效益和社会效益双效显著。

生化处理工艺介绍

1.1 生化处理工艺流程

由于垃圾渗滤液具有成分复杂、有机物浓度高、氨氮浓度高、离子含量高和水质、水量随季节性变化大等特点,采用单纯的膜工艺无法解决污染问题,可通过生化处理工艺降解大部分有机污染物后,再通过膜工艺进一步深化处理,从而实现垃圾渗滤液的再利用。“生化+膜”工艺也是目前垃圾渗滤液处理的主流工艺。系统设计进、出水水质指标如表1所示。

表1 系统设计进、出水水质指标

项目进水数值出水数值

pH 5~8 6~9

COD/(mg/L)70 000 <100

BOD5/(mg/L)35 000 <30

氨氮/(mg/L)2 500 <25

SS/(mg/L)20 000 <30

本工程的生化处理工艺为:自动细格栅→混凝沉淀→调节池→UASB→A/O。

垃圾渗滤液经储坑收集后,首先用泵提升至格栅机,去除较大的垃圾杂物后自流进入混凝沉淀池,进一步去除大部分悬浮物,以免过多的悬浮物在调节池内沉积,混凝沉淀池出水自流至调节池。

调节池调节水量和均匀水质,以减少对处理系统的冲击负荷。调节池内设潜水搅拌系统进行混合搅拌,防止污泥沉积,同时避免空气搅拌带来溶解氧过高,造成后续厌氧不利的问题。

调节池渗滤液经泵提升进入UASB反应器,厌氧系统分两部分,即水解酸化段和厌氧产甲烷段。水解酸化段主要是通过高负荷厌氧污泥作用,降解渗滤液中的高浓度有机物质,去除大部分CODcr,从而减少后段处理工艺负荷。在厌氧产甲烷段,水中的有机物通过甲烷菌等的作用,被分解为甲烷、CO2及大量的小分子直链烃,降低后续生化段的CODcr和BOD5负荷。UASB温度采用中温厌氧35 ℃左右,加热采用蒸汽加热。

经UASB处理后,渗滤液自流进入A/O处理单元,在缺氧池,通过兼氧菌进一步分解及降解部分污染物质,去除部分CODcr,同时进行反硝化作用,使硝酸盐和亚硝酸盐转化成氮气,从而达到生物脱氮的功能。缺氧池出水自流至好氧池,大量的好氧菌再进一步分解及降解大部分污染物质,去除大部分CODcr的同时进行硝化作用,为更好地进行反硝化奠定了基础。

好氧池曝气采用管式微孔曝气方式,较盘式曝气的充氧量高,进一步提高了微生物的处理效率,且能有效减少池面泡沫的产生。

渗滤液经过A/O处理后,通过内置式超滤膜进行泥水分离。本系统使用的是中空纤维膜,MBR技术的引进取代了传统工艺中的二沉池,同时通过截留渗滤液中的活性污泥而大大提高了水中MLSS的浓度(10~15 g/L),从而大大提高了生化处理效率,减小了池容。

1.2 生化处理运行参数

表2 UASB和A/O运行参数

项目 UASB运行参数 A/O运行参数

进水出水进水出水

pH 5~7 7~7.5 7~7.5 7.5~8.5

COD/(mg/L)53 400~68 000 6 030-9 800 6 030~9 800 378~490

BOD5/(mg/L)25 300~33 200 3 430~4 400 3 430~4 400 58~66

氨氮/(mg/L)1 570~2 390 1 623~2 450 1 623~2 450 <15

温度/℃ 30~35 30~35 30~35 16~35

UASB和A/O运行参数如表2所示。从表2可知,UASB降解了绝大部分COD、BOD5有机物,A/O则继续降解COD、BOD5,并通过硝化反硝化进行脱氮。膜处理工艺介绍

