伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,采用垃圾焚燒發(fā)電是垃圾利用的創(chuàng)新措施之一,但是在垃圾焚燒發(fā)電的過程中,不可避免的會(huì)帶來安全和環(huán)境問題。在垃圾滲瀝液處理過程中,一般采用膜滲透工藝作為最終處理工藝,其出水基本能達(dá)標(biāo)排放。
但是膜分離技術(shù)不可避免產(chǎn)生污染性極強(qiáng)的滲瀝液濃縮液,其有機(jī)濃度高、鹽度高、色度高、可生化性低。對(duì)目前幾種常用的濃縮液處理技術(shù)進(jìn)行分析比較,指出可以通過組合處理的方式,實(shí)現(xiàn)減量化、資源化及無害化。
我國原生生活垃圾的特點(diǎn)是廚余垃圾比重大、平均含水率在50%~60%、有機(jī)物含量高,目前國內(nèi)均以混合收集為主,垃圾成分復(fù)雜且相對(duì)熱值較低。國內(nèi)生活垃圾焚燒廠設(shè)計(jì)中,垃圾一般需在垃圾坑中儲(chǔ)存,經(jīng)過5~7d的發(fā)酵熟化,使垃圾中的水分瀝出,提高垃圾燃燒熱值。
1生活垃圾焚燒廠滲瀝液特點(diǎn)
滲瀝液一般為黑褐色、強(qiáng)惡臭、黏稠狀的液體。滲瀝液中污染物成分復(fù)雜多變、水質(zhì)成分十分復(fù)雜、水量隨季節(jié)波動(dòng)較大。滲瀝液中有機(jī)污染物濃度高,COD一般為40000~80000mg/L,BOD5最高可達(dá)38000mg/L,但可生化性較好,一般B/C大于0.4。
氨氮濃度高,一般為1000~1800mg/L。重金屬離子與鹽分含量高,滲瀝液的電導(dǎo)率高達(dá)30~40mS/cm。滲瀝液呈酸性,pH較低,一般為4~6。
2滲瀝液處理工藝
生物法處理技術(shù)有較好的經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性,滲瀝液中的絕大部分有機(jī)污染物和氨氮可以采用生物法進(jìn)行降解并去除,避免了污染物的二次轉(zhuǎn)移;同時(shí),由于垃圾滲瀝液有機(jī)污染物濃度很高,可生化性較好,適合采用厭氧-好氧組合工藝,即在好氧工藝處理前增加厭氧作為預(yù)處理工藝,厭氧工藝前置可有效降低有機(jī)污染物負(fù)荷,減輕后續(xù)好氧處理的壓力和成本。
然而,單純的生物法出水穩(wěn)定性一般相對(duì)較差,可以考慮結(jié)合膜技術(shù)對(duì)生物法處理后的殘留污染物進(jìn)行進(jìn)一步的處理。生活垃圾焚燒廠滲瀝液處理工藝組合一般為:厭氧+好氧+膜法(超濾+納濾或反滲透)工藝組合。
3濃縮液處理工藝
納濾和反滲透這種膜處理工藝屬于純物理的物質(zhì)分離過程,其結(jié)果必然會(huì)產(chǎn)生污染物濃度非常高的滲瀝液濃縮液,該濃縮液體積占滲瀝液水量的13%~30%,顏色一般為棕黑色。濃縮液總氮高達(dá)400mg/L以上,含鹽量高,電導(dǎo)率為50~80mS/cm,易結(jié)垢,離子含量高。
反滲透濃縮液富集了滲瀝液中幾乎所有的一價(jià)鹽,鹽分含量很高。膜濃縮液的處理和處置成為垃圾滲瀝液零排放的關(guān)鍵。目前濃縮液的處理主要采取以下幾種方式。
3.1濃縮液回流工藝
該工藝將濃縮液回流到調(diào)節(jié)池,由于濃縮液中含有大量的難降解物質(zhì),且含鹽量極高,隨著長時(shí)間的回流,污水中難降解COD的含量不斷積累,同時(shí)廢水的TDS含量也顯著提高,導(dǎo)致微生物的活性不斷降低,生化出水品質(zhì)下降,后續(xù)膜處理過程中的膜組件結(jié)垢嚴(yán)重,膜通量下降,需要提高膜的清洗頻率等,膜的使用壽命也隨之降低。不斷累積鹽分和重金屬,會(huì)嚴(yán)重影響后續(xù)處理工藝的去除效率,使整套處理工藝的處理能力下降。
3.2蒸發(fā)工藝
