垃圾渗滤液的生物处理方法

2022-09-11

垃圾渗滤液是一种含有多种有机物和无机物的高浓度废水, 它是由城市垃圾废弃物分解后产生的液体在外来水分 (包括大气降水、地表水、地下水等) 的冲淋浸泡下产生的, 这部分废水量虽然不大, 但污染程度却很高, 会导致严重的水体、土壤、大气污染, 从而使地表水体缺氧、水质恶化、富营养化, 直接威胁饮用水和工农业用水水源的安全, 使地下水丧失利用价值, 而有机污染物如果进入食物链将直接威胁人类健康[1], 将产生更加严重的后果。所以对其进行妥善处理是十分必要的。

1 垃圾渗滤液的来源和特点

垃圾渗滤液的主要来源; (1) 垃圾自身含有的水分。 (2) 填埋场内的自然降雨 (如雨、雪) 和地表水、地下水的流动; (3) 垃圾卫生填埋后由于微生物厌氧分解而产生的水。

垃圾渗滤液特点; (1) 水质复杂, 危害性大; (2) 有机物、金属离子及氨氮浓度高; (3) 色度深、有恶臭, 微生物营养元素比例失调; (4) 水量随时间、季节变化大。

2 生物处理方法

目前, 对垃圾填埋场渗滤液的处理仍以常规生物处理为主要方法, 对于易生物降解的废水用生物法可以有效地去除其中的有机污染物, 而且由于工艺技术成熟、运行费用低廉;况且垃圾卫生填埋场本身就是一个利用微生物作用来降解垃圾中有机成分的反应系统, 因此, 在我国, 这种处理方法得到了广泛的应用。生物处理法有传统活性污泥法、稳定塘法、生物转盘法、厌氧法、厌氧固定膜生物反应器法、好氧-厌氧联合处理法等, 下面着重介绍以下几种方法。

2.1 厌氧生物处理

厌氧生物处理主要是利用厌氧微生物将基质中结构复杂的难降解有机物先分解为低级、结构较为简单的有机物, 再由甲烷菌将有机物分解为甲烷、二氧化碳和水等终产物。厌氧处理的优主要有:处理工艺稳定、节约能源、剩余污泥量少、操作简单、不会产生大气污染, 基建投资及运行费用低廉。但是, 厌氧处理受温度和季节影响比较大, 对p H值要求比较严格, 而且单独靠厌氧处理出水中的C O D浓度和氨氮浓度仍比较高, 不能达到国家排放标准, 因此现在运用最多的是进行好氧-好氧联合处理以达到良好的处理效果。厌氧生物处理方法有厌氧生物滤池, 厌氧接触池, 上流式厌氧污泥床反应器及分段厌氧硝化等。

2.1.1 生物滤池

对晚期垃圾渗滤液进行脱氮处理, 史一欣采用了固定化微生物曝气生物滤池 (I-B A F) 技术。经过微生物固定化和硝化菌培养后, 通过控制溶解氧等条件可使反应器 (I-B A F 1) 实现稳定的亚硝化, 亚硝化速率平均值是硝化速率的2 1.5倍, 对氨氮的去除率达到90%左右, 且氮主要是由同步硝化反硝化作用去除的。

2.1.2 升流式厌氧反应器

升流式厌氧反应器 (U A S B) 处理技术。当应用U A S B工艺处理垃圾渗滤液时运行效果良好, 但U A S B反应器的启动十分困难。在研究了UASB反应器自处理生活垃圾渗滤液时快速启动了条件, 结果表明:在夏季水温为25℃～30℃, 以剩余污泥为种泥, 采用逐步培养法驯化, 并控制升流速度3.0 m/d, 可以在5 0天的时间里完成U A S B反应器的启动。

2.1.3 A S B R

应用于废水的厌氧消化处理中的A S B R[2]反应器, 具有工艺简单、操作灵活、基质降解速率高、污泥沉降性能好等优点, 并且由于A S B R反应器属于序批式操作的运行方式, 因此可以方便的控制废水的水力停留时间, 保持废水较高的可生化性和合适的C/N。