2.1 膜处理工艺流程

膜系统工艺采用“内置式超滤+纳滤”处理工艺。内置式超滤膜采用日本进口POREFLON膜,纳滤膜采用美国DOW膜。超滤膜通过抽吸泵出水,产水进入超滤产水池,再通过纳滤进水泵提升进入纳滤系统进行处理。根据产水量、跨膜压差变化来判断膜清洗条件,定期对超滤膜、纳滤膜进行化学清洗。内置式超滤膜为间歇式运行方式,运行9 min,停1 min;纳滤膜为连续运行。合格的纳滤产水排入市政管网。

2.2 膜处理技术参数

膜技术参数如表3所示。从表3可知,超滤膜材料为PTFE,经过亲水性处理具有良好的抗污染性能,且具有较好的耐pH、耐化学性能。纳滤膜材料为聚酰胺复合膜,膜面积大、产水通量大,且具有较好的耐pH、耐温性能。

表3 膜技术参数

项目超滤纳滤

膜材料 PTFE 聚酰胺复合膜

膜类型内置式卷式膜

单支膜面积/m2 12 37

膜长度/mm 2 410 1 016

pH耐受范围 1~14 3~10

最大耐温/℃ 40 45

2.3 膜处理运行参数

由于超滤膜均孔径为0.2 um,能截留部分COD、BOD5和几乎所有的菌胶团等。纳滤平均截留分子量在300 D,允许硬度成分中等通过,其他盐分中等或较高程度通过,具有较低的渗透压和操作压力,也被称为“低压反渗透膜”,可以进一步拦截COD、BOD5等。从2014-04投入运行至今,膜系统进出水水质分析如图1所示。

从图1可知,“超滤+纳滤”工艺对COD、BOD5有较好的去除效果,其中对COD的去除率在80.8%~83.7%之间,对BOD5的去除率在72.4%~77.8%之间。出水清澈、无异味。

结束语

本渗滤处理工程至2014-04投入运行至今,对各主要进出水水质数据进行检测,COD和BOD5通过生化和膜工艺得以降解、拦截而去除,氨氮主要是通过生化系统降解。膜出水符合排放标准。虽然垃圾渗滤液水质随季节、成分的变化而变化,但采用“自动细格栅+混凝沉淀+调节池+UASB+A/O+超滤+纳滤”工艺,通过项目经验的累积、合理的设计、严格的运行使得生活垃圾焚烧厂运行稳定、出水达标,为渗滤液处理提供了一种可行的处理工艺。

图1 膜系统对COD、BOD5的去除效果

参考文献

篇13:FEO技术在垃圾渗滤液处理中的应用

近十年来, 我国城市垃圾的总量以每年10%的速率不断增加, 生活垃圾常见的处理方法有卫生填埋、焚烧和堆肥等。由于卫生填埋具有运输管理方便、处理费用低、技术成熟等特点, 而被各国广泛采用, 目前我国约80%的生活垃圾采用卫生填埋方式进行处理[1]。这必然会产生大量的垃圾渗滤液, 垃圾渗滤液是一种难处理的高浓度有机废水, 具有不同于一般城市污水的特点:BOD5和COD浓度高 (COD一般在5 000 mg/L~20 000 mg/L) 且BOD5/COD值低, 氨氮、重金属含量较高, 其水质水量变化大, 成分复杂且随填埋时间变化[2]。如何经济有效地处理垃圾渗滤液已成为垃圾填埋处理技术中的一大难点。由于垃圾渗滤液中含有各种难以生物降解或含有毒性物质, 且营养元素失调, 因而污水处理常规的生物法往往效果不佳。而物化处理法由于不受垃圾渗滤液水质水量波动的影响, 出水水质稳定, 对难生物降解物质处理效果较好而被广泛应用[3,4]。目前应用较多的主要是高级氧化技术、吹脱法、吸附法、膜处理法等[5,6,7]。有学者对在垃圾渗滤液处理中的高级氧化技术如臭氧氧化、光催化氧化、Fenton法、电化学氧化法等进行了对比, 发现由于电化学氧化技术具有将有机污染物质转化为CO2和H2O, 可在常温常压下进行, 并且不产生二次污染易于控制等优点, 而被称为是“环境友好技术”, 是目前最可能被工业化利用的技术之一[8,9,10]。本文主要介绍电化学氧化法在垃圾渗滤液处理中的研究和应用。

