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滲濾液工藝的比較

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滲濾液工藝的比較

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2019/09/25 13:48

 

垃圾滲濾液的處理是城市生活垃圾衛生填埋工程必不可少的部分,目前垃圾滲濾液的處理方法主要是生物處理、物化處理和土地處理。

土地處理

土地處理主要通過土壤顆粒的過濾,離子交換吸附和沉澱等作用去除滲濾液中懸浮顆粒和溶解成分。通過土壤中的微生物作用,使滲濾液中的有機物和氨氮發生轉化,通過蒸發作用減少滲濾液量。目前用於滲濾液處理的土地法主要是回灌和人工濕地。

滲濾液回灌作為填埋場滲濾液處理方法之一,目前在國外已得到廣泛應用。據估計,英國50%的填埋場進行了滲濾液回灌。對回灌法的研究國內也有較多,對其去除機理,國內有人作過實驗研究,詳細研究了滲濾液回灌的影響因素,發現在實驗所用的亞粘土中加入一定比例的細砂,改善了覆蓋土層的透水性和透氣性。當進水負荷為 6.6~115g/(m2•d)時,運行兩個月,COD去除率可到 98%左右。回灌法在國內一些滲濾液處理中開始生產性應用。人工濕地是近幾年出現的一種新處理工藝。

對於垃圾滲濾液的處理,國外應用較多。T jasaBulc建造一個 450m2的人工濕地對滲濾液處理進行研究,結果發現COD去除率為 68%、BOD5去除率為 46%、NH3-N去除率為 81%、Fe去除率為 80%。CraigD.Martin建造一種長度與寬度比為 10∶1,深度為 0.5m,種植了各種水草的人工濕地,並進行了處理營養物質的研究。美國紐約州Ithaca填埋場在 1989年開始采用潛流式濕地處理垃圾滲濾液。北歐芬蘭Escambia的Perdido填埋場在寒冷的氣候條件下運行人工濕地係統至今已經有 13 年的曆史,仍然可以正常的發揮功用。挪威、加拿大、英國、斯羅文尼亞和波蘭等許多國家都成功地應用了人工還比較少。

土地處理係統多用於城市汙水處理,在垃圾滲濾液的處理中的應用比較少,施澆垃圾滲濾液後土壤的養分含量提高,通氣空隙增多,土壤的肥力明顯提高,但是對於垃圾滲濾液中的重金屬和有毒有害物質則無法處理。

滲濾液的物化處理

物化處理方法主要是利用物理和化學手段去除廢水中的汙染物,其主要運用於滲濾液處理中的方法有:活性炭吸附、化學沉澱、密度分離、化學氧化、化學還原、膜滲析、汽提、濕式氧化等多種方法。和生物法相比,物化法受水質、水量變化影響小,出水水質穩定,尤其對 BOD/COD 較低而難以生物處理的垃圾滲濾液有較好的處理效果。由於物化法處理費用較高,一般用於滲濾液預處理或深度處理。

活性炭用於垃圾滲濾液處理的狀況

利用吸附作用進行物質分離已經有很長的曆史,常用的吸附劑有活性炭、沸石、粉煤灰及城市垃圾焚燒爐底渣等。在滲濾液處理中,吸附劑主要用於脫除水中難降解的有機物、金屬離子和色度等。用鋁土礦吸附滲濾液,有48.93%的有機物被去除。若用生物活性顆粒炭,即在活性炭上馴化培養生物膜降解滲濾液中有機物。實驗表明。用生物活性炭吸附處理滲濾液或者高濃度的有機廢水具有很大的潛力。

混凝法在垃圾滲濾液處理中的應用狀況

用聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺,複合混凝劑(90%PAC+10%PAM)及試劑A(一種殼聚糖)等 4 種混凝劑在不同的pH及不同的投加量的情況下,對垃圾滲濾液COD的去除效果進行了比較分析。垃圾滲濾液原液CODCr濃度為3927mg/L。實驗結果為,在pH值5.5至8時,複合混凝劑投加量為400mg/L時,對COD的去除率分別為 38.63%和 37.84%;試劑A在pH為8,投加量為 100mg/L時,對COD的去除率達到 39.85%。

物化法和生物處理相比,物化法受水質水量的影響程度較小,出水水質比較穩定,尤其對BOD5/COD比值較低,對難以生物處理的垃圾滲濾液,有較好的處理效果。理論上講物化處理可以去除廢水中的所有汙染物,所以物化處理一般作為垃圾滲濾液處理中的預處理和深度處理,前期的物化預處理可以去除大部分垃圾滲濾液中的有毒金屬離子和SS。物化處理還能去處一些很難生物降解的有機物(腐植酸、富烯酸和鹵代烴類化合物),所以物化處理方法又常放在垃圾滲濾液的深度處理中。

國外對於物化處理的方法研究的也比較多,並且多為膜處理、光催化氧化等,比較先進的化學技術的研究。G.Baccmgarten和C.F.Serfriend以纖維過濾膜取代反滲透膜,對滲濾液後處理進行了研究,結果認為前者更經濟。Soo-M.Kim等則以經典的Fe2++H2O2反應與紫外光結合,進行滲濾液處理的研究,其COD去除率不低於70%,當光輻射為80kW/m3時可以提高氧化率6倍,當光輻射提高到160kW/m3時,降解速率會提高 1 倍。