2.1.4 A B R

厌氧折流板反应器 (A B R) 由于具有独特的分隔式结构, 折板的阻挡能使反应器在高负荷条件下有效的截留活性微生物, 并在反应器内能积累较高浓度的活性污泥, A B R的这种特性使其在处理垃圾渗滤液此类废水时具有独特的优势。

2.2 好氧生物处理

填埋场初期的渗滤液的B O D/C O D较高, 可生化性较好, 此时运用好氧生物处理工艺, 如活性污泥法、生物膜、氧化沟、S B R、氧化塘等工艺用于处理渗滤液能够取得较好的去除效果, 如渗滤液中的B O D、C O D和氨氮的降低, 并且在国内外均有成功的经验。但在好氧生物处理中, 垃圾渗滤液较长的水力停留时间, 营养物质 (磷) 的缺乏, 并含有抑制生物活性的物质, 而且其氨氮浓度随填埋时间的延长而增加, 因而需进一步增加曝气量, 相应地提高了处理能耗, 从而使好氧处理法的实际运行受到限制[3]。

2.2.1 活性污泥法

活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水的一类好氧生物处理方法。这种方法运行费用低、效率高。但是微生物的生长和繁殖受温度和p H影响大、条件控制复杂、耐冲击负荷能力差, 运行过程中消耗能量大, 因此它的应用受到了一定的限制。而运用A/B复合系统, C O D C r、氨氮和总氮去除率都会有很大程度的提高。

2.2.2 稳定塘

垃圾渗滤液中小于1000Dalton的有机小分子, 稳定塘对其的处理效果非常明显, 但是对大于5000Dalton的分子则几乎不起作用。而混凝-絮凝法则恰好相反, 对于去除分子量大于5000Dalton的有机大分子很有效, 因此生物稳定塘法和管道絮凝相结合是未来渗滤液研究和应用的一个趋势, 将其应用于现场处理, 获得了比较理想的效果。

与活性污泥法相比, 曝气稳定塘体积大, 有机负荷低, 降解进度较慢, 但由于其工程简单, 在土地不贵的地区, 是最经济的垃圾渗滤液好氧生物处理方法。

2.3 厌氧-好氧联合处理

在实际的垃圾渗滤液处理应用工程中, 运用较多的有厌氧与好氧相结合处理的组合工艺。用厌氧-好氧联合处理垃圾渗滤液在我国已有很多工程实例:黄群贤、张月红等人用厌氧-好氧生物联合处理法处理石家庄鹿泉狭石沟垃圾填埋场渗滤液。实验结果表明, COD由 (2400～3300) mg/L, 降至 (1 1 9～1 8 5) m g/L, Q (S S) 由4 0 0～500mg/L降至 (50～76) mg/L, 处理效果较好。Jeong-Hoon IM等利用厌氧和好氧相结合的系统研究同时去除有机物和氨氮, 结果表明C O D每天的去除率达15.2KgCOD/m3, 氨氮去除率达0.84KgNH4+-N/m3。由此可见, 利用厌氧和好氧处理系统同时去除有机物和氨氮是可行的。

3 展望

由于垃圾渗滤液含有大量的有毒有害物质, 水质水量变化大, 组成成分复杂, 浓度高, 属于一种难处理污水。生物处理工艺具有成本低, 处理效率高和对环境无害等优点, 是目前研究的热点和发展趋势。随着排放标准的日益严格和水资源的匮乏, 单独采用一种方法处理是难以满足要求的, 因此采用多种方法的组合工艺也是研究和应用的关键。

摘要：垃圾渗滤液是在填埋过程中和填埋场封场后产生的, 含有大量的污染物, 对人、环境和动植物产生严重的危害。因此, 本文就垃圾渗滤液的生物处理方法进行了初步的总结和分析, 并展望未来的发展趋势。

关键词：垃圾渗滤液,生物处理