2 电化学氧化法处理垃圾渗滤液研究进展

早期, 电化学氧化法主要应用于工业废水的处理, 如皮革废水、染料废水及含酚废水等[9,10]。近十年来, 电化学氧化法开始逐渐应用于垃圾渗滤液的处理。

2.1 电化学氧化预处理垃圾渗滤液研究

垃圾渗滤液具有成分复杂、水质水量变化大、有机物和氨氮浓度高且微生物营养元素比例失衡等特点, 采用传统的生物处理技术, 如吹脱法、化学混凝沉淀法、厌氧法、吸附法等处理效果较差[11]。在此基础上, 近年来, 各学者相继研究了电化学氧化法在垃圾渗滤液的预处理中的应用。

Chiang等[12]采用电化学氧化法对垃圾渗滤液进行预处理, 结果表明COD、氨氮的去除率可分别达到90.3%和80.1%。

Cossu等[13]采用Pb O2/Sn O2为阳极处理垃圾渗滤液, 可使COD值降至100 mg/L以下, 氨氮几乎完全去除。

杨继东等[14]以钛涂钌铱为阳极、不锈钢为阴极, 不外加电解质的情况下, 电解120 min, 渗滤液的COD去除率可达到48.6%, NH4+去除率达53.6%, BOD5/COD值由0.15提高到了0.38, 具有良好的预处理效果。

邓莉娟等[15]以气体扩散电极为阴极, 不锈钢板为阳极, 向电解槽中通入空气, 对垃圾渗滤液的降解进行了研究, 结果表明:在电流密度为30 m A/cm2、电极距离为2 cm, p H=3.5, [Cl-]=6 000 mg/L, 投加的Fe SO4·H2O=0.80 g时, 废水CODCr去除率可达75.62%。

刘珊等[16]采用正交试验的方法确定了在处理时间为120 min, 电流密度7.5 A/dm2, 极板间距5 mm, 阳极板材为Sn O2/Ti, 阴极为不锈钢, Na Cl投加量为2 g/100 m L时, COD的去除率可达到68.94%, 氨氮去除率达到了70.4%。通过GS/MS对处理前后有机污染物的定性分析表明, 电化学氧化预处理后, 复杂有机物如多级、多环碳链结构的化合物转化成为了简单的小分子有机物质, 水质的可生化性显著提高。

2.2 电化学氧化法深度达标处理垃圾渗滤液

由于垃圾渗滤液可生化性低、毒性高, 采用生物处理法虽然成本低, 但处理效果通常不理想, 难以达到国家排放标准, 因而需在生物处理工艺后添加深度处理技术。目前现有工程主要应用的是膜技术, 目的是进一步去除垃圾渗滤液中的难降解有机物、氨氮、总氮等, 如“NF+RO”的“双膜法”技术。但是反渗透技术在实际应用中存在膜的更换周期短、投资运行成本高、浓缩液难以处理等问题[17,18]。在此基础上, 各学者研究了电化学氧化法在渗滤液深度处理中的应用。

王鹏等[19]采用电化学氧化和UASB结合技术对含COD和NH3-N分别为4 750 mg/L和1 310 mg/L的垃圾渗滤液进行处理, 将UASB预处理后的出水引入电化学氧化反应器进行深度处理, 经过6 h的电解间接氧化, COD和NH3-N的去除率分别达到87%和100%, 且电能消耗小于55 k Wh/kg。