生物處理

垃圾滲濾液的生物處理主要是指依靠處理係統中的微生物的新陳代謝作用以及微生物絮體對汙染物的吸附作用來去除滲濾液中的有機汙染物的廢水處理方法,可分為厭氧和好氧處理兩種。國內外用於垃圾滲濾液處理的方法主要有厭氧處理係統、好氧處理係統等處理方法。

最普遍的滲濾液處理方法包括延時曝氣、生物轉盤以及曝氣穩定塘,這些方法對降低垃圾滲濾液中的BOD5、COD和氨氮都取得一定的效果,還可以去處另一些汙染物如鐵、錳等金屬離子。

目前,國內外處理垃圾滲濾液主要為生物處理方法,生物方法對於易生物降解的廢水可以有很好的去除效果,而且工藝比較成熟、運行費用較為低廉。但是對於濃度很高、可生化性較差的有機廢水來講,采用常規的生物處技術難以達到令人滿意的效果。垃圾滲濾液中COD、氨氮、金屬離子濃度都很高,這些特點均限製了常規的生物處理方法在垃圾滲濾液處理中的運用。

如果在處理係統中提高汙泥濃度,延長汙泥停留時間,可以提高廢水的處理效果。提高汙泥濃度可以使係統中汙泥負荷降低,提高係統對廢水中有機物的去除效果。延長汙泥停留時間會使係統中的微生物種群發生變化,有利於硝化菌的生長和馴化具有去除難降解有機物能力的新型菌種。近年來,國內外出現了一種新型的水處理技術――膜生物反應器(TMBR)。TMBR是膜分離技術和活性汙泥法相結合的一種新型水處理技術,利用膜的截留作用使微生物完全被截留在生物反應器中,實現水力停留時間和汙泥齡的完全分離,從而保證了係統中維持高濃度的汙泥齡很長的活性汙泥。由此可見,TMBR對於處理難降解的有機廢水和高濃度氨氮廢水方麵有著很大的優勢。

膜法

膜法包括:超濾膜(UF)、納濾膜(NF)和反滲透(RO)等,主要優點是:一是過濾精度比較高,膜的孔徑比較小,特別是反滲透膜孔徑一般在0.1μm~1μm,能去除細菌、微生物、溶解鹽等。目前在海水淡化,純淨水、高純水、物料分離、濃縮中廣為應用。二是運行不容易受環境的影響,對反滲透影響比較大環境因素主要是壓力,溫度、進水水質。這些量可以測量,並且可以控製。但膜技術也有其不足之處主要有:第一,當進水汙染物濃度較高時,進水的滲透壓就特別高,就需要進水有較高的壓力克服滲透壓,才能實現物料分離。

因此,其在處理汙染物濃度較高的廢水時其運行壓力高,能耗大。特別是對於反滲透,它的運行壓力比較高,能耗較大。納濾係統則相對反滲透係統運行壓力低,能耗較小。第二,也是最為重要的一方麵就是:膜法是一種純粹的物理分離,因此膜法本身不能消解汙染物,它隻能把水和汙染物分離,而不能降解汙染物,更不能實現汙染物的無害化和資源化。其分離處理出來的汙染物濃度是進水濃度的3~5倍,這種濃溶液比原液更難處理,更容易造成環境的破壞。正是因為膜法這種特點,使其較多的應用於物料的濃縮,回收,而很少單獨應用於高濃度有機物廢水的處理,其隻能在高濃度有機廢水的處理中起輔助作用。且反滲透積累鹽分,增大電導率。

厭氧+好氧法+膜法

厭氧處理法以厭氧反應器的應用最為廣泛,目前實際用於生產的主要有普通厭氧反應器、升流式厭氧汙泥床(UASB)、內循環厭氧反應器(IC)、厭氧流化床反應器、厭氧固定床反應器(厭氧濾池AF)、厭氧旋轉接觸反應器以及上述反應器的組合型如厭氧複合反應器(UBF)等;

好氧處理法主要有A/O-TMBR生化反應池法、A/O法,TMBR法、生物膜法等,對於垃圾滲濾液處理,目前常用的好氧法主要為具有延時曝氣功能的A/O-TMBR生化反應池與TMBR法。

膜法,特別是納濾(NF),過濾孔徑在1μm,可以去除水中粒徑較小的雜質,且運行壓力較低。因此,將把它作為終端工藝應用在滲濾液處理工程中,和反滲透膜(RO)結合使用,可以確保滲濾液處理係統最終出水指標達到循環水係統補充水使用要求。

該工藝在充分利用生化處理能夠比較徹底的降解有機物的特點,可以最大限度的降解汙染物,使其減量化,特別是厭氧反應產生的生物氣體是一種比較環保的能源,這樣就是汙染物資源化。同時,利用膜法這種處理精度高的物化處理方法,可以有效的保證出水的水質,特別是對於垃圾滲濾液這種汙染物含量較高的廢水。

因此,采用該工藝組合處理高濃度的垃圾滲濾液是目前確保出水穩定達標的最可行技術路線,CODcr、BOD5、氨氮和色度的去除率均很高,完全可以達到國家有關的排放標準。該工藝是目前不管在國外還是在國內應用最多的,工程經驗比較豐富的滲濾液處理方法。

A/O+膜法

A/O法采用較高的汙泥濃度,去除90%左右的COD與NH3-N,這種方法在日前的工程實例中可以達到更好的處理效果與更長更穩定的運行效果。

基於以上的評述,本項目擬采用厭氧處理法的工藝。

總體來講,充分認識滲濾液的特點,結合當地實際情況,盡可能采用先進、穩定、高效的工藝技術至關重要。

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