采用蒸發(fā)工藝可以使水體中的污染物固化,避免了濃縮液回流對(duì)滲瀝液處理系統(tǒng)可能帶來的不利影響。蒸發(fā)處理工藝可以將處理溶液體積濃縮到不足原液體積的2%~10%。目前應(yīng)用較多的是機(jī)械蒸汽壓縮蒸發(fā)(MVC),該工藝是一種液體分離濃縮的裝置,采用完全的物理化學(xué)分離過程,清液回收率在85%左右,出水水質(zhì)較好。
由于濃縮液中腐殖質(zhì)在蒸發(fā)過程中首先析出,蒸發(fā)器和換熱器內(nèi)壁易形成腐殖質(zhì)黏液層,導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)垢嚴(yán)重,使換熱效率和蒸發(fā)能效比降低,增加蒸發(fā)裝置的清洗頻率。此外,蒸發(fā)后的濃液還需進(jìn)行干燥處理,能耗較高,增加處理費(fèi)用。
3.3活性炭吸附+樹脂吸附
活性炭可以對(duì)濃縮液中難降解有機(jī)物產(chǎn)生很好的吸附作用,且吸附時(shí)間短。吸附出水中有機(jī)物濃度將明顯降低。吸附出水再經(jīng)過大孔樹脂吸附,去除濃縮液中的總氮。
活性炭對(duì)濃縮液中難降解有機(jī)物的吸附效果跟有機(jī)物分子的大小和活性炭孔徑是否匹配有關(guān),該吸附僅將有機(jī)物從濃縮液中分離出來,并沒有真正去除有機(jī)物,且由于活性炭在吸附后不易再生、對(duì)親水性小分子有機(jī)物吸附效果差。處理成本較高,且再生廢液中的有機(jī)物處理以及濃縮液中的重金屬處理也是難題。因此目前該工藝工程應(yīng)用較少。
3.4混凝沉淀處理技術(shù)
來自納濾的濃縮液可以采用混凝沉淀進(jìn)行預(yù)處理。混凝劑可以采用三氯化鐵,首先濃縮液進(jìn)入混凝反應(yīng)器并加入三氯化鐵混凝劑進(jìn)行攪拌混凝,濃縮液經(jīng)混凝劑改性后進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉淀,經(jīng)過混凝沉淀預(yù)處理后可以去除濃縮液中50%的COD,并且大部分二價(jià)鹽離子也隨之沉淀下來。
混凝沉淀處理后的濃縮液回流進(jìn)入調(diào)節(jié)池,與新進(jìn)入的滲瀝液再次進(jìn)入處理系統(tǒng)處理。沉淀產(chǎn)生的污泥沉渣排入污泥儲(chǔ)池與其他剩余污泥一并進(jìn)行脫水處理?;炷恋韺?duì)濃縮液有一定的凈化效果,但不夠徹底,故可以采用該工藝對(duì)濃縮液進(jìn)行預(yù)處理,再結(jié)合其他工藝對(duì)濃縮液進(jìn)行更好的處置。
3.5高級(jí)氧化
高級(jí)氧化技術(shù)可以用來處理高濃度難生化降解的廢水,也可以應(yīng)用于滲瀝液濃縮液的處理。該技術(shù)通過化學(xué)氧化劑以及其他物理化學(xué)過程產(chǎn)生大量具有極強(qiáng)氧化性的?OH等自由基降解水中的有機(jī)物。
高級(jí)氧化技術(shù)根據(jù)氧化劑和催化劑不同,有Fenton法和類Fenton法、電化學(xué)氧化法、臭氧氧化法、光化學(xué)氧化法和光催化氧化法等。高級(jí)氧化法可以較為高效地去除濃縮液中的有機(jī)物,但是經(jīng)過高級(jí)氧化后的濃縮液一般還是難以達(dá)標(biāo)排放。該方法不能徹底處理濃縮液,仍會(huì)有一部分濃液殘留,容易引起二次污染,無法從根本上解決濃縮液問題。
4結(jié)束語
雖然處理滲瀝液濃縮液的方法很多,可以濃縮減量處理,也可以無害化處理,但是單純依靠單一的處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)濃縮液的穩(wěn)定高效處理并且達(dá)標(biāo)排放難度較大,可以考慮通過幾種不同方法的組合來實(shí)現(xiàn)對(duì)濃縮液的處理處置。生活垃圾焚燒廠對(duì)滲瀝液濃縮液的處置,可以結(jié)合生活垃圾焚燒處理過程,采取不同的濃縮液處理方式,達(dá)到減量化、無害化的效果。