李小明等[20]用电化学氧化法对垃圾渗滤液作深度处理, 在p H=4, Cl-浓度为5 000 mg/L, 电流密度为10 A/dm2, SPR为三元电极, 电解时间为4 h, 进水COD和NH3-N分别为693 mg/L和263 mg/L时, COD和NH3-N的去除率分别为90.6%和100%。

蒋桢芸等[21]采用了单室电极、平板Ti/Pb O2阴极双室电解和气体扩散阴极 (GDE) 双室电解3种方式对两级矿化垃圾床出水进行了深度处理研究, 结果表明3种电解方式对垃圾渗滤液都具有很好的脱色效果, 其中气体扩散电解为阴极的双室电解, TOC去除效果最好, 电解2 h后, 阳极液TOC去除率为55%, 阴极液TOC去除率为41%, 实现了阴极和阳极的双极氧化, 可显著降低能耗。

Firas Feki等[22]分别研究了Ti/Pt、石墨和Pb O2作为电极的电化学氧化法后处理膜生物反应器处理过的垃圾渗滤液, 发现Ti/Pt电极处理效果最好, 在最优操作条件下, 最后的COD和TKN值分别为1 000 mg/L和86 mg/L。最后处理出水的COD, TKN, 色度, p H值均满足排放要求。结果表明MBR与电化学氧化法组合工艺可稳定地处理垃圾渗滤液, COD, TKN和色度分别可去除85%, 94%和99%。且能耗可从单一电化学氧化法的127 k Wh/kg COD降至60 k Wh/kg COD。

2.3 电化学氧化法与其他工艺联合处理垃圾渗滤液

电化学氧化处理垃圾渗滤液的处理成本是限制其产业化应用的一个重要影响因素, 因而, 如何降低能耗是未来电化学氧化垃圾渗滤液的重要研究方向。

褚衍洋等[23]提出采用回灌+铁促电化学氧化工艺来处理垃圾渗滤液的可能性, 在传统的电解氧化过程中, 污染物主要依靠高级的氧化作用而去除, 而在铁促电解法中, 引入亚铁盐, 强化了电化学氧化有机物的能力, 增加了渗滤液的电导率, 可降低电解槽的电压节约能耗。研究结果表明采用该工艺可将渗滤液的COD降至300 mg/L, NH3-N降低到15 mg/L, 达到渗滤液排放标准。

最近研究表明, 电化学氧化法与光化学法联合处理垃圾渗滤液的效果均高于两者单独处理。如Shuhu Xiao等[24]使用了Ru O2/Ti作为阳极, 研究紫外照射联合电化学法处理垃圾渗滤液的效果, 结果表明在原始p H、不添加电解液、电流密度为50 m A/cm2时, 能脱除100%的氨氮和颜色, TOC也能去除80%, COD也从最初的560 mg/L降至50 mg/L。

肖书虎等[25]也进行了紫外光强化电化学氧化法处理垃圾渗滤液的研究, 发现光电强化电化学过程能生成大量的有机羧酸等小分子有机物, 从而明显改善渗滤液的可生化性, 结果表明:紫外光强化电化学法处理垃圾渗滤液的COD和NH3-N去除率可分别达到74.3%和94.9%, 同时BOD5/COD提高了12倍。

通过以上分析可知, 限制电化学氧化法广泛应用的最大障碍即能耗问题, 通过电化学氧化法与其他工艺的联合使用, 可逐渐减少电能的消耗, 如何更好地降低能耗需要进一步地研究。

3 结论与展望

通过以上分析可知, 利用电化学氧化法处理垃圾渗滤液, 不管是用于预处理还是深度处理, 均可获得较好的去除效果。然而目前我国采用的电化学氧化技术还不太成熟, 仍存在一系列的问题:

1) 目前的电化学氧化法处理垃圾渗滤液的研究多处于实验阶段, 能否用于大规模的实际应用之中, 有待进一步研究。

2) 由于垃圾渗滤液的水质水量波动较大, 从实验研究中得出的影响因素和最优处理条件可能不适合具体的各种渗滤液的处理。

3) 电化学氧化法仅适用于小规模且出水水质要求高的垃圾渗滤液的处理, 而且运行费用昂贵。

电化学氧化处理垃圾渗滤液的处理成本是限制其产业化应用的一个重要影响因素, 因而, 如何降低能耗是未来电化学氧化垃圾渗滤液的重要研究方向。在实际应用中, 考虑其经济可行性, 应结合其他技术, 在保证去除率的情况下, 尽量减少能耗, 提高电流效率。如电化学氧化法与生化处理技术的联合, 电化学氧化法与膜技术联合使用等。此外, 若能利用垃圾填埋场本身产生的沼气发电提供电化学氧化法所需电能则可进一步扩大电化学氧化法的应用。

摘要:对电化学氧化法在垃圾渗滤液处理中的应用和研究进展进行了论述, 分析了电化学氧化法中存在的问题, 并提出了未来的主要发展趋势, 以合理、有效地处理垃圾渗滤液。

篇14:新型垃圾渗滤液处理工艺

摘 要:与国外对垃圾渗滤液处理技术研究相比,我国在垃圾渗滤液的处理研究方面起步晚、起点低,经过了长时间的探索和研究,取得了一些成功经验,有的已用于工程实践。但是由于垃圾渗滤液水质水量变化大、水质复杂、有机污染物含量高,缺少十分完善的处理工艺。目前,我国大多数垃圾填埋场主要是根据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。本文通过与国内外处理技术进行对比研究,提出新型垃圾渗滤液处理工艺——厌氧-好氧-两级DTRO技术。

关键词:垃圾渗滤液;上流式污泥床过滤器;曝气生物滤池;两级碟管式反渗透

1 垃圾渗滤液特点

垃圾渗滤液是垃圾在堆放和填埋过程中由于发酵、雨水冲刷和地表水、地下水浸泡而渗滤出来的污水。来源主要有四个方面:垃圾自身含水、垃圾生化反应产生的水、地下水的反渗和大气降水,其中大气降水具有集中性、短时性和反复性,占渗滤液总量的大部分。渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水,一般来说有以下特点:

①水质复杂,危害性大:不仅含有大量多种有机物,同时含有大量溶解性固体,如钠、钙、氯化物、硫酸盐等;②CODcr、BOD5浓度高及氨氮含量高,并且随填埋时间的延长而升高;③水质变化大;垃圾渗滤液随着填埋时间及降雨等因素,水质变化较大;④金属含量较高:垃圾渗滤液中含有十多种金属离子,并且随着垃圾填埋场的填埋时间发生变化,其中铁和锌在酸性发酵阶段较高;⑤渗滤液中的微生物营养元素比例失调:主要是C、N、P的比例失调。

对垃圾渗滤液的水质特点进行分析总结,垃圾渗滤液处理难点主要在于氨氮浓度较高、可生化性差等方面。

2 国内外垃圾渗滤液处理现状

由于垃圾渗滤液受外界降水、生物发酵等多种因素的影响,属于成分复杂且水质、水量变化大的高浓度有机废水,其处理一直是水处理领域的一个世界性的难题。目前,国内外针对垃圾渗滤液处理的研究主要集中在高浓度氨氮的去除以及深度处理两个方面。常见垃圾填埋场渗滤液处理工艺有以下几种,见表2-1。

表2-1 国内外常用垃圾渗滤液处理工艺及特点

[序号\&主要工艺\&优点\&缺点\&1\&UASB+SBR+反渗透处理工\&成本相对较低\&运行、管理费用较高\&2\&MBR+NF+RO膜法\&出水水质好、占地面积小\&膜成本高、寿命短、易受污染\&3\&过滤预处理+碟管式两级反渗透\&启动快、适应性强、COD、BOD5、悬浮物等去除率较高\&膜易堵塞、氨氮出水不达标\&]

由此可見,传统的生物垃圾渗滤液处理工艺虽然成本较低,但水力停留时间较长、占地面积较大、出水水质达不到相关要求。目前处理垃圾渗滤液一般是将生物法、物化法、膜技术以及其他方法进行组合,尤其是膜技术在垃圾渗滤液方面的应用越来越广泛,出水效果好,但同时也存在膜成本高、寿命短、易受污染等问题。

3 新型垃圾渗滤液处理工艺——厌氧-好氧-两级DTRO技术

3.1 工艺内容 新型垃圾渗滤液处理工艺——厌氧-好氧-两级DTRO技术工艺流程如下:①由于垃圾渗滤液水质水量变化较大,渗滤液经格栅除较大的悬浮物后进入调节池,调节池来储存渗滤液,用以调节渗滤液处理厂进水的水质和水量。②经调节池调节水质水量后,渗滤液自UBF(上流式污泥床过滤器)底部布水器均匀进入进行厌氧处理,UBF反应器内主要由布水器、污泥层和填料层构成。反应器内环境适宜为:温度20℃~35℃,pH6.5~7.8,容积负荷5~15kg/COD(m3·d)等。在UBF反应器处理中厌氧微生物分解有机物过程中能产生大量的甲烷、二氧化碳等气体,其中甲烷占75%~85%,可回收利用,在UBF反应器上部设置集气罩,收集产生的甲烷气体。③经过UBF厌氧分解及反硝化反应后,渗滤液进入好氧型BAF反应器,同时对反应器底部进行曝气,溶解氧DO控制在3~5mg/L。反应器内填充聚氨酯基填料,适宜微生物生长和繁殖,并且特殊的大孔网状结构可使反应器形成内部厌氧、中部兼氧、外部好氧的微环境。使得硝化菌、反硝化菌能共同存在于反应器内,可发生同步硝化反硝化反应,去除有机物和氨氮。④通过UBF和BAF厌氧-好氧生化处理,渗滤液中的有机物大量被降解,再利用两级DTRO(碟管式反渗透)进行深度处理。渗滤液通过膜堆与外壳之间的间隙后通过导流通道进入底部导流盘中,被处理的液体以最短的距离快速流经过滤膜,料液流经过滤膜的同时,透过液通过中心收集管不断排出。浓缩液最后从进料端法兰处流出,进入浓缩液池。

表3-1 垃圾渗滤液厌氧-好氧-两级DTRO处理前后数据表

单位:mg/L pH无量纲

[项目\&CODcr\&BOD5\&NH3-N\&SS\&pH\&渗滤液原水水质

UBF出水

BAT出水

两级DTRO出水\&5000-10000

1500-3000

300-600

<100\&2000-4000

600-800

90-120

<30\&500-3000

350-2100

35-210

<25\&200-1500

180-1350

18-135

<30\&6-8

6-8

6-9

6-9\&]

3.2 技术优势 ①厌氧UBF、BAF、DTRO反应器抗冲击负荷能力强、进水水质波动对其影响较小。②UBF反应器内,下方是高浓度颗粒污泥组成的污泥床,上部是填料及其附着的生物膜组成的填料层,不仅使得渗滤液与污泥、填料充分接触,增大降解效率,而且上层的填料层可有效防治污泥流失,同时UBF反应器处理时能产生大量CH4可作燃料,能回收大量能源。③BAF内部形成厌氧-兼氧-好氧环境,可同时进行硝化反硝化,有效去除氨氮及总氮,占地面积小,通常为常规处理工艺占地面积的1/5~1/10,并兼有过滤功能,可减轻后续DTRO膜堵塞,延长膜的使用寿命。④通过碟管式反渗透膜(DTRO)将渗滤液分为浓缩液(污染物含量极高)和清水(含少量盐)两部分占地面积小、自动化程度高、对运行管理人员要求较低。⑤套处理系统启动时间较快,能耗低。

4 展望与结